GEOKOMPOZYTY SORBUJĄCE WODĘ innowacyjne technologie wspomagające wegetacje roślin dr Krzysztof Lejcuś dr inż. Daniel Garlikowski dr inż. Jolanta Dąbrowska projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego
Projekt realizowany w ramach Programu Operacyjnego współfinansowany przez Unię Europejską z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego
Uniwersytetem Przyrodniczym we Wrocławiu
Politechniką Wrocławska
Instytutem Ekologii Terenów Uprzemysłowionych
Głównym celem projektu jest uzyskanie innowacyjnego produktu w postaci - geokompozytów sorbujących wodę wraz z technologiczną instrukcją jego praktycznego stosowania, różnych obszarach zastosowań, oraz sposobem wprowadzania do podłoża. Celem użytecznym, szczególnie ważnym społecznie, będzie poprawa efektywności wykorzystania zasobów wody.
Podstawowym celem zatrzymania wody zmagazynowanej w geokompozytach sorbujących wodę jest wydłużenie czasu, w którym roślinność może bezpośrednio z niej korzystać. Spowoduje to optymalizację warunków wegetacji roślin, ale również zmniejszenie ogólnego zużycia wody m. in. w rolnictwie poprzez lepsze jej wykorzystanie.
GEOKOMPOZYTY SORBUJĄCE WODĘ Superabsorbenty (SAP-y) są to luźno usieciowione polimery hydrofilowe Mają zdolność absorbowania dużych ilości wody 1g SAP-u może zaabsorbować do 300g wody
GEOKOMPOZYTY SORBUJĄCE WODĘ Obecnie superabsorbenty są wykorzystywane w produktach higienicznych, medycynie, rolnictwie Superabsorbent w różnych postaciach
GEOKOMPOZYTY SORBUJĄCE WODĘ 1g superabsorbentu potrafi zaabsorbować do 300g wody W czasie pęcznienia SAP zmienia swoją objętość (nawet 300x) Żeby tak spęcznieć SAP potrzebuje przestrzeni W glebie jej nie ma Dlatego SAP w glebie nie może swobodnie pęcznieć W geokompozycie SAP ma miejsce do swobodnego, wielokrotnego pęcznienia (zatrzymywania wody)
Pęcznienie [g/g] BADANIE PĘCZNIENIA POD OBCIĄŻENIEM Swobodnie pęczniejący SAP 300 Porównanie swobodnego pęczniania SAP w wodzie destylowanej i pęcznienia pod obciążeniem, gęstość 1,3 g/cm 3, warstwa gleby = 30cm, t = 60 min 250 200 SAP pod obciążeniem 150 100 50 0 SAP pod obciążeniem SAP bez obciążenia Obciążenie 30 cm gleby
Utrata wody [g] UTRATA WODY Z GLEBY I Z GEOKOMPOZYTU 400 350 300 250 200 150 Gleba z wodą Geokompozyt Geokompozyt mata 100 50 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 Czas [h]
JAK JEST ZBUDOWANY GEOKOMPOZYT SORBUJĄCY WODĘ geowłóknina szkielet w postaci maty superabsorbent (SAP) retencjonujący wodę
JAK DZIAŁA GEOKOMPOZYT SORBUJĄCY WODĘ Hydrobox.pl
PORÓWNANIE KONDYCJI ROŚLIN BEZ PODLEWANIA Papirus
PORÓWNANIE KONDYCJI ROŚLIN BEZ PODLEWANIA Papirus
SZYBSZY WZROST PRZY REGULARNYM PODLEWANIU Porównanie po dwóch miesiącach wzrostu Hedera
GEOKOMPOZYTY - RODZAJE
GEOKMPOZYT W POSTACI MATY
1. Opracowanie i optymalizacja geokompozytów sorbujących wodę w zależności od przeznaczenia i sposobu aplikacji 2. Określenie wpływu wybranych jonów i roztworów glebowych na właściwości superabsorbentów 3. Przygotowanie układów superabsorbentów z innymi sorbentami i określenie ich właściwości 4. Fizyka poboru roztworów glebowych z geokompozytów 5. Ocena ryzyka stosowania geokompozytów 6. Opracowanie technologii aplikacji geokompozytów na skarpach w skali półtechnicznej 7. Opracowanie technologii aplikacji geokompozytów w konstrukcjach oporowych w skali półtechnicznej 8. Ocena zastosowania