Evaluation of polymeric coatings applied to a natural fique fiber mesh of a water harvesting fog catcher system
DOI:
https://doi.org/10.22517/23447214.25756Palabras clave:
Fog catchers, Water capture, Natural fiber, Fique, Coatings.Resumen
Una de las necesidades prioritarias de la sociedad es la adquisición de agua dulce debido a los altos niveles de contaminación y al acceso limitado en zonas donde este valioso recurso escasea. Los métodos no tradicionales de obtención de agua, como los sistemas atrapanieblas, son cada vez más relevantes por su bajo coste y versatilidad. Estos sistemas usan mallas colectoras para condensar microgotas de niebla. Luego, el agua pasa por filtración, adsorción y desinfección para asegurar su potabilidad. Lamentablemente, los materiales utilizados habitualmente en las mallas de los atrapanieblas son sintéticos, lo que los hace resistentes a la degradación. En consecuencia, las fibras naturales presentan una alternativa viable para su sustitución. Sin embargo, la hidrofobicidad de las fibras naturales es baja, lo que se traduce en una captura de agua limitada. Esto hace necesario el desarrollo de nuevas soluciones, como los recubrimientos, para mejorar la eficacia de la captura de agua. Este artículo presenta una evaluación de varios recubrimientos poliméricos aplicados a mallas de fibra de fique natural instaladas en atrapanieblas, centrándose en el impacto de estos recubrimientos en la eficiencia de captura de agua. Además, se realizó una caracterización mecánica y morfológica de las mallas recubiertas para evaluar sus propiedades mecánicas y su adherencia. La caracterización mecánica se llevó a cabo mediante ensayos de tracción, que revelaron una mejora de las propiedades en el sistema de malla de fique recubierto de epoxi. El análisis morfológico, mediante microscopía electrónica de barrido, mostró una mejor adherencia entre las resinas epoxi y de poliéster y la fibra natural. Las pruebas de captación de agua realizadas tanto en el campo como en el laboratorio demostraron que el recubrimiento de fique-epoxi es el más eficaz, ya que aumenta la captación de agua en un 124,4% en comparación con la fibra de fique sin recubrir.
Descargas
Citas
J. A. Pascual, M. F. Naranjo, R. Payano, y Ojilve Ramon Medrano Perez, «Tecnología para la recolección de agua de niebla», 2011, doi: 10.13140/RG.2.1.4806.7048.
H. Yue, Q. Zeng, J. Huang, Z. Guo, y W. Liu, «Fog collection behavior of bionic surface and large fog collector: A review», Adv. Colloid Interface Sci., vol. 300, p. 102583, feb. 2022, doi: 10.1016/j.cis.2021.102583.
M. Qadir, G. Jiménez, R. Farnum, L. Dodson, y V. Smakhtin, «Fog Water Collection: Challenges beyond Technology», Water, vol. 10, n.o 4, p. 372, mar. 2018, doi: 10.3390/w10040372.
D. V. Carrera-Villacrés, I. C. Robalino, F. F. Rodríguez, W. R. Sandoval, D. L. Hidalgo, y T. Toulkeridis, «An Innovative Fog Catcher System Applied in the Andean Communities of Ecuador», Trans. ASABE, vol. 60, n.o 6, pp. 1917-1923, 2017, doi: 10.13031/trans.12368.
C. A. A. Corredor, V. Buitrago, S. J. D. Ayala, T. Ambiental, K. Y. C. Almeida, y T. Ambiental, «Propuesta De Un Sistema De “Atrapa-Nieblas”, Como Fuente De Agua No Convencional En La Vereda La Fuente, Municipio De Los Santos, Departamento De Santander.», p. 9, 2017.
S. Korkmaz y İ. A. Kariper, «Fog harvesting against water shortage», Environ. Chem. Lett., vol. 18, n.o 2, pp. 361-375, mar. 2020, doi: 10.1007/s10311-019-00950-5.
Y. Cheng et al., «Fog catcher brushes with environmental friendly slippery alumina micro-needle structured surface for efficient fog-harvesting», J. Clean. Prod., vol. 315, p. 127862, sep. 2021, doi: 10.1016/j.jclepro.2021.127862.
S. Zhang, J. Huang, Z. Chen, y Y. Lai, «Bioinspired Special Wettability Surfaces: From Fundamental Research to Water Harvesting Applications», Small, vol. 13, n.o 3, p. 1602992, ene. 2017, doi: 10.1002/smll.201602992.
J. Arutchelvi, M. Sudhakar, A. Arkatkar, M. Doble, S. Bhaduri, y P. V. Uppara, «Biodegradation of polyethylene and polypropylene», Indian j biotechnol, p. 15, 2008.
K. L. Pickering, M. G. A. Efendy, y T. M. Le, «A review of recent developments in natural fibre composites and their mechanical performance», Compos. Part Appl. Sci. Manuf., vol. 83, pp. 98-112, abr. 2016, doi: 10.1016/j.compositesa.2015.08.038.
Y. G. Thyavihalli Girijappa, S. Mavinkere Rangappa, J. Parameswaranpillai, y S. Siengchin, «Natural Fibers as Sustainable and Renewable Resource for Development of Eco-Friendly Composites: A Comprehensive Review», Front. Mater., vol. 6, p. 226, sep. 2019, doi: 10.3389/fmats.2019.00226.
A. Ali et al., «Hydrophobic treatment of natural fibers and their composites—A review», J. Ind. Text., vol. 47, n.o 8, pp. 2153-2183, may 2018, doi: 10.1177/1528083716654468.
