Ogni anno, gli incendi infuriano nel nord dell'India, mentre gli agricoltori bruciano la paglia indesiderata. L'impatto è enorme. Da ottobre a novembre, enormi nuvole di fumo attraversano il Punjab e gli stati vicini, soffiato dai venti prevalenti in direzione di Delhi.

Ogni anno, i ministri chiedono un intervento – nel 2016, a loro si unì la corte suprema indiana. E ogni anno, La NASA pubblica nuove foto satellitari che mostrano l'entità dell'incendio. Le persone muoiono sulle strade mentre il fumo limita la visibilità, mentre i problemi cardiaci e polmonari sono esacerbati.

I fertili campi del Punjab producono circa il 20% del riso indiano e il 40% del suo grano. Il riso si coltiva da maggio a ottobre, seguita negli stessi campi dal frumento da novembre a marzo. L'inversione di tendenza tra la raccolta del riso e la semina del grano deve essere rapida, poiché qualsiasi ritardo influisce negativamente sui raccolti di grano.

Gli 11 milioni di tonnellate di riso coltivate nel Punjab lasciano circa 21 milioni di tonnellate di paglia, la parte non commestibile della pianta. Gli agricoltori in genere hanno solo 20 giorni per eliminarlo prima che inizi la stagione del grano. La paglia viene solitamente bruciata apertamente negli stessi campi dove è stata coltivata, nonostante le normative e la conoscenza dei danni ambientali e umani.

Questo fa parte della cultura del Punjabi da decenni (il vicino Haryana e l'Uttar-Pradesh occidentale seguono lo stesso ciclo colturale in quantità comparabili). L'India non è l'unica:lo stato della California ha bruciato i residui di recente negli anni '80 e la combustione della paglia continua oggi in molte parti del sud-est asiatico e dell'Africa.

Bruciare è doppiamente dispendioso poiché la paglia viene persa tra le fiamme. Ogni anno, il suolo perde più carbonio, azoto e altri nutrienti. Ogni acro di risaia produce circa 2,5 tonnellate di paglia. La combustione di quella paglia invia circa una tonnellata di carbonio organico nell'atmosfera (sotto forma di gas come CO ₂ , CO e altri) insieme ad altri nutrienti come azoto, fosforo e potassio.

Spegnere i fuochi

Ci sono molte alternative alla combustione, ma tutti hanno i loro problemi. La paglia di riso non è abbastanza nutriente per fare un buon foraggio per animali, e le sue alte concentrazioni di silice possono danneggiare le attrezzature agricole tradizionali.

Poiché il riso viene generalmente coltivato in piccoli campi, inoltre non è sempre possibile (o conveniente) utilizzare i macchinari ad alta potenza necessari per coltivare la paglia in profondità nel terreno prima di piantare il grano. Altre soluzioni, come l'utilizzo della paglia per l'energia da biomasse o per produrre carta, richiedono tutte molte nuove infrastrutture.

La paglia è già raccolta e imballata oggi in alcune delle grandi fattorie del Punjab, e altre aree vicino a centrali a biomasse. Ma la paglia in balle è difficile da maneggiare, e ingombrante da trasportare e riporre. Le centrali elettriche costose spesso restano inattive per settimane, circondato da campi di paglia umida che non possono essere utilizzati fino a quando non sono asciutti.

La combustione della paglia è illegale ma, poiché le alternative sono poco pratiche o costose, la maggior parte degli agricoltori lo fa ancora. Stanno prendendo una decisione razionale. Perciò, indipendentemente dalla politica del governo e da considerazioni ambientali più ampie, qualsiasi soluzione deve dare agli stessi agricoltori un buon incentivo a non bruciarsi.

Per risolvere alcuni di questi problemi, abbiamo sviluppato EnergyHarvest. Primo, la paglia di riso viene compressa in piccoli granuli utilizzando la tecnologia normalmente utilizzata per produrre mangimi per animali. Un processo di riscaldamento senza ossigeno noto come pirolisi converte quindi questi pellet in uscite di energia:calore e "bio-char", una forma di carbone.

Questi pellet trasformano la paglia di riso in qualcosa di utile. Ogni pallina contiene molta energia per le sue dimensioni e il suo peso. Sono facili da maneggiare e conservare, e meno costoso da trasportare rispetto alle grandi balle di paglia.

Raffreddamento e carbone

Il bio-char in cui vengono trasformati i pellet dopo la pirolisi cattura la maggior parte del carbonio e dei nutrienti presenti nella paglia originale. Rimesso a terra rende il terreno più sano e trattiene più acqua.

Nel frattempo il calore sprigionato durante la pirolisi può essere catturato e utilizzato per produrre acqua calda, o energia meccanica o elettrica. Potrebbe anche essere convertito in refrigerazione per alimenti alla metà del prezzo del raffreddamento elettrico convenzionale. È importante che questi pellet possano essere utilizzati in molti modi diversi perché le diverse aree agricole presenteranno requisiti e opportunità unici.

Abbiamo organizzato una dimostrazione della tecnologia EnergyHarvest presso la Punjab Agricultural University (PAU) e sono in corso una serie di prove sul campo randomizzate di tre anni. Il raffreddamento è integrato con i sistemi dimostrativi di celle frigorifere presso il dipartimento di scienze alimentari della PAU.

Il nostro lavoro sulla trasformazione della paglia in pellet, e trasformare questi pellet in prodotti utili, non risolverà l'incendio in campo aperto – o l'inquinamento atmosferico di Delhi – da un giorno all'altro. Ma significa che i piccoli agricoltori, la maggior parte degli agricoltori del Punjab, ora possono fare qualcosa di utile con i loro avanzi.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation. Leggi l'articolo originale.