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Nuevo material de bajo costo de diseño innovador para combatir la contaminación del aire y el agua

Un estudio ha producido un nuevo material que podría adsorber aire y agua contaminantes y podría ser una alternativa sostenible de bajo costo al carbón activado que se utiliza actualmente.

Pollution hace nuestro del planeta tierra, agua, el aire y otros componentes del medio ambiente sucios, inseguros e inadecuados para su uso. Pollution Es causada por la introducción o entrada artificial de un contaminante en un ambiente natural. Pollution es de varios tipos; ejemplo de tierra contaminación Es causado principalmente por descartes domésticos o basura y desechos industriales de empresas comerciales. Agua contaminación Se produce cuando se introducen sustancias extrañas en agua incluyen productos químicos, aguas residuales agua, pesticidas y fertilizantes o metales como el mercurio. La contaminación del aire es causada por partículas en el aire provenientes de la quema de combustibles, como el hollín, que contiene millones de partículas diminutas que flotan en el aire. Otro tipo común de contaminación del aire son los gases peligrosos, como el dióxido de azufre, el monóxido de carbono, los óxidos de nitrógeno y los vapores químicos. la contaminación atmosférica producida por el transporte regional y mundial de contaminantes generados por los incendios no se puede evaluar sin recurrir a sistemas de vigilancia terrestres También pueden tomar la forma de gases de efecto invernadero (como el dióxido de carbono o el dióxido de azufre) y contribuir al calentamiento de nuestro planeta. avión a través del efecto invernadero. Otro tipo de contaminación es la contaminación acústica, cuando el sonido procedente de aviones, industrias u otras fuentes alcanza niveles nocivos.

A pesar de los grandes esfuerzos que se han hecho en los últimos años para limpiar el medio ambiente, la contaminación sigue siendo un problema importante y plantea riesgos continuos para la salud, afectando a 200 millones de personas en todo el mundo. Sin lugar a dudas, los problemas son mayores en el mundo en desarrollo, donde las fuentes tradicionales de contaminación, como las emisiones industriales, el saneamiento deficiente, la gestión inadecuada de los desechos, las agua Los suministros y la exposición a la contaminación del aire interior procedente de combustibles de biomasa afectan a un gran número de personas. Sin embargo, incluso en los países desarrollados la contaminación ambiental persiste, especialmente entre los sectores más pobres de la sociedad. Aunque los riesgos son generalmente mayores en los países en desarrollo, donde la pobreza, las limitaciones económicas para adoptar tecnología y las leyes ambientales débiles se combinan para causar altos niveles de contaminación. Este riesgo se ve agravado aún más por las condiciones inseguras. agua, saneamiento deficiente, mala higiene y contaminación del aire interior. La contaminación tiene efectos perjudiciales para los niños no nacidos y en crecimiento, y la esperanza de vida puede ser tan baja como 45 años debido al cáncer y otras enfermedades. Contaminación del aire y del agua es un asesino silencioso y se cree que afecta negativamente a nuestra avión y a su vez la humanidad. El aire que respiramos tiene una composición química muy definida que es 99 por ciento de nitrógeno, oxígeno, vapor de agua y gases inertes. La contaminación del aire ocurre cuando cosas que normalmente no se agregan al aire. Las partículas en suspensión (partículas sólidas y gotitas líquidas que se encuentran en el aire y que emiten las centrales eléctricas, la industria, los automóviles y los incendios) son ahora omnipresentes en las ciudades e incluso en las zonas suburbanas. Además, millones de toneladas de efluentes industriales se vierten en los ecosistemas del mundo. aguas todos los años. Tanto las partículas como los colorantes son altamente tóxicos para el medio ambiente, los ecosistemas y la humanidad.

