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Mar 23, 2024

マングローブの根が埋立地ガス管の再設計にインスピレーションを与える

カリフォルニア州フリーモントのアメリカン高校3年生のケネシャ・ガーグさんは、新しい埋め立てガス（LFG）パイプを設計し、今夏には堆肥施設の窓枠でテストしたいと述べている。 のために

カリフォルニア州フリーモントのアメリカン高校3年生のケネシャ・ガーグさんは、新しい埋め立てガス（LFG）パイプを設計し、今夏には堆肥施設の窓枠でテストしたいと述べている。

これまでの努力により、彼女はサンフランシスコ大学の 2023 年ジュニア科学・人文科学シンポジウムで環境科学部門で 1 位を獲得しました。

ガーグさんは幼少期の一部をインドで過ごし、近くにゴミ捨て場がある地域で暮らしていたという。

「両親と私が住んでいたところは、いたるところにゴミ捨て場がありました」と彼女は言います。 「このことは、私が最も愛した場所の美しさを基本的に汚すものだったため、いつも私を悩ませていました。 そしてまた、それは私と家族の健康に大きな影響を与えました。」

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彼女は幼い頃、なぜ廃棄物がより適切に管理されないのかと疑問に思い、高校で埋め立て地からのメタンと二酸化炭素の排出が気候変動に果たす役割について学んだと言います。

「それが私の心に非常に迫っていたので、私はこの状況に取り組むことを決意しました」と彼女は言います。 「これが私と私の家族に個人的な影響を与えていること、そして世界中の非常に多くの人々にどのような影響を与えているかを考えると、私はこれについて何かをしなければなりません。」

ガーグ氏は、マングローブの木の根と生体模倣のアイデアに触発され、標準的なパイプよりも多くの埋め立て地にアクセスできる根の構造を使用する LFG 収集パイプ システムの設計に着手したと述べています。

「マングローブを発見したとき、それが私のデザインにぴったりだと気づきました。実際、多くのマングローブは根が水中にあるからです」と彼女は説明します。 「これらの根は酸素をあまり摂取しませんが、マングローブは葉から酸素を取り込み、圧力をかけた組織を使ってこの酸素を根に伝えるシステムを発達させたようなものです。」

これは、LFG 収集システムがメタンと二酸化炭素を真空で除去する必要がある方法に似ていると彼女は言います。

「吸引要素は、真空ポンプを使用してメタンを抽出し、その後、このすべてのメタンと二酸化炭素が再生可能エネルギーに変換される施設に送られる、現在の埋立地の吸引システムと非常に似ています」と彼女は言います。 。 「しかし、私が取り組もうとしていたのは配管自体の形状でした。現在の埋め立て地では非常に効率が悪いからです。」

ガーグさんは、この夏に堆肥化施設でさまざまなパイプの形状や素材をテストしたいと考えているが、いくつかのデータを収集したと語った。 彼女は裏庭に 2 つの埋立地システムを作成しました。1 つは従来の LFG 収集システムと同様に設計され、もう 1 つは CAD ソフトウェアで設計した 3D プリントのプロトタイプを使用しました。

「これらの両方に堆肥化可能な廃棄物を加え、酸素がどちらにも入らないように完全に密閉しました」と彼女は言いました。

密封された堆肥容器内の圧力、堆肥化可能な材料の温度、メタン濃度をテストしたところ、従来の LFG パイプ構造を使用した場合は 54 パーセントであったのに対し、ルート パイプのプロトタイプでは堆肥容器内で生成されたガスの 91 パーセントを抽出できたとガーグ氏は述べています。

根管の素材についてはまだ研究中だが、埋め立て地で使われる高密度ポリエチレンの使用を検討しているという。 彼女は、この夏、どのような種類の根の構造がガスを集めるのに最も効率的であるかをもっと知りたいと述べています。

「これが埋め立て地で実際に実施されるまでには明らかに長い道のりがありますが、私はこのプロジェクトを学部教育と卒業教育でも続けるつもりなので、このプロジェクトは私の心に長く残るものになるでしょう」とガーグ氏は言います。

彼女はまた、自分のアイデアについてのフィードバックを得るために埋め立て地の専門家に連絡を取っており、堆肥施設での大規模な実験からデータを収集した後、再び連絡を取る予定です。