[Imagem: Junghyo Yoon et al. - 10.1021/acs.est.1c08466]
Dessalinizador portátil
Pesquisadores desenvolveram uma unidade portátil de dessalinização, pesando menos de 10 quilos e cabendo em uma maleta, que remove partículas e sais da água do mar e entrega água potável diretamente em um copo.
O dessalinizador, que requer menos energia para funcionar do que um carregador de celular, pode ser acionado por uma bateria ou por um pequeno painel solar portátil. Ele gera automaticamente água potável que excede os padrões de qualidade da Organização Mundial da Saúde.
Ao contrário de outras unidades portáteis de dessalinização, que exigem que a água passe por filtros, este dispositivo utiliza energia elétrica para remover as partículas da água. 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 poucos recursos, como comunidades em pequenas ilhas, a bordo de navios ou para ajudar refugiados que fogem de desastres naturais.
"Este é realmente o culminar de uma jornada em que eu e meu grupo estamos há 10 anos. Trabalhamos por anos na física por trás dos processos individuais de dessalinização, mas colocando todos esses avanços em uma caixa, construindo um sistema e demonstrando-o no oceano, isto foi uma experiência muito significativa e gratificante para mim," disse o professor Jongyoon Han, do MIT.
Dessalinização sem filtro
As unidades de dessalinização portáteis disponíveis comercialmente usam bombas de alta pressão para empurrar a água através dos filtros, que são muito difíceis de miniaturizar sem comprometer a eficiência energética do dispositivo - e frequentemente entopem, exigindo manutenção ou substituição.
Em vez disso, este novo protótipo se baseia em uma técnica chamada concentração de íons por polarização. Em vez de filtrar a água, o equipamento aplica um campo elétrico às membranas colocadas acima e abaixo de um canal por onde a água flui. As membranas repelem partículas carregadas positiva ou negativamente - incluindo moléculas de sal, bactérias e vírus - à medida que elas passam. As partículas carregadas são canalizadas para uma segunda corrente de água, que é eventualmente descartada.
O processo remove sólidos dissolvidos e suspensos, permitindo que a água limpa passe pelo canal. Como requer apenas uma bomba de baixa pressão para fazer a água fluir, a tecnologia usa menos energia do que outras técnicas. Mas o processo de polarização nem sempre remove todos os sais, por isso os pesquisadores incorporaram um segundo processo, chamado eletrodiálise, para remover os íons de sal restantes.
A configuração ideal inclui um processo 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.
A equipe miniaturizou tudo para melhorar a eficiência energética e permitir que os módulos se encaixassem em uma maleta. Basta então estender uma mangueira até a água do mar, e outra até um copo, que vai se encher de água potável dentro de mais ou menos meia hora na versão mais econômica do dessalinizador - a versão maior produz até um litro de água potável por hora.
Contudo, embora já esteja em uma mala, a tecnologia ainda não está pronta para viagem: Tudo funcionou com água do mar limpa, sem poluentes. Agora a equipe se prepara para uma bateria de testes em condições reais, com águas encontradas junto a comunidades que dependem da dessalinização da água.
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