Segundo estimativas da FAO, até 2025, quase 2 bilhões de
pessoas podem não ter água potável suficiente para satisfazer suas necessidades
diárias. Uma das soluções possíveis para esse problema é a dessalinização, ou
seja, tratar a água do mar para torná-la potável. Contudo, a remoção do sal da
água do mar requer 10 a 1000 vezes mais energia do que os métodos tradicionais
de fornecimento de água doce.
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| Photo Science Daily |
Motivado por esse problema, uma equipe de engenheiros do
Departamento de Energia do Politecnico di Torino criou um novo protótipo para
dessalinizar a água do mar de maneira sustentável e de baixo custo, utilizando
a energia solar de maneira mais eficiente. Em comparação com soluções
anteriores, a tecnologia desenvolvida é, de fato, capaz de duplicar a
quantidade de água produzida usando a energia solar, podendo os sistema ser
melhorado e ter mais eficiência no futuro próximo.
O grupo de jovens investigadores que publicou recentemente
esses resultados na revista Nature Sustainability é composto por Eliodoro
Chiavazzo, Matteo Morciano, Francesca Viglino, Matteo Fasano e Pietro Asinari
(Laboratório de Modelagem Multi-Escala).
O princípio de funcionamento da tecnologia proposta é muito
simples: "Inspirado nas plantas, que transportam água das raízes para as
folhas por capilaridade e transpiração, nosso dispositivo flutuante é capaz de
recolher a água do mar usando um material poroso de baixo custo. A água do mar é
então aquecida pela energia solar, que faz a separação do sal da água
evaporada, processo que pode ser facilitado por membranas colocadas entre água
salgada resultante e a potável para evitar sua mistura. Algumas plantas conseguem
sobreviver em ambientes marinhos usando este sistema de forma natural (por
exemplo, os mangues) ", explica Matteo Fasano e Matteo Morciano.
Embora as tecnologias convencionais de dessalinização precisem
de componentes mecânicos ou elétricos caros (como bombas e / ou sistemas de
controle) e necessitem de técnicos especializados para instalação e manutenção,
o sistema de dessalinização proposta pela equipe do Politecnico di Torino é
baseada em processos espontâneos que ocorrem sem a ajuda de máquinas auxiliares.
Tudo isso torna o dispositivo extramente barato e simples de
instalar e reparar. Estas últimas características são particularmente atrativas
nas regiões costeiras que sofrem de uma escassez crónica de água potável.
Até agora, uma desvantagem bem conhecida das tecnologias
“passivas” para a dessalinização tem sido a baixa eficiência energética em
comparação com as “ativas”. Os investigadores do Politecnico di Torino
enfrentaram esse obstáculo com criatividade. "Embora estudos anteriores
tenham focado em como maximizar a absorção de energia solar, nós voltamos a
atenção para um gerenciamento mais eficiente da energia térmica solar
absorvida. Desta forma, temos capaz de atingir valores recordes de
produtividade de até 20 litros por dia de água potável por metro quadrado
exposto ao Sol.
A razão por trás do aumento de desempenho é a 'reciclagem'
do calor solar nos vários processos de evaporação em cascata, em linha com a
filosofia de "fazendo mais, com menos". As tecnologias baseadas nesse
processo são tipicamente chamadas de "multi-efeito",
Depois de dois anos desenvolvendo o protótipo, e testando
diretamente no mar da Ligúria (Varazze, Itália), os engenheiros do Politecnico
afirmam que essa tecnologia poderia ter impacto em locais costeiros isolados
com pouca água potável, mas com energia solar abundante, especialmente em países
em desenvolvimento.
Além disso, a tecnologia
é particularmente adequada para fornecer água potável segura e de baixo custo
em condições de emergência, por exemplo em áreas atingidas por inundações ou
tsunamis e que fiquem isoladas por dias ou semanas sem energia da rede elétrica.
Uma outra aplicação prevista para esta tecnologia são os
jardins flutuantes para a produção de alimentos, uma opção interessante,
especialmente em áreas superpovoadas. Os investigadores, que continuam
trabalhando nesta questão no Centro de Água Limpa do Politecnico di Torino, procuram
possíveis parceiros industriais para tornar o protótipo mais durável, versátil
e comercial. Por exemplo, versões do dispositivo poderiam ser usadas em zonas costeiras
onde a exploração excessiva da água subterrânea causa a intrusão de água salina
em aquíferos de água doce (um problema particularmente grave em algumas áreas
do sul da Itália).
