Cientistas do MIT criam sistema de dessalinização movido a energia solar

Foto: MIT

Cientistas do MIT desenvolveram uma tecnologia inovadora de dessalinização de água movida por energia solar que pode transformar a forma como comunidades ao redor do mundo enfrentam a escassez de água. A principal característica do sistema é a capacidade de operar de maneira eficiente sem a necessidade de baterias de armazenamento ou energia da rede elétrica, aproveitando ao máximo a energia solar disponível.

Como Funciona o Sistema Solar de Dessalinização?

O novo sistema de dessalinização desenvolvido pelos engenheiros do MIT é alimentado diretamente pela energia solar e funciona de acordo com os ritmos naturais da luz solar. À medida que o sol brilha mais forte ao longo do dia, o sistema aumenta a produção de água potável. Por outro lado, quando há uma redução na intensidade da luz, como quando uma nuvem passa, o sistema automaticamente ajusta sua produção para acompanhar essas mudanças, garantindo eficiência mesmo em condições variáveis de luz solar.

Ao contrário dos sistemas tradicionais de dessalinização movidos a energia solar, que geralmente requerem baterias para armazenar energia e garantir a produção constante de água, o sistema do MIT elimina a necessidade dessas baterias. Ele ajusta sua produção de água em tempo real, sem a necessidade de energia adicional de fontes externas. Isso não apenas reduz o custo operacional, mas também torna a tecnologia mais acessível e sustentável para regiões afastadas e de baixo custo.

Testes no Mundo Real: Resultados Promissores

O sistema foi testado em um protótipo em grande escala, operando com poços de água subterrânea em Alamogordo, Novo México, por um período de seis meses. Durante os testes, o sistema foi exposto a condições climáticas variadas e diferentes tipos de água, conseguindo produzir até 5.000 litros de água potável por dia. A eficiência foi impressionante, com o sistema aproveitando, em média, mais de 94% da energia gerada pelos painéis solares para dessalinização.

Esses resultados são notáveis, considerando que a tecnologia foi capaz de manter a produção de água potável mesmo diante de variações significativas nas condições meteorológicas e na intensidade da luz solar. A eficiência do sistema, que supera 90% da energia solar aproveitada, é um grande avanço em comparação com sistemas convencionais de dessalinização movidos a energia solar, que geralmente dependem de baterias caras para garantir a estabilidade da produção.

Potencial para Comunidades Remotas

O sistema tem grande potencial para beneficiar regiões que enfrentam dificuldades no acesso a fontes de água potável, especialmente em áreas remotas e de difícil acesso, onde as opções de dessalinização convencional, como a dessalinização da água do mar, não são viáveis devido à distância do litoral e à falta de infraestrutura. A água subterrânea salobra, que é mais abundante do que a água doce em muitas partes do mundo, é um recurso ideal para ser tratado por esse sistema.

Além disso, o sistema é particularmente relevante para áreas que sofrem os impactos das mudanças climáticas, que têm levado ao aumento da salinização das fontes de água subterrânea. A crescente escassez de água doce, combinada com a diminuição das reservas de água potável, torna essa tecnologia uma solução promissora para garantir o acesso a água limpa e sustentável para populações de áreas áridas ou semiáridas.

Foto: MIT

Inovação Tecnológica: Controle e Eficiência

A inovação central do sistema está na forma como ele ajusta automaticamente sua taxa de dessalinização em resposta a mudanças rápidas na quantidade de energia solar disponível. O controle do sistema é baseado em uma estratégia de "controle de corrente comandada por fluxo", desenvolvida pelos pesquisadores do MIT.

Quando o sistema detecta que os painéis solares estão gerando mais energia do que o necessário para a operação, ele ajusta a taxa de bombeamento e a corrente elétrica para aumentar a quantidade de água tratada e a remoção de sal. Essa resposta rápida e eficiente permite que o sistema maximize a produção de água potável sem precisar de baterias ou fontes de energia adicionais.

Em comparação com um sistema anterior, que tinha uma resposta de ajuste a cada três minutos, o novo sistema do MIT tem uma capacidade de adaptação muito mais rápida, com ajustes ocorrendo entre três a cinco vezes por segundo. Essa velocidade de resposta é crucial para otimizar o uso da energia solar disponível e garantir a produção contínua de água potável durante todo o dia.

Próximos Passos e Expansão

O próximo passo para a equipe de engenheiros do MIT é continuar a testar e escalar o sistema para comunidades de maior porte e, eventualmente, cidades inteiras. Com base nos resultados positivos dos testes iniciais, o objetivo é tornar a tecnologia acessível para regiões com grandes necessidades de água potável, especialmente em países em desenvolvimento e áreas isoladas. A equipe está trabalhando para reduzir ainda mais os custos de produção e aumentar a confiabilidade do sistema.

Além disso, os pesquisadores estão focados em expandir a aplicação dessa tecnologia para diferentes mercados ao redor do mundo, com planos para lançar uma empresa que comercialize a solução de dessalinização solar nos próximos meses. O sistema tem o potencial de transformar o acesso à água em regiões carentes, sendo uma alternativa viável, sustentável e de baixo custo para o tratamento de água salobra e salgada.

A pesquisa foi apoiada parcialmente pela National Science Foundation, a Julia Burke Foundation e a MIT Morningside Academy of Design, com o apoio adicional de Veolia Water Technologies e Xylem Goulds.