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O sol e o mar – abundantes e gratuitos – estão a ser aproveitados num projeto único para criar fazendas marinhas verticais flutuantes no oceano que possam produzir água doce para beber e para a agricultura.
No que se acredita ser uma inovação mundial, pesquisadores da Universidade do Sul da Austrália projetaram um sistema autossustentável movido a energia solar que evapora a água do mar e a recicla em água doce, produzindo colheitas sem qualquer intervenção humana.
Este sistema poderá ajudar a resolver o problema da escassez de água doce e de alimentos a nível mundial nas próximas décadas, uma vez que se espera que a população mundial atinja os 10 mil milhões de pessoas em 2050.
O professor Howlan Shaw e Gary Owens, do Future Industries Institute da University of South Australia, desenvolveram a fazenda marinha vertical flutuante que consiste em duas câmaras: uma camada superior semelhante a uma estufa e uma câmara inferior de coleta de água.
“O sistema funciona como um canteiro de jardim com o qual os jardineiros podem estar familiarizados”, diz Owen.
“No entanto, neste caso, a água limpa é fornecida por um conjunto de evaporadores solares que absorvem a água do mar, retêm os sais no corpo do evaporador e, sob a luz solar, libertam vapor de água limpa no ar, que é então condensado em água .” “Eles são amarrados em cintos e levados para a sala superior de crescimento das plantas”, acrescenta.
Num teste de campo, os investigadores cultivaram três culturas vegetais comuns – brócolos, alface e um tipo de couve chinesa – em superfícies de água do mar sem manutenção ou irrigação adicional com água limpa.
Um sistema movido a energia solar tem muitas vantagens sobre outros projetos
Segundo o professor Xu, o sistema, que funciona exclusivamente com luz solar, tem muitas vantagens em relação a outros projetos de parques solares marinhos atualmente em fase de testes.
“Outros projetos instalaram evaporadores dentro da câmara de crescimento, o que ocupa um espaço valioso que poderia ser usado para o crescimento das plantas. Além disso, esses sistemas são vulneráveis ao superaquecimento e à morte da colheita”, explica o professor Xu.
Também foram propostas fazendas flutuantes, onde os painéis fotovoltaicos tradicionais coletam eletricidade para alimentar unidades convencionais de dessalinização, mas sua manutenção é cara e consome muita energia.
“Em nosso projeto, a distribuição vertical do evaporador e das câmaras de crescimento minimiza a área total do aparelho, maximizando o espaço de produção de alimentos. É totalmente automatizado, de baixo custo e muito fácil de operar, e utiliza apenas energia solar e água do mar para produzir água limpa e cultivar.
Owens diz que seu projeto neste estágio é apenas uma prova de conceito, mas o próximo passo é ampliá-lo, usando um pequeno grupo de dispositivos individuais para aumentar a produção da fábrica. Para satisfazer maiores necessidades de abastecimento alimentar, o tamanho e o número de dispositivos devem ser aumentados.
“Não é improvável que no futuro vejamos enormes biomas agrícolas flutuando no oceano, ou vários dispositivos menores espalhados por uma grande área marinha”, destaca.
O protótipo atual provavelmente será modificado para produzir uma maior quantidade de biomassa, incluindo o uso de materiais de substrato de baixo custo, como resíduos de fibras de palha de arroz, para tornar o funcionamento do dispositivo mais barato.
A água reciclada produzida desta forma é pura o suficiente para ser bebida
Os investigadores provaram que a água reciclada produzida desta forma é suficientemente pura para ser bebida e é menos salgada do que as diretrizes globais de saúde para a água potável.
As Nações Unidas estimam que, até 2050, cerca de 2,4 mil milhões de pessoas poderão sofrer de escassez de água. Durante o mesmo período, espera-se que o abastecimento mundial de água para irrigação agrícola diminua cerca de 19%.
“A água doce representa apenas 2,5% da água mundial e a maior parte dela é inacessível porque está presa em geleiras, calotas polares ou nas profundezas da Terra”, lembra Owens, acrescentando que “não é que a água doce esteja diminuindo, mas o problema é “É que a água doce está diminuindo”. A pequena quantidade que existe está em crescente demanda devido ao crescimento populacional e às mudanças climáticas.
“O facto de 97,5% da água mundial estar nos nossos oceanos – e estar disponível gratuitamente – é uma solução clara para aproveitar o mar e o sol para resolver a crescente escassez global de água, alimentos e terras agrícolas. A adopção desta tecnologia poderia melhorar a saúde e bem-estar de bilhões de pessoas em todo o mundo.
O experimento de design foi publicado no Journal of Chemical Engineering.
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