Se utilizan habitualmente varios métodos y procedimientos para combatir el aire y agua contaminación, incluida la filtración, el intercambio iónico, la coagulación, la descomposición, la adsorción, etc., y cada uno de estos métodos exhibe diferentes tasas de éxito. En comparación, la adsorción se considera más factible debido a que es simple, fácil de operar, tiene alta eficiencia, conveniencia de usar, etc. Entre los diversos adsorbentes, en la reducción de la contaminación del aire y los desechos. agua, el carbón activado es el adsorbente más utilizado. También llamado carbón activado, es una forma de carbón procesado para tener poros pequeños y de bajo volumen que aumentan el área de superficie disponible para la adsorción o reacciones químicas. De hecho, el carbón activado es el estándar de oro en adsorbentes. El carbono tiene una afinidad natural por ecológicos contaminantes como el benceno, que se adhieren a su superficie. Si se “activa” el carbón, es decir, se vaporiza a 1,800 grados, se forman pequeños poros y bolsas que aumentan su superficie. Los pesticidas, el cloroformo y otros contaminantes se deslizan dentro de los agujeros de este panal y se mantienen firmes. Además, no queda carbón en el agua una vez que ha sido tratada a fondo. Las plantas de tratamiento de agua en países en desarrollo como China e India utilizan rutinariamente carbón activado. Del mismo modo, el carbón activado tiene propiedades especiales que ayudan a eliminar compuestos volátiles, olores y otros contaminantes gaseosos del aire. La forma en que funciona es bastante sencilla. El carbón activado tiene algunas desventajas: en primer lugar, es muy caro y tiene una vida útil muy corta, ya que sólo se puede utilizar hasta que sus poros se llenen, por lo que hay que cambiar el filtro de vez en cuando. El carbón activado también es difícil de regenerar y su eficacia disminuye con el tiempo. No son eficaces para eliminar los contaminantes que no son atraídos por el carbono ni por las bacterias y virus patógenos.

Una alternativa económica y sostenible

En un estudio reciente publicado en Fronteras de la química, los investigadores han creado un material asequible, sostenible y de bajo coste para combatir la contaminación del aire y el agua. Este nuevo material poroso “verde” producido a partir de desechos sólidos y abundantes ecológicos Los polímeros naturales parecen muy prometedores en términos de adsorción de contaminantes en las aguas residuales y el aire en comparación con el carbón activado y están siendo etiquetados como una "alternativa económica". Este nuevo adsorbente “verde” es una combinación de una materia prima naturalmente abundante (un polisacárido llamado alginato de sodio que se puede extraer de algas y algas) con un subproducto industrial: el humo de sílice (subproducto del procesamiento de aleaciones de silicio metálico). Fue sintetizado muy fácilmente y consolidado por las propiedades gelificantes del alginato y por la descomposición de la porosidad controlada del bicarbonato de sodio a bajas temperaturas en diferentes longitudes de escala. Para las pruebas de contaminación de aguas residuales se utilizó un tinte azul como contaminante modelo. Se observó que el nuevo material híbrido adsorbía y eliminaba el tinte con una eficacia de alrededor del 94 por ciento, lo cual fue muy alentador. Incluso se eliminaron concentraciones muy altas de este colorante. Este material mostró capacidades alentadoras para atrapar partículas de los gases de escape de diésel. El estudio dirigido por la Dra. Elza Bontempi de la Universidad de Brescia, Italia, concluye que este material fue capaz de reemplazar al carbón activado de manera muy eficiente en su capacidad para capturar tanto partículas finas en el aire como también ecológicos contaminantes en las aguas residuales reduciendo así la contaminación.

Se trata de un trabajo apasionante, ya que este nuevo material se produce de una forma muy innovadora y económica a partir de polímeros que abundan de forma natural y subproductos de residuos industriales que, de todos modos, siempre se desechan. Este nuevo material se denomina “ecológicosEl "híbrido inorgánico" no sólo es de bajo costo, sino que también es sostenible y regenerable y, de hecho, podría desplazar al carbón activado y convertirse en la opción preferida. Incluso consumió menos energía durante su producción (la energía “incorporada”) y, por tanto, deja una huella de carbono mucho menor. Este material además es autoestabilizante y no requiere un tratamiento térmico a altas temperaturas y además puede ampliarse para diferentes experimentaciones. Las pruebas en curso indican además que se puede almacenar en condiciones ambientales y que solo se vuelve más estable con el tiempo sin degradarse en absoluto. Por lo tanto, es muy versátil y podría tener una amplia gama de aplicaciones en filtración de aire y agua. Esto genera una gran esperanza para combatir la contaminación del aire y del agua y proteger a la madre tierra y a la humanidad.

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{Puede leer el trabajo de investigación original haciendo clic en el enlace DOI que figura a continuación en la lista de fuentes citadas}

Fuentes)

Zanoletti A y col. 2019. Un nuevo material híbrido poroso derivado de humo de sílice y alginato para la reducción sostenible de contaminantes. Fronteras de la química. 6. https://doi.org/10.3389/fchem.2018.00060

Equipo SCIEU
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