Furnizarea apei potabile curate a fost întotdeauna considerată un drept fundamental al omului în multe regiuni, dar situația din multe părți ale lumii este foarte diferită. Lumea a treia s-a luptat pentru apă potabilă curată. Un nou sistem de salubritate din aluminiu pe bază de laser poate ajuta țările în curs de dezvoltare să furnizeze apă curată și să salveze vieți.
O echipă de cercetare condusă de Subhash Singh de la Institutul de Optica de la Universitatea din Rochester din New York consideră că solar pe bază de canalizare a apei poate fi cheia pentru furnizarea de apă curată durabilă pentru populația mondială în creștere rapidă. Rezultatele studiului au fost publicate în revista Nature Sustainability.
Organizația Mondială a Sănătății a enumerat radiațiiultraviolete pentru a steriliza sticlele transparente și a steriliza recipientele opace ca metode de curățare a apei pe o perioadă de timp. Există, de asemenea, multe sisteme de pe piață care folosesc lumina soarelui pentru a purifica apa. Dar aceste sisteme au defecte evidente: probleme de scalabilitate. Un sistem care poate dezinfecta un grup mic de oameni sau o familie nu poate fi foarte util atunci când dezinfectarea unui oraș întreg sau sat. Împreună cu costurile aferente sistemului de dezinfectare a apei, 1 din 9 persoane (aproximativ 785 de milioane de persoane) nu pot obține apă curată. Dintre ei, 1 milion de oameni mor în fiecare an din cauza lipsei de apă curată.
Echipa de cercetare a descoperit mai multe probleme cu sistemul actual de canalizare a apei, în special problema evaporării interfeței solare. Acestea includ, dar nu se limitează la: incapacitatea de a controla limita de urmărire solară a evaporatorului de interfață, ceea ce înseamnă că atunci când unghiul soarelui se schimbă, concentrația optică va scădea, ducând la o scădere a capacității de dezinfectare. O altă problemă este efectul de blocare care reduce drastic eficiența echipamentului.
Deoarece sistemul actual de sterilizare solară utilizează un sistem de încălzire "de jos în sus", cea mai mare parte a energiei generate va fi pierdută prin evaporarea apei și a aerului. Unele sisteme rezolvă această problemă de eficiență prin introducerea unui sistem de generare a energiei termice solare la interfața aer/apă. Deoarece această suprafață plutește pe apă, nu poate fi poziționată cu precizie pentru a face față luminii incidente, iar problema înfundării va fi exacerbată de contactul cu apa de bază.
În plus, există o problemă foarte importantă: purificatoarele solare actuale pot elimina doar poluarea biologică. Există, de asemenea, un număr mare de alți poluanți, în special metale grele, care nu au fost tratați.
Echipa a sugerat utilizarea unei suprafețe cu absorbție de apă super și absorbție super lumină pentru a igieniza apa cu energie solară. Această suprafață cu absorbție de apă super și absorbție super lumină este compus din aluminiu, care este ușor de obținut și scăzut în cost.
Cu toate acestea, aluminiul tradițional netratat nu are proprietățile poroase necesare pentru absorbția apei. În plus, suprafața sa este reflectorizantă, astfel încât să nu absoarbă lumina. Pentru a rezolva această problemă, echipa de cercetare lasered aluminiu cu impulsuri laser femtosecunde. Suprafața poroasă creată de acest tratament cu laser permite apei să ruleze cu o viteză constantă de aproximativ 2 milimetri pe secundă sub influența gravitației. Aceasta înseamnă că apa poate fi transportată la suprafața de absorbție solară pentru dezinfectare.
Prin urmare, această suprafață poroasă poate fi instalată pe platforma plutitoare la orice unghi pentru a crește incidența razelor solare. Acest lucru înseamnă, de asemenea, că acest panou este conectat la sistemul de urmărire a soarelui pentru a urmări traiectoria soarelui și pentru a menține nivelul de dezinfectare în cea mai bună stare.
Cercetătorii s-au concentrat, de asemenea, asupra formei acestei suprafețe poroase și asupra modului în care disipează căldura prin apă. Ei au descoperit că suprafața în formă de U poate minimiza contactul cu suprafața apei, făcându-l modelul cel mai eficient din punct de vedere energetic în prezent. Până în prezent, rata de evaporare pe care echipa a înregistrat-o depășește chiar și echipamentul ideal într-o stare de funcționare 100% eficientă.
Echipa de cercetare nu numai că a testat apa contaminată biologic, dar a testat și apa contaminată cu alți poluanți, ar fi metalele, deșeurile menajere și cele agricole. Cercetările lor au descoperit că densitatea apei a scăzut cu 4 până la 5 grade de mărime. Respectați standardul OMS pentru apă potabilă sigură.