Trabalhadores da GENAQ montam um gerador de água atmosférica na fábrica da empresa em Lucena (Espanha).

Conservação da água: uma tecnologia que transforma o ar em água | Ciência e Tecnologia

Trabalhadores da GENAQ montam um gerador de água atmosférica na fábrica da empresa em Lucena (Espanha).ponte de Baku

Na pequena cidade de Lucena, no sul da Espanha, eles podem fazer água do nada. A quantidade de água na atmosfera depende de várias coisas, mas é cerca de 1% em média. Embora isso possa não parecer muito, o vapor d’água é o terceiro gás mais abundante na camada da atmosfera que nos rodeia, especialmente na temperatura Celsius ou mais próxima da superfície da Terra. Segundo as Nações Unidas, 2,3 bilhões de pessoas vivem em países com escassez de água, então um grupo empresarial de Córdoba, no sul da Espanha, decidiu fazer algo a respeito. Cinco anos atrás, eles começaram a GENAQ, uma empresa que fabrica geradores de água atmosférica usados ​​em mais de 60 países ao redor do mundo. Neste ano, a GENAQ conquistou o prêmio de setor com maior potencial de crescimento. A empresa também lidera o STRATUS, um projeto de pesquisa europeu que desenvolve tecnologia para gerar água potável por meio da condensação da umidade ambiente, que alguns pesquisadores veem como uma solução para regiões atingidas pela seca.

A ideia não é nova, e vários dos chamados fabricantes de água de 15 minutos gozaram de notoriedade em programas de TV e reportagens. Carlos Garcia, CEO da GENAQ, desconfia desses charlatães, então ele se esforça para descrever o trabalho da empresa em termos realistas e simples. “Isso é fácil de entender se você olhar para a água que os condicionadores de ar produzem.” O desafio é tornar esse processo eficiente o suficiente para compensar a energia consumida produzindo uma quantidade suficiente de água potável. A GENAQ desenvolveu com sucesso um processo eficiente de geração de água que pode ser alimentado por painéis fotovoltaicos, reduzindo ao mínimo a demanda de energia.

O princípio básico é o ponto de orvalho, a temperatura na qual o vapor de água no ar se condensa. Calibrados para as condições locais, os sistemas GENAQ absorvem o ar e usam tecnologias de refrigeração para produzir condensação. Em seguida, filtram e purificam a água com luz ultravioleta para evitar o uso de desinfetantes químicos. Se necessário, adicionam minerais para produzir “água próxima da qualidade da água destilada”, disse Garcia. Esse processo permite à GENAQ atingir três objetivos: Eficiência – menor consumo de energia por litro da usina (0,22 kWh por litro em média); fluxo variável de água potável que excede os requisitos sanitários; e confiabilidade – um sistema com longa vida útil (até 20 anos de vida útil) que pode ser utilizado em locais remotos.

Carlos García, CEO da GENAQ, segura uma garrafa de água extraída por um dos geradores atmosféricos construídos na fábrica da empresa em Lucena (Espanha).
Carlos García, CEO da GENAQ, segura uma garrafa de água extraída por um dos geradores atmosféricos construídos na fábrica da empresa em Lucena (Espanha). ponte de Baku

O preço do litro de água produzido pelas máquinas GENAQ depende das condições climáticas e da fonte de energia utilizada. A empresa utiliza uma câmara de teste ambiental que pode replicar as condições climáticas do local onde as máquinas serão instaladas. Em média, custa entre dois e quatro centavos para produzir um litro. “Muito mais barato que a água engarrafada, mas mais caro que a água da torneira”, disse Garcia.

A GENAQ constrói vários tamanhos de geradores de água. Modelos típicos de residências, escritórios ou prédios públicos, como escolas ou hospitais, podem produzir de 20 a 50 litros por dia. Para solicitações maiores (emergências, operações militares, plataformas de petróleo, comunidades maiores), eles têm geradores de água que podem produzir de 500 a 5.000 litros de água por dia. As máquinas não requerem nenhuma instalação especial além de serem conectadas a uma fonte de energia disponível (rede, gerador ou fotovoltaica) e custam de US$ 2.000 a US$ 100.000.

Os sistemas GENAQ são mais eficientes em áreas com temperaturas entre 50-120°F (10-50°C) e 10-90% de umidade. É muito útil entre a Holanda e a África do Sul. Nossos dispositivos são muito eficazes no deserto, mas não em Reykjavik [Iceland’s capital]já que eles não precisam mesmo”, brincou Garcia.

