Durante más de 1.000 horas, dentro de un contenedor con fruta podrida, pan y vino, un pequeño módulo montado en la tapa siguió degradando el ácido acético liberado de los residuos. Sin enchufe, batería ni panel fotovoltaico: la energía se proporciona directamente luz del solconcentrado sobre un catalizador.
El dispositivo fue desarrollado por un grupo de investigadores chinos y descrito en el estudio publicado en Ciencia y tecnología ambientales. El autor del trabajo es Tongzhou Xu y sus colegas, con investigadores de la Academia de Ciencia y Tecnología de Beijing, la Universidad Normal Central de China y la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong.
La idea parte de uno de los problemas menos nobles de la gestión de residuos orgánicos: abrir la tapa cuando hace calor afuera. Durante la descomposición se producen diversos compuestos volátiles; investigadores centrados enácido acéticouno de los ácidos grasos volátiles asociados con el olor acre de los desechos de alimentos. Luego, el dispositivo experimental intenta degradar las moléculas directamente dentro del contenedor, antes de que se dispersen en el aire.
Dentro de la tapa hay un catalizador de litio y manganeso.
El material elegido es un dióxido de manganeso modificado con litio, denominado en el estudio como Li-MnO₂. La adición de litio cambia la distribución de electrones dentro del material y hace que la reacción que conduce a la degradación del ácido acético sea más efectiva cuando llega la luz.
En el prototipo, el catalizador está encerrado en un módulo extraíble y permeable a los gases. Una lente concentra la radiación solar sobre el material: la luz se transforma en calor en la superficie y, al mismo tiempo, promueve los procesos electrónicos necesarios para la reacción. En el laboratorio, el Li-MnO₂ degradó el ácido acético con mayor eficacia que el MnO₂ simple y el carbón activado en las condiciones de luz simuladas utilizadas por los investigadores, manteniendo un buen rendimiento incluso en presencia de humedad.
El carbón activado, también utilizado en filtros de olores, funciona principalmente reteniendo moléculas. Aquí el objetivo es otro: hacer reaccionar el ácido acético y degradarlo. Para Jinlong Wang, uno de los autores correspondientes, la motivación era muy práctica: intervenir sobre el olor. en la fuente, dentro del contenedorcomo se explica en el comunicado de la American Chemical Society.
Fruta, pan y vino podridos desde hace más de 40 días
Después de probar el material, el grupo pasó a algo mucho más parecido al cubo de basura de casa. El módulo se instaló en la tapa de un contenedor con ruedas normal y se sometió a la luz solar natural, mientras en su interior se descomponían frutas, pan y vino.
El sistema continuó degradando el ácido acético durante más de 40 días, superando las 1.000 horas de funcionamiento reportado en el estudio. Los autores consideran el resultado como prueba de la estabilidad del dispositivo en un escenario representativo de residuos municipales. La ventaja energética es bastante obvia: los sistemas catalíticos de eliminación de olores pueden requerir calefacción eléctrica, mientras que aquí esa tarea se confía a la luz.
Sin embargo, existe un límite importante. El estudio mide principalmente la eliminación del ácido acético, definido por los autores como un compuesto clave entre los ácidos grasos volátiles producidos por los residuos. Un cubo de basura contiene una mezcla mucho más compleja de sustancias olorosas, por lo que más de 1.000 horas de funcionamiento no prueban que la tapa elimine todos los posibles malos olores.
Por ahora sigue siendo un prototipo
El trabajo muestra que el principio también puede funcionar fuera del pequeño reactor de laboratorio: existe un módulo real, que puede montarse en un contenedor común y que ya funciona desde hace semanas con residuos de alimentos reales. Sin embargo, desde aquí hasta encontrarlo encima del contenedor de basura aún queda un largo camino por recorrer.
El estudio no establece qué tan bien el sistema mantendría el rendimiento durante largos períodos de poca luz ni documenta una durabilidad de meses o años a través de lluvia, suciedad, grasa, golpes y lavados repetidos. De hecho, los autores hablan de una posible aplicación futura en la gestión de olores residuales, no de un producto ya listo para salir al mercado. Por ahora sigue siendo un prototipo con un mérito muy concreto: durante más de cuarenta días utilizó algo que ya se entrega gratis en la tapa de un cubo de basura al aire libre. El sol.