GEOKOMPOZYTY SORBUJĄCE WODĘ – INNOWACYJNE TECHNOLOGIE WSPOMAGAJĄCE WEGETACJĘ ROŚLIN

Idea
Pomysł opracowania geokompozytu sorbującego wodę zrodził się na Uniwersytecie Przyrodniczym we Wrocławiu w Instytucie Inżynierii Środowiska, którego pracownicy naukowi od wielu lat interesują się zagadnieniami regulowania stosunków wodnych warunkujących wegetację roślin.

Projekt
projekt prowadzony w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka współfinansowany przez Unię Europejską z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego.Projekt prowadzony jest w konsorcjum pomiędzy Uniwersytetem Przyrodniczym we Wrocławiu – liderem i inicjatorem Projektu, a Politechniką Wrocławską i Instytutem Ekologii Terenów Uprzemysłowionych w Katowicach.

Projekt dotyczy sposobu regulacji stosunków wodnych w glebie przy zastosowaniu innowacyjnych form geokompozytów, zawierających superabsorbenty, zatrzymujących wodę, co wspomaga wegetację i prawidłowy rozwój roślin. Rezultatem prowadzonych podczas projektu badań ma być opracowanie innowacyjnego produktu w postaci geokompozytów sorbujących wodę wraz z instrukcją technologiczną aplikacji i użytkowania w zależności od ich docelowego przeznaczenia.

Opis projektu

Cel projektu
Stworzenie technicznych możliwości trwałego zatrzymywania wody opadowej w glebie, dostępnej roślinom przez dłuższy, dający się określić czas.

Opis projektu
Projekt GEOSAP – ,,Geokompozyty sorbujące wodę – innowacyjne technologie wspomagające wegetację roślin” dotyczy jednego z aspektów racjonalnego i oszczędnego gospodarowania wodą – zapewnienia roślinom dostatecznej ilości wody niezależnie od warunków środowiska i warunków klimatycznych. Woda, która pochodzi z opadów lub z systemów nawadniających, jest częściowo zatrzymywana w glebie, jednak z uwagi na małą zdolność jej retencji, większość wsiąka głęboko w podłoże lub wyparowuje i przestaje być dostępna dla roślin. Istotne zwiększenie tej retencji mogą zapewnić geokompozyty sorbujące wodę. Przechwytują one wody opadowe i zatrzymują je w postaci żelu. Superabsorbenty, absorbujące wodę, to polimery o doskonałych właściwościach sorbujących – 1 g może zatrzymać nawet do 300 g wody. Korzenie roślin, dzięki hydrotropizmowi, szybko orientują się, gdzie jest większe nasycenie wodą. Przerastają przez włókninę do wnętrza geokompozytu i wykorzystując siłę ssącą potrafią pobrać do 95 % zgromadzonej wody. Wewnętrzny szkielet zapewnia przestrzeń niezbędną do prawidłowej pracy superabsorbentu. Bez dodatkowej przestrzeni, superabsorbent wymieszany z glebą nie jest w stanie efektywnie zatrzymywać wody. Gdy spadnie deszcz, włączymy system nawadniający lub podlejemy nasze rośliny, magazyn wody w geokompozycie zostanie uzupełniony, a rośliny będą mogły korzystać z niego ponownie. Zgromadzona woda jest stale dostępna dla roślin, dzięki czemu mogą ją pobierać, kiedy potrzebują i w takich ilościach, jakie są konieczne do rozwoju. Dzięki temu prawidłowo pielęgnowane rośliny rozwijają się szybciej i są w lepszej kondycji. System korzeniowy roślin wspomaganych geokompozytem, rosnących w optymalnych warunkach wodnych, jest lepiej rozwinięty, co wzmacnia grunt. Ma to kapitalne znaczenie przy zabezpieczeniu skarp przed erozją. Części naziemne rosną większe, są bardziej odporne na niedobory wody w glebie, lepiej się przyjmują po przesadzeniu.
W przypadku roślin ozdobnych dają większe przyrosty, a w przypadku roślin jagodowych również większe zbiory. Zastosowanie geokompozytów sorbujących wodę pozwala też ograniczyć straty i zużycie wody w uprawach.

