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Fertilizantes feitos de urina podem permitir a agricultura espacial

Traduzido de Science Daily

Em ambientes extremos, até as tarefas mais comuns podem parecer desafios intransponíveis. Devido a tais dificuldades, a humanidade, em sua maior parte, se estabeleceu em terrenos favoráveis ​​para fazer a colheita, pastorear o gado e construir abrigos. Mas, à medida que buscamos expandir os limites da exploração humana, tanto na terra quanto no espaço, os pioneiros nessa busca sem dúvida enfrentarão condições que, para todos os efeitos, não são propícias à habitação humana.

Um dos principais desafios enfrentados por qualquer assentamento de longo prazo, seja na Antártica ou em Marte (talvez no futuro próximo), é alcançar algum grau de autonomia, para permitir que colônias isoladas sobrevivam mesmo em caso de falha. catastrófico. no provisionamento. E a chave para alcançar essa autonomia é garantir a suficiência alimentar e a autossuficiência. Não é de surpreender, portanto, que a tecnologia da agricultura espacial seja um dos tópicos de pesquisa atualmente sendo realizados pelo Centro de Pesquisa de Colônias Espaciais da Universidade de Ciências de Tóquio. Os pesquisadores aqui esperam liderar o desenvolvimento tecnológico para uma agricultura espacial segura e sustentável, com o objetivo de sustentar os seres humanos por um longo tempo em um ambiente extremamente fechado como uma estação espacial.

Para este fim, uma equipe de pesquisadores japoneses liderou um estudo inovador liderado pelo Professor Associado Júnior Norihiro Suzuki da Universidade de Ciências de Tóquio e publicado no Nova revista de quimica da Royal Society of Chemistry. Neste estudo, o Dr. Suzuki e sua equipe tiveram como objetivo resolver o problema da produção de alimentos em ambientes fechados, como os de uma estação espacial.

Percebendo que os fazendeiros têm usado dejetos animais como fertilizante por milhares de anos, como uma rica fonte de nitrogênio, o Dr. Suzuki e sua equipe têm investigado a possibilidade de fabricá-los a partir da uréia (o principal componente do urina), para fazer um fertilizante líquido. . Isso também resolveria simultaneamente o problema do tratamento ou gestão de dejetos humanos no espaço! Como o Dr. Suzuki explica, “Este processo é de interesse do ponto de vista de fazer um produto útil, ou seja, amônia, a partir de um produto residual, ou seja, urina, usando equipamentos comuns à pressão atmosférica e temperatura ambiente” .

A equipe de pesquisa, que também inclui Akihiro Okazaki, Kai Takagi e Izumi Serizawa da ORC Manufacturing Co. Ltd., Japão, desenvolveu um processo “eletroquímico” para derivar íons de amônio (comumente encontrados em fertilizantes padrão) de uma amostra de urina artificial. . Sua configuração experimental era simples: por um lado, havia uma célula de “reação”, com um eletrodo de “diamante dopado com boro” (BDD) e um catalisador indutível por luz ou material “fotocatalisador” feito de dióxido de titânio. No outro, havia uma célula “contador” com um eletrodo simples de platina. Conforme a corrente passa para a célula de reação, a uréia se oxida e forma íons de amônio. A Dra. Suzuki descreve essa descoberta da seguinte forma: “Entrei para a ‘Space Agriteam’ envolvida na produção de alimentos, e minha especialização em pesquisa é em físico-química, portanto, tive a ideia de fazer ‘eletroquimicamente ‘um fertilizante líquido “.

A equipe de pesquisa então examinou se a célula seria mais eficiente na presença do fotocatalisador, comparando a reação da célula com e sem ele. Eles descobriram que, embora a depleção inicial de uréia fosse mais ou menos a mesma, os íons de nitrogênio produzidos variaram tanto no tempo quanto na distribuição quando o fotocatalisador foi introduzido. Em particular, a concentração de íons nitrito e nitrato não era tão alta na presença do fotocatalisador. Isso sugere que a presença do fotocatalisador promoveu a formação de íons amônio.

O Dr. Suzuki afirma: “Estamos planejando realizar o experimento com amostras reais de urina, porque contém não apenas elementos primários (fósforo, nitrogênio, potássio), mas também elementos secundários (enxofre, cálcio, magnésio) que são vitais para a nutrição da urina. Portanto, o Dr. Suzuki e sua equipe estão otimistas de que este método fornece uma base sólida para a fabricação de fertilizantes líquidos em espaços fechados e, como observa o Dr. Suzuki, “será útil para manter uma estadia prolongado em espaços extremamente confinados, como estações espaciais. “

Os humanos que habitam Marte podem ainda ser uma realidade bastante distante, mas este estudo certamente parece sugerir que podemos estar no caminho para garantir a sustentabilidade, no espaço, mesmo antes de chegarmos lá!

Fonte da história:

materiais fornecido por Universidade de Ciência de Tóquio. Nota: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e comprimento.



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