J-WAFS anuncia siete nuevas subvenciones iniciales



Tecnologías de productividad agrícola para pequeños agricultores; soluciones de seguridad alimentaria para consumidores cotidianos; intervenciones sostenibles en la cadena de suministro en la industria del aceite de palma; Métodos de purificación de agua que filtran micropolutantes peligrosos de las corrientes industriales de agua y aguas residuales: estas son solo algunas de las soluciones basadas en la investigación respaldadas por el Laboratorio de Sistemas de Agua y Alimentos de Abdul Latif Jameel (J-WAFS) en el MIT. J-WAFS está financiando estos y otros proyectos a través de su quinta ronda de subvenciones iniciales, proporcionando más de $ 1 millón en fondos para la comunidad de investigación del MIT. Estas subvenciones, financiadas competitivamente por los principales investigadores del MIT en las cinco escuelas del Instituto, ilustran los ambiciosos objetivos del esfuerzo del MIT para abordar los desafíos de los sistemas mundiales de agua y saneamiento. nutrición a través de la investigación y la innovación.

Este año, siete nuevos proyectos liderados por nueve investigadores universitarios de las cinco escuelas recibirán subvenciones de hasta dos años, hasta $ 150,000, sin costo alguno. El interés en la investigación sobre el suministro de agua y los sistemas de alimentación en el MIT es considerable y está creciendo. Al final de este ciclo de subvenciones, más del 12% de los miembros del profesorado del MIT habrán presentado propuestas de subvención J-WAFS. Treinta y cuatro investigadores principales presentaron propuestas a esta última convocatoria, de las cuales casi un tercio fueron a J-WAFS por primera vez. "El amplio espectro de disciplinas representadas por este grupo de candidatos demuestra cuán desafiantes son los desafíos actuales de agua y alimentos para muchos investigadores en nuestra comunidad", dijo Renee Robins, directora ejecutiva de J-WAFS. Las nueve facultades financiadas representan ocho departamentos y laboratorios, incluidos los departamentos de ingeniería civil y ambiental, ingeniería mecánica y química. Ingeniería, Química y Economía, así como el Media Lab (Escuela de Arquitectura y Planificación), el MIT D-Lab (Oficina del Vicerrector) y la Sloan School of Management.

Nuevos enfoques para garantizar agua potable segura

Casi mil millones de personas en todo el mundo reciben su agua potable a través de tuberías subterráneas que funcionan solo de manera intermitente. A diferencia de los sistemas de suministro continuo de agua, las tuberías que se llenan con agua solo durante períodos de suministro limitados son vulnerables a la contaminación. Sin embargo, es difícil cuantificar la calidad del agua que sale de estas tuberías debido a las considerables diferencias en la organización y ubicación de las tuberías, especialmente en entornos urbanos densos. Andrew J. Whittle, profesor de ingeniería civil Edmund K. Turner, busca resolver este problema recolectando y poniendo a disposición datos más precisos sobre cómo el uso afecta la calidad del agua. tubería, es decir, durante los períodos de llenado, vaciado o estancamiento. Con el apoyo de la subvención inicial, él y su equipo de investigación probarán en una sección de tuberías abandonadas en Singapur, una sección que todavía está conectada a la red de agua urbana. Al monitorear las tasas de descarga, monitorear el estancamiento y medir la contaminación, el estudio analizará cómo las variaciones de flujo afectan la calidad del agua y evaluará cómo estos datos podrían informar futuros estudios sobre la calidad del agua. calidad del agua en ciudades que enfrentan problemas similares de suministro de agua.

Patrick Doyle, profesor de ingeniería química en Robert T. Haslam (1911), adopta un enfoque diferente sobre la calidad del agua: crea un filtro para eliminar los micropoluyentes. Las aguas residuales de los procesos industriales y agrícolas a menudo contienen solventes, petroquímicos, lubricantes, productos farmacéuticos, hormonas y pesticidas que pueden ingresar a los sistemas naturales de agua. Aunque estos micropoluyentes pueden estar presentes en bajas concentraciones, pueden tener un impacto negativo significativo en los ecosistemas acuáticos, así como en la salud humana. El desafío es detectar y eliminar estos microcontaminantes debido a sus bajas concentraciones. Para este proyecto, Doyle y su equipo desarrollarán un sistema para eliminar una variedad de microcontaminantes, incluso en las concentraciones más pequeñas, utilizando una partícula especial de hidrogel que se puede "ajustar" para adaptarse al tamaño y forma de partículas particulares. Al aprovechar la flexibilidad de estos hidrogeles, esta tecnología puede mejorar la velocidad, precisión, eficiencia y sostenibilidad ambiental de los sistemas de tratamiento de aguas industriales, así como la salud de los sistemas naturales de agua. en que se basan los humanos y los ecosistemas circundantes.

