Novo e Promissor Método de Dessalinização Funciona sem Eletricidade

Investigadores da Universidade Nacional Australiana introduziram um novo método de dessalinização que atenua muitos dos efeitos adversos associados às técnicas tradicionais e reduz o consumo de energia em cerca de 80%.

A escassez de água doce está a tornar-se um problema crítico a nível mundial, com algumas regiões a dependerem já da dessalinização para extrair água doce da água do oceano. Atualmente, os seres humanos utilizam cerca de um terço de todas as descargas de água doce, um valor que se prevê que aumente para metade até meados do século, especialmente em regiões como Israel, Cidade do México, Índia e Sul da Califórnia.

A disponibilidade de água pode tornar-se a crise mais significativa deste século, exacerbada pelas alterações climáticas, que afectam a camada de neve, a evaporação das águas superficiais, os padrões de precipitação e o teor de água atmosférica.

Relatório do Banco Mundial de 2018 destaca as Necessidades Energéticas da Dessalinização

Um relatório de 2018 do Banco Mundial indicou que cerca de 300 milhões de pessoas em mais de 150 países dependem da dessalinização, que consome 3 quilowatts-hora por metro cúbico (kWh/m3) de energia – dez vezes menos do que em 1970. No entanto, a dessalinização continua a representar um quarto da energia utilizada para o abastecimento de água, exigindo cerca de 100 mil milhões de quilowatts-hora de energia em 2018.

As actuais técnicas de dessalinização dividem-se em duas categorias principais: métodos baseados em materiais, como a osmose inversa, que utiliza alta pressão para separar as espécies moleculares da água, e métodos térmicos, como a evaporação solar ou a dessalinização por congelação.

No entanto, estes métodos podem prejudicar a vida marinha; o calor, o stress ou os produtos químicos podem matar pequenos organismos, enquanto as criaturas maiores podem ficar presas contra os ecrãs de entrada.

Além disso, produzem salmoura com um elevado teor de sal (superior a 30%) que, quando descarregada no oceano, pode danificar os ecossistemas ao afundar-se no fundo do mar.

Os Sistemas Tradicionais de Dessalinização Requerem Materiais Dispendiosos e Manutenção Regular

Os sistemas tradicionais de dessalinização também requerem materiais dispendiosos que necessitam de limpeza e manutenção regulares devido a problemas como a incrustação, corrosão e degradação das membranas.

Consomem quantidades significativas de energia, variando de 3 a 7 kWh/m³ para osmose reversa e até 100 kWh/m³ para outros métodos. Embora adequados para zonas urbanas e industriais, estes sistemas são frequentemente demasiado grandes e caros para serem utilizados em países em desenvolvimento ou em regiões rurais e remotas.

Novo Método Utiliza Calor de Baixo Grau e Termodifusão para Dessalinização

O novo método, descrito em pormenor na Nature Communications, não depende da eletricidade, mas utiliza calor de baixa qualidade proveniente da luz solar ou de subprodutos industriais. Aproveita a termodifusão, um processo em que o sal migra para o lado mais frio de um gradiente de temperatura. Neste método, a água permanece na sua fase líquida durante todo o processo.

A equipa de investigação, liderada pelo candidato a doutoramento Shuqi Xu, fez passar água do mar através de um canal estreito posicionado entre uma placa superior aquecida a mais de 60°C e uma placa inferior arrefecida a 20°C.

Estes valores de temperatura podem ser obtidos a partir do ambiente. A instalação produziu água de baixa salinidade na região superior do canal e água de alta salinidade na parte inferior.

Na sua experiência, o canal tinha meio metro de comprimento e um milímetro de altura, com caudais entre 1 e 16 mililitros por minuto. Após uma única passagem, a água mais fria e salgada era extraída e a água mais quente e menos salina era recirculada através do canal.

Cada passagem reduzia a salinidade em 3%, permitindo ciclos repetidos para baixar a salinidade da água do mar de 30.000 ppm para menos de 500 ppm.

Dessalinização Termodifusiva

“O nosso objetivo é revolucionar a tecnologia de dessalinização utilizando o calor de baixa temperatura do ambiente que nos rodeia”, afirmou Juan Felipe Torres, professor da Universidade Nacional Australiana e principal investigador. “A dessalinização termodifusiva é o primeiro método térmico que funciona inteiramente na fase líquida, sem necessidade de membranas ou materiais absorventes de iões.”

Torres salientou que a dessalinização termodifusiva é isenta de incrustações, o que poderia ter um impacto significativo na dessalinização em grande escala. A agricultura, que consome cerca de 69% da água doce do mundo, requer água dessalinizada até cerca de 95% da sua salinidade original.

Após a prova de conceito, a equipa está a desenvolver um dispositivo maior, com vários canais, para dessalinizar a água do mar na ilha de Tonga, no sudoeste do Pacífico, atingida pela seca, alimentado por um painel solar do tamanho de um rosto humano.

Para concluir, Torres considera que a dessalinização termodifusiva é crucial para os países em desenvolvimento que enfrentam graves impactos das alterações climáticas, uma vez que descentraliza a dessalinização e aumenta a segurança da água.

Leia O Artigo Original: TechXplore

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