A água é um bem natural escasso principalmente nas regiões áridas e semiáridas, estando intrinsecamente relacionada à baixa pluviosidade e irregularidade das chuvas nessas regiões. Milhões de pessoas ainda não têm acesso seguro a água potável, especialmente em áreas rurais das regiões semiáridas dos países menos desenvolvidos.

Para contornar a questão do abastecimento d`água, várias ações têm sido planejadas e implementadas no sentido de possibilitar o acesso à água para essas populações, com destaque para a obtenção de água de modo não convencional e a modernização da irrigação, assim como o desenvolvimento de infraestrutura para armazenar água através de do uso de rios, barreiros, açudes, cisternas, poços.

É constatado com frequência a contaminação das fontes convencionais de água para o consumo. As análises físico-químicas das águas oriundas dessas fontes hídricas têm apresentado a presença de vários contaminantes químicos e biológicos prejudiciais para a saúde humana e animal, que incluem sais, pesticidas, metais, toxinas produzidas por bactérias e a presença de organismos na água, tais como bactérias, fungos, vírus, protozoários e parasitas.

No que diz respeito aos rios, dadas as suas características de temporariedade em regiões áridas e semiáridas, o uso de suas águas fica restrito às escavações de cacimbas ou poços em seus leitos, ficando expostas a concentração de sais e a contaminação por micro-organismos.

Nos casos específicos dos barreiros e pequenos açudes, existem algumas preocupações no sentido de se resolver o problema da turbidez das águas que é muito comum nesses tipos de fontes hídricas. Para superar o desafio crescente do abastecimento de água potável e, à luz da evolução científica dos últimos tempos, estão apresentadas em seguida algumas tecnologias utilizadas para o armazenamento de água para consumo o humano, animal e apoio à produção agropecuária nas regiões semiáridas. Algumas dessas tecnologias são práticas usuais há décadas e outras são fruto de trabalhos desenvolvidos mais recentemente com o uso da energia solar e eólica.

1. Barragens convencionais e barragens subterrâneas.

Em regiões com baixa retenção de água, no contexto da ocorrência de períodos cíclicos de estiagens, uma alternativa é recomendada é armazenar água do solo através da construção de açudes ou barragens. Essas obras têm desempenhado um relevante papel na disponibilidade de recursos hídricos pela capacidade de estocar água nos períodos de chuvas e liberar parte do volume armazenado nos períodos de estiagens para abastecimento e atender a diversos usos.

Além das barragens convencionais para armazenamento de água, uma outra opção e de baixos custos são as barragens subterrâneas que é uma tecnologia simples e de baixo custo que permite captar e armazenar água de chuva sob a terra sem inundar as melhores áreas de plantio nos baixios.

Barragem convencional.

Armazenar água em aquíferos artificiais pode ser uma alternativa capaz de suprir as necessidades de água no meio rural, principalmente nas regiões semiáridas onde as chuvas são escassas.

Nessas regiões sujeitas a irregularidades pluviométricas, com baixa retenção de água no solo, sendo, portanto, necessário o armazenamento de água, historicamente vem sendo construído barragens convencionais para o armazenando da água das chuvas para ser utilizada para o consumo humano e animal.

As maiores barragens poderão até viabilizar a irrigação no período do verão. No entanto, as barragens de médio e pequeno porte secam nos períodos de estiagem mais prolongada, dificultando a sustentabilidade das populações e o desenvolvimento de uma agricultura e pecuária produtiva.

Barragem Subterrânea.

As barragens subterrâneas advêm do fato de que o limite superior da parede da barragem coincide com o nível do solo superficial, ou seja, toda a parede está soterrada. Essas barragens são particularmente importantes para as populações residentes em comunidades rurais nas regiões semiáridas, como alternativas consistentes de acesso a água e fixação do homem no seu território.

A utilização da técnica das barragens subterrâneas é importante para recuperar os aquíferos aluvionares dos vales de rios, tornando-os agricultáveis e produtivos. As aluviões dos rios e riachos, depositadas ao longo de milhares de anos são constituídas principalmente de areias e cascalhos que acumulam a água das chuvas em largas extensões de seus leitos. Quando ocorre inverno normal o aquífero aluvionar estará totalmente saturado de água até a superfície e à medida que o período seco subsequente avança o nível da água vai baixando gradativamente até a chegada de novo inverno. Quando a seca se prolonga por mais de dois anos a maioria dos reservatórios aluvionares secam.

