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Aquam+
Um dos problemas que atualmente estamos a ultrapassar a nível mundial é a escassez de água que aumentará tendencialmente até 2050, uma vez que o seu uso tem vindo a aumentar cerca de 1% por ano desde 1980.
Apesar desta sobrecarga do recurso hídrico, 3 em cada 10 pessoas não têm acesso a água potável.
E “A água é um direito humano. Ninguém deve ter esse acesso negado.” afirma o secretário-geral das Nações Unidas, António Guterres.
É da responsabilidade de cada um de nós refletir e procurar soluções de maneira a mitigar estes problemas que passa por reduzir os desperdícios de água.
Uma outra grande preocupação quotidiana da vida adulta são as despesas monetárias a que estes são sujeitas, havendo algumas às quais não é possível “fugir” sendo as contas da água e da luz exemplos delas.
Para famílias que apresentem uma condição socioeconómica precária, estas quantias acabam por ser grandes “dores de cabeça”, limitando-as no que diz respeito à sua liberdade económica e até à satisfação das necessidades humanas corroboradas pelos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável 6, 7 e 10.
Tendo em conta esta realidade, procurámos desenvolver uma nova estrutura de canalização doméstica que permitirá otimizar o uso da água, diminuindo o seu desperdício e produzindo eletricidade que abastecerá a habitação, havendo a transformação de energia potencial em cinética e posteriormente em energia elétrica.
Nesta nova estrutura de canalização existirá um sistema que impedirá os gastos de água desnecessários realizados ao abrir a torneira de água quente e a mesma não sai logo à temperatura desejada, ficando a água a correr até aquecer.
Para tal, perto das saídas da torneira, o cano da água quente (representado a vermelho) estará ligado ao cano da água fria (representado a azul) através de um cano adicional (representado a laranja), que possuirá uma válvula de sentido único. Este permitirá a passagem da água fria que circula no cano da água quente para o cano da água fria até que esta atinja a temperatura desejada e programada. O controlo do circuito da água dar-se-á através de uma válvula solenoide de 2 vias ligada a um arduino que por sua vez estará conectado a um sensor de temperatura. Assim, o arduino controlará a abertura e fecho das diferentes vias da válvula, consoante a temperatura a que a água se encontra no cano da água quente.
Enquanto não é atingida a temperatura pré definida, a água que vêm do cano da água quente passa para o cano da água fria terminando num reservatório que tanto poderá se encontrar dentro ou fora da habitação. Esta água será posteriormente utilizada quando aberta a torneira da água fria, através de uma bomba que a impulsionará pelos canos.
Por questões de segurança e para impedir a entrada de ar nos canos, o reservatório possuirá um limite mínimo (localizado a cima da saída do reservatório) e máximo, sendo que a água do mesmo apenas poderá ser usada caso se encontre no intervalo destes dois valores. Tal controlo dar-se-á através de um sensor de distância que se encontra no topo do reservatório ligado à bomba de saída e a desligará ou ligará consoante a situação.
O novo sistema de canalização também apresentará a capacidade de produzir energia elétrica através de indução eletromagnética produzida pela força hídrica presente nas canalizações das nossas habitações.
Este processo dar-se-á através de um uma pequena turbina com pás em alumínio ou aço inoxidável implementada ao longo da canalização doméstica.
A turbina seria ligada a um pequeno gerador de indução eletromagnética, sendo este composto por uma espira metálica posicionada no interior de um campo magnético uniforme e continuo produzido por um íman.
Com a passagem da água na turbina as pás girariam, acionando o gerador que iria induzir uma força eletromotriz devido à variação do fluxo magnético no interior da espira que se deve ao movimento de rotação da mesma, originando-se assim corrente elétrica alternada.
O gerador estaria ligado ao circuito exterior através de duas escovas metálica sobre as quais rodariam, em cada uma, um anel metálico ligado a um dos terminais da espira.
A corrente passaria logo de seguida por uma ponte retificadora que a transformaria em corrente continua. Posteriormente, a mesma seria direcionada até uma bateria ligada a um inversor e a um transformador que disponibilizariam corrente alternada com uma frequência de 50 hertz e uma tensão de 230 volts (no caso de Portugal). Todo este processo de transformações é necessário para que se consiga obter uma corrente controlada com os valores de tensão e frequência corretos, de modo a não prejudicar o sistema elétrico da habitação assim como os aparelhos que a este fossem ligados.
Nos furos das canalizações, que serviriam para a passagem do tubo que liga as pás à espira, teria que haver uma caixa com rolamentos que permitissem o movimento de rotação do tubo, e consequentemente da espira, e um vedante que impedisse a saída de água para o meio exterior.
Em relação à direção dos canos esta teria que ser vertical, estando a água a deslocar-se no sentido descendente, isto porque caso se encontrassem na horizontal a água ao passar pela turbina iria perder pressão devido à dissipação de energia no embate com estas.
Ao encontrarem-se na vertical já não se verificaria tal problema, visto que a água ao descer iria estar sujeita à força gravítica.
Assim, tanto numa vivenda como num bloco habitacional, a água subiria toda até à cobertura onde se encontraria um reservatório (em casos em que existam coletores solares a água continuaria a ter acesso aos mesmos) sendo depois distribuída pela habitação maioritariamente na vertical no sentido descendente.
Tal processo de fazer a água deslocar-se até à cobertura não iria acarretar gastos monetários extras em comparação com os procedimentos atuais de abastecimento de água, uma vez que num prédio esta tem sempre que subir até ao último andar e numa habitação com coletor solar teria também que ascender até este.
Em relação ao gasto da corrente induzida, esta seria direcionada para a instalação elétrica da residência, sendo que a mesma acabaria sempre por ter uma utilidade visto que o frigorifico e/ou congelador são eletrodomésticos que apresentam uma necessidade continua de corrente. Além disto, quando ligada a torneira da água quente, a corrente produzida seria capaz de ser utilizada pelos sensores de temperatura necessários para o controlo das válvulas entre os tubos de ligação e de saída para o exterior, de forma a que o sistema de canalização em parte se autoabasteceria.
Os restantes gastos de eletricidade que este procedimento não conseguisse alcançar seriam suportados pela companhia de eletricidade a que a habitação estivesse ligada.
Num prédio poder-se-ia implementar este equipamento em cada apartamento (tendo assim cada um a sua fonte individual de corrente elétrica que funcionaria consoante o gasto de água de cada família) como também à saída do reservatório cuja eletricidade fornecida teria como destino os gastos do condomínio, como por exemplo as luzes, a campainha e o elevador, sofrendo assim cada residente uma diminuição no preço da mensalidade relativa às despesas comuns.
Com a implementação deste projeto verificar-se-ia a diminuição do gasto desnecessário de água e consequentemente não só da pegada ecológica, mas também da conta mensal da água. Verificar-se-ia ainda a produção de corrente elétrica de uma forma sustentável, sendo assim benéfico para o planeta.
No entanto, esta nova estrutura de canalização apenas seria viável para projetos de habitações futuras, visto que necessita de determinadas orientações das canalizações e uma reestruturação das mesmas e os custos da sua implementação em residências já existentes não compensariam o investimento.