Desarrollar herramientas de apoyo para pequeños agricultores.

Más de la mitad de las calorías consumidas en el mundo, y el 70% de las calorías consumidas en los países en desarrollo, son suministradas por aproximadamente 475 millones de hogares de pequeños agricultores en economías en desarrollo y emergentes. Estos agricultores generalmente usan contratos y procesos informales, lo que puede conducir a serias ineficiencias económicas y falta de trazabilidad en las cadenas de suministro de las que forman parte. Joann de Zegher, profesor de desarrollo profesional Maurice F. Strong en el Programa de Gestión de Operaciones de la Escuela de Administración Sloan del MIT, busca abordar estos desafíos mediante el desarrollo de una plataforma de negociación basada en dispositivos móviles que conecte a los pequeños productores , intermediarios y acerías. La cadena de suministro de aceite de palma en Indonesia. El rápido crecimiento de la demanda en este sector ha resultado en altos costos ambientales, y las recientes presiones de los consumidores y las organizaciones no gubernamentales están impulsando a los productores a adoptar prácticas más sostenibles. Sin embargo, estas presiones exacerban las dificultades de acceso al mercado para los pequeños productores de aceite de palma. Su proyecto apunta a mejorar la eficiencia y efectividad de la cadena de suministro actual y crear transparencia como subproducto.

Robert M. Townsend, profesor de economía Elizabeth y James Killian, está desarrollando una nueva intervención para pequeños agricultores. Lidera un esfuerzo de investigación para mejorar el acceso al seguro de cultivos para los pequeños agricultores, que son particularmente vulnerables a la pérdida de cultivos relacionada con el clima. La cultura mundial es extremadamente vulnerable al mal tiempo. En los países en desarrollo, los agricultores soportan la carga financiera de exponer sus cultivos a las inclemencias del tiempo, cuya magnitud solo aumentará debido a los efectos del cambio climático. Como resultado, confían en prácticas culturales de bajo riesgo y bajo rendimiento que no logran el potencial de obtener alimentos y ganancias financieras cuando las condiciones climáticas favorables favorecen mayores rendimientos. Aunque el seguro de cosechas puede ser útil, a menudo es prohibitivamente costoso para estos pequeños productores. Townsend y su equipo de investigación buscan hacer que el seguro de cosechas sea más accesible y asequible para los agricultores en las regiones en desarrollo mediante el desarrollo de un nuevo sistema de precios y escalas de pago de seguros que tengan en cuenta la Gran diversidad en los efectos de las condiciones climáticas en el desarrollo y rendimiento de los cultivos durante todo el ciclo de crecimiento. . Su objetivo es proporcionar una nueva herramienta de seguro personalizada que mejore la capacidad de los agricultores para proteger sus rendimientos, invertir en sus cultivos y adaptarse al cambio climático para estabilizar el suministro de alimentos y el sustento de los agricultores. en el mundo entero.

El acceso a fertilizantes asequibles es otro desafío que enfrentan los pequeños productores. El amoníaco es el ingrediente clave de los fertilizantes; Sin embargo, la mayor parte de la producción mundial proviene del proceso Haber-Bosch, que convierte el nitrógeno y el hidrógeno gaseoso directamente en amoníaco en un proceso intensivo en capital y difícil de reducir. Encontrar otra forma de sintetizar amoníaco podría transformar el acceso a los fertilizantes y mejorar la seguridad alimentaria, particularmente en los países en desarrollo donde los fertilizantes actuales son prohibitivamente caros. Yogesh Surendranath, profesor asistente de desarrollo profesional en el Departamento de Química, Paul M Cook, desarrollará un proceso de síntesis electroquímica de amoníaco, que puede alimentarse utilizando fuentes de energía. renovables como la energía solar o eólica. Diseñada para implementarse de manera descentralizada, esta tecnología podría permitir la producción de fertilizantes directamente en los campos donde se necesita y sería particularmente beneficiosa para las regiones en desarrollo que no tienen acceso a las instalaciones de producción de amoníaco existentes.