As barragens subterrâneas podem ser construídas barrando o fluxo subterrâneo em uma determinada área que apresenta inclinação suficiente, gerando uma área de acumulação de água.

As águas provenientes das chuvas precipitadas nessas áreas, são armazenadas no solo, dando origem a um lençol freático. Essas barragens de acumulação interceptam essas águas elevando-a e, portanto, fazendo acumulação.

Tem-se também uma outra opção que são as barragens subterrâneas com poço amazonas que é uma tecnologia simples e de baixo custo que permite captar e armazenar água de chuva sob a terra sem inundar boas áreas de plantio nos baixios.

Esta tecnologia consiste na escavação de uma vala transversal ao leito do rio com 0,60 m de largura até uma profundidade de aproximadamente de 2 m, preferencialmente alcançando a camada impermeável do solo. Em seguida, faz-se o revestimento da vala com lona impermeável de 200 micras de espessura com a finalidade de reter a água que se infiltrou em decorrência da chuva ficando, portanto acumulada à montante. Neste local, será instalado um poço tubular para captação de água que será destinada a pequenas irrigações, dessedentação animal e uso doméstico. Deve ser construída em riachos ou baixios, ou seja, em solos aluviões proporcionando uma carga de água maior no período de estiagem.

A principal vantagem das barragens subterrâneas é de acumular água sob o solo e evitar, ou pelo menos reduzir drasticamente o fenômeno de evaporação, permitindo o plantio de hortas, pomares, capineiras, bem como cultivos de longo prazo na área banhada pela barragem.

2. Poços amazonas ou cacimbão.

Tecnologia de fácil domínio pelo produtor rural, o poço amazonas se constitui num manancial apropriado para locais de baixios, também denominados de terrenos de aluvião próximos a riachos e, também em planos solos. O poço amazonas é perfurado manualmente, até chegar no início do lençol freático, que é a primeira reserva de água próxima à superfície.

Trata-se de um poço de boca larga, (2m diâmetro) escavado manualmente e revestido com alvenaria de tijolos maciços que capta a água acumulada no lençol freático, em geral a montante de uma barragem subterrânea, cuja profundidade varia de quatro a quinze metros a depender do tipo de terreno. A água é usada normalmente para consumo humano, animal e irrigação nos períodos de seca. Observa-se que esse poço é mais fácil de contaminar pela água da chuva, queda de insetos e bichos. A sua profundidade chega a 20 metros.

3. Poços tubular, artesiano ou semi artesiano.

Semelhante ao poço convencional, um poço artesiano é assim denominado quando as águas geralmente fluem naturalmente do solo, num aquífero confinado, sem a necessidade de bombeamento. É um poço tubular profundo cuja pressão da água é suficiente para a sua subida à superfície, necessitando a instalação de equipamento na boca do tubo para controlar a saída da água. Geralmente, a sua profundidade é maior que a de um poço convencional e, em geral, suas águas têm uma pureza microbiológica maior e com mais sais minerais. Em sua utilização normal para uso residencial, as águas são captadas através de canos.

Já o poço semi artesiano utiliza bombeamento para extração da água, com utilização de compressor de ar ou bomba submersa. Diferente de um poço amazonas ou cacimbão ele não pode ser contaminado pela água das chuvas. É um poço tubular que tem filtro e pré-filtro para reter as impurezas. A profundidade por variar de 20 a 60 metros.

Estudo realizado pela ANA (Agência Nacional de Águas e Saneamento Básico) no que se refere aos efeitos das mudanças climáticas sobre os recursos hídricos na região Nordeste do Brasil, demonstra uma potencial intensificação das condições de aridez. Estima-se que as águas subterrâneas devem ter uma redução nas taxas de recarga em 70% até 2050 (ANA, GGES, 2016). Isto significa que a participação dos aquíferos que alimentam os poços e rios será muito menor e como consequência a sua vazão será diminuída agravando o quadro de inanição das bacias hidrográfica. A utilização da técnica das barragens subterrâneas é importante para recuperar os aquíferos aluvionares especialmente nos vales de rios.

4. Cisternas.

As cisternas são reservatórios protegidos da evaporação que armazenam água para consumo humano, em formato cilíndricos ou cúbicos, construídos próximo às casas das famílias. Elas armazenam as águas das chuvas que caiem no telhado e é levada para dentro da cisterna através de calhas de zinco e canos de PVC.

