Raízes de manguezais inspiram redesenho de tubulação de gás de aterro

Kennesha Garg, aluna do terceiro ano da American High School em Fremont, Califórnia, projetou um novo tubo de gás de aterro (LFG), que ela diz que espera testar neste verão em uma leira em uma instalação de compostagem.

Por seus esforços até agora, ela ganhou o primeiro lugar no Simpósio Júnior de Ciências e Humanidades de 2023 da Universidade de São Francisco na categoria Ciências Ambientais.

Garg diz que passou parte de sua infância na Índia, morando em áreas com lixões próximos.

“Onde meus pais e eu morávamos, havia lixões por toda parte”, diz ela. “Isso sempre me incomodava porque basicamente manchava a beleza do lugar que eu mais amava. E, também, afetou muito a minha saúde e a saúde da minha família.”

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Quando criança, ela diz que se perguntava por que os resíduos não eram melhor geridos e aprendeu no ensino secundário sobre o papel que as emissões de metano e dióxido de carbono dos aterros sanitários desempenham nas alterações climáticas.

“Resolvi enfrentar a situação porque era muito importante para mim”, diz ela. “Tenho que fazer algo a respeito por causa de como isso afetou a mim e à minha família pessoalmente, e como afetou tantas outras pessoas no mundo.”

Inspirada pelas raízes das árvores de mangue e pela ideia da biomimética, Garg diz que começou a tentar projetar um sistema de tubulação de coleta de LFG que usasse uma estrutura de raiz para acessar mais área de aterro do que as tubulações padrão.

“Quando descobri os manguezais, percebi que eles se encaixavam perfeitamente no meu projeto porque muitos manguezais têm raízes submersas”, explica ela. “Essas raízes não recebem muito oxigênio, mas o manguezal desenvolveu um sistema onde é capaz de transferir oxigênio retirando oxigênio das folhas e então usa alguns tecidos pressurizados para transmitir esse oxigênio para essas raízes.”

Ela diz que isso é semelhante ao modo como os sistemas de coleta de gás de aterro precisam aspirar o metano e o dióxido de carbono.

“O elemento de sucção é muito semelhante aos sistemas de sucção dos aterros atuais, onde são utilizadas bombas de vácuo para extrair o metano e, em seguida, todo esse metano e dióxido de carbono são enviados para uma instalação para serem convertidos em energia renovável”, diz ela. . “Mas é o formato da própria tubulação que eu estava tentando resolver, porque ela é muito ineficiente nos aterros atuais.”

Embora ela espere testar diferentes formatos e materiais de tubos neste verão em uma instalação de compostagem, Garg diz que reuniu alguns dados. Ela criou dois sistemas de aterro sanitário em seu quintal, um projetado de forma semelhante aos sistemas tradicionais de coleta de LFG e o outro usando seu protótipo impresso em 3D, que ela projetou em software CAD.

“Eu adicionei resíduos compostáveis ​​a ambos e depois selei-os completamente para que não houvesse oxigênio que pudesse entrar em nenhum deles”, disse ela.

Testando a pressão, a temperatura do material compostável e a concentração de metano nos recipientes de compostagem selados, Garg diz que o protótipo do tubo de raiz foi capaz de extrair 91% dos gases gerados na caixa de compostagem, em comparação com 54% usando a estrutura tradicional do tubo de LFG.

Ela diz que ainda está pesquisando o material usado no tubo radicular, mas pensa em usar polietileno de alta densidade, material usado em aterros sanitários. Ela diz que espera aprender mais sobre que tipo específico de estrutura radicular é mais eficiente para coletar gases neste verão.

“Obviamente, há um longo caminho a percorrer antes que isso seja realmente implementado em aterros sanitários, mas estou planejando continuar esse projeto na minha graduação e pós-graduação, então será algo que permanecerá comigo por muito tempo”, diz Garg. .

Ela também procurou especialistas em aterros para obter feedback sobre sua ideia e planeja contatá-los novamente depois de coletar dados de um experimento em larga escala em uma instalação de compostagem.