Chemievrije waterbehandelingstechniek voor circulaire watersystemen

Mario van den Bree 26-10-2023
195 keer bekeken 0 reacties

Wij brengen gereguleerde watersystemen in balans met waterstof en zuurstof geïnfuseerd water. Dit nodigt goede bacteriën en andere complementaire organismen uit in het microbioom. Daarnaast is het een antioxidant. Op dit moment richten wij ons op de land- en (glas)tuinbouw.

Voor wie dient u dit project in?

Ik ben zelf betrokken bij dit project

Voor welke organisatie werkt u?

Fundamental Systems

Is de innovatie slim bedacht en nog onder de radar (relatief kleine innovatie, maar mooie impact)?

Ja, dit is een slimme innovatie die nog onder de radar is.

Heeft de innovatie (onafhankelijk van de categorie waarvoor je de inzending indient) een aspect van digitale transformatie? Wordt er bijvoorbeeld slim gebruik gemaakt van data?

We kunnen verschillende systemen (30 megahertz) aan ons systeem koppelen zodat deze controleerbaar en aanstuurbaar zijn, waaronder sensoren voor biofeedback. Hierdoor kun je interventies doen in het water, de nutriënten en het klimaat, zoals het aansturen van de temperatuur, luchtvochtigheid en het licht. Doordat je preventieve feedback krijgt, kun je tijdig ingrijpen en uitval voorkomen. Dit heeft de meerdere voordelen.
• Realtime inzicht: ons dashboard verzamelt en combineert eenvoudig de informatie van alle sensoren en systemen om realtime inzicht te geven.
• Van reactief naar proactief: door het inzicht in de huidige en toekomstige conditie te integreren met bestaande processen kun je naar een conditie-gebaseerde aansturing gaan.
• Continue verbetering: je kunt continu zoeken naar mogelijkheden voor operationele verbeteringen, ondersteund door Machine Learning en Artificial Intelligence.

In hoeverre lost deze innovatie een probleem op? Wat is de impact van deze innovatie?

Binnen de land- en (glas)tuinbouw wordt veel gebruik gemaakt van chemicaliën en gifstoffen. Dit zorgt voor disbalans en levert vervuild restwater op. Met het oog op de doelstellingen vanuit de Kaderrichtlijn Water (KRW) is het van belang dat bedrijven voor 2027 maatregelen nemen om de kwaliteit van de waterhuishouding te verbeteren. Dit kan aan de hand van onze microbioom versterkende chemievrije waterbehandelingstechniek.

Het gebruik van waterstof en zuurstof geïnfuseerd water zorgt er o.a. voor dat planten:
• Sneller herstellen van bijvoorbeeld onvoldoende licht
• Kleinere wortelontwikkeling hebben waardoor meer energie gebruikt kan worden voor de groei van het gewas
• Een hogere weerbaarheid hebben waardoor minder tot geen chemicaliën en pesticiden nodig zijn
• Voeding beter opnemen waardoor minder tot geen kunstmest nodig is
Verder ontstaat er een zelfreinigend watersysteem dat in balans is en circulair gemaakt kan worden.

Hoe innovatief, creatief en vernieuwend is de innovatie?

Interventies richten vaak (onbedoeld) disbalans aan. Met onze innovatie brengen we deze balans juist terug en pakken wij verschillende uitdagingen bij de oorzaak aan. Om dit uit te leggen, nemen we je graag mee naar de basis.

Al het leven bestaat uit een lichaam met een microbioom, dat voeding en water opneemt en reststoffen uitscheidt. We zijn ook allemaal onderdeel van dezelfde waterhuishouding. Wat het ene organisme uitscheidt, heeft invloed op wat het andere organisme opneemt. En dat heeft direct invloed op de balans en effectiviteit van het microbioom. Ongezonde stressfactoren zoals bacteriën, schimmels, chemicaliën en gifstoffen zorgen voor oxidatieve disbalans. Wij richten ons op het in balans brengen van gereguleerde watersystemen met waterstof en zuurstof geïnfuseerd water. Dit nodigt goede bacteriën en andere complementaire organismen uit in het microbioom. Daarnaast is het een antioxidant.

Wij bouwen systemen die ter plekke waterstof en zuurstof produceren. Met onze geforseerde oplossingstechnologie maken wij hier vervolgens geïnfuseerd water van. Dit is water met opgeloste waterstof- en zuurstofmoleculen die direct opgenomen kunnen worden. Daarnaast kunnen we met nanoparticles meer waterstof en zuurstof toevoegen en de moleculen verder laten reizen. De verhouding van het waterstof en zuurstof kunnen we naar behoefte afstellen. We kunnen het water ook verrijken door andere gassen en vloeistoffen op te lossen zoals CO2, basen en zuren.