As cisternas poderão aproveitar a água que provavelmente seria perdida nas ruas ou nos quintais, aproveitando-a para o consumo humano e outros usos. Em dias de chuva forte (100 mm), é possível coletar até 5.000 litros de água em um telhado de 50 metros quadrados.

Há também as cisternas calçadão que capta a água de chuva por meio de um calçadão de cimento construído sobre o solo. Essas cisternas consistem num reservatório fechado para armazenar a água da chuva, para consumo humano, produção agrícola e consumo por animais.

Existem diversos tipos de cisternas, que são classificadas baseado na forma, no volume de captação, na área de captação e no tipo de material utilizado na construção: alvenaria, placas pré-moldadas. Essas cisternas, basicamente, são feitas de cimento, tijolos, blocos de placas pré-moldadas, ferro e cal. Existem também as cisternas de polietileno, as quais possuem diversas capacidades e não precisam ser enterradas.

5. Sistema de tratamento da água pluviais para uso doméstico.

A empresa Ideias Sustentáveis, com sede em Betim, Belo Horizonte, desenvolveu uma solução que quer ajudar as pessoas a aproveitar a água das chuvas. Esse sistema integrado com filtro de polietileno visa coletar as águas pluviais, armazenando-as em um tanque, para uso posterior.

O sistema possui 4 fases: 1ª) a filtração de água, folhas e partículas maiores; 2ª) a água passa por pedras de calcário para ajustar o pH; 3ª) a água entra em contato com pastilhas de cloro para eliminar microrganismos nocivos e, assim, purificar as águas pluviais que coletamos e 4ª) o tratamento é concluído com um sistema de filtragem mais fino para limpar qualquer impureza que ainda exista na água.

Após passar pelas 4 fases, que ocorrem dentro do equipamento, as águas das chuvas podem ser armazenadas em cisternas ou tanques subterrâneos ou na superfície para uso em casas ou empresas.

Este sistema também poderá ser de grande utilidade para a purificação das águas captadas das chuvas e armazenadas em cisternas nas regiões semiáridas ou de precipitação pluviométrica irregular.

Vídeo demonstrativo do funcionamento do sistema de tratamento da água pluviais para uso doméstico.

6. Obtenção de água potável retirada do ar para consumo humano.

À medida que as populações em todo o mundo lutam cada vez mais para acessar água limpa e natural, a Watergen (Empresa de tecnologia israelense que produz água do ar), encontrou uma solução revolucionária para oferecer água potável retirada do ar utilizando a umidade atmosférica.

Através de uma tecnologia inovadora explora a atmosfera, que é um recurso ilimitado e disponível gratuitamente, para fornecer água potável a pessoas de todos os lugares, desde as mais remotas comunidades rurais até edifícios comerciais de escritórios e residências nas cidades.

A Watergen é líder global no desenvolvimento e implementação de soluções de água do ar com base em tecnologia patenteada. Os geradores de água têm tamanhos variados para atender cidades, vilarejos, centros comerciais, escolas, hospitais, escritórios, edifícios residenciais, casas particulares e muito mais. Todos eles produzem a água potável mais segura, mais limpa e com sabor mais fresco, melhorando a qualidade de vida e até salvando vidas de bilhões de pessoas em todo o mundo.

Genny.

O GENNY pode produzir até 27 litros de água potável por diaretirada do ar, em casa ou no escritório.

GENNY fornece água fresca na torneira. Não é necessário encanamento, recargas ou infraestrutura – basta conectar este pequeno gerador de água a ar em sua casa ou escritório para obter até 30 litros por dia.

A Genny usa um sistema de última geração, de vários estágios, para purificação e circulação de água, para garantir a melhor qualidade da água. O processo robusto de filtragem de ar do sistema, projetado para operar em condições de alta poluição do ar, liberta o ar seco ultra limpo de volta para o ambiente, tornando-o ideal para famílias.

GENNY, da Watergen, tem uma operação simples. Ele aspira o ar úmido através de um filtro na parte traseira do dispositivo como um desumidificador e, em seguida, limpa e expele pela frente como um bebedouro comum.

Além disso, também purifica o ar. É capaz de distribuir 13 litros de água por dia usando 9 KWH de energia e opera a 15-40 ° C com uma umidade relativa superior a 25%.

