Como a luz solar transforma a água do oceano em água doce para as comunidades costeiras

A startup Manhattan, com sede em Abu Dhabi, está desenvolvendo uma unidade flutuante de dessalinização.



CNN

Verões escaldantes e secas em todo o mundo são um lembrete de que a escassez de água é uma questão premente que só piorará com as mudanças climáticas. De acordo com o U.S. Census Bureau, mais de 2 bilhões de pessoas em todo o mundo já não têm acesso fácil à água potável. WHO (WHO).

Para alguns países, as usinas de dessalinização oferecem uma solução – remover o sal da água do mar para atender às suas necessidades de água doce.Oriente Médio tem concentração mais alta estes no mundo. Mas essas fábricas ainda são alimentadas principalmente por combustíveis fósseis, energia intensiva Esse processo produz uma água residual extremamente salobra chamada salmoura, que pode danificar os ecossistemas marinhos e os animais quando é bombeada de volta ao mar.

É por isso que algumas startups e pesquisadores estão atualizando a tecnologia centenária de destilação solar, que usa apenas a luz solar para purificar a água. Embora a tecnologia esteja longe de produzir o volume de água doce produzido por usinas de dessalinização, pode ser valiosa para comunidades fora da rede ou costeiras.

A startup Manhattan, com sede em Abu Dhabi, fundada em 2019, está desenvolvendo um dispositivo flutuante que pode destilar água sem eletricidade ou fazer salmoura. Consiste em estruturas de estufa que flutuam na superfície do oceano: a luz do sol aquece e evapora a água abaixo da estrutura – separando-a dos cristais de sal que permanecem no mar – e, à medida que a temperatura esfria, a água se condensa em água doce, que é recolhido no interior.

Manhat quer usar seus equipamentos de dessalinização para a agricultura, criando fazendas flutuantes cercadas por vários equipamentos de irrigação no local, como mostrado aqui. Crédito: Manhattan

“É muito semelhante ao ciclo natural da água”, disse o Dr. Saeed Alhassan Alkhazraji, fundador da empresa e professor associado da Khalifa University em Abu Dhabi. A evaporação solar é usada há muito tempo para esse fim, mas geralmente colocando a água em uma bacia e, uma vez que a água evapora, os sais são deixados para trás, disse ele.

Ao contrário dos tradicionais alambiques solares, o dispositivo de Manhattan flutua no oceano, bombeando água diretamente dele. O sal não se acumula no dispositivo e o ângulo do cilindro coletor evita que as gotas de água evaporem de volta ao mar, disse Alhassan.

No início deste ano, a tecnologia patenteada de Manhattan ganhou Inovação da Água Europa O prêmio reconhece as PMEs com soluções inovadoras no setor de água, reconhecendo sua capacidade de produzir água doce com “pegada de carbono zero e descarga zero de salmoura”.

A startup planeja usar sua tecnologia em uma fazenda flutuante que usará seu equipamento de dessalinização para fornecer irrigação de água doce às lavouras sem a necessidade de transporte de água e suas emissões associadas.

Isso beneficiará as áreas costeiras secas onde a terra é cultivada intensivamente, disse Alhassan. “Se você produzir água (de água doce) na superfície do mar e usá-la para a agricultura, poderá efetivamente rejuvenescer as terras aráveis”, disse ele, acrescentando que a tecnologia pode funcionar bem em países com pouca terra, como as Maldivas. Usina de dessalinização.

Outros também estão inovando com alambiques solares. Em 2020, pesquisadores MIT (MIT) desenvolveu uma unidade de dessalinização flutuante que consiste em um evaporador multicamadas que recupera o calor gerado quando o vapor de água se condensa, melhorando sua eficiência geral.

Enquanto os testes de campo estão em andamento, ele está sendo apresentado como uma “tecnologia potencialmente eficiente e de baixo custo para áreas costeiras secas fora da rede”. Os pesquisadores sugerem que ele pode ser configurado como um painel flutuante no mar para canalizar água doce para a costa, ou pode ser projetado para servir uma única casa, usando-o em tanques de água do mar.

Geoff Townsend, que trabalha em inovações de escassez de água na empresa de tratamento de água e saneamento Ecolab, acredita que, embora seja improvável que as inovações solares substituam a dessalinização tradicional, elas podem “complementar as tecnologias existentes e reduzir a pegada geral de carbono da dessalinização”.

Mas ele alertou que “a dessalinização normalmente requer um abastecimento de água muito previsível” e que “existem preocupações potenciais de que variações diurnas (diárias) e sazonais no desempenho possam afetar a capacidade de atender aos requisitos mínimos de produção”.

O maior desafio para essa tecnologia é a escala. “Uma desvantagem é sua ineficiência inerente”, disse Townsend, acrescentando que eles tendem a ocupar muito espaço para produzir pequenas quantidades de água.

Descobriu-se que o dispositivo do MIT produz cerca de 5 litros de água doce por hora por metro quadrado de área de coleta solar. O atual protótipo flutuante da Manhat cobre uma área de 2,25 metros quadrados, mas apenas 1 metro quadrado tem acesso à água e pode produzir 1,5 litro de água doce por dia – considerando que a Organização Mundial da Saúde estima que a pessoa média precisa de pelo menos 50 a 100 litros dia saudável

A Manhattan está trabalhando para aumentar esse volume para 5 litros, otimizando materiais e design, com uma meta de longo prazo de pelo menos 20 litros, disse Alhassan. A startup levantou US$ 130.000 em financiamento até agora, principalmente por meio de uma parceria com a Abu Dhabi Ports, mas com mais investimento ele acredita que esses objetivos podem ser alcançados.

Os pilotos do conceito de fazenda flutuante começarão no próximo ano. Ao conectar vários dispositivos modulares em uma rede, Manhat acredita que sua tecnologia atual pode fornecer dessalinização suficiente para cultivar culturas menos intensivas em água, como cogumelos, e, à medida que os dispositivos melhorarem, poderão começar a visar alface ou outras culturas, como tomates.

Apesar dos desafios, Alhassan acredita que os alambiques solares serão um dia uma importante fonte de água doce. “Temos que aceitar o fato de que a água do mar deve ser a chave para fornecer água doce”, disse ele. “Mas precisamos de uma solução que minimize as emissões de CO2 e elimine completamente a água salgada.”

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