geokompozytów sorbujących wodę w sadownictwie 9. Walidacja efektów wzrostu i zdrowotności bylin i krzewów stosowanych na terenach założeń urbanistycznych 10. Opracowanie technologii stabilizacji biologicznej plaż zbiorników poflotacyjnych przy wykorzystaniu geokompozytów sorbujących wodę 11. Określenie stanu i struktury superabsorbentów w geokompozytach w trakcie stosowania 12. Ocena wpływu zastosowania geokompozytów sorbujących wodę na rozwój i plonowanie Miskanta olbrzymiego 13. Opracowanie technologii uprawy roślin fitostabilizacyjnych na podłożach rekultywacyjnych przy wykorzystaniu geokompozytów sorbujących wodę 14. Aplikacje terenowe Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu Instytut Inżynierii Środowiska Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu Instytut Nauk o Glebie i Ochrony Środowiska Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu - Katedra Ochrony Roślin Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu - Katedra Ogrodnictwa Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu - Katedra Kształtowania Agrosystemów Politechnika Wrocławska Wydział Chemiczny Instytut Ekologii Terenów Uprzemysłowionych
Zadanie1. Opracowanie i optymalizacja geokompozytów sorbujących wodę w zależności od przeznaczenia i sposobu aplikacji Kierownik zadania: dr Krzysztof Lejcuś Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu Instytut Inżynierii Środowiska
BADANIA PODSTAWOWE
BADANIA PODSTAWOWE
BADANIA PODSTAWOWE
BADANIE WPŁYWU GEOKOMPOZYTU NA KONDYCJĘ AZALII Nr 4, 5 bez geokompozytu Nr 6 z geokompozytem
Zadanie 2. Określenie wpływu wybranych jonów i roztworów glebowych na właściwości superabsorbentów Kierownik zadania: prof. dr hab. inż. Andrzej Trochimczuk Politechnika Wrocławska Wydział Chemiczny
Zadanie 3. Przygotowanie układów superabsorbentów z innymi sorbentami i określenie ich właściwości Kierownik zadania: prof. dr hab. inż. Andrzej Trochimczuk Politechnika Wrocławska Wydział Chemiczny
Zadanie 4. Fizyka poboru roztworów glebowych z geokompozytów Kierownik zadania: dr hab. Inż. Jarosław Kaszubkiewicz Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu Instytut Nauk o Glebie i Ochrony Środowiska
Blok piaskowo kaolinowy do oznaczania retencji wodnej w zakresie pf 2,0 3,0 Aparat Richards a do oznaczania retencji wodnej w zakresie pf 3,2 4,2
Zadanie 5. Ocena ryzyka stosowania geokompozytów Kierownik zadania: prof. Dr hab. Inż. Stanisław Pietr Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu - Katedra Ochrony Roślin
ADANIA ZASIEDLANIA GEOKOMPOZYTÓW PRZEZ PATOGENY
Zadanie 6. Opracowanie technologii aplikacji geokompozytów na skarpach w skali półtechnicznej Kierownik zadania: dr inż. Henryk Orzeszyna Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu Instytut Inżynierii Środowiska
Zadanie 7. Opracowanie technologii aplikacji geokompozytów w konstrukcjach oporowych w skali półtechnicznej Kierownik zadania: dr inż. Andrzej Pawłowski Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu Instytut Inżynierii Środowiska
BUDOWA NASYPU DOŚWIADCZALNEGO
NASYP OŚWIADCZALNY
NASYP OŚWIADCZALNY
Zadanie 8. Ocena zastosowania geokompozytów sorbujących wodę w sadownictwie Kierownik zadania: dr inż. Ewelina Gudarowska Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu - Katedra Ogrodnictwa
DOŚWIADCZENIE Z DRZEWKAMI OWOCOWYMI
DOŚWIADCZENIE Z DRZEWKAMI OWOCOWYMI
