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Um sistema de dessalinização movido a energia solar, sem a necessidade de baterias, pode fornecer água potável a um custo muito baixo
Uma equipe de engenheiros do MIT desenvolveu um sistema inovador de dessalinização que opera com energia solar, sem a necessidade de baterias extras. A nova tecnologia, além de garantir um fornecimento eficiente de água potável, promete ser uma solução acessível para comunidades carentes ao redor do mundo, especialmente em áreas remotas.
O sistema de dessalinização, movido a painéis solares, adapta-se automaticamente às variações de luz solar ao longo do dia. À medida que a luz solar aumenta, o sistema acelera seu processo de dessalinização, e quando há uma queda brusca, como em momentos nublados, ele desacelera para ajustar-se.
Essa capacidade de reagir rapidamente a pequenas mudanças na luz do sol permite que o sistema aproveite ao máximo a energia solar disponível, produzindo grandes quantidades de água limpa, independentemente das variações climáticas.
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Em contraste com outros sistemas movidos a energia solar, esta nova tecnologia não requer baterias para armazenar energia ou uma fonte de energia adicional, como a rede elétrica. Isso é um avanço significativo, pois elimina custos adicionais e simplifica a instalação, tornando o sistema mais acessível e sustentável.
Testes bem-sucedidos na dessalinização
Foto: Shane Prat
Os engenheiros do MIT testaram um protótipo em larga escala em poços de água subterrânea no Novo México durante seis meses, em condições climáticas variadas.
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O sistema demonstrou ser extremamente eficiente, capturando em média 94% da energia elétrica gerada pelos painéis solares e produzindo até 5.000 litros de água potável por dia.
Mesmo em condições climáticas adversas, o sistema mostrou-se estável, confirmando sua viabilidade em comunidades que enfrentam mudanças imprevisíveis no clima.
O professor Amos Winter, diretor do K. Lisa Yang Global Engineering and Research (GEAR) Center do MIT, explicou a importância desse desenvolvimento: “A dessalinização tradicional requer uma fonte de energia estável e armazenamento em baterias para compensar a variabilidade da energia solar. Nosso sistema ajusta automaticamente o consumo de energia de acordo com o sol, tornando possível a produção de água potável diretamente de fontes renováveis, sem a necessidade de armazenamento de energia em baterias.“
Potencial para comunidades sem acesso à água potável
Foto: Shane Pratt
O sistema foi projetado principalmente para dessalinizar água salobra subterrânea, uma fonte de água abundante em reservatórios subterrâneos, mas que muitas vezes não é utilizada devido ao seu alto teor de sal.
Ao contrário das reservas de água doce, que estão se esgotando rapidamente em várias partes do mundo, a água salobra permanece uma fonte inexplorada de água potável.
Os pesquisadores veem nesse recurso uma oportunidade promissora para fornecer água potável a baixo custo, principalmente para comunidades afastadas das regiões costeiras, onde o acesso à água do mar para dessalinização é inviável.
Jonathan Bessette, doutorando em engenharia mecânica no MIT e coautor do estudo, destacou a importância dessa inovação para regiões que dependem da água subterrânea.
“A maioria das pessoas vive longe da costa, onde a dessalinização da água do mar não é uma opção viável. Em muitas dessas regiões, especialmente em áreas remotas e de baixa renda, a água subterrânea é essencial, mas está se tornando cada vez mais salgada devido às mudanças climáticas. Nossa tecnologia pode trazer água limpa e acessível para esses lugares negligenciados“, afirma Bessette.
Como o sistema funciona a tecnologia dos engenheiros do MIT?
A nova tecnologia desenvolvida por engenheiros do MIT baseia-se em um método conhecido como eletrodiálise, no qual um campo elétrico é utilizado para remover os íons de sal da água à medida que ela passa por uma membrana de troca iônica.
Embora outros métodos de dessalinização, como a osmose reversa, também sejam utilizados, o sistema desenvolvido pelo MIT foca em maximizar a eficiência do processo, sincronizando o consumo de energia diretamente com a disponibilidade de luz solar.
O controle automatizado do sistema é o que o diferencia das outras soluções existentes. Com base em leituras de sensores, o sistema calcula a taxa ideal de bombeamento de água e a voltagem necessária para remover o sal da água em tempo real, ajustando-se rapidamente às variações de energia solar.
Em testes anteriores, o sistema já havia demonstrado uma eficiência superior ao de sistemas tradicionais, mas os pesquisadores identificaram a necessidade de melhorar a velocidade de resposta às variações climáticas.
Nesta nova versão, a equipe conseguiu aprimorar ainda mais o desempenho do sistema, eliminando completamente a necessidade de baterias ao reduzir o tempo de resposta para frações de segundo.
Com essa melhoria, o sistema ajusta automaticamente sua taxa de dessalinização até cinco vezes por segundo, mantendo o processo de remoção de sal em sincronia com as mudanças de luz solar. Isso significa que, mesmo em dias nublados, o sistema continua operando de forma eficaz sem depender de energia adicional.
Sustentabilidade e economia
O professor Winter ressalta que a eliminação das baterias não apenas reduz os custos do sistema, mas também torna a dessalinização mais sustentável. “Em comparação com a forma tradicional de projetar um sistema de dessalinização solar, conseguimos reduzir quase 100% da necessidade de baterias“, explica Winter.
Os engenheiros agora planejam testar o sistema em maior escala, com o objetivo de fornecer água dessalinizada a comunidades inteiras e, potencialmente, a municípios inteiros.
Com a crescente demanda por água potável e os desafios relacionados às mudanças climáticas, essa tecnologia pode ser uma resposta fundamental para garantir o abastecimento sustentável de água em regiões afetadas.
Próximos passos
Os pesquisadores continuam trabalhando no desenvolvimento de métodos de dessalinização mais baratos e sustentáveis. Shane Pratt, engenheiro da equipe e coautor do estudo, afirma que o foco agora está em maximizar a confiabilidade do sistema e expandir sua aplicação para diferentes mercados ao redor do mundo.
“Ainda estamos em fase de desenvolvimento, mas acreditamos que nossa tecnologia pode fornecer água dessalinizada a partir de fontes renováveis para várias comunidades globais. Estamos construindo uma linha de produtos que atenderá às demandas de água potável sustentável e acessível”, completa Pratt.
A equipe do MIT também está se preparando para lançar uma empresa nos próximos meses, com o objetivo de levar essa tecnologia revolucionária ao mercado. O projeto foi financiado pela National Science Foundation, pela Julia Burke Foundation e pelo MIT Morningside Academy of Design, além do apoio de empresas como Veolia Water Technologies e Xylem Goulds.
Com o sucesso dos testes iniciais e o potencial de escalabilidade, o sistema de dessalinização movido a energia solar promete ser uma solução eficaz para a crise global da água, proporcionando acesso a água potável para milhões de pessoas em regiões remotas e vulneráveis.
