Potrebbe esserci un modo nuovo e migliore per liberare il terreno contaminato da tossine e sostanze inquinanti:eliminarlo con i laser. Abbattendo direttamente gli inquinanti, dicono i ricercatori, i laser ad alta potenza possono ora essere più efficienti ed economici delle tecniche di decontaminazione convenzionali.

"Altri metodi sono costosi, ad alta intensità di lavoro, hanno una bassa efficienza, o impiegare molto tempo, " disse Ming Su, professore associato di ingegneria chimica alla Northeastern University. Con due dei suoi studenti laureati, Wenjun Zheng e Sichao Hou, ha mostrato come potrebbe funzionare un tale sistema laser, descrivendo i risultati della prova di principio questa settimana nel Rivista di fisica applicata .

Il più grande vantaggio dei laser, Su ha spiegato, è che possono essere utilizzati nel sito di decontaminazione. Molti metodi di decontaminazione convenzionali richiedono lo scavo di terreno contaminato, trasportarlo da qualche altra parte per essere pulito, e poi restituirlo, un processo costoso e dispendioso in termini di tempo.

Questi metodi hanno anche carenze nel modo in cui possono decontaminare. Uno dei metodi più popolari utilizza acqua o solventi organici per lavare via gli inquinanti. Ma spesso, il lavaggio non elimina i contaminanti; li diluisce solo. E anche se il terreno è pulito, potresti rimanere con un altro problema nell'acqua contaminata:i solventi organici possono essere dannosi per le persone, e il processo può creare sottoprodotti che diventano contaminanti secondari.

Ci sono modi per decontaminare il suolo in loco, ma hanno i loro limiti. Estrazione del vapore dal suolo, in cui l'aria viene pompata nel terreno per rimuovere i composti organici volatili, funziona solo su terreni permeabili o omogenei. Gli approcci biologici per abbattere gli inquinanti utilizzando piante o microbi sono lenti, e funzionano solo per basse concentrazioni di determinati contaminanti.

laser, però, può essere utilizzato in loco per abbattere completamente i contaminanti. "Non c'è altro metodo che possa farlo con un'efficienza così elevata, " disse Su.

Per dimostrare che il nuovo metodo è fattibile, i ricercatori lo hanno testato su un terreno simulato fatto di silice porosa. Hanno contaminato il loro terreno artificiale con una sostanza chimica cancerogena chiamata DDE, che è un prodotto del DDT, il pesticida cancerogeno che è stato vietato negli Stati Uniti nel 1972. Le molecole DDE emettono fluorescenza sotto la luce ultravioletta, rendendoli più facili da rilevare.

Quasi subito dopo aver puntato un laser a infrarossi ad alta potenza sul terreno artificiale contaminato, il bagliore cessò. La mancanza di fluorescenza indicava che il DDE non era più presente.

Per rimuovere la sostanza nociva, la luce laser riscalda localmente l'inquinante, raggiungendo temperature di migliaia di gradi Celsius. Questo calore è sufficiente per rompere i legami chimici dell'inquinante, frammentando DDE in più piccoli, molecole più sicure come l'anidride carbonica e l'acqua.

In linea di principio, i laser dovrebbero essere in grado di lavorare su tutti i tipi di contaminanti, dai composti organici agli ioni metallici. Ma prima, Su ha detto, i ricercatori dovranno fare più esperimenti con altri contaminanti. Gli studi futuri devono anche coinvolgere un'analisi più attenta per determinare se tutto il contaminante è, infatti, sufficientemente suddivisi per soddisfare gli standard.

Infine, Su immagina un sistema multi-laser trasportato sul retro di un camion. La luce laser, canalizzati attraverso cavi in ​​fibra ottica che penetrano nel terreno, potrebbe forse accoppiarsi ad un aratro che scioglie la terra, meglio esporlo alla luce laser.