Solar GENNY. O GENNY pode produzir até 27 litros de água potável retirada do ar por dia utilizando energia solar.

O modelo mais recente, Solar GENNY, trabalha com a mesma tecnologia, mas com energia limpa, o que é um grande passo em frente. Pode funcionar sem conexão com a rede elétrica, mas pode ter um valor real no fornecimento de água potável preciosa para áreas menos desenvolvidas ou em crise.

O GEN-350.

O GEN-350 de média escala pesa 800 kg e pode produzir até 900 litros de água por dia.

O GEN-L. O GEN-L é um gerador de água atmosférica em grande escala, podem produzir até 5.000 litros de água por dia.

Os geradores de água atmosférica em grande escala GEN-L são projetados especialmente para fornecer água em escala industrial, permitindo que fábricas e comunidades rurais tenham acesso instantâneo a água pura e limpa colocada em um caminhão ou veículo de resposta a emergências, o GEN-350 pode ser instalado em qualquer lugar e foi especialmente projetado para ajudar as pessoas em locais que não são facilmente acessíveis.

Ver vídeo:

7. Equipamentos que convertem energia elétrica, solar e eólica em água.

À luz da evolução científica dos últimos tempos, especialmente com o uso intensivo da energia solar e eólica, várias entidades e cientistas estão pesquisando e desenvolvendo proposições e equipamentos para contornar a questão do fornecimento de água potável. Em seguida serão apresentadas quatro dessas inovações que certamente contribuirão para o fornecimento de água potável.

Compact WaterCube.

Compact WaterCube, a máquina que converte energia solar em água potável.

Para superar o desafio do abastecimento de água potável, pessoas como o holandês Ap Verheggen estão trabalhando para fornecer soluções para esse problema. Eles projetam formas criativas de abastecimento para áreas onde a água não pode ser facilmente obtida, particularmente em locais muito quentes com alta umidade.

WaterCube é a sua invenção mais recente. Um cubo de aço inoxidável de 50 centímetros, revestido externamente com células solares, que incorpora um dispositivo de refrigeração para esfriar um cone invertido e, assim, condensar a umidade do ambiente para obter água potável.

O Watercube consome 25 watts de energia. Os pequenos painéis solares na parte superior e dos lados do cubo produzem 40 watts, o que lhes permite armazenar o excesso de energia nas baterias para os dias com pior estado de sol.

A quantidade de água produzida depende das condições climáticas. Quanto maior a temperatura, mais água produzirá o dispositivo.

Aquaer Generators. A máquina espanhola que fabrica água potável no deserto.

O primeiro protótipo é capaz de produzir 3.000 litros de água potável por dia, mesmo nas condições mais extremas, no meio do deserto. Também está sendo fabricando numa escala menor de 15 a 250 litros por dia de água potável. Seu inventor, Enrique Veiga, é um engenheiro espanhol de refrigeração de 75 anos nascido em Vigo que emigrou para Sevilha há 50 anos.

Com esta invenção, se pode aliviar a falta de água em situações extremas, como campos de refugiados, catástrofes naturais, com uma água livre de contaminantes. Também pode ser usado para gerar o abastecimento de água para o consumo doméstico.

O gerador de água potável tem uma operação bastante simples. Esta máquina captura água dissolvida na atmosfera, por pouca que seja, e provoca a sua condensação. O resultado são gotas de água que caem em um local de quase 30ºC e uma umidade relativa de 17%. Graças a alguns filtros que ele incorpora, pode ser tornado potável e depois armazenado em um depósito pronto para consumo.

O governo da Namíbia, país com sérios problemas de seca, encomendou a fabricação de 1.500 unidades à Aquaer Generators, a empresa de Sevilha que detém a patente.

EoleWater

EoleWater: a água potável retirada do ar.

Em Sainte-Tule, na França, Marc Parent inventou um moinho de vento capaz de transformar o ar em água potável. Recuperar a umidade atmosférica é um sonho antigo, sobre o qual alguns pesquisadores têm trabalhado. Ele pesquisou há mais de 10 anos para conseguir um protótipo eólico, hoje em perfeita operação.

A umidade do ar se condensa, o mastro torna-se um reservatório de água, e no final do circuito, vários filtros de partículas a tornam potável. Só há que abrir uma torneira para ser servida. As secas calamitosas da Austrália se acabaram, as doenças levadas pelas águas estagnadas acabaram, terminaram os quilômetros sob um sol escaldante para encontrar uma fonte na África.

