Um verão de extremo calor e seca em todo o mundo tem sido um lembrete de que a escassez de água é uma questão premente e que só irá piorar com as alterações climáticas. Segundo a Organização Mundial de Saúde (OMS), mais de dois mil milhões de pessoas em todo o mundo já não têm acesso a água limpa.
Para alguns países, as instalações de dessalinização oferecem uma solução: remover o sal da água do mar para satisfazer as suas necessidades de água doce. O Médio Oriente tem a maior concentração destas no mundo. Mas tais instalações, ainda maioritariamente alimentadas por combustíveis fósseis, são de energia intensiva e o processo cria uma água residual extremamente salgada, conhecida como salmoura, que pode danificar ecossistemas marinhos e animais quando é despejada de novo no mar.
É por isso que algumas startups e investigadores estão a aperfeiçoar a tecnologia de destilação solar centenária, que utiliza apenas a luz solar para purificar a água. Embora a tecnologia ainda esteja muito longe de produzir o volume de água doce gerada pelas instalações de dessalinização, poderá revelar-se valiosa para as comunidades fora da rede ou costeiras.
Destiladores solares flutuantes
A Manhat, fundada em Abu Dhabi em 2019, está a desenvolver um dispositivo flutuante que destila água sem necessitar de eletricidade nem de criar salmoura. Consiste numa estrutura de estufa que flutua na superfície do oceano: a luz solar aquece e evapora a água por baixo da estrutura, separando-a dos cristais de sal que são deixados para trás no mar. À medida que as temperaturas arrefecem, a água condensa-se em água doce e é recolhida no seu interior.
“É muito semelhante ao ciclo natural da água”, diz Saeed Alhassan Alkhazraji, fundador da empresa e professor associado na Universidade Khalifa de Abu Dhabi. Segundo ele, a evaporação solar é usada há muito tempo para este fim, mas normalmente envolve a colocação de água numa bacia onde, uma vez evaporada a água, o sal é deixado para trás.
Ao contrário dos destiladores solares tradicionais, o dispositivo de Manhat flutua no oceano, tirando água diretamente do mar. O sal não se acumula no dispositivo e o ângulo do cilindro de recolha impede que as gotículas de água evaporem de volta para o mar, explica Alhassan.
No início deste ano, a tecnologia patenteada da Manhat ganhou o prémio Water Europe Innovation para pequenas e médias empresas com soluções inovadoras no setor da água. Foi louvada pela sua capacidade de produzir água doce com “zero emissões de carbono e zero descarte de salmoura”.
A empresa pretende explorar a sua tecnologia em quintas flutuantes, que utilizariam os seus dispositivos de dessalinização para fornecer irrigação de água doce às plantações sem a necessidade de transporte de água e as emissões nela associadas.
Isto beneficiaria as zonas costeiras áridas onde a terra é cultivada de forma intensiva, diz Alhassan. “Se produzir água (doce) à superfície do mar e a utilizar para a agricultura, pode permitir que a terra arável seja rejuvenescida”, diz, acrescentando que a tecnologia poderia funcionar bem para países como as Maldivas, que têm pouca terra disponível para instalações de dessalinização.
Há outros que também têm inovado no domínio dos destiladores solares. Em 2020, os investigadores do Massachusetts Institute of Technology (MIT) desenvolveram uma unidade de dessalinização flutuante livre composta por um evaporador com várias camadas que recicla o calor gerado quando o vapor de água condensa, aumentando a sua eficiência em geral.
Enquanto os testes de campo estão em curso, foi considerada uma tecnologia que pode “potencialmente ser utilizada em zonas costeiras áridas fora da rede para fornecer uma fonte de água eficiente e de baixo custo”. Os investigadores sugeriram que poderia ser configurada como um painel flutuante no mar, fornecendo água doce através de tubagens para a costa, ou poderia ser configurada para abastecer uma única casa, utilizando-a no topo de um tanque de água do mar.
Expansão
Geoff Townsend, que trabalha em inovações no âmbito da escassez de água para a Ecolab, uma empresa de tratamento de água e higiene, acredita que embora seja pouco provável que as inovações solares substituam a dessalinização convencional, poderiam “complementar a tecnologia existente, reduzindo a emissão de carbono global da dessalinização”.
Mas adverte que “a dessalinização normalmente deve proporcionar um abastecimento de água muito previsível”, e que “haverá preocupações potenciais sobre até que ponto as mudanças diurnas (diárias) e sazonais no desempenho poderão ter impacto na capacidade de atingir o mínimo de produção necessário”.
Um desafio ainda maior para este tipo de tecnologia é a escala. “Uma desvantagem é a sua baixa eficiência intrínseca”, diz Townsend, acrescentando que tendem a ocupar muito espaço para a pequena quantidade de água que produzem.
O dispositivo do MIT foi concebido para produzir cerca de cinco litros de água doce por hora para cada metro quadrado de área de captação solar. O protótipo flutuante atual da Manhat, que cobre 2,25m² mas tem apenas um metro quadrado aberto à água, produz 1,5 litros de água doce por dia, que é uma gota no oceano, considerando que a Organização Mundial de Saúde estima que uma pessoa média precisa de pelo menos 50 a 100 litros por dia para ser saudável.
Alhassan diz que a Manhat está a trabalhar para aumentar este volume para cinco litros, através da otimização de materiais e design, com o objetivo de atingir pelo menos 20 litros. Até agora, o arranque angariou quase 130 mil euros em financiamento, sobretudo mediante uma colaboração com os portos de Abu Dhabi. Contudo, com o aumento do investimento, Alhassan está confiante de que estes objetivos podem ser atingidos.
Um projeto-piloto do conceito de exploração agrícola flutuante terá início no próximo ano. Ao vincular múltiplos dispositivos modulares numa formação de grelha, Manhat acredita que a sua tecnologia atual poderá fornecer dessalinização suficiente para cultivar plantações que requerem menos água, tais como cogumelos, e à medida que os dispositivos melhorarem poderão começar a ter em vista outros cultivos, tais como alface ou tomate.
Apesar dos obstáculos, Alhassan acredita que os destiladores solares irão um dia tornar-se uma importante fonte de água doce. “Temos de aceitar o facto de que a água do mar deve ser um elemento-chave no fornecimento de água doce”, diz. “Mas precisamos de ter uma solução que minimize as emissões de CO2 e elimine completamente a salmoura.”
