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May 21, 2024

Acqua potabile derivata da torrenti e corsi d'acqua

Un’ondata di tempeste in Texas negli ultimi anni – dall’uragano Harvey nel 2017 al gelo nel 2021 – ha messo in pericolo grandi fasce della popolazione e ha lasciato milioni di persone senza elettricità o acqua per

Un’ondata di tempeste in Texas negli ultimi anni – dall’uragano Harvey nel 2017 al gelo nel 2021 – ha messo in pericolo grandi fasce della popolazione e lasciato milioni di persone senza elettricità o acqua per lunghi periodi. Queste calamità sono servite anche come motivazione per un’iniziativa ricercatrice presso l’Università del Texas ad Austin per concentrare nuovamente il suo lavoro sulle innovazioni che possono aiutare le comunità a rispondere a eventi meteorologici gravi. Il suo ultimo progetto è un dispositivo delle dimensioni di una tazza in grado di pulire rapidamente l'acqua utilizzando una piccola scossa di elettricità per estrarre le cellule batteriche. Negli esperimenti di laboratorio, il dispositivo è stato in grado di rimuovere il 99,997% dei batteri E. coli da campioni da 2 a 3 once prelevati da Waller Creek ad Austin in circa 20 minuti, con la capacità di fare di più. utilizzando pochissima energia perché guidiamo le cellule batteriche con campi elettrici, e la maggior parte delle cellule batteriche sono nuotatori naturali che si spingono verso gli elettrodi e vengono catturate vive", ha affermato D. Emma Fan, professore associato presso il Dipartimento di Scienze Walker della Cockrell School of Engineering Mechanical Engineering, che ha guidato la ricerca pubblicata di recente su ACS Nano. La chiave del dispositivo è un elettrodo “ramificato” creato in precedenza dal gruppo di ricerca. La struttura dell'elettrodo brevettato si basa su un apparato radicale di un albero con rami che viaggiano in diverse direzioni. Quando elettrificato, il dispositivo crea un campo da cui vengono attratte le cellule di E. coli. “Nuotano” volentieri nei rami dell'elettrodo. L'elettrodo è realizzato in schiuma di grafite, compatibile e durevole nei campi elettrici e può funzionare continuamente per molte ore. Oltre alla sua efficienza, il dispositivo è poco costoso: creare l’elettrodo rivestito in schiuma costa meno di 2 dollari ed è anche semplice da usare. Per prima cosa, immergere la tazza piena di elettrodi nell'acqua. Quindi, dagli una scossa elettrica, attendi e lascia che gli elettrodi catturino i batteri. Quindi, aspetta e rimuovi l'acqua, che ora è potabile. I ricercatori stanno ora cercando modi per commercializzarla e poi vogliono semplificare il design della tazza. Quello utilizzato per pulire l'acqua di Waller Creek è un prototipo stampato in 3D. E vogliono semplificare ulteriormente il processo di inserimento e rimozione degli elettrodi. Dei diversi metodi attuali per la filtrazione dell'acqua semplice e commerciale, ciascuno presenta un difetto significativo. Le pillole disinfettanti possono rilasciare ossidanti che possono essere dannosi se ingeriti. I sistemi ad osmosi inversa richiedono un'elevata pressione dell'acqua e la vaporizzazione solare necessita di luce solare costante, che è inaffidabile in caso di disastri naturali. Inoltre, l'uso dell'energia elettrica consente l'integrazione con batterie per l'energia immagazzinata e può essere facilmente utilizzato a casa, in ufficio o in ufficio. un'automobile. Inoltre il costo energetico è molto inferiore a quello di varie tecnologie emergenti, ad esempio un millesimo di quello della vaporizzazione solare. L'elettrodo utilizzato nel dispositivo è stato originariamente creato per i supercondensatori. Si stima che la popolazione del Texas raddoppierà entro il 2050 e che la necessità di ricerca per affrontare la resilienza dopo che Harvey ha motivato Fan a concentrare il suo lavoro sui disastri naturali. Nel caso di un'interruzione di corrente o di un avviso di far bollire l'acqua, una persona che possedeva un dispositivo con questa tecnologia potrebbe guidare verso un ruscello o un ruscello, collegarlo alla batteria dell’auto tramite un semplice convertitore DC-AC e purificare l’acqua da portare a casa come scorta potabile. Può anche essere alimentato utilizzando pannelli solari con lo stesso principio. "Quando la nostra infrastruttura idrica è inattiva - senza acqua, senza gas e senza elettricità - abbiamo bisogno di dispositivi nei punti di utilizzo per pulire l'acqua che possiamo estrarre da stagni, ruscelli o fiumi”, ha detto Fan. “Crediamo che un giorno il nostro dispositivo potrà soddisfare questa esigenza.”