O principal mercado da empresa é qualquer população urbana ou rural que não tenha acesso a água potável de qualidade ou que tenha o abastecimento de água negado devido a conflitos armados ou desastres naturais. Como esse mercado-alvo é tão grande, a empresa espera que, nos próximos três anos, exceda US$ 100 milhões em vendas líquidas e dobre sua força de trabalho para 800 funcionários. Carlos García tem outro objetivo ambicioso em mente: “Livrar-se de todas as garrafas plásticas de água”. No início de dezembro, a empresa entregou a primeira unidade para uma fábrica na França que chegará a produzir 100 mil litros por dia de água mineral em garrafas de vidro.

Trabalhadores verificam um gerador de água atmosférica montado em uma fábrica na França que produz até 100.000 litros de água mineral por dia.
Trabalhadores verificam um gerador de água atmosférica montado em uma fábrica na França que produz até 100.000 litros de água mineral por dia.Ponte de Baku

Mas, por enquanto, a visão inicial de fornecer ao mundo água potável de alta qualidade apresenta um enorme desafio em si. De acordo com o Conselho Mundial da Água (WWC), 3,5 milhões de pessoas morrem a cada ano devido à má qualidade da água potável. A eliminação de garrafas plásticas também se tornará inestimável, pois as Nações Unidas estimam que dentro de 13 anos a quantidade de microplásticos nos oceanos excederá a dos peixes.

A crescente escassez de recursos hídricos globais cria expectativas de que os sistemas de geração de água se tornem uma fonte alternativa de água potável, mas García acredita que essa possibilidade ainda está longe no futuro. “Não servem para mitigar secas”, disse, embora tenha mencionado as pesquisas da empresa com estufas hidropônicas, sistema de cultivo que utiliza pouca água. A GENAQ continua buscando formas de obter a máxima eficiência com o menor consumo de energia e custo por litro, o que é fundamental para ampliar as aplicações práticas dos geradores atmosféricos de água.

Pravin Kumar, do Prairie Research Institute, e Francena Dominguez, do Departamento de Ciências Atmosféricas da Universidade de Illinois (EUA), são os autores de um estudo publicado na Scientific Reports sobre a viabilidade de capturar e transportar vapor de água da atmosfera logo acima da superfície do oceano. Ar carregado de umidade para a descida, pois sua condensação pode fornecer água fresca.

“[Water] A escassez é um problema global. Precisamos encontrar uma forma de aumentar a oferta, pois embora a conservação e a reciclagem da água sejam necessárias, não são suficientes para atender às necessidades humanas. Mas quando há radiação suficiente, os oceanos estão constantemente evaporando a água. “Achamos que nosso método pode fazer isso em grande escala”, disse Kumar.

Os geradores que Kumar e Dominguez imaginaram seriam estruturas offshore flutuantes medindo 210 metros de largura e 100 metros de altura. A produção de água estimada dessas instalações poderia fornecer água doce suficiente para grandes centros populacionais em regiões subtropicais com ótimas condições climáticas.

Afifa Rahman, engenheira ambiental da Universidade de Illinois Urbana-Champaign (EUA), diz que esse tipo de sistema se tornará mais eficiente no futuro. “As projeções das mudanças climáticas mostram que o vapor do oceano aumentará com o tempo, aumentando assim o suprimento de água doce”, disse ela.

As tecnologias para reutilização ou dessalinização de águas residuais são restritas devido aos altos custos de investimento e operação, além de produzir salmoura e resíduos de metais pesados. Para colmatar estas limitações, uma empresa belga chamada HydroVolta está a participar no projeto SonixED, que visa explorar a maior reserva de água do planeta – os oceanos. Por que oceanos? Porque apenas 3% da água do mundo é doce e apenas um terço é inacessível, e o restante está preso no subsolo e em blocos de gelo e geleiras.

“A água salgada precisa ser tratada para que as pessoas possam beber e as indústrias possam usá-la”, disse George Breck, CEO da HydroVolta. horizonte revista. A tecnologia atual de dessalinização depende da eletrodiálise, na qual os íons passam por membranas para separar o sal da água. Mas essas membranas entopem facilmente e grandes quantidades de energia, produtos químicos e alta pressão são necessárias para limpá-las e colocá-las de volta em serviço. HydroVolta usa ultrassom para limpar essas delicadas membranas.

“As tecnologias atuais desperdiçam cerca de 60% da água do mar que absorvem. Nossa nova tecnologia inverte essa proporção. Podemos produzir 65 litros de água potável a partir de 100 litros de água do mar”, disse Brick. A HydroVolta está atualmente testando seus sistemas no Mar do Norte.

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