فرغت «طالبة» سعودية، موهوبة، تدرس في الصف الثاني متوسط بالأحساء، من تصميم مشروع لـ«الري المستدام» للمزارع، تعتمد على استخدام مادة «هلامية» فائقة الامتصاص، لتحسين استدامة الزراعة في المناطق القاحلة، حيث أثبتت فاعليتها في زيادة رطوبة التربة، وتحسين نمو النباتات، وتقليل استهلاك المياه، مما يؤدي إلى تكاليف أقل وزيادة في الإنتاجية الزراعية.
التقنيات الذكية
أبانت الطالبة، دانة المنهالي، التي عرضت مشروعها أمام أكاديميين وأكاديميات، أن من الأعمال المستقبلية للمشروع، تحسين المادة الهلامية بتطوير تركيبات جديدة بخصائص امتصاص أفضل، وتوسيع التطبيق واختبارها في أنواع مختلفة من المحاصيل والبيئات، ودمج التقنيات الذكية باستخدام الذكاء الاصطناعي لتحسين أنظمة الري، مشيرة إلى أن من بين الإجراءات المتبعة في المشروع: تركيب مستشعرات رطوبة التربة والهواء للتحكم في المستشعرات والمضخات «برمجة»، وتركيب مضخات وأنظمة توزيع المياه، ودمج الطاقة الشمسية لتحرير المياه من المادة الهلامية.
المناطق القاحلة
أضافت أن المشكلة وراء تصميم المشروع تتمثل في نقص المياه في المناطق القاحلة أو ذات الموارد المائية المحدودة، مما يؤثر على نمو النباتات وإنتاجيتها، والحاجة إلى حلول مستدامة لتوفير المياه بطريقة فعالة دون هدر هي التحدي الأساسي، والهدف من المشروع هو امتصاص والتقاط الماء من الهواء وتوزيعه تدريجيًا على النباتات، مما يسهم في تحسين كفاءة استخدام المياه، وأن الخلفية العلمية تعتمد على مبدأ امتصاص الرطوبة من الهواء، بالاستفادة من الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمادة الهلامية لالتقاط جزئيات الماء من الجو حتى في البيئات الجافة ذات الرطوبة المنخفضة، هذه المادة الهلامية تعرف بقدرتها على امتصاص الرطوبة وتخزين كميات كبيرة من الماء لتطلقه تدريجيًا عند الحاجة، ويتم التحكم في العملية من خلال منصة لإدارة تدفق المياه تلقائيًا عبر مضخات بناءً على البيانات الملتقطة من المستشعرات.
نتائج المشروع
01 - كفاءة امتصاص الرطوبة في المادة الهلامية أظهرت قدرة عالية على امتصاص الرطوبة من الهواء.
02 - تحسين رطوبة التربة، وذلك بزيادة مستويات رطوبة التربة، مما قلل من التبخر.
03 - نمو النباتات بشكل أفضل وجودة عالية للمحاصيل.
04 - تقليل استهلاك المياه، ساهم النظام في تقليل الاعتماد على الري التقليدي.
05 - الأداء الاقتصادي، حقق تكاليف أقل مع زيادة إنتاجية.
التقنيات الذكية
أبانت الطالبة، دانة المنهالي، التي عرضت مشروعها أمام أكاديميين وأكاديميات، أن من الأعمال المستقبلية للمشروع، تحسين المادة الهلامية بتطوير تركيبات جديدة بخصائص امتصاص أفضل، وتوسيع التطبيق واختبارها في أنواع مختلفة من المحاصيل والبيئات، ودمج التقنيات الذكية باستخدام الذكاء الاصطناعي لتحسين أنظمة الري، مشيرة إلى أن من بين الإجراءات المتبعة في المشروع: تركيب مستشعرات رطوبة التربة والهواء للتحكم في المستشعرات والمضخات «برمجة»، وتركيب مضخات وأنظمة توزيع المياه، ودمج الطاقة الشمسية لتحرير المياه من المادة الهلامية.
المناطق القاحلة
أضافت أن المشكلة وراء تصميم المشروع تتمثل في نقص المياه في المناطق القاحلة أو ذات الموارد المائية المحدودة، مما يؤثر على نمو النباتات وإنتاجيتها، والحاجة إلى حلول مستدامة لتوفير المياه بطريقة فعالة دون هدر هي التحدي الأساسي، والهدف من المشروع هو امتصاص والتقاط الماء من الهواء وتوزيعه تدريجيًا على النباتات، مما يسهم في تحسين كفاءة استخدام المياه، وأن الخلفية العلمية تعتمد على مبدأ امتصاص الرطوبة من الهواء، بالاستفادة من الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمادة الهلامية لالتقاط جزئيات الماء من الجو حتى في البيئات الجافة ذات الرطوبة المنخفضة، هذه المادة الهلامية تعرف بقدرتها على امتصاص الرطوبة وتخزين كميات كبيرة من الماء لتطلقه تدريجيًا عند الحاجة، ويتم التحكم في العملية من خلال منصة لإدارة تدفق المياه تلقائيًا عبر مضخات بناءً على البيانات الملتقطة من المستشعرات.
نتائج المشروع
01 - كفاءة امتصاص الرطوبة في المادة الهلامية أظهرت قدرة عالية على امتصاص الرطوبة من الهواء.
02 - تحسين رطوبة التربة، وذلك بزيادة مستويات رطوبة التربة، مما قلل من التبخر.
03 - نمو النباتات بشكل أفضل وجودة عالية للمحاصيل.
04 - تقليل استهلاك المياه، ساهم النظام في تقليل الاعتماد على الري التقليدي.
05 - الأداء الاقتصادي، حقق تكاليف أقل مع زيادة إنتاجية.
