Brasil, Método inacreditavel para obtenção de água potável

Uma equipe de engenheiros químicos e elétricos demonstrou o potencial de ‘células de combustível microbianas do solo’ (SMFCs) baratas e simples, enterradas na terra para alimentar um reator eletroquímico que purifica a água.

O projeto de prova de conceito foi demonstrado durante os testes de campo no Nordeste do Brasil que ocorreram em 2019 e mostraram que os SMFCs podem purificar cerca de três litros de água por dia – o suficiente para cobrir as necessidades diárias de água de uma pessoa.

O projeto é uma colaboração com uma equipe de geógrafos da Universidade Federal do Ceará e uma equipe de químicos da Universidade Federal do Rio Grande do Norte.

O teste foi realizado em Icapuí, uma vila de pescadores localizada em um local semi-árido remoto onde a principal fonte de água potável é a água da chuva e o acesso a uma rede elétrica confiável é escasso.

A água da chuva deve ser clorada para ser potável e, além de causar mau gosto e odor, a cloração descontrolada é perigosa para a saúde humana – portanto, métodos seguros para tratar a água são essenciais.

Células de combustível microbianas do solo que funcionam no campo

As SMFCs geram energia a partir da atividade metabólica de microrganismos específicos (eletrígenos) naturalmente presentes no solo, que são capazes de transferir elétrons para fora de suas células.

O sistema, desenvolvido por funcionários do Departamento de Engenharia Química de Bath e do Departamento de Engenharia Eletrônica e Elétrica, consiste em dois eletrodos à base de carbono posicionados a uma distância fixa (4 cm) e conectados a um circuito externo. Um eletrodo, o ânodo, é enterrado no solo, enquanto o outro, o cátodo, é exposto ao ar na superfície do solo.

Eletrígenos povoam a superfície do ânodo e à medida que ‘consomem’ os compostos orgânicos presentes no solo, eles geram elétrons. Esses elétrons são transferidos para o ânodo e viajam para o cátodo através do circuito externo, gerando eletricidade.

Ao construir uma pilha de vários SMFCs e conectá-la a uma bateria, é possível coletar e armazenar essa energia e usá-la para alimentar um reator eletroquímico para tratamento de água.

Uma única unidade de SMFC custa apenas algumas libras, o que poderia ser reduzido ainda mais com a produção em massa e com o uso de recursos locais para a fabricação do eletrodo.

Solução barata e sustentável para um problema de cloração

A necessidade de uma purificação sustentável da água na área decorre do fato de que o principal suprimento de água é a precipitação, que precisa ser clorada para ser potável.

A tecnologia, instalada na EEF Professora Mizinha do Ensino Fundamental Icapuí, gera uma pequena quantidade de energia, que pode ser usada para purificar até três litros de água em cerca de um dia. Mais pesquisas são necessárias para aumentar sua capacidade.

O objetivo da equipe é refinar o design do equipamento e sua eficiência para permitir que uma peça do equipamento purifique a água necessária para uma família em um dia. Isso apresenta três desafios: gerar energia suficiente; coletar e armazenar essa energia de forma eficaz; e tratar a água de forma eficiente para garantir qualidade e potabilidade.

A Dra. Mirella Di Lorenzo, que liderou o projeto, disse: “Usar a tecnologia de célula de combustível microbiana do solo para tratar as necessidades diárias de água de uma família já é possível em condições de laboratório, mas fazê-lo ao ar livre e com um sistema que requer manutenção mínima é muito mais complicado, e isso já provou ser uma barreira para as células a combustível microbianas serem consideradas eficazes. Este projeto mostra que as SMFCs têm verdadeiro potencial como uma fonte de energia sustentável e de baixa energia. ”

Ela acrescentou: “Estamos tratando da questão da escassez de água e segurança energética no Nordeste do Brasil, que é uma área semi-árida. Buscamos uma forma sustentável de tratar a água de forma eficaz e torná-la potável. A água da chuva é a principal fonte de água potável na área, mas esta não é estéril – nossa abordagem neste trabalho aponta para uma maneira de resolver o problema.

“Outro elemento importante do nosso projeto é a educação em torno de tecnologias sustentáveis. O trabalho de campo foi realizado em conjunto com alunos do ensino fundamental e seus professores. Eles foram treinados nos princípios de funcionamento, instalação e manutenção do sistema”.

Durante o trabalho de campo, que ocorreu em 2019, foi instalado um sistema na escola de ensino fundamental, onde foi testado para garantir que pudesse replicar os resultados anteriormente observados em laboratório.

A líder brasileira do projeto, Dra. Adryane Gorayeb, da Universidade Federal do Ceará (UFC), disse: “A aplicação da tecnologia, assim como a vertente educacional do projeto, proporcionou uma experiência transformadora aos alunos, no qual ampliaram sua visão do mundo.

“Os alunos ajudaram na fabricação de células a combustível microbianas do solo e aprenderam a lidar com a tecnologia. Também participaram de um workshop dedicado à conscientização ambiental, com base nos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável das Nações Unidas.”