Podría haber una forma nueva y mejorada de eliminar toxinas y contaminantes del suelo contaminado: elimínelo con láser. Al descomponer directamente los contaminantes, dicen los investigadores, los láseres de alta potencia ahora pueden ser más eficientes y más baratos que las técnicas de descontaminación convencionales.
"Otros métodos son costosos, laboriosos, tienen baja eficiencia o toman mucho tiempo", dijo Ming Su, profesor asociado de ingeniero químico en la Northeastern University. Con dos de sus estudiantes de posgrado, Wenjun Zheng y Sichao Hou,él ha demostrado cómo podría funcionar un sistema láser de este tipo, describiendo los resultados de la prueba de principio esta semana en el Revista de Física Aplicada , de AIP Publishing.
La mayor ventaja de los láseres, explicó Su, es que se pueden usar en el sitio de descontaminación. Muchos métodos de descontaminación convencionales requieren desenterrar el suelo contaminado, transportarlo a otro lugar para limpiarlo y luego devolverlo, un proceso quees costoso y consume mucho tiempo.
Estos métodos también tienen defectos en la forma en que pueden descontaminar. Uno de los métodos más populares utiliza agua o solventes orgánicos para eliminar los contaminantes. Pero a menudo, el lavado no erradica los contaminantes; solo los diluye. E incluso si elel suelo está limpio, podría quedar con otro problema en el agua contaminada: los solventes orgánicos pueden ser dañinos para las personas y el proceso puede crear subproductos que se convierten en contaminantes secundarios.
Hay formas de descontaminar el suelo en el sitio, pero tienen sus propias limitaciones. La extracción de vapor del suelo, en la que se bombea aire al suelo para eliminar compuestos orgánicos volátiles, solo funciona en suelos permeables u homogéneos. Enfoques biológicos para descomponer el suelolos contaminantes que usan plantas o microbios son lentos y solo funcionan para bajas concentraciones de ciertos contaminantes.
Los láseres, sin embargo, se pueden usar en el sitio para descomponer completamente los contaminantes. "No hay otro método que pueda hacerlo con tan alta eficiencia", dijo Su.
Para demostrar que el nuevo método es factible, los investigadores lo probaron en un suelo simulado hecho de sílice porosa. Contaminaron su suelo artificial con un químico cancerígeno llamado DDE, que es un producto de DDT, el pesticida cancerígeno que fue prohibido enEstados Unidos en 1972. Las moléculas DDE fluorescen bajo la luz ultravioleta, lo que las hace más fáciles de detectar.
Casi inmediatamente después de encender un láser infrarrojo de alta potencia en el suelo artificial contaminado, el brillo cesó. La falta de fluorescencia indicó que el DDE ya no estaba presente.
Para eliminar la sustancia nociva, la luz láser calienta el contaminante localmente, alcanzando temperaturas de miles de grados Celsius. Este calor es suficiente para romper los enlaces químicos del contaminante, fragmentando el DDE en moléculas más pequeñas y seguras, como el dióxido de carbono yagua.
En principio, los láseres deberían poder trabajar en todo tipo de contaminantes, desde compuestos orgánicos hasta iones metálicos. Pero primero, dijo Su, los investigadores tendrán que hacer más experimentos con otros contaminantes. Los estudios futuros también deben involucrar más cuidadoanálisis para determinar si todo el contaminante, de hecho, se descompone lo suficiente como para cumplir con los estándares.
Eventualmente, Su visualiza un sistema de láser múltiple que se transporta en la parte trasera de un camión. La luz láser, canalizada a través de cables de fibra óptica que penetran en el suelo, tal vez podría acoplarse a un arado que afloja la suciedad, exponiéndolo mejor alluz laser.
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Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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