Novo método de dessalinização solar produz água potável sem desperdício e extrai lítio

A água do mar cobre 70 por cento da superfície do planeta, mas 2,2 mil milhões de pessoas não têm acesso a água potável segura. No meio deste paradoxo, uma equipa de investigadores da Universidade de Rochester, nos Estados Unidos, acaba de apresentar uma solução que pode mudar o paradigma da dessalinização: um sistema movido a energia solar que converte água salgada em potável sem químicos, sem deixar salmoura tóxica para trás, e que ainda aproveita os sais para extrair lítio — um dos minerais mais estratégicos do século XXI.

O sistema, descrito numa publicação científica na revista Light: Science & Applications, assenta numa placa de metal negro gravado com lasers de femtossegundos — pulsos de luz tão curtos que duram um milionésimo de mil milionésimo de segundo. Esta gravação cria uma superfície superabsorvente de luz e supercapilar, que puxa uma camada finíssima de água do mar para cima do painel, absorve quase toda a radiação solar, destila a água e deposita os sais e minerais residuais nas zonas laterais não tratadas do painel — as chamadas regiões passivas.

É aqui que reside a grande inovação. Nos sistemas de dessalinização solar tradicionais, os sais acabam por entupir a superfície ativa ao fim de poucas horas, porque os cristais de magnésio e cálcio — que existem em abundância na água do mar real — formam uma crosta dura e não porosa que bloqueia a passagem da água. A equipa do Professor Chunlei Guo resolveu este problema usando o mesmo fenómeno físico que deixa aquela marca em forma de anel quando se derrama café: o coffee ring effect.

O Professor Chunlei Guo e a sua equipa demonstraram o sistema com amostras de água dos oceanos Pacífico, Atlântico e Índico. Foto: University of Rochester.

"Se deixares cair café numa superfície, eventualmente a água evapora-se e fica um anel no bordo exterior com as partículas concentradas de café. Nós usamos o mesmo princípio para empurrar os sais para a região passiva."

— Chunlei Guo

Professor de Ótica e Física na Universidade de Rochester e investigador sénior no Laboratory for Laser Energetics

O fim da salmoura tóxica

Uma das maiores críticas ambientais à dessalinização convencional é a produção de salmoura — uma sopa concentrada de sal e químicos que é devolvida ao mar e que destrói ecossistemas marinhos num raio de quilómetros à volta dos pontos de descarga. A dessalinização por osmose inversa, a tecnologia mais usada no mundo, produz cerca de 1,5 litros de salmoura por cada litro de água potável que gera.

O sistema de Rochester não produz salmoura nenhuma. Em vez disso, extrai praticamente 100 por cento dos sais na forma sólida, que podem ser recolhidos e reutilizados. Isto não só elimina o problema ambiental da salmoura como abre a porta à produção de sal comum e, mais importante, à extração de minerais valiosos — incluindo o lítio.

Portugal enfrenta secas recorrentes, especialmente no Algarve e no Alentejo, onde a falta de água ameaça a agricultura e o abastecimento público.

Lítio da água do mar — o ouro branco do século XXI

A extração de lítio a partir de salmoura natural é um processo lento e intensivo em recursos. As salinas do Salar de Atacama, no Chile, e do Triângulo do Lítio, na Argentina, bombeiam água salgada do subsolo e deixam-na evaporar ao sol durante meses até obterem concentrações suficientes de lítio. Mesmo assim, o processo tem um impacto ambiental significativo e consome enormes quantidades de água doce.

A equipa de Guo testou o sistema com amostras de água do Great Salt Lake, nos Estados Unidos, um dos lagos salgados mais famosos do mundo, e conseguiu extrair cerca de 50 por cento do lítio presente nos sais deixados pelo processo de dessalinização. "A mineração de lítio a partir da terra é muito intensiva do ponto de vista energético e ambiental", explica Guo. "Por isso, extrair lítio diretamente da água salgada pode ser uma via muito importante no futuro."

Para Portugal, as implicações são particularmente promissoras. O país enfrenta secas cada vez mais severas — o Algarve e o Alentejo vivem com reservas de água stressadas, e o IPMA tem registado anos consecutivos com níveis de seca preocupantes em grande parte do território. Uma tecnologia de dessalinização que não consome energia elétrica (apenas sol), não produz poluentes e ainda extrai lítio — que Portugal tem em abundância — pode ser uma peça-chave para a segurança hídrica e energética do país.

O interior de Portugal sofre com a seca prolongada. Uma solução de dessalinização solar de baixo custo pode ser a resposta para as regiões mais afetadas.

O Professor Guo acredita que a tecnologia é intrinsecamente escalável. O protótipo atual é um dispositivo de pequena escala, mas como o princípio é baseado em superfícies tratadas a laser — um processo que já é usado industrialmente — não há barreiras fundamentais à produção em massa. Se o sol não custa nada e a água do mar é gratuita, o custo operacional de cada litro de água potável pode ser drasticamente inferior ao da dessalinização por osmose inversa, que consome entre 3 e 5 quilowatts-hora por metro cúbico de água.

Claro que há um caminho até à comercialização. O protótipo está em fase de prova de conceito, e a escala de produção — dos painéis de laboratório para campos de painéis solares-dessalinizadores — vai exigir investimento e parcerias industriais. Mas a direção está traçada: transformar um dos maiores problemas da dessalinização — o entupimento por sais — numa vantagem que gera recursos valiosos em vez de resíduos.

Para os leitores Portugueses, esta notícia deve ser lida com atenção redobrada. Portugal tem dois trunfos que poucos países têm: uma das maiores reservas de lítio da Europa e uma costa atlântica que recebe sol durante mais de 300 dias por ano. Se a tecnologia de Rochester chegar ao mercado — e tudo indica que pode —, o país pode estar sentado numa mina dupla: a da água potável e a do lítio limpo. E desta vez, sem pagar o preço ambiental que outras formas de mineração impõem.

Feito por humanos — Portugal Binário