Incluso cuando los cultivos producen altos rendimientos, la conservación posterior a la cosecha es un desafío, especialmente para los productores de frutas y verduras en pequeñas parcelas en las regiones en desarrollo. La falta de refrigeración y almacenamiento de vegetales después de la cosecha, que es económico y eficiente, es un desafío importante para ellos y puede conducir a un deterioro de los vegetales, ingresos reducidos y tiempo perdido. La mayoría de las técnicas de enfriamiento y almacenamiento de vegetales dependen de la electricidad, que es inaccesible o inaccesible para muchos pequeños productores, especialmente aquellos que viven con menos de $ 3 por día en áreas remotas. La solución propuesta por un equipo interdisciplinario dirigido por Daniel Frey, profesor del departamento de ingeniería mecánica y director de la facultad de D-Lab, así como Leon Glicksman, profesor de arquitectura e ingeniería mecánica, es una tecnología de almacenamiento que Utiliza la evaporación natural del agua. Cree un ambiente fresco y húmedo que evite la pudrición y la deshidratación, todo sin la necesidad de electricidad. Este sistema es particularmente adecuado para áreas calientes y secas como Kenia, donde el equipo de investigación enfocará sus esfuerzos. La investigación se llevará a cabo en colaboración con investigadores del Departamento de Ciencias Vegetales y Protección de Cultivos de la Universidad de Nairobi, que tienen una amplia experiencia trabajando con comunidades rurales de bajos ingresos en temas relacionados con la horticultura y mejorando los medios de vida. El equipo construirá y probará cámaras de enfriamiento evaporativo en zonas rurales de Kenia para optimizar el diseño para el rendimiento, la construcción práctica y las preferencias de los usuarios, y reunirá evidencia para los donantes y las organizaciones ambientales. implementación para apoyar la difusión de estos sistemas para mejorar los problemas de almacenamiento post-cosecha.

Enfrentando los desafíos de la seguridad alimentaria con sensores inalámbricos

La seguridad alimentaria es una preocupación global que muchos investigadores financiados por J-WAFS buscan abordar con tecnologías innovadoras. Y por una buena razón: la contaminación de los alimentos y los patógenos transmitidos por los alimentos causan enfermedades e incluso la muerte, así como costos económicos significativos, incluido el desperdicio de mano de obra y recursos causados ​​por la enfermedad. La eliminación de un producto contaminado, el déficit de las empresas en cuestión y la pérdida de productos alimenticios que podrían haber alimentado a varias personas. Fadel Adib, profesor asistente en MIT Media Lab, recibirá una subvención inicial para desarrollar una nueva herramienta para evaluar de forma rápida y precisa si un producto alimenticio en particular está contaminado. Este sensor de seguridad alimentaria utiliza señales inalámbricas para determinar la calidad y seguridad de los alimentos envasados ​​utilizando una etiqueta de identificación de radiofrecuencia colocada en el contenedor del producto. El sistema convierte las etiquetas RFID comerciales en espectroscopios que, una vez leídos, pueden medir el contenido de un producto sin tener que abrir su embalaje. El sensor también puede identificar la presencia de contaminantes, patógenos y adulterantes que afectan la calidad nutricional del producto alimenticio. Si tiene éxito, esta investigación y la tecnología resultante allanarán el camino para las tecnologías de detección inalámbrica que pueden informar a sus usuarios sobre la salud y la seguridad de sus alimentos y bebidas.

A través de estos siete proyectos recientemente financiados, J-WAFS ha financiado 37 proyectos de investigación de semillas desde su inicio en 2014. Estas subvenciones son catalizadores importantes para nuevas investigaciones en el sector de agua y saneamiento. alimentación en el MIT, dando lugar a publicaciones, patentes y otras investigaciones importantes. apoyo. Hasta la fecha, los IP de J-WAFS Seed Grant han recibido más de $ 11 millones en fondos adicionales. El profesor John Lienhard, director de J-WAFS, comentó sobre la influencia de este programa de subvenciones: "La mejora de la sociedad impulsa a nuestra comunidad de investigación en el MIT. El agua y los alimentos, los recursos más vitales en nuestro mundo, están actualmente amenazados por una variedad de desafíos globales, y los investigadores del MIT están reaccionando fuertemente. A través de este y otros programas de subvenciones J-WAFS, descubrimos las innovaciones creativas y las soluciones prácticas de MIT que ayudarán a garantizar un futuro sostenible. "

Subvenciones iniciales de J-WAFS, 2019

PI: Fadel Adib, Profesor Asistente, MIT Media Lab

PI: Joann de Zegher, profesora de desarrollo profesional Maurice F. Strong, Sloan School of Management

PI: Patrick Doyle, Robert T. Haslam (1911), Profesor de Ingeniería Química, Departamento de Ingeniería Química.

IP: Daniel Frey, profesor en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Director de Investigación de la Facultad en MIT D-Lab; Leon Glicksman, profesor de tecnología de construcción e ingeniería mecánica, departamento de ingeniería mecánica; Eric Verploegen, ingeniero de investigación, MIT D-Lab

PI: Yogesh Surendranath, Paul M Cook, Profesor Asistente de Desarrollo de Carrera, Departamento de Química

PI: Robert M. Townsend, Elizabeth y James Killian Profesor de Economía, Departamento de Economía.

PI: Andrew J. Whittle, profesor Edmund K. Turner en Ingeniería Civil, Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental

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