M. Rajaram, X. Heng, M. Oza, y C. Luo, «Enhancement of fog-collection efficiency of a Raschel mesh using surface coatings and local geometric changes», Colloids Surf. Physicochem. Eng. Asp., vol. 508, pp. 218-229, nov. 2016, doi: 10.1016/j.colsurfa.2016.08.034.
Y. Wan, J. Xu, Z. Lian, y J. Xu, «Superhydrophilic surfaces with hierarchical groove structure for efficient fog collection», Colloids Surf. Physicochem. Eng. Asp., vol. 628, p. 127241, nov. 2021, doi: 10.1016/j.colsurfa.2021.127241.
C. M. Regalado y A. Ritter, «The design of an optimal fog water collector: A theoretical analysis», Atmospheric Res., vol. 178-179, pp. 45-54, sep. 2016, doi: 10.1016/j.atmosres.2016.03.006.
S. A. Gómez-Suarez y E. Córdoba-Tuta, «Composite materials reinforced with fique fibers – a review», Rev. UIS Ing., vol. 21, n.o 1, ene. 2022, doi: 10.18273/revuin.v21n1-2022013.
J. de D. Rivera y D. Lopez-Garcia, «Mechanical characteristics of Raschel mesh and their application to the design of large fog collectors», Atmospheric Res., vol. 151, pp. 250-258, ene. 2015, doi: 10.1016/j.atmosres.2014.06.011.
M. R. Sanjay, G. R. Arpitha, L. L. Naik, K. Gopalakrishna, y B. Yogesha, «Applications of Natural Fibers and Its Composites: An Overview», Nat. Resour., vol. 07, n.o 03, pp. 108-114, 2016, doi: 10.4236/nr.2016.73011.
J. I. P. Singh, S. Singh, y V. Dhawan, «Influence of fiber volume fraction and curing temperature on mechanical properties of jute/PLA green composites», Polym. Polym. Compos., vol. 28, n.o 4, pp. 273-284, may 2020, doi: 10.1177/0967391119872875.
J. de D. Rivera y D. Lopez-Garcia, «Mechanical characteristics of Raschel mesh and their application to the design of large fog collectors», Atmospheric Res., vol. 151, pp. 250-258, ene. 2015, doi: 10.1016/j.atmosres.2014.06.011.
M. N. A. M. Taib y N. M. Julkapli, «4 - Dimensional stability of natural fiber-based and hybrid composites», en Mechanical and Physical Testing of Biocomposites, Fibre-Reinforced Composites and Hybrid Composites, M. Jawaid, M. Thariq, y N. Saba, Eds., en Woodhead Publishing Series in Composites Science and Engineering. , Woodhead Publishing, 2019, pp. 61-79. doi: https://doi.org/10.1016/B978-0-08-102292-4.00004-7.
L. Vásquez-Ramírez, L. Cieza-León, y D. Cieza-León, «Efficiency of water collection for three types of mesh trappers in rural highlands of the northern highlands of Peru», n.o 3, p. 9, 2020.
M. Rajaram, X. Heng, M. Oza, y C. Luo, «Enhancement of fog-collection efficiency of a Raschel mesh using surface coatings and local geometric changes», Colloids Surf. Physicochem. Eng. Asp., vol. 508, pp. 218-229, nov. 2016, doi: 10.1016/j.colsurfa.2016.08.034.
O. Klemm et al., «Fog as a fresh-water resource: overview and perspectives.», Ambio, vol. 41, n.o 3, pp. 221-234, may 2012, doi: 10.1007/s13280-012-0247-8.
-8.
Descargas
-
Vistas(Views): 117
- PDF Descargas(Downloads): 55
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2025 Scientia et Technica
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0.
Derechos de autor y licencias
La revista es de acceso abierto gratuito y sus artículos se publican bajo la licencia Creative Commons Atribución/Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo los mismos términos 4.0 Internacional — CC BY-NC-SA 4.0.
Los autores de un artículo aceptado para publicación cederán la totalidad de los derechos patrimoniales a la Universidad Tecnológica de Pereira de manera gratuita, teniendo en cuenta lo siguiente: En caso de que el trabajo presentado sea aprobado para su publicación, los autores deben autorizar de manera ilimitada en el tiempo, a la revista para que pueda reproducirlo, editarlo, distribuirlo, exhibirlo y comunicarlo en cualquier lugar, ya sea por medios impresos, electrónicos, bases de datos, repositorios, discos ópticos, Internet o cualquier otro medio requerido.
Los cedentes mediante contrato CESIÓN DE DERECHOS PATRIMONIALES declaran que todo el material que forma parte del artículo está totalmente libre de derechos de autor de terceros y, por lo tanto, se hacen responsables de cualquier litigio o reclamación relacionada o reclamación relacionada con derechos de propiedad intelectual, exonerando de toda responsabilidad a la Universidad Tecnológica de Pereira (entidad editora) y a su revista Scientia et Technica. De igual forma, los autores aceptan que el trabajo que se presenta sea distribuido en acceso abierto gratuito, resguardando los derechos de autor bajo la licencia Creative Commons Atribución/Reconocimiento-No Comercial- Compartir bajo los mismos términos 4.0 Internacional — CC BY-NC-SA 4.0.
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
A los autores, la revista Scientia et Technica tiene la obligación de respetarle los derechos morales (artículo 30 de la Ley 23 de 1982 del Gobierno Colombiano) que se les debe reconocen a estos la paternidad de la obra, el derecho a la integridad y el derecho de divulgación. Estos no se pueden ceder ni renunciar.