Melhorando o rendimento das colheitas enquanto conserva os recursos: A estudante de doutorado Julia Sokol está ajudando a desenvolver tecnologias de irrigação por gotejamento que permitem aos agricultores economizar água e energia

Quando se trata da saúde do planeta, agricultura e produção de alimentos desempenham um papel enorme. Segundo a Organização das Nações Unidas para Agricultura e Alimentação, aproximadamente 37 por cento da terra em todo o mundo é usada para agricultura e produção de alimentos, e 11 por cento da superfície terrestre da Terra é usada especificamente para a produção agrícola. Encontrar formas de tornar a agricultura mais sustentável e eficiente é crucial não só para o ambiente, mas também para o abastecimento global de alimentos.

A estudante de pós-graduação Julia Sokol está trabalhando para tornar a irrigação por gotejamento mais barata e mais eficiente na Engenharia e Pesquisa Global do MIT (ENGRENAGEM) Laboratório. Crédito: Tony Pulson

Julia Sokol cresceu longe de qualquer fazenda. Nascido na Rússia, Sokol e sua família se mudaram quando ela tinha 10 anos para a cidade de Nova York, onde seu pai trabalhava para as Nações Unidas. Nos dias de hoje, Contudo, Sokol, estudante de doutorado em engenharia mecânica, passa muito tempo pensando em agricultura. Nos últimos dois anos, Sokol tem trabalhado em um projeto de irrigação por gotejamento no Global Engineering and Research do MIT (ENGRENAGEM) Laboratório.

Depois de receber seu bacharelado em engenharia mecânica na Universidade de Harvard, Sokol passou algum tempo na indústria, primeiro como assistente de pesquisa na Schlumberger, depois trabalhando em uma pequena empresa de consultoria em sustentabilidade. Querendo uma base técnica mais forte, ela se inscreveu no MIT para fazer pós-graduação.

Durante seu programa de mestrado, Sokol fez curso 2.76 (Engenharia Global), que foi ministrado pelo professor associado e investigador principal do GEAR Lab, Amós Inverno. Tendo desenvolvido interesse em questões relacionadas à água, Sokol aproveitou a oportunidade para trabalhar com Winter no projeto de irrigação por gotejamento com eficiência energética do GEAR Lab.

“Fiquei muito animado em participar do projeto,” diz Sokol. “Ele combina perfeitamente com a minha paixão pela sustentabilidade com o meu interesse em investigação fundamental em mecânica dos fluidos e design do sistema.”

Ao invés de irrigação por inundação - em que a água é bombeada de uma fonte para inundar um campo - irrigação por gotejamento tem uma bomba central que move a água através de uma rede de tubos. Emissores ligados aos tubos de libertar água uniformemente por todo o campo, resultando em maior rendimento da colheita e um menor consumo de água, quando comparado com inundar irrigação.

“O objetivo da irrigação por gotejamento é fornecer água com uma vazão baixa o suficiente para que as raízes comecem a absorvê-la imediatamente., em vez de evaporar ou percolar de volta para um aquífero,” explica Sokol.

Os emissores usados ​​na irrigação por gotejamento dispersam a água uniformemente, em oposição à irrigação por inundação, o que muitas vezes faz com que as colheitas fiquem encharcadas. “Esses emissores de gotejamento precisam fornecer uma vazão uniforme em todo o campo para que todas as culturas recebam a mesma quantidade de água,”adiciona Susan Amrose, um cientista pesquisador do GEAR Lab.

A equipe de pesquisa primeiro se concentrou nas características geométricas desses emissores. Eles desenvolveram um modelo matemático que descreve como as características geométricas interagem com as membranas dentro delas.. Com base neste modelo, eles otimizaram os emissores para obter a menor pressão possível necessária para garantir que a água flua para as plantações na taxa certa.

Emissores comerciais exigem pressão mínima de ativação de 1 barra para fornecer uma vazão constante para as culturas. Graças às mudanças que a equipe fez dentro do emissor, eles baixaram a pressão de ativação para apenas 0.15 Barra. Esta redução na pressão necessária para acionar os gotejadores reduziu pela metade a energia necessária para operar a bomba central.

“Reduzir a pressão reduz o custo geral do sistema, o que é benéfico para o agricultor, e, claro, também ajuda a reduzir as emissões de gases com efeito de estufa,” diz Sokol.

Para sistemas de irrigação por gotejamento fora da rede que operam via energia solar, a utilização dos novos emissores poderia reduzir os custos para o agricultor, 40 por cento. “Para agricultores em países em desenvolvimento, esta economia de custos reduz a barreira para uma tecnologia que conserva a água e aumenta o rendimento,”adiciona Amrose.

A equipe conduziu uma série de testes de campo em Marrocos e na Jordânia, onde trabalham com ONGs parceiras e agricultores privados para testar os emissores recentemente concebidos e o sistema de irrigação otimizado.

“A maior conclusão desses testes de campo foi o quanto nosso sistema reduziu a energia e os custos, ao mesmo tempo em que proporcionou alta uniformidade de taxa de fluxo às culturas.,” explica Sokol.

De acordo com Amrose, A Sokol tem sido fundamental no desenvolvimento e teste destes emissores. “Ela traz o pacote completo – ela é uma excelente designer, ela pode estar em campo consertando hardware, e ela também é incrivelmente boa teoricamente, trabalhando com modelos,”Amrose diz.

Sokol e a equipe do GEAR Lab continuarão a fazer melhorias no design dos emissores que reduzem custos, conservar recursos, e melhorar o rendimento da colheita. Sua pesquisa é financiada pela Jain Irrigation Systems e USAID.

“A população global continua crescendo, então precisamos de maior produtividade agrícola,”Sokol acrescenta. “Esse é o nosso foco – fazer isso acontecer, especialmente nas áreas em desenvolvimento.”

Fonte: http://news.mit.edu, por Mary Beth O'Leary