Estudiantes de Pratt crean filtros de agua compostables en el hogar a partir de desperdicios de alimentos
Publicado el 18 de octubre de 2021
Los estudiantes graduados del Instituto PrattCharlotte Bhning y Mary Lempres han diseñado una colección de filtros de agua de carbono hechos completamente sin combustibles fósiles, utilizando desechos de sus propias cocinas.
La gama de cuatro piezas, llamada Strm, incluye un sustituto sostenible de los cartuchos de filtro Brita, palitos purificadores que se pueden agregar en tazas o botellas y una jarra y una jarra autolimpiantes.
Los filtros de agua tradicionales consisten en carbón activado alojado en cartuchos de plástico, los cuales generalmente se derivan del carbón y el petróleo no renovables.
Pero para sus diseños, los estudiantes de posgrado han desarrollado un nuevo material libre de combustibles fósiles, hecho convirtiendo los residuos de alimentos en biocarbón rico en carbono y combinándolo con resinas naturales, para que pueda tener la forma de un termoplástico.
El compuesto resultante actúa como filtro y recipiente al mismo tiempo y, a diferencia de los 100 millones de cartuchos de polipropileno que terminan en vertederos cada año, se descomponerán en el suelo en el transcurso de un solo mes.
"Al utilizar un flujo de desechos existente, podemos reducir el impacto negativo del ciclo de vida de la filtración de agua", dijo Lempres a Dezeen.
"Si bien la filtración de carbono inmoviliza los contaminantes dañinos, la única función del cartucho de plástico es mantener el carbón activado", continuó. "Mientras tanto, el abastecimiento, la fabricación y el moldeo por inyección del polipropileno son los mayores contribuyentes al impacto del filtro".
El carbón activado se utiliza en la purificación del agua debido a su alta porosidad, lo que le da una superficie descomunal equivalente a un campo de fútbol por cada cuatro gramos de material y le da la capacidad de absorber una variedad de contaminantes, incluidas bacterias, pesticidas e incluso nanoplásticos.
El material de Bhning y Lempres logra un efecto similar a través del uso de biochar, que hacen quemando cáscaras de plátano, huesos de oveja y otros desechos de alimentos de sus cocinas, así como de granjas y restaurantes locales, en un horno especial en ausencia de oxígeno.
Este proceso, llamado pirólisis, no permite que el carbono en la biomasa forme dióxido de carbono durante la combustión y, en cambio, lo convierte en un carbón poroso y altamente absorbente mientras almacena permanentemente el carbono contenido en los alimentos, que de otro modo se habría liberado a la atmósfera durante la descomposición.
"Fundamental para nuestro interés en el biocarbón es la capacidad de crear circularidad al convertir los desechos en un material funcional que secuestra carbono", agregó Bhning.
"Una de las ventajas de la pirólisis es que cuando el biocarbón llega a un vertedero, continuará almacenando carbono de manera estable en lugar de los desechos de alimentos, que debido a las condiciones en un vertedero producirían metano".
El biochar se mezcla con un aglutinante de propóleos de abeja y resinas de árboles para crear un material que se puede fundir, inyección o moldear a mano para formar gránulos de filtración desechables para su uso en el cartucho y la jarra, así como en los propios recipientes Strm.
Bhning y Lempres dicen que los productos finales no solo coinciden, sino que en realidad superan a los filtros tradicionales y funcionan con varias sustancias que no reaccionan al carbón activado.
Magnetizar el biocarbón en un baño de sal ferrosa le permite extraer metales pesados del agua, mientras que la adición de huesos de animales en el carbón ayuda al material a filtrar el fluoruro.
Mientras tanto, el propóleo, que consiste en una mezcla de savia de árbol, así como cera de abeja y saliva, actúa no solo como aglutinante, sino que también ayuda a prevenir el crecimiento bacteriano y la acumulación de suciedad.
"Las abejas lo usan para momificar los cadáveres de cualquier intruso de colmena desafortunado como ratones para detener la propagación de enfermedades", explicaron los estudiantes y apicultores aficionados.
"Por lo tanto, tiene importantes propiedades antimicrobianas, antivirales, antifúngicas y antiinflamatorias. Sin embargo, debe cosecharse éticamente para no perturbar la colmena".
Según el dúo, el material final es más asequible y accesible que el carbón activado, debido a que está hecho de materiales de desecho, además de ser más duradero.
Si bien el cartucho y la jarra Strm se alimentan a través de gránulos de filtro que se pueden reemplazar para ampliar la vida útil de los productos, tanto la jarra como los palos purificadores ondulantes deben desecharse una vez que sus capacidades de filtración hayan disminuido.
Pero como todos los productos están hechos del compuesto de biocarbón-propóleos, los estudiantes dicen que son completamente compostables en el patio trasero y se descomponen en el suelo en alrededor de un mes.
El biocarbón puede incluso ayudar a enriquecer la tierra, ya que se ha utilizado como fertilizante durante siglos y se está utilizando cada vez más para convertir los suelos en sumideros de carbono más efectivos.
Pero Bhning y Lempres, que están completando su maestría en diseño industrial en el Instituto Pratt, actualmente todavía están investigando si las toxinas, metales y plásticos inmovilizados en los filtros también podrían tener efectos adversos.
Sin embargo, su proyecto Stm fue galardonado con el segundo Premio Anual material Lab de la escuela de diseño, que reconoce los proyectos de los estudiantes que dan a los flujos de residuos un nuevo propósito.
La startup berlinesa Made of Air ha hecho uso previamente de la capacidad del biocarbón para secuestrar carbono para crear un bioplástico que almacena más CO2 del que emite y se puede convertir en todo, desde muebles hasta fachadas.
En otros lugares, Snohetta ha experimentado con el uso del material para crear hormigón bajo en carbono, que espera utilizar en su restauración del baño del puerto de Knubben en Arendal, Noruega.
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