O protótipo do novo dispositivo de dessalinização movido a energia solar fica no topo do MIT. Imagem: Por cortesia dos pesquisadores.
As comunidades litorâneas com muito sol podem em breve ter água fresca em abundância, sem necessidade de eletricidade.
Uma equipe internacional de cientistas desenvolveu uma maneira barata de fornecer água fresca para comunidades sedentas, tornando a água do mar potável sem o uso de eletricidade.
Contanto que o sol esteja brilhando, eles dizem que seu dispositivo produzirá água potável de alta qualidade suficiente para atender às necessidades de uma família, a um custo de cerca de US $ 100 (£ 77).
Os cientistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), EUA e da Universidade Jiao Tong de Xangai, na China, acreditam que suas ondas cerebrais oferecem uma solução simples para ilhas sedentas e áreas áridas costeiras que carecem de fornecimento confiável de eletricidade, mas têm acesso à água do mar. Poderia até ajudar a impedir algumas das migrações em massa esperadas com as mudanças climáticas.
Os pesquisadores relatam seu trabalho na revista Energia e Ciência Ambiental. Testando seu protótipo em um teto no Instituto de Tecnologia de Massachusetts, eles produziram mais de 1.5 galões de água potável a cada hora para cada metro quadrado de área de coleta solar.
Seu dispositivo é em forma de cubo, com várias camadas de evaporadores e condensadores solares empilhados um sobre o outro, encimados por uma camada de isolamento transparente. Essencialmente, é uma camada múltipla ainda solar, semelhantes aos usados por séculos para produzir bebidas fortes e usados hoje em muitas aplicações.
“Essa nova abordagem é muito significativa. Um dos desafios da dessalinização solar ainda com base tem sido a baixa eficiência. Esse aumento de eficiência terá um impacto geral na redução do custo da água produzida ”
Uma energia solar ainda usa painéis planos para absorver o calor, que depois transfere para uma camada de água, que começa a evaporar. O vapor condensa no próximo painel e a água é coletada, enquanto o calor da condensação do vapor é passado para a camada acima.
Sempre que o vapor se condensa na superfície, ele libera calor; em sistemas típicos de condensador, esse calor é simplesmente perdido para o meio ambiente. Mas nesta versão de múltiplas camadas, o calor liberado flui para a próxima camada de evaporação, reciclando o calor solar e aumentando a eficiência geral.
A eficiência vem do uso de cada um dos estágios múltiplos para remover o sal da água do mar, com o calor liberado pelo estágio anterior aproveitado em vez de desperdiçado. Desta forma, o dispositivo de demonstração da equipe alcançou uma eficiência geral de 385% na conversão da energia da luz solar em evaporação.
Evelyn Wang, coautora, disse: “Quando você condensa a água, libera energia como calor. Se você tiver mais de um estágio, poderá aproveitar esse calor. ”
Compensação de custos
Embora a adição de mais camadas aumente a eficiência de conversão do sistema, cada camada também adiciona custo e volume. A equipe adotou um sistema de 10 etapas para o seu dispositivo de prova de conceito.
Forneceu água pura que excedia os padrões de água potável da cidade, a uma taxa de 5.78 litros por metro quadrado (cerca de 1.52 galão por 11 pés quadrados) de área de coleta solar. Isso é mais do que o dobro da quantidade recorde produzida anteriormente por qualquer sistema passivo de dessalinização a energia solar, diz o professor Wang.
E uma grande vantagem do sistema é que ele possui um mecanismo de autolimpagem que limpa o acúmulo de sal a cada noite e o devolve ao mar.
Uma maneira possível de usar o sistema seria com painéis flutuantes em um corpo de água salgada. Os painéis podiam fornecer água fresca constante através de canos para a praia, desde que o sol estivesse brilhando. Outros sistemas poderiam ser projetados para atender a uma única família, talvez usando uma tela plana em um grande tanque raso de água do mar.
A equipe estima que um sistema com uma área de coleta solar de aproximadamente um metro quadrado possa atender às necessidades diárias de água potável de uma pessoa. Na produção, eles acham que um sistema construído para atender às necessidades de uma família pode ser construído por cerca de US $ 100.
Substituições mais baratas
O componente mais caro do protótipo é a camada transparente aerogel usado como isolante no topo da pilha, mas a equipe sugere que outros isoladores menos caros possam ser usados. (O próprio aerogel é feito de sílica muito barata, mas requer equipamento de secagem especializado durante sua fabricação.)
"Essa nova abordagem é muito significativa", diz Professor Ravi Prasher do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley e a Universidade da Califórnia em Berkeley, que não participou da pesquisa.
“Um dos desafios da dessalinização solar ainda está em baixa eficiência devido à perda de energia significativa na condensação.
"Ao coletar com eficiência a energia de condensação, a eficiência geral de energia solar para vapor é dramaticamente aprimorada ... Esse aumento de eficiência terá um impacto geral na redução do custo da água produzida". - Rede de Notícias sobre o Clima
Sobre o autor
Paul Brown é o editor conjunto da Climate News Network. Ele é um ex-correspondente de meio ambiente do The Guardian e também escreve livros e ensina jornalismo. Ele pode ser alcançado em [email protegido]
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Este artigo apareceu originalmente na rede de notícias do clima
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