Sistema de esterilización por vapor solar podría ser útil en el mundo en desarrollo

 Estudiante graduado Oara Neumann,
a la izquierda, y el científico Naomi
Halas con su autoclave de vapor solar
Jeff Fitlow / Rice University)

El año pasado, investigadores de la Universidad Rice, revelaron una nueva forma de convertir la energía solar directamente en vapor usando nanopartículas que absorben la luz. En ese momento, la tecnología ya se ha utilizado para crear un autoclave de vapor solar para esterilizar equipos médicos y dentales, y el proyecto ha sido galardonado con una beca de la Fundación Bill y Melinda Gates para convertir la tecnología a la tarea de los desechos humanos desinfección . Los investigadores ahora han puesto tanto en aplicaciones a prueba.

El corazón de ambos sistemas son nanopartículas que calientan tan rápidamente cuando se sumerge en agua y se expone a la luz solar que el agua circundante se vaporiza instantáneamente para formar vapor. Como ejemplo de su eficacia, el sistema funciona incluso con agua fría como el hielo y cuenta con una eficiencia energética global de un 24%.Esto es superior incluso a los paneles solares fotovoltaicos comerciales que suelen tener una eficiencia energética global de alrededor del 15%. A pesar del potencial de generación de electricidad del sistema, los investigadores decidieron centrarse primero en las aplicaciones de esterilización para el mundo en desarrollo.

"La tecnología de saneamiento no es glamoroso, pero es una cuestión de vida o muerte para los 2,5 mil millones de personas", dice Naomi Halas, director del Laboratorio de arroz para Nanofotónica (LANP) e investigador principal del proyecto. "Para que esto funcione realmente, necesita una tecnología que puede ser completamente fuera de la red, que no es tan grande, que funciona de manera relativamente rápida, es fácil de manejar y no tiene componentes peligrosos. Nuestro sistema de vapor Solar tiene todo eso, y es la única tecnología que hemos visto que se pueden esterilizar por completo los residuos"

Los investigadores probaron la autoclaves de vapor con energía solar en dos montajes - uno para la esterilización de equipo médico y dental y otro para desinfección de desechos humanos . Ellos encontraron que el calor y la presión generados por el vapor de agua no sólo era suficiente para matar los microbios vivos incluso más resistentes al calor, sino también las esporas y virus.

"El proceso es muy eficiente", dice Rice estudiante graduado Oara Neumann, el autor principal del estudio de PNAS que creó las nanopartículas captadores de luz. "Para el programa de la Fundación Bill y Melinda Gates, que nos patrocina, teníamos que crear un sistema que pudiera manejar los residuos de una familia de cuatro, con sólo dos tratamientos por semana, y la configuración del autoclave se informó en este trabajo puede hacer eso. "

El equipo de investigación espera asociarse con la empresa de tratamiento de residuos Sanivation en la realización de las primeras pruebas de campo del esterilizador de residuos de vapor solar en tres sitios en Kenia.

El artículo del equipo detallando la tecnología aparece en línea en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias Early Edition.