Le déversement de granulés de plastique qui menace les côtes de Galice, des Asturies et du reste du nord de l’Espagne est la manière la plus visuelle et la plus évidente de percevoir les dangers que les microplastiques peuvent engendrer dans l’environnement naturel. Le vrai risque est que ces morceaux, également appelés larmes de sirène, finissent dans la chaîne alimentaire lorsqu’ils sont ingérés par les poissons et crustacés locaux. Bien que les effets que pourraient avoir l’ingestion de ces particules et leur entrée dans la circulation sanguine humaine soient encore inconnus, plusieurs études ont été présentées ces dernières années. des solutions technologiques qui cherchent à améliorer les systèmes de filtration, d’élimination et d’élimination des microplastiques.
La plupart des dispositifs de collecte du plastique en mer sont basés sur des chaluts ou des tapis roulants, qui permettent de collecter et de retirer les déchets les plus volumineux de l’eau, mais ne sont pas conçus pour reconnaître et trier les déchets de plus petite taille. C’est pourquoi des chercheurs du New York State College of Agriculture and Life Sciences (CALS) de l’Université Cornell ont conçu et fabriqué un petit prototype de robot qui, s’il était produit en masse et à grande échelle, pourrait collecter des kilos de microplastiques de la surface des océans, des mers et des lacs.
Pour obtenir le meilleur résultat possible, l’équipe dirigée par les ingénieurs Sunghwan Jung et Anupam Pandey, ancien chercheur postdoctoral au laboratoire de Jung et actuel professeur adjoint de génie mécanique à l’Université de Syracuse, Ils ont été inspirés par un animal curieux : l’escargot pomme d’Hawaï. (Pomacea canaliculate), qui utilise le mouvement ondulatoire de son pied pour entraîner l’écoulement de la surface de l’eau et aspirer les particules de nourriture flottantes.
Comment ça marche
Selon le Conseil économique et social des Nations Unies, Les déchets plastiques représentent 80 % de toute la pollution marine. Entre 8 et 10 millions de tonnes de plastique finissent chaque année dans l’océan, et les pellets qui menacent les côtes galiciennes et asturiennes ne sont que le dernier exemple de la façon dont ces matériaux atteignent les plages et peuvent finir par faire partie de la chaîne alimentaire.
Le véritable risque réside dans la façon dont les plastiques sont continuellement dilués et fragmentés sous l’action de l’eau, du vent et du soleil, formant des fibres et des particules si petites qu’elles sont presque invisibles à l’œil humain. C’est pourquoi il est important de concevoir des technologies de plus en plus efficaces, précises et autonomesde sorte que le nettoyage s’effectue sans nécessiter beaucoup d’énergie et puisse couvrir des surfaces de plus en plus grandes.
Le robot conçu pour collecter les microplastiques de la mer
A partir de une étude publiée par la revue Nature, Jung et Pandey ont développé un petit prototype réalisé par impression 3D. Ils obtinrent ainsi une feuille flexible en forme de tapis capable de s’enrouler, aidé par une structure hélicoïdale en bas de la feuille. Celui-ci tourne comme un tire-bouchon, permettant au robot d’onduler et de créer une vague mouvante dans le milieu aquatique.
« Nous avons été inspirés par la façon dont cet escargot collecte les particules de nourriture pour concevoir un dispositif capable de collecter des microplastiques dans l’océan ou à la surface d’une masse d’eau« dit Jung, professeur et directeur des études supérieures au Département de génie biologique et environnemental du CALS, en un communiqué de presse de l’université susmentionnée.
[El invento contra la sequía para jubilar al agua en botella: filtra bacterias y elimina microplásticos]
Pour finaliser la conception, les chercheurs ont dû analyser le mouvement du prototype dans différentes conditions et avec différents types d’eau. « Nous avions besoin comprendre l’écoulement des fluides pour caractériser le comportement de pompage« , explique Jung. Pour l’instant, le petit robot basé sur la technique de l’escargot pomme est ouvert à l’air, contrairement à d’autres systèmes fermés.
Selon leurs calculs, une conception fermée avec une pompe encapsulée et un tube pour aspirer l’eau et les particules de plastique nécessiterait beaucoup d’énergie pour fonctionner, ce qui la rendrait non viable à long terme. En échange, Le robot ouvert qu’ils ont fabriqué et testé en laboratoire n’utilise que 5 volts d’électricité aspirer de l’eau constamment.
Sunny Jung, professeur de génie biologique et environnemental, montrant le robot au laboratoire Omicrono de l’Université Cornell
Ce que les scientifiques de CALS étudient actuellement, c’est l’évolutivité de la technologie et la manière de fixer des filtres qui collectent efficacement les microplastiques. En outre, Ils évaluent la possibilité d’ajouter un dispositif de flottaison pour éviter que le robot ne coule dans l’eau, car le poids de la batterie et du moteur ne lui permettrait pas de flotter à la surface.
Autres alternatives
Ces dernières années, des scientifiques du monde entier ont présenté des solutions et des méthodes qui utilisent les technologies les plus diverses pour l’élimination en toute sécurité des microplastiques. L’une des plus célèbres est celle de Fionn Ferreira, un Irlandais de 22 ans qui a conçu une invention basée sur des aimants qui élimine ces minuscules particules de l’eau rapidement, en toute sécurité et sans nuire à l’environnement.
Fionn Ferreira Office européen des brevets Omicrono
Le système proposé par Ferreira utilise un mélange unique de ferrofluide, un composé de nanoparticules ferromagnétiques dissoutes dans un solvant attiré par un champ magnétique. La substance adhère à de minuscules particules de plastique, les séparant de l’eau et permettant leur retrait à l’aide d’aimants.
D’autres chercheurs, en l’occurrence de l’Institut des sciences et technologies de Daegu Gyeongbuk (DGIST) en Corée du Sud, ont développé un purificateur permettant d’éliminer tous les contaminants de l’eau à une vitesse jamais vue auparavant : dans leurs tests élimine plus de 99,9 % des contaminants en seulement 10 secondes. Ce sont des résultats très surprenants, surtout comparés à l’efficacité des ondes acoustiques déjà utilisées pour nettoyer l’eau des microplastiques, avec une maigre efficacité de 58 % et des temps bien plus longs.
L’autre nouveauté de l’invention coréenne, essentiellement une membrane de traitement de l’eau recouverte d’un polymère hautement poreux, c’est qu’il n’élimine pas seulement efficacement les microplastiques présents dans l’eau. Cette solution élimine également les composés organiques volatils (COV), qui peuvent être nocifs pour la santé humaine.
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