Onze infusietechnologie is complex en heeft een kleine voetafdruk. Het is ons gelukt om de verschillende onderdelen goed met elkaar samen te laten werken. Daarnaast is ons systeem eenvoudig toe te voegen aan een bestaand watersysteem en kunnen verschillende systemen gekoppeld worden, zoals hierboven beschreven.

Verder is het gebruik van zuurstof bekend binnen de sector, maar het gebruik van waterstof nog niet. De toevoeging van zuurstof geeft naast voordelen ook het nadeel dat er oxidatie plaatsvindt. Hierdoor kunnen bijvoorbeeld wortelproblemen ontstaan. Doordat wij ervoor zorgen dat er voldoende waterstof aanwezig is, vindt er direct antioxidatie plaats waardoor je gebruik kunt maken van de voordelen van zuurstof zonder de nadelen.

Draagt deze innovatie bij aan meer kostenefficiëntie: hoe is de verhouding in kosten in geld en tijd en de (verwachte) impact van de innovatie?

Qua grondoppervlakte heeft het systeem een kleine voetafdruk: het beslaat 2,5 m2 en kan eenvoudig worden toegevoegd aan een bestaand watersysteem. Doordat het systeem losstaand geplaatst kan worden binnen een aanwezig watersysteem, zijn er geen ingrijpende aanpassingen nodig. Het is zelfs mogelijk dat andere systemen minder gebruikt hoeven te worden zoals interventies op het gebied van waterreiniging of het gebruik van aanvullende middelen.

Tegelijkertijd zagen we tijdens teeltproeven dat behandeling met waterstof en zuurstof geïnfuseerd water zichtbaar effect had op de wortels van de gewassen. De planten hadden witte, frisse wortels en een kleinere wortelontwikkeling. Hierdoor kon er meer energie gebruikt worden voor groei. Dit kwam tot uiting in een grotere expressie van de plant en daarmee hogere productie getallen. De tomaat kwam bijvoorbeeld sneller tot productie en gaf 10-15% meer oogst binnen de proef.

De uitdagingen verschillen per bedrijf: van wortelproblemen en gewasverlies tot een vervuild watersysteem, het gebruik van veel (gif)stoffen en niet voldoen aan de KRW 2027. Onze chemievrije waterbehandelingstechniek levert op al deze vlakken voordelen op waardoor de impact van onze innovatie per bedrijf verschilt en daarmee ook de business case.

Op welke manier draagt de innovatie bij aan de doelstellingen van de waterschappen om circulair, energieneutraal (en CO2-neutraal) te worden?

Het systeem heeft een kleine voetafdruk met een gebruik van 1,5 – 2,5 kWh bij 16 ampère. Er is zowel een AC als een AD versie beschikbaar waardoor het mogelijk is om het systeem direct aan zonnepanelen aan te sluiten. Daarnaast is het mogelijk dat andere systemen minder of niet meer gebruikt hoeven te worden waardoor onze innovatie een klimaatpositieve impact kan hebben.

Is de inzending een voorbeeld van excellente samenwerking en participatie?

Om onze technologie te testen, hebben wij uitgebreide teeltproeven gedaan. Voor dit onderzoek hebben we samengewerkt met verschillende onafhankelijke partijen. Hun specialistische kennis en expertise hebben bijgedragen aan de kwaliteit en nauwkeurigheid van het onderzoek. Daarnaast hebben we samengewerkt met verschillende organisaties binnen de agrisector. We hebben bijvoorbeeld bloembollen ter beschikking gekregen en er is kennis vanuit praktijkervaring ingebracht.

Vertify
Ons onderzoek vond plaats bij Vertify. Zij doen hoogwaardig onafhankelijk praktijkonderzoek in de agrarische sector. Ze hebben eigen locaties en uitvoeringslocaties op meer dan 100 locaties door heel Nederland en België.

Vivent
Wij hebben Vivent sensoren gebruikt om biofeedback te verzamelen. Deze sensoren meten elektrofysiologische biosignalen en kunnen de doeltreffendheid van gewasbehandelingen controleren door inzicht te geven in het plantritme en activiteitenprofiel.

Universiteit van Amsterdam
Als onderdeel van de Tesla Minor hebben twee master studenten (Biomedical Sciences en Molecular Neurosciences) onderzoek gedaan naar de potentiële voordelen van waterstof- en zuurstofrijk water voor plantengroei en watercirculariteit in de glastuinbouw.

STOWA
Ons onderzoek wordt ondersteund door STOWA: een stichting voor toegepast wateronderzoek en een kenniscentrum van de regionale waterbeheerders in Nederland. Zij ontwikkelen, verzamelen, verspreiden en implementeren toegepaste kennis in de watersector.

Afbeeldingen

Op de kaart

Een momentje...

0  reacties

READAR | Gebouwinformatie en mutatiesignalering uit luchtfoto's

Contact

Het Waterschapshuis
Stationsplein 89
3818 LE Amersfoort

033-4603100

winnovatie@hetwaterschapshuis.nl 

 

 

Cookie-instellingen