Aumentar o abastecimento de água doce para abordar de forma sustentável a segurança global da água em escala

Dec 07, 2023

Scientific Reports volume 12, Número do artigo: 20262 (2022) Citar este artigo

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Embora partes significativas do globo já enfrentem escassez significativa de água doce, a necessidade de mais água doce deve aumentar para sustentar o aumento da população global e o crescimento econômico e a adaptação às mudanças climáticas. As abordagens atuais para enfrentar esse desafio, que tem o potencial de resultar em resultados catastróficos para as necessidades de consumo e crescimento econômico, dependem do aumento do uso eficiente dos recursos existentes. No entanto, a disponibilidade de recursos de água doce está diminuindo rapidamente devido à superexploração e às mudanças climáticas e, portanto, é improvável que atenda às necessidades futuras de forma sustentável, o que exige repensar nossas soluções e investimentos associados. Aqui apresentamos um afastamento ousado das abordagens existentes, estabelecendo a viabilidade de aumentar significativamente a água doce por meio da captura de ar úmido sobre os oceanos. Mostramos que a atmosfera acima dos oceanos próxima à terra pode produzir água doce substancial, suficiente para sustentar grandes centros populacionais em todo o mundo, usando estruturas projetadas adequadamente. Devido ao suprimento praticamente ilimitado de vapor d'água dos oceanos, essa abordagem é sustentável sob as mudanças climáticas e pode transformar nossa capacidade de lidar com as preocupações atuais e futuras de segurança hídrica. Esta abordagem é considerada transformadora ao estabelecer um mecanismo para fornecer segurança de água doce de forma sustentável para as gerações presentes e futuras que seja economicamente viável.

A falta de acesso adequado à água doce em vastas regiões do globo1,2 representa um grande desafio para o nosso tempo que requer uma solução ousada e imediata. As abordagens atuais para enfrentar esse desafio, principalmente reduzindo e gerenciando a demanda, estão se mostrando inadequadas3, pois o crescimento populacional e econômico absorve rapidamente qualquer capacidade criada por meio dessas medidas4,5,6,7. A reciclagem e a reutilização da água tiveram sucesso notável8, mas inerentemente têm escalabilidade limitada porque são fundamentalmente limitadas pelo suprimento disponível9,10. Atualmente, soluções eficazes para aumentar a oferta são limitadas ou praticamente inexistentes, pois todos os recursos estão sendo explorados além da capacidade sustentável ou diminuindo rapidamente devido às mudanças climáticas. Por exemplo, a água subterrânea está sendo extraída muito além das taxas renováveis, e o lençol freático está caindo a taxas alarmantes em regiões onde a água doce é mais necessária11. A neve acumulada e as geleiras que servem como torres de água estão diminuindo ou recuando devido às mudanças climáticas, com o derretimento da neve ocorrendo mais cedo na primavera do que antes12. As regiões que já têm escassez de água estão se tornando cada vez mais limitadas à medida que as mudanças climáticas estão criando mais escassez por meio da redução da precipitação, aumento da evaporação ou ambos13. As opções para atender a essa necessidade crescente por meio de transporte de áreas distantes também estão se tornando cada vez menos viáveis ​​devido à diminuição da disponibilidade de água nas regiões de origem. O sudoeste dos Estados Unidos é um exemplo convincente desses desafios, onde o nível da água nos reservatórios do rio Colorado vem diminuindo na última década, atingindo níveis criticamente baixos durante o verão de 2021, ameaçando os recursos hídricos e os sistemas de energia14,15. Muitos exemplos dessas influências em cascata existem em todo o mundo16,17,18,19.

Uma solução potencial para aumentar radicalmente o abastecimento de água doce é explorar as fontes oceânicas praticamente ilimitadas. Embora a dessalinização ofereça tal tecnologia, ela atendeu a importantes preocupações ambientais e, como resultado, não foi adotada como uma solução escalável para atender às preocupações globais de segurança hídrica, embora seu papel em atender às necessidades de uma grande população em vários regiões do globo não podem ser subestimadas20,21. A dessalinização não é apenas intensiva em energia; também cria salmoura concentrada e outros subprodutos que criam desafios ambientais significativos com o custo de descarte22,23. Aqui estabelecemos a viabilidade de uma abordagem alternativa para explorar as fontes oceânicas de água de maneira economicamente viável e ambientalmente correta. Mostramos que o método proposto é escalável, pois pode ser implementado para atender às necessidades de uma população arbitrariamente grande, e é prático em cenários climáticos futuros, pois disponibiliza mais água em um clima mais quente, fornecendo assim uma ferramenta importante para desenvolvimento da resiliência às mudanças climáticas.