I ricercatori dell'INST hanno creato un sistema di filtrazione basato sull'intelligenza artificiale, a basso costo e assistito dall'energia solare, che rimuove fino al 99% dei coloranti pericolosi dalle acque reflue industriali, offrendo una soluzione sostenibile al grave inquinamento delle acque del Punjab e alla contaminazione del fiume Sutlej e del Buddha Nullah.
Gli scienziati dell'Istituto di Nanoscienza e Tecnologia (INST) di Mohali hanno compiuto notevoli progressi nell'affrontare la crisi dell'inquinamento idrico del Punjab con lo sviluppo di un sistema di filtrazione alimentato dall'intelligenza artificiale e dall'energia solare, in grado di eliminare fino al 99% delle sostanze chimiche pericolose dalle acque reflue. Questa tecnologia è particolarmente significativa dato il persistente inquinamento del fiume Sutlej causato dallo scarico giornaliero di 764 milioni di litri di acque reflue industriali e domestiche non trattate, in particolare da aree come il Buddha Nullah di Ludhiana, gravemente contaminato.
Il sistema all'avanguardia si concentra sulla degradazione di coloranti industriali altamente tossici come il Rosso Congo e il Blu di Metilene, ampiamente utilizzati nei settori tessile e farmaceutico. Questi coloranti non solo sono responsabili della decolorazione dell'acqua, ma rappresentano anche gravi rischi per la salute, tra cui disturbi cutanei e problemi respiratori. Il cuore dell'innovazione è un'impalcatura biodegradabile stampata in 3D, realizzata in acido polilattico (PLA), rivestita con ferrite di bismuto (BiFeO₃), un catalizzatore attivato dal sole. Questa progettazione facilita la piezo-fotocatalisi, un processo che combina l'energia solare e sottili vibrazioni per attivare il catalizzatore, consentendo un'efficiente degradazione del colorante anche in condizioni meteorologiche variabili.
I test di laboratorio del sistema hanno dimostrato un'efficienza di rimozione del 98.9% per il Rosso Congo e del 74.3% per il Blu di Metilene, superando molti metodi convenzionali di trattamento delle acque reflue, spesso costosi e ad alto consumo energetico, come i processi elettrochimici o basati sull'ozono. Il basso costo, l'ecocompatibilità, la riutilizzabilità e l'utilizzo di fonti energetiche rinnovabili rendono l'unità di filtrazione un'alternativa sostenibile per il trattamento delle acque reflue industriali.
Le prove sul campo condotte utilizzando campioni di acque reflue provenienti da un punto di drenaggio industriale a Jaipur, un'area che riceve effluenti da oltre 100 fabbriche, hanno prodotto risultati promettenti. Il team ha ulteriormente migliorato le prestazioni del sistema attraverso l'integrazione di reti neurali artificiali (ANN), un modello di apprendimento automatico che prevede accuratamente il comportamento del sistema in base a diverse variabili ambientali e inquinanti, vantando un'accuratezza di previsione pari a circa il 99%.
Oltre all'innovazione tecnologica, il team dell'INST sta collaborando con esperti dell'Università di Chandigarh per migliorare la sostenibilità a lungo termine del sistema. Il Dipartimento di Scienza e Tecnologia (DST) finanzia questo progetto, che è stato pubblicato sulla rivista di grande impatto Nano Energy. I ricercatori prevedono un'applicazione scalabile di questa tecnologia, con benefici in particolare per le aree rurali e periurbane, riducendo sostanzialmente il carico tossico nei corpi idrici.
Se le autorità governative del Punjab adottassero questo sistema di filtrazione, l'acqua trattata potrebbe essere scaricata in sicurezza nel Sutlej, segnando un passo significativo verso la riabilitazione del Buddha Nullah e la risoluzione della più ampia crisi idrica tossica dello Stato. Questa innovazione ha quindi il potenziale per trasformare la gestione delle acque reflue nelle regioni alle prese con l'inquinamento industriale, offrendo una soluzione economica, adattabile e rispettosa dell'ambiente.
