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Mar 23, 2024

Mangrovenwurzeln inspirieren die Neugestaltung von Deponiegasleitungen

Kennesha Garg, eine Schülerin der American High School in Fremont, Kalifornien, hat ein neues Deponiegasrohr (LFG) entworfen, das sie, wie sie sagt, diesen Sommer in einer Miete einer Kompostanlage testen möchte. Für

Kennesha Garg, eine Schülerin der American High School in Fremont, Kalifornien, hat ein neues Deponiegasrohr (LFG) entworfen, das sie, wie sie sagt, diesen Sommer in einer Miete einer Kompostanlage testen möchte.

Für ihre bisherigen Bemühungen gewann sie den ersten Platz beim Junior Science and Humanities Symposium 2023 der San Francisco University in der Kategorie Umweltwissenschaften.

Garg sagt, sie habe einen Teil ihrer Kindheit in Indien verbracht und in Gegenden mit Mülldeponien in der Nähe gelebt.

„Wo meine Eltern und ich lebten, gab es überall Mülldeponien“, sagt sie. „Das hat mich immer gestört, weil es die Schönheit des Ortes, den ich am meisten liebte, im Grunde trübte. Und außerdem hatte es große Auswirkungen auf meine Gesundheit und die meiner Familie.“

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Als kleines Kind, sagt sie, habe sie sich gefragt, warum Abfall nicht besser entsorgt werde, und in der High School gelernt, welche Rolle Methan- und Kohlendioxidemissionen aus Mülldeponien beim Klimawandel spielen.

„Ich habe beschlossen, die Situation anzugehen, weil sie mir so am Herzen lag“, sagt sie. „Ich muss etwas dagegen tun, weil es mich und meine Familie persönlich und so viele andere Menschen auf der Welt betroffen hat.“

Inspiriert von den Wurzeln von Mangrovenbäumen und der Idee der Biomimikry, sagt Garg, dass sie versucht hat, ein LFG-Sammelrohrsystem zu entwerfen, das eine Wurzelstruktur nutzt, um mehr Deponiefläche zu erreichen als Standardrohre.

„Als ich Mangroven entdeckte, wurde mir klar, dass sie perfekt zu meinem Design passen, da viele Mangroven tatsächlich Wurzeln haben, die unter Wasser liegen“, erklärt sie. „Diese Wurzeln bekommen nicht viel Sauerstoff, aber die Mangroven haben ein System entwickelt, mit dem sie Sauerstoff übertragen können, indem sie den Blättern Sauerstoff entziehen und dann einige unter Druck stehende Gewebe verwenden, um diesen Sauerstoff in diese Wurzeln zu übertragen.“

Sie sagt, dies sei vergleichbar mit der Art und Weise, wie LFG-Sammelsysteme Methan und Kohlendioxid absaugen müssen.

„Das Saugelement ist den Saugsystemen in aktuellen Mülldeponien ziemlich ähnlich, wo diese Vakuumpumpen zum Absaugen des Methans verwendet werden und dann das gesamte Methan und Kohlendioxid an eine Anlage weitergeleitet wird, um in erneuerbare Energie umgewandelt zu werden“, sagt sie . „Aber es ist die Form der Rohrleitungen selbst, die ich in Angriff nehmen wollte, weil sie in den derzeitigen Deponien sehr ineffizient ist.“

Während sie hofft, diesen Sommer in einer Kompostierungsanlage verschiedene Rohrformen und -materialien testen zu können, sagt Garg, sie habe einige Daten gesammelt. Sie baute in ihrem Hinterhof zwei Deponiesysteme, eines ähnelte den traditionellen LFG-Sammelsystemen und das andere nutzte ihren 3D-gedruckten Prototyp, den sie mit CAD-Software entworfen hatte.

„Ich habe beidem kompostierbaren Abfall hinzugefügt und sie dann vollständig versiegelt, sodass kein Sauerstoff eindringen konnte“, sagte sie.

Beim Testen des Drucks, der Temperatur des kompostierbaren Materials und der Methankonzentration in den versiegelten Kompostbehältern konnte der Root-Pipe-Prototyp laut Garg 91 Prozent der im Kompostbehälter erzeugten Gase absaugen, verglichen mit 54 Prozent bei Verwendung der herkömmlichen LFG-Rohrstruktur.

Sie sagt, sie erforsche immer noch das für das Wurzelrohr verwendete Material, erwäge aber die Verwendung von hochdichtem Polyethylen, einem Material, das auf Mülldeponien verwendet wird. Sie hofft, in diesem Sommer mehr darüber zu erfahren, welche spezielle Wurzelstruktur sich am effizientesten zum Sammeln von Gasen eignet.

„Natürlich ist es noch ein langer Weg, bis dies tatsächlich auf Mülldeponien umgesetzt wird, aber ich habe vor, dieses Projekt in meinem Grund- und Abschlussstudium fortzusetzen, sodass es etwas sein wird, das mir noch lange in Erinnerung bleiben wird“, sagt Garg .

Sie hat sich auch an Deponieexperten gewandt, um Feedback zu ihrer Idee zu erhalten, und plant, sich erneut an sie zu wenden, nachdem sie Daten aus einem größeren Experiment in einer Kompostanlage gesammelt hat.

Wenn ihre Ergebnisse weiterhin vielversprechend sind, hofft Garg, weitere Variablen in ihre Experimente einbeziehen zu können.

Mooring Advisory Group, eine in Boston ansässige PR-Firma, die mit risikokapitalfinanzierten Technologie-Startups zusammenarbeitet, möchte ihr dabei helfen, ihr Projekt bekannt zu machen.