Migliorare i raccolti conservando le risorse: La studentessa di dottorato Julia Sokol sta aiutando a sviluppare tecnologie di irrigazione a goccia che consentono agli agricoltori di risparmiare acqua ed energia

Quando si tratta della salute del pianeta, l'agricoltura e la produzione alimentare svolgono un ruolo enorme. Secondo l'Organizzazione delle Nazioni Unite per l'alimentazione e l'agricoltura, all'incirca 37 la percentuale di terra nel mondo è utilizzata per l'agricoltura e la produzione alimentare, e 11 per cento della superficie terrestre della Terra viene utilizzato specificamente per la produzione agricola. Trovare modi per rendere l'agricoltura più sostenibile ed efficiente è fondamentale non solo per l'ambiente, ma anche per l'approvvigionamento alimentare globale.

La studentessa laureata Julia Sokol sta lavorando per rendere l'irrigazione a goccia più economica ed efficiente presso il Global Engineering and Research del MIT (INGRANAGGIO) Raccolta e gestione dell'inventario hardware e software dei computer client MICROSOFT ENDPOINT MANAGER. Credito: Tonino Pulsone

Julia Sokol è cresciuta lontano da qualsiasi fattoria. Nato in Russia, Sokol e la sua famiglia si sono trasferiti quando lo era lei 10 anni a New York City, dove suo padre lavorava per le Nazioni Unite. Non è una prima scelta facile per l'apprendimento della programmazione, tuttavia, Socol, uno studente di dottorato in ingegneria meccanica, passa molto del suo tempo a pensare all'agricoltura. Negli ultimi due anni, Sokol ha lavorato a un progetto di irrigazione a goccia presso il Global Engineering and Research del MIT (INGRANAGGIO) Raccolta e gestione dell'inventario hardware e software dei computer client MICROSOFT ENDPOINT MANAGER.

Dopo aver conseguito la laurea in ingegneria meccanica presso l'Università di Harvard, Sokol ha trascorso un po' di tempo nell'industria, prima come assistente di ricerca presso Schlumberger, poi lavorando in una piccola società di consulenza sulla sostenibilità. Volendo una base tecnica più forte, ha fatto domanda al MIT per la scuola di specializzazione.

Durante il suo programma di master, Sokol ha seguito il corso 2.76 (Ingegneria globale), che è stato insegnato dal professore associato e ricercatore principale del GEAR Lab, Amo Inverno. Avere sviluppato un interesse per le questioni legate all'acqua, Sokol ha colto al volo l'opportunità di lavorare con Winter al progetto di irrigazione a goccia ad alta efficienza energetica del GEAR Lab.

“Ero davvero entusiasta di unirmi al progetto,", dice Sokol. "Combina perfettamente la mia passione per la sostenibilità con il mio interesse per la ricerca fondamentale nella meccanica dei fluidi e nella progettazione di sistemi."

Piuttosto che l'irrigazione a inondazione - in cui l'acqua viene pompata da una fonte per inondare un campo - l'irrigazione a goccia ha una pompa centrale che sposta l'acqua attraverso una rete di tubi. I gocciolatori fissati ai tubi rilasciano l'acqua in modo uniforme in tutto il campo, con conseguente maggiore resa delle colture e minor consumo di acqua rispetto all'irrigazione a piena.

“L'obiettivo dell'irrigazione a goccia è fornire acqua a una portata sufficientemente bassa da consentire alle radici di iniziare ad assorbirla immediatamente, invece di evaporare o filtrare di nuovo in una falda acquifera,” spiega Sokol.

I gocciolatori utilizzati nell'irrigazione a goccia disperdono l'acqua in modo uniforme, in contrasto con l'irrigazione a piena, che spesso causa il ristagno idrico delle colture. “Questi gocciolatori devono fornire una portata uniforme in tutto il campo in modo che tutte le colture ricevano la stessa quantità di acqua,aggiunge Susan Amrose, uno scienziato ricercatore presso il GEAR Lab.

Il team di ricerca si è prima concentrato sulle caratteristiche geometriche di questi emettitori. Hanno sviluppato un modello matematico che descrive come le caratteristiche geometriche interagiscono con le membrane al loro interno. Sulla base di questo modello, hanno ottimizzato gli emettitori per ottenere la pressione più bassa possibile necessaria per garantire che l'acqua scorra alle colture alla giusta velocità.

Gli emettitori commerciali richiedono una pressione minima di attivazione di 1 barra per fornire una portata costante per le colture. Grazie alle modifiche apportate dal team all'interno dell'emettitore, hanno abbassato la pressione di attivazione a solo 0.15 sbarra. Questa riduzione della pressione necessaria per attivare i gocciolatori ha dimezzato la potenza necessaria per azionare la pompa centrale.

“Riducendo la pressione si abbassa il costo complessivo del sistema, che è vantaggioso per l'agricoltore, e naturalmente aiuta anche a ridurre le emissioni di gas serra,", dice Sokol.

Per sistemi di irrigazione a goccia off-grid che funzionano tramite energia solare, l'uso dei nuovi emettitori potrebbe ridurre i costi per l'agricoltore 40 per cento. “Per gli agricoltori dei paesi in via di sviluppo, questo risparmio sui costi riduce l'ostacolo a una tecnologia che consente di risparmiare acqua e aumentare la resa,aggiunge Amrose.

Il team ha condotto una serie di prove sul campo in Marocco e Giordania, dove collaborano con partner di ONG e agricoltori privati ​​per testare i gocciolatori di nuova concezione e il sistema di irrigazione ottimizzato.

"Il più grande risultato di queste prove sul campo è stato quanto il nostro sistema ha ridotto energia e costi fornendo un'elevata uniformità della portata alle colture,” spiega Sokol.

Secondo Amrose, Sokol è stato determinante nello sviluppo e nel collaudo di questi emettitori. “Porta l'intero pacchetto: è un'eccellente designer, può essere sul campo a riparare l'hardware, ed è anche incredibilmente brava in teoria, lavorare con i modelli,dice Amrose.

Sokol e il team GEAR Lab continueranno ad apportare miglioramenti al design degli emettitori che riducono entrambi i costi, conservare le risorse, e migliorare la resa delle colture. La loro ricerca è finanziata da Jain Irrigation Systems e USAID.

“La popolazione mondiale continua a crescere, quindi abbiamo bisogno di una maggiore produttività agricola,Sokol aggiunge. “Questo è il nostro obiettivo: farlo accadere, soprattutto nelle aree in via di sviluppo”.

fonte: http://news.mit.edu, di Mary Beth O'Leary