Projectos dos Detectives do Clima 2022-2023
Título do projeto: InNovarAcção: Alterações climáticas, qualidade do ar e economia agrícola local
Equipe: InNovarAzione
ITI OMAR Novara Itália 7 A idade do aluno: 14-15 anos, 16-17 anos
É possível criar um material super-absorvente para a agricultura fazer face à seca?
É possível criar um material super-assorvente para a agricultura, de modo a entrar em contacto com a segurança?
As alterações climáticas e ambientais têm um impacto particular na água. Dos 7,7 mil milhões de habitantes do planeta, cerca de 3 mil milhões vivem em terras áridas. Estas últimas, no seu conjunto, cobrem 46,2% da superfície terrestre. Tendo em conta as alterações climáticas em curso, os longos períodos de seca e o aumento das zonas desérticas, é necessário poder estudar novos materiais para captar e armazenar a água no ar. No Piemonte, o verão de 2022 teve uma temperatura média de 20,7°C, com uma anomalia térmica positiva de 3,1°C em relação à média 1971-2000, e foi a segunda estação estival mais quente na distribuição histórica dos últimos 65 anos, depois do verão excecional de 2003. O uso de imagens de satélite (índices NDMI, NDVI, OTCI), processadas com técnicas avançadas de inteligência artificial, permitiu-nos estabelecer que aproximadamente 3.000 hectares de arrozais foram perdidos na província de Novara, representando 10% da área total de arroz na área de Novara. O nosso projeto visava a construção de um protótipo para captar a humidade do ar e transformá-la em água. O objetivo principal era a realização de um produto superabsorvente de baixo custo, estável, regenerável e, acima de tudo, obtido a partir de matérias-primas ecológicas. O gel é composto principalmente por dois ingredientes baratos e comuns: a celulose, que provém das paredes das plantas, e a goma konjac, um espessante utilizado na culinária. A goma konjac, devido à sua estrutura porosa, capta a humidade do ar, enquanto a celulose, quando aquecida pelo sol, liberta a água captada devido às suas qualidades hidrófobas. Os tempos de síntese são reduzidos porque o gel, uma vez liofilizado num molde, pode ser retirado e utilizado imediatamente.
I cambiamenti climatici ed ambientali impattano in particolar modo sull'acqua. Sui 7,7 miliardi di abitanti del Pianeta, circa 3 miliardi vivono nelle zone aride. Queste ultime, messe insieme, coprono il 46,2% delle terre emerse. Visti i cambiamenti climatici in atto, i lunghi periodi di siccità, l'aumento delle zone desertiche, è necessario potere studiare nuovi materiali per la cattura e l'immagazzinamento dell'acqua presente nell'aria. Em Piemonte l'estate 2022 ha avuto una temperatura media di 20.7°C, con un'anomalia termica positiva di 3.1°C rispetto alla media del periodo 1971-2000, ed è risultata la seconda stagione estiva più calda nella distribuzione storica degli ultimi 65 anni dopo l'eccezionale estate 2003. L'utilizzo di immagini satellitari (indici NDMI, NDVI, OTCI), elaborate con tecniche avanzate di intelligenza artificiale, ha permesso di stabilire che nella provincia di Novara sono andati persi circa 3.000 ettari a risaia che rappresentano il 10% della superficie totale a riso del novarese. O nosso projeto visa a realização de um protótipo para capturar a humidade presente na água e transformá-la em água. O objetivo principal é a realização de um produto super-assorvente a baixo custo, estável, rígido e, sobretudo, sustentável a partir de matérias-primas verdes. O gel é composto principalmente por dois ingredientes económicos e comuns: a celulose, proveniente das partes vegetais das plantas, e o goma de konjac, um aditivo utilizado na culinária. O gomma de konjac, graças à sua estrutura porosa, captura a humidade da água, enquanto a celulose, quando é escaldada com a sola, rilascia a água capturada graças às suas qualidades repelentes. Os tempos de síntese são reduzidos porque o gel, uma vez liofilizado num único frasco, pode ser picado e utilizado imediatamente.