Zadanie 9. Walidacja efektów wzrostu i zdrowotności bylin i krzewów stosowanych na terenach założeń urbanistycznych Kierownik zadania: dr inż. Katarzyna Wróblewska Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu - Katedra Ogrodnictwa
DOŚWIADCZENIA Z BYLINAMI
ORÓWNANIE ROŚLIN HODOWANYCH Z GEOKOMPOZYTAMI I BEZ NICH Bergenia mieszańcowa Bergenia hybrida Brunera wielkolistna Brunnera macrophylla
PORÓWNANIE ROŚLIN HODOWANYCH Z GEOKOMPOZYTAMI I BEZ NICH Tawułka Astilbe cv
GEOKOMPOZYTY PO OKRESIE WEGETACJI
Zadanie 10. Opracowanie technologii stabilizacji biologicznej plaż zbiorników poflotacyjnych przy wykorzystaniu geokompozytów sorbujących wodę Kierownik zadania: prof. Dr hab. Inż. Leszek Kordas Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu - Katedra Kształtowania Agrosystemów
Zadanie 11. Określenie stanu i struktury superabsorbentów w geokompozytach w trakcie stosowania Kierownik zadania: prof. dr hab. inż. Andrzej Trochimczuk Politechnika Wrocławska Wydział Chemiczny
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 Kierownik zadań: dr Aleksandra Sas-Nowosielska Instytut Ekologii Terenów Uprzemysłowionych
OPRACOWANIE TECHNOLOGII UPRAWY ROŚLIN FITOSTABILIZACYJNYCH NA PODŁOŻACH REKULTYWACYJNYCH PRZY WYKORZYSTANIU GEOKOMPOZYTÓW SORBUJĄCYCH WODĘ OCENA WPŁYWU ZASTOSOWANIA GEOKOMPOZYTÓW SORBUJĄCYCH WODĘ NA ROZWÓJ I PLONOWANIE MISKANTA OLBRZYMIEGO
Zadanie14. Aplikacje terenowe Kierownik zadania: dr inż. Daniel Garlikowski Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu Instytut Inżynierii Środowiska
Piaskownia Pierwoszów rekultywacja terenów
Fragment skarpy drogowej z zainstalowanymi koszami gabionowymi w momencie założenia po 3 tygodniach po 3 latach
Doświadczenie z truskawkami
Sadzenie lasu na geokompozytach
Miejsca zastosowań geokompozytów Zabezpieczenia przeciwerozyjne skarp drogowych, autostradowych, wałów przeciwpowodziowych, skarp składowisk odpadów Uprawy roślin jagodowych, np. truskawki, maliny, borówki Uprawy roślin ozdobnych Uprawy sadownicze Zieleń miejska, zieleń domach i ogrodach Obszary specjalistyczne, np. zielone ściany, drzewka Bonsai
Miejsca zastosowań geokompozytów stożki skarpowe przy przyczółkach mostów i wiadukt, a także przepustów i bystrotoków naskarpowych, mury oporowe z gruntów zbrojonych, szczególnie te niskie do 1,0 m wysokości, zieleń w Miejscach Obsługi Podróżnych, kaszycowe osłony skarp zbrojonych kotwami i gwoździami, pasy zieleni rozdzielające pasy autostradowe, podłoża roślinności zakładanej na autostradowych przejściach dla zwierząt, ronda, ekrany dźwiękochłonne,
Efekt komercjalizacji Seria produktów HYDROBox produkowana przez firmę Geotabo na podstawie licencji udzielonej przez Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu
Przykłady zastosowań
A ile to kosztuje? Symulacja modernizacji wału przeciwpowodziowego odcinek 100 m wysokość 2 m nachylenia skarp 1 : 3 kategoria wału III i IV dowóz materiału z 5, 10, 15, 20 km
A ile to kosztuje?
Droga przywałowa Porównanie kosztów budowy drogi przywałowej w technologii tradycyjnej - droga gruntowa z obrzeżami oraz drogi wykonanej w technologii geokompozytu Mat i przestrzennego systemu komórkowego
Porównanie kosztów Technologia tradycyjna ok. 620 tys. netto/km Technologia GK Mat ok. 335 tys. netto/km
projekt współfinansowany przez Unię Europejską z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego