La ricerca

Con un pannello solare e un idrogel gli spinaci sono cresciuti nel deserto

Con un pannello solare e un idrogel gli spinaci sono cresciuti nel deserto
Un impianto fotovoltaico e una sostanza particolare sono serviti a estrarre e raccogliere acqua dall'aria. Così gli scienziati sono riusciti a far germogliare una pianta in una delle aree più aride del Pianeta
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La tecnologia non ha limiti, o quasi. Oggi, per esempio, un gruppo di ricerca in Arabia Saudita è riuscito a far crescere nel deserto una pianta nota con il nome di spinaci d'acqua. Come? Con una nuova tecnica, basata su pannello solare fotovoltaico e su una sostanza particolare, un idrogel creato appositamente dai ricercatori. La combinazione di questi due elementi ha consentito, anche in ambienti molto caldi e aridi, di ottenere acqua con cui nutrire la pianta. La ricerca, condotta dall'Università King Abdullah per la Scienza e la Tecnologia, è pubblicata sulla rivista Cell Reports Physical Science.

Usare il calore “di scarto”

I ricercatori hanno sfruttato alcuni elementi di scarto, nella produzione di energia con pannelli fotovoltaici e le proprietà di un idrogel sviluppato in precedenza, che si è dimostrato efficiente nell'assorbire e rilasciare acqua. Il sistema è composto in questo modo: il pannello viene posto sopra uno strato di idrogel, che a sua volta si trova al di sopra di un'ampia scatola metallica che raccoglie l'acqua. L'idea è quella di sfruttare prodotti di scarto per far funzionare l'ingranaggio: in questo caso la “sostanza” che verrebbe sprecata è il calore prodotto dai pannelli fotovoltaici quando generano elettricità dalla luce. Questo calore riscalda l'idrogel che così emette l'acqua precedentemente assorbita. Un altro modo di utilizzare il sistema è poi il seguente: l'idrogel riesce ad aumentare del 9% l'efficienza dei pannelli fotovoltaici, dato che assorbe il calore prodotto e abbassa la temperatura.

L'esperimento con temperature elevate

Gli autori hanno svolto l'esperimento in Arabia Saudita, per 2 settimane nel mese di giugno, in presenza di temperature molto elevate. Nel test, per irrigare le piante hanno utilizzato soltanto l'acqua estratta dall'aria con il procedimento descritto. In particolare, sono partiti da 60 semi di Ipomoea aquatica, anche conosciuta con il nome di spinaci d'acqua o di fiume. I semi erano posti all'interno di contenitori in plastica per la coltivazione delle piante. Nel corso dell'esperimento, un pannello della dimensione di un banco per studenti ha generato più di 1,5 kWh (chilowattora), unità di misura che secondo la definizione ufficiale rappresenta l'equivalente di un'energia assorbita in un'ora da un macchinario che ha una potenza di 1000 watt. Durante le 2 settimane, 57 dei 60 semi sono germogliati e le piante sono cresciute fino ad un'altezza di 18 centimetri. In totale, inoltre, l'idrogel ha rilasciato circa 2 litri d'acqua prelevati dall'aria secca.

Gli spinaci d'acqua sono una pianta tropicale che cresce nelle zone umide o proprio in acqua. La pianta è coltivata e rappresenta un ingrediente diffuso in alcuni tipi di cucine orientali, in particolare nel sud-est asiatico, dove è impiegata in molti piatti. Gli spinaci d'acqua non sono imparentati con gli spinaci, ma questo non esclude che in futuro l'esperimento non possa essere ripetuto anche con gli spinaci o altri vegetali che consumiamo comunemente.

Portare energia e acqua nei climi aridi

“Il nostro obiettivo era creare un sistema integrato con un design che includa energia pulita, produzione di cibo e con particolare attenzione alla creazione di acqua”, spiega l'autore Peng Wang, docente di scienze ambientali e ingegneria presso l'università King Abdullah per la Scienza e la Tecnologia, “che distingue questo approccio da quello dell'attuale agrifotovoltaico”, in cui la produzione agricola è combinata con il fotovoltaico nello stesso terreno. Lo scopo ultimo potrebbe essere quello di fornire nuove risorse prima non disponibili a popolazioni che vivono in zone povere e in ambienti con clima arido. Circa 2 miliardi di persone, come ricordano gli autori nel testo, non hanno l'accesso ad acqua pulita e 800 milioni non hanno l'elettricità. Fra queste, 300 milioni di persone abitano in regioni rurali con climi aridi o semi-aridi in Africa, Asia meridionale e nel Medio Oriente.