Investigadores do MIT desenvolveram uma unidade portátil de dessalinização, pesando menos de 10 quilos, que pode remover partículas e sais para gerar água potável.
O dispositivo do tamanho de uma mala, que requer menos energia para funcionar do que um carregador de smartphone, também pode ser acionado por um pequeno painel solar portátil, que pode ser comprado online por cerca de US$ 50. Gera automaticamente água potável que excede os padrões de qualidade da Organização Mundial da Saúde. A tecnologia é empacotada em um dispositivo amigável que funciona com o apertar de um botão.
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Photo//MIT |
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Ao contrário de outras unidades portáteis de dessalinização
que exigem que a água passe pelos filtros, este dispositivo utiliza energia
elétrica para remover partículas da água potável. A eliminação da necessidade
de substituição de filtros reduz consideravelmente os requisitos de manutenção
a longo prazo.
Isso pode permitir que a unidade seja implantada em áreas
remotas e com recursos severamente limitados, como comunidades em pequenas
ilhas ou a bordo de navios de carga marítimos. Também poderia ser usado para
ajudar refugiados que fogem de desastres naturais ou por soldados que realizam
operações militares de longo prazo.
Tecnologia sem filtro
As unidades de dessalinização portáteis disponíveis
comercialmente normalmente exigem bombas de alta pressão para empurrar a água
através dos filtros, que são muito difíceis de miniaturizar sem comprometer a
eficiência energética do dispositivo, explica Yoon.
Em vez disso, sua unidade se baseia em uma técnica chamada
polarização de concentração de íons (ICP), que foi iniciada pelo grupo de Han
há mais de 10 anos. Em vez de filtrar a água, o processo ICP aplica um campo
elétrico às membranas colocadas acima e abaixo de um canal de água. As
membranas repelem partículas carregadas positiva ou negativamente, incluindo
moléculas de sal, bactérias e vírus, à medida que passam. As partículas
carregadas são canalizadas para uma segunda corrente de água que é
eventualmente descarregada.
Mas o ICP nem sempre remove todos os sais que flutuam no
meio do canal. Assim, os pesquisadores incorporaram um segundo processo,
conhecido como eletrodiálise, para remover os íons de sal restantes.
Yoon e Kang usaram o aprendizado de máquina para encontrar a
combinação ideal de módulos ICP e eletrodiálise. A configuração ideal inclui um
processo ICP de dois estágios, com água fluindo através de seis módulos no
primeiro estágio e depois por três no segundo estágio, seguido por um único
processo de eletrodiálise. Isso minimizou o uso de energia, garantindo que o
processo permaneça autolimpante.
Os investigadores também criaram um aplicativo de smartphone
que pode controlar a unidade sem fio e relatar dados em tempo real sobre
consumo de energia e salinidade da água.
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Testes de praia
Depois de realizar experiencias de laboratório usando água
com diferentes níveis de salinidade e turbidez (nublado), eles testaram o
dispositivo em Carson Beach, em Boston.
“No momento, estamos
impulsionando nossa pesquisa para aumentar essa taxa de produção”, diz
Yoon.
Um dos maiores desafios de projetar o sistema portátil foi
projetar um dispositivo intuitivo que pudesse ser usado por qualquer pessoa,
diz Han.
Yoon espera tornar o dispositivo mais fácil de usar e
melhorar sua eficiência energética e taxa de produção por meio de uma startup
que planeia lançar para comercializar a tecnologia.
No laboratório, Han quer aplicar as lições que aprendeu na
última década a questões de qualidade da água que vão além da dessalinização,
como a deteção rápida de contaminantes na água potável.
“Este é
definitivamente um projeto empolgante e estou orgulhoso do progresso que
fizemos até agora, mas ainda há muito trabalho a fazer”, diz ele.
A pesquisa foi publicada online na revista EnvironmentalScience and Technology .
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