En Illinois se están realizando importantes avances en la lucha contra la persistente contaminación del agua. Allí, laboratorios nacionales y empresas de ingeniería locales están colaborando para desarrollar sistemas de tratamiento de agua de próxima generación que eliminen los químicos PFAS dañinos.
La asociación combina el poder de investigación del Laboratorio Nacional de Aceleradores Fermi con la experiencia en fabricación e ingeniería de Proficio Consultants, con sede en Lisle, para formar un equipo centrado en el desarrollo de sistemas que funcionen a la perfección con la tecnología de aceleradores de haz de electrones.
Abordar las PFAS con ciencia de vanguardia
Los PFAS, también conocidos como “productos químicos permanentes”, se utilizan ampliamente en todo, desde espuma contra incendios hasta productos para el hogar.
Debido a su estructura molecular, es altamente resistente a la descomposición y puede acumularse en suelos, cursos de agua e incluso fuentes de agua potable.
La creciente evidencia que vincula la exposición a las PFAS con problemas de salud ha impulsado la búsqueda de métodos de eliminación eficaces.
Los tratamientos químicos y de filtración tradicionales suelen ser insuficientes para destruir las PFAS o generar residuos secundarios. Sin embargo, la tecnología del haz de electrones se ha convertido en una alternativa prometedora.
Investigadores del Centro de Investigación de Aceleradores de Illinois (IARC), parte de Fermilab, están desarrollando un acelerador superconductor compacto que puede generar electrones de alta energía que interrumpen los enlaces químicos que están en el corazón de la resiliencia de las PFAS.
La investigación inicial de la IARC muestra que la irradiación selectiva de electrones puede alterar estos enlaces carbono-flúor, reduciendo en gran medida los efectos nocivos de los subproductos resultantes.
Sistemas especiales para preparar y purificar agua.
Para maximizar la eficiencia del procesamiento del haz de electrones, el agua contaminada debe entrar y salir del acelerador en condiciones estrictamente controladas.
Ahí es donde entran en juego los nuevos patines de tratamiento de agua de Proficio Consultancy. La empresa está diseñando un sistema modular que prepara agua que contiene PFAS para la irradiación y luego la ajusta para garantizar la seguridad y eficiencia del proceso.
El patín planificado se integrará directamente con el pequeño acelerador de Fermilab y admitirá un flujo de agua continuo para el procesamiento en tiempo real. Su equipo monitorea y controla variables clave como temperatura, pH, oxígeno disuelto y tasa de alimentación.
Al mantener estos parámetros, el sistema garantiza que el acelerador funcione al máximo rendimiento, lo que le permite descomponer las moléculas de PFAS con la mayor eficacia posible.
Los ingenieros imaginan una unidad que sea lo suficientemente flexible como para adaptarse a una variedad de condiciones operativas, desde pruebas de laboratorio en lotes pequeños hasta demostraciones piloto a gran escala.
Esta adaptabilidad permite que la tecnología evolucione desde una configuración de investigación controlada hasta un sistema de tratamiento de agua desplegable a gran escala que puede abordar la contaminación en sitios industriales y municipales.
Allanando el camino hacia soluciones medioambientales escalables
Esta colaboración representa múltiples proyectos de ingeniería. Destaca cómo los laboratorios nacionales y las pequeñas y medianas empresas pueden trabajar juntos para promover la innovación ambiental y acelerar la traducción de la investigación de vanguardia en aplicaciones del mundo real.
La IARC continúa su misión de poner a disposición de la industria las tecnologías desarrolladas en Fermilab, y soluciones como la destrucción de PFAS con haces de electrones pronto podrían convertirse en una opción viable para las comunidades que luchan con el suministro de agua contaminada.
Si tiene éxito, este nuevo tipo de sistema de tratamiento de agua de alta tecnología podría transformar la forma en que el país combate la contaminación por PFAS, convirtiendo los aceleradores avanzados en una herramienta práctica para crear agua más limpia y segura.
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