O famoso moinho produz entre 70 a 200 litros de água por dia, dependendo de onde esteja. A próxima versão prevê a produção de 1000 litros por dia. Quanto maior o moinho, mais produz. Com um mastro de 50 metros, poderia coletar 25 mil litros por dia.

WaterSeer.

WaterSeer, através da condensação obtém água potável 24 horas por dia com energia eólica.

Um novo dispositivo que fundamenta sua operação em simples condensação para coletar água da atmosfera promete-nos até 40 litros de água potável por dia, sem a necessidade de uma fonte de energia externa ao dispositivo.

Um dispositivo para dar acesso a água potável para pessoas que vivem em áreas do mundo onde, devido ao clima ou à falta de infraestrutura, fazem com que o acesso à água potável seja um problema sério.

O WaterSeer é alimentado pela energia gerada por uma turbina eólica integrada.

O dispositivo é ancorado a dois metros do solo. A parte superior é coberta com uma turbina vertical, que gira as lâminas da ventoinha interna para introduzir o ar na câmara subterrânea. A câmara subterrânea esfria graças à terra circundante, condensa a água em um reservatório para criar um poço artificial, a partir do qual as pessoas podem tirar água potável ao longo do dia.

O dispositivo de baixo custo foi desenvolvido pelos laboratórios VICI, em colaboração com a University of California, Berkeley (USA) e a National Peace Corps Association, Washington, D.C, como uma possível solução para os 2,3 milhões de pessoas do planeta que não têm acesso regular à água potável. Um único dispositivo de água pode coletar até 40 litros de água limpa por dia. A empresa, sem fins lucrativos, vai doar uma máquina sempre que ocorrer uma venda privada.

8. Dessalinizador de água.

Para a melhoria da potabilidade das fontes de água para o consumo, algumas iniciativas têm sido implementadas, a exemplo da utilização de dessalinizadores no sentido de melhorar a qualidade das águas de subsolo, principalmente aquelas oriundas de poços, as quais, devido a salinidade, apresentam pouca serventia para o consumo humano.

Nas regiões semiáridas os habitantes vivem em constantes dificuldades para obter água para atender suas famílias. Nessas condições, cada gota de água doce é considerada um privilégio que não vale a pena desperdiçar em outras tarefas menos importantes como tomar banho ou lavar roupa, que fazendo com água salgada pode causar danos à pele.

Para a obtenção de água doce para consumo humano e animal ou até mesmo para irrigação, a dessalinização de água é muito utilizada nas regiões áridas e semiáridas onde a água doce é escassa ou de difícil acesso.

A dessalinização é um processo físico-químico largamente implementado em Israel, no qual se retira os sais da água do mar e a transforma em doce ou adequada ao consumo humano. O processo de dessalinização atualmente empregado por Israel dura cerca de 30 minutos e baseia-se na “osmose inversa”, onde, por intermédio de pressão, a água do mar atravessa um sistema de membranas que separa o sal de outras substâncias, tornando-a potável. Em seguida, as substâncias retiradas da água são devolvidas ao mar.

A dessalinização por membrana possui custo estimado, nos Estados Unidos, de US$ 0,75 a US$ 1,50 por cada mil litros de água. É mais do que o dobro do gasto de produção de algumas concessionárias que tratam e distribuem a água captada nos rios do Brasil. Ainda assim é três vezes mais barata do que os processos térmicos, que consomem mais energia.

No mundo inteiro, há 13.800 plantas de dessalinização que produzem no total mais de 45,5 bilhões de litros de água por dia de acordo com a International Desalination Association.

No mercado há a disponibilidade de diversos equipamentos fabricados para dessalinização da água. Há aparelho de dessalinização de água para uma residência; há equipamento para dessalinização para a quantidade de água de um poço e até para processar um grande volume de água para atender a população de uma cidade.

Um aspecto importante a ser mencionado é o destino que deverá ser dado ao rejeito do material resultante do processo de dessalinização das águas. Este material, extremamente rico em sais, atualmente é depositado em lagoas de decantação ou mesmo colocado ao ar livre sem maiores preocupações, constituindo-se em um grave problema ambiental para ser solucionado pelos pesquisadores.

Usina solar que transforma água salgada em água potável.