Medição da absorção de vapor de água: Antes da medição da absorção de vapor de água, todas as amostras foram secas numa estufa a 90 °C durante, pelo menos, 2 h. As amostras secas de polímeros super-higroscópicos (SHPF) foram colocadas em frascos e depois seladas num sistema de humidade controlada por HR (secador ou micro-estufa). A humidade relativa na câmara de ensaio foi estabilizada para o valor desejado com uma solução sobre-saturada de um sal específico. A humidade relativa de ~15% e ~30% foi obtida utilizando soluções super-saturadas de LiCl e CH3CO2K, respetivamente. Foi utilizada uma sonda higrómetro e termómetro para controlar a humidade relativa e a temperatura na câmara. Em seguida, com uma microbalança, observámos as variações de peso durante as fases de absorção e de dessorção; foi utilizada uma lâmpada de infravermelhos para a dessorção controlada. Dos resultados experimentais obtidos, pode deduzir-se que as concentrações óptimas dos reagentes são: KGM 4,6% de peso e HPC 1% de peso.
- Os polímeros podem efetuar mais de 10 ciclos de absorção-dessorção por dia.
- A água absorvida pode ser libertada rapidamente a temperaturas de aquecimento solar de 30 °C.
- A absorção de água diminui com o aumento do teor de HPC
- A goma konjac e a hidroxipropilcelulose são biomassas renováveis e de baixo custo
- A menor espessura do polímero absorve 0,64 g∙g -1 de água a 15% por H.R.
Misura dell'assorbimento del vapore acqueo: Prima della misurazione dell'assorbimento del vapore acqueo, tutti i campioni sono stati essiccati in stufa a 90 °C per almeno 2 h. I campioni di polimerici super igroscopici (SHPF) essiccati sono stati introdotti all'interno di vials e successivamente chiusi in un sistema ad umidità RH controllato (essiccatore o micro-serra). A humidade relativa na câmara de prova é estabilizada ao valor desejado com uma solução de saturação de uma venda específica. A humidade relativa do ~15% e do ~30% foi realizada utilizando soluções super-saturais de LiCl e CH3CO2K, respetivamente. Para a monitorização da humidade relativa e da temperatura na câmara, foram utilizados um igrómetro e uma sonda termométrica. Servindo-se de uma microbilância, observaram-se as variações de peso durante as fases de absorção e de dessorção, tendo sido utilizada uma lâmpada IR para controlar a dessorção. Dos resultados experimentais obtidos deduz-se que as concentrações óptimas dos reagentes são: KGM 4,6% peso e HPC 1% peso.
- Os polímeros podem efetuar mais de 10 ciclos de absorção-desabsorção por dia.
- L'acqua assorbita può essere rilasciata in tempi brevi con temperature di riscaldamento solare di 30 °C.
- A absorção de água diminui com o aumento do teor de HPC
- A goma de konjac e a idrossipropilcelulosa são biomassas inovadoras e de baixo custo
- O maior teor de polimero absorve 0,64 g∙g -1 de água no 15% da H.R.
A partir da análise dos dados de satélite, dos inquéritos da Arpa Piemonte e dos estudos realizados pela Agência Nacional do Arroz, é evidente que as alterações climáticas em curso, a escassez de água e o aumento dos níveis de poluição atmosférica estão a comprometer tanto a produção como a qualidade do arroz na zona de Novara. A nossa ação concreta consiste na criação de um campo de arroz experimental de um metro quadrado no relvado da nossa escola. O solo do arrozal será tratado com o gel superabsorvente feito de goma koniac e hidroxipropilcelulose, experimentando a variedade de arroz Prometheus 81, que tem um sistema radicular muito mais desenvolvido e pode, portanto, crescer mais profundamente. Desta forma, a planta pode alcançar camadas de solo que normalmente não seriam exploradas por outras variedades de arroz com um sistema radicular horizontal.
Dall'analisi dei dati satellitari, dai rilievi Arpa Piemonte e dagli studi condotti dall'ente Nazionale risi appare evidente che i cambiamenti climatici in atto, la carenza idrica e l'aumento del grado di inquinamento dell'aria stanno compromettendo sia la produzione sia la qualità dei risi del territorio Novarese. La nostra azione concreta prevede la realizzazione di una risaia sperimentale di un metro quadrato all'interno del prato della nostra scuola. O solo da rampa será tratado com o gel superabsorvente à base de goma de koniac e idrossi-propil-celulosa, experimentando a variedade de riso prometeo 81 que possui um aparelho radical muito mais desenvolvido e, portanto, pode crescer mais em profundidade, la pianta, in questo modo, può raggiungere strati del suolo che normalmente non verrebbero esplorati da altre varietà di riso con un sistema radicale di tipo orizzontale.
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Este projeto foi traduzido automaticamente para inglês.
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