NATURALEZA

Las burbujas podrían ayudar a eliminar la basura de los ríos

Atlanta, Georgia. — El arroyo detrás de la casa de Dakota Perry en Mobile, Alabama, a menudo está lleno de basura. Mientras pasaba tiempo allí con su padre, la estudiante de segundo año de secundaria notaba bolsas de plástico, botellas y vasos esparcidos por el agua y recogiéndose a lo largo de la costa. Pero donde algunos podrían optar por una recolección de basura comunitaria, Dakota se preguntó si no había una mejor manera. La adolescente presentó su solución a la contaminación esta semana en la Feria Internacional de Ciencia e Ingeniería de Regeneron (ISEF). Se llevará a cabo en Atlanta, Georgia.

La idea de Dakota se inspiró en la Gran Barrera de Burbujas holandesa en Ámsterdam.

Al igual que el sistema holandés, su sistema a escala piloto en el patio trasero enviaría una cortina de burbujas desde el fondo del río para acorralar la basura y moverla al costado del arroyo. Pero esta joven de 15 años de WP Davidson High School se desafió a sí misma para hacer que ese concepto fuera completamente verde. El suyo funcionaría completamente con energía hidroeléctrica y energía solar.

En el diseño de Dakota, una cortina de burbujas atravesaría el río en una línea diagonal. La basura flotante sería detenida por la cortina y empujada hacia la orilla. Allí, una cinta transportadora operada por una batería alimentada por energía solar recogería los escombros y los transportaría a un contenedor de basura. (Incluyó una rueda hidráulica como fuente de energía de respaldo, porque en Mobile, explica, «nunca se sabe con el clima». Si no hace sol, está lloviendo).

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Los peces pueden nadar a través de las burbujas. De hecho, como en una pecera, el oxígeno liberado por las burbujas ayudaría a mantener el agua bien aireada.

Construyendo las burbujas

El sistema de Dakota se basa en un compresor de aire. Envía aire a través de un tubo de plástico en el que ha taladrado filas de pequeños agujeros. El aire que escapa a través de esos agujeros luego burbujea hacia la superficie, creando lo que parece una cortina. En el futuro, el adolescente planea aprovechar la energía del arroyo para hacer funcionar el compresor de aire. Obtendría su energía de ruedas hidráulicas conectadas por un sistema de poleas. La construcción de ese componente será parte de la siguiente fase de su proyecto.

Por ahora, Dakota se ha centrado en afinar la cortina de burbujas. Esa fue la parte más importante a resolver, enfatiza. “Para que el sistema de burbujas realmente funcione y recolecte la basura”, explica, “tengo que saber cuánta presión se supone que debe expulsar el compresor de aire”.

una vista submarina de una piscina muestra una cortina de burbujas emitida por una tubería que sube hacia la superficie
Con la ayuda de un compresor de aire y una tubería llena de agujeros, el joven investigador creó una cortina de burbujas. Ella confirmó su capacidad para recolectar y mover basura a través de pruebas en la piscina de su patio trasero (en la foto). dakota perry

Se puso a trabajar en el garaje lleno de herramientas de su padre. (Es donde ella lo había ayudado a construir la mesa del comedor de la familia, en un momento). Después de taladrar un par de cientos de agujeros de 1,5 milímetros (0,06 pulgadas) en un tubo de plástico, conectó ese tubo a otro y probó el combo en su piscina del patio trasero.

Había medido el flujo del arroyo después de una gran tormenta para asegurarse de que las burbujas siguieran subiendo en las fuertes corrientes, como después de las inundaciones, cuando mucha basura es arrastrada río abajo. El agua que corría se movía a unos 1,3 metros (4,3 pies) por segundo. Para imitar esa corriente en un entorno de prueba, la piscina de su patio trasero, Dakota alquiló una bomba de agua en una ferretería. Era caro, dice, así que solo lo alquiló por un día. Eso significaba que tenía que trabajar rápidamente para solucionar cualquier problema a medida que surgía.

Con el compresor de aire encendido, experimentó con la presión, aumentándola gradualmente hasta que salieron suficientes burbujas de la tubería para formar una cortina completa.

un esquema muestra cómo una tubería que produce burbujas serpentea a través del agua de un arroyo para acorralar la basura
La cortina de burbujas se extendería en diagonal a lo largo del arroyo (ilustrado). Una rueda hidráulica (abajo a la izquierda) impulsaría el compresor de aire generador de burbujas. La cortina burbujeante atrapa la basura flotante y la barre hacia la derecha, donde una cinta transportadora movería los escombros a un contenedor de basura (arriba a la derecha). dakota perry

Prueba con basura

Ahora era el momento de probar la capacidad de la cortina para recolectar basura, como botellas de plástico de refrescos. Dakota colocó botellas que estaban vacías, llenas de agua o lastradas con piedras en el agua. Todos ellos se detuvieron en la cortina y luego se balancearon lentamente a lo largo de la cortina hasta que llegaron al borde y pudieron dar la vuelta.

«Fue emocionante», dice Dakota. «Yo estaba como, ‘¡Oye, esto realmente funciona!'»

Siempre confió en que podría funcionar. Simplemente no esperaba que funcionara tan bien. Por ejemplo, notó que las burbujas creaban una corriente en la piscina que tiraba hacia arriba de las hojas de los árboles. Esto indica que las burbujas podrían incluso ayudar a redirigir la basura desde el suelo de un arroyo.

Dakota estuvo entre más de 1100 finalistas de escuelas secundarias de todo el mundo que se reunieron en Atlanta, Georgia, para el ISEF de este año. Otros 500 estudiantes compitieron virtualmente. Regeneron ISEF, que repartirá casi $8 millones en premios este año, ha sido administrado por Society for Science (el editor de esta revista) desde que comenzó la competencia anual en 1950.

Una foto de un arroyo muestra agua azul clara que fluye entre bancos de hierba verde
Este arroyo en el patio trasero de Dakota Perry es «realmente agradable», dice, aunque a menudo está lleno de basura (visible en el centro). La contaminación inspiró la nueva tecnología de limpieza del adolescente para eliminar el plástico flotante y otros desechos.dakota perry

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