Realizacja
W trakcie zaplanowanych na ponad pięć lat badań opracowano nowy rodzaj geokompozytów. Sprawdzono ich skuteczność w warunkach laboratoryjnych, półtechnicznych i polowych. Opracowano różne formy geokompozytów w zależności od warunków stosowania i instalacji. Ich zastosowanie pozwala na optymalizację warunków wegetacji roślin, z pozytywnym wpływem na plonowanie roślin użytkowych i równoczesnym zmniejszeniem zużycia wody. Zaangażowanych w badania w ramach projektu było 90 naukowców, doktorantów i studentów.
Projekt prowadzony był w konsorcjum zawartym pomiędzy Uniwersytetem Przyrodniczym we Wrocławiu – liderem i inicjatorem Projektu a Politechniką Wrocławską i Instytutem Ekologii Terenów Uprzemysłowionych w Katowicach.

Geokompozyty sorbujące wodę znajdą zastosowanie:

• na skarpach i nasypach drogowych, gdzie mają pozytywny wpływ na stan roślinności, stanowiąc element ubezpieczenia biotechnicznego skarp i nasypów drogowych oraz kolejowych,
• w transporcie i przy przechowywaniu roślin ozdobnych, sadzonek drzew, krzewów, kwiatów,
• w aglomeracjach miejskich, gdzie wpłyną na rozwiązanie problemów związanych z utrzymaniem terenów zieleni miejskiej,
• w prowadzeniu zalesień i zakrzewień, szczególnie na terenach trudnych siedliskowo,
• na zdegradowanych terenach poprzemysłowych,
• w wybranych obszarach gospodarki rolnej, np. w uprawie roślin jagodowych czy ozdobnych.

Finansowanie
Projekt prowadzony jest w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka 2007-2013, Priorytet 1 „Badania i rozwój nowoczesnych technologii”, Działanie 1.3 „Wsparcie projektów B+R na rzecz przedsiębiorców realizowanych przez jednostki naukowe”, Poddziałanie 1.3.1. „Projekty rozwojowe”, współfinansowany przez Unię Europejską z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego.

Komercjalizacja wyników badań
W 2012 r. spółka Geotabo sp. z o.o. kupiła od Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu wyłączną licencję na korzystanie z wynalazku „Element geokompozytowy, zwłaszcza do wspomagania wegetacji roślin” chronionego patentem krajowym nr PL 211198.
HYDROBox to rynkowa nazwa produktu wytwarzanego na podstawie zakupionej licencji.
W sierpniu 2015 otrzymaliśmy patent europejski EP 2560472.

Zadania badawcze
Zadanie 1. 
Opracowanie i optymalizacja geokompozytów sorbujących wodę w zależności od przeznaczenia i sposobu aplikacji
Zadanie 2. 
Określenie wpływu wybranych jonów i roztworów glebowych na właściwości superabsorbentów
Zadanie 3.
Przygotowanie układów superabsorbentów z innymi sorbentami i określenie ich właściwości
Zadanie 4.
Fizyka poboru roztworów glebowych z geokompozytów
Zadanie 5.
Ocena ryzyka stosowania geokompozytów
Zadanie 6.
Opracowanie technologii aplikacji geokompozytów na skarpach w skali półtechnicznej
Zadanie 7.
Opracowanie technologii aplikacji geokompozytów w konstrukcjach oporowych w skali półtechnicznej
Zadanie 8.
Ocena zastosowania geokompozytów sorbujących wodę w sadownictwie
Zadanie 9.
Walidacja efektów wzrostu i zdrowotności bylin i krzewów stosowanych na terenach założeń urbanistycznych
Zadanie 10.
Opracowanie technologii stabilizacji biologicznej plaż zbiorników poflotacyjnych przy wykorzystaniu geokompozytów sorbujących wodę
Zadanie 11.
Określenie stanu i struktury superabsorbentów w geokompozytach w trakcie stosowania
Zadanie 12.
Ocena wpływu zastosowania geokompozytów sorbujących wodę na rozwój i plonowanie Miskanta Olbrzymiego
Zadanie 13.
Opracowanie technologii uprawy roślin fitostabilizacyjnych na podłożach rekultywacyjnych przy wykorzystaniu geokompozytów sorbujących wodę
Zadanie 14.
Aplikacje terenowe

Termin realizacji projektu
01.10.2009r. – 30.06.2015 r.