O método do filtro lento de areia tem sido usado há séculos para tratar água. É tão eficaz que a Organização Mundial da Saúde lhe deu seu selo de aprovação:"Em circunstâncias adequadas, a filtragem lenta em areia pode ser não apenas o método mais barato e simples, mas também o mais eficiente de tratamento de água. "

Contudo, este método tem sido usado principalmente em grande escala e não é adequado para os milhares de famílias sul-africanas que lutam diariamente para ter água potável em suas casas.

Busisiwe Mashiane, estudante do quarto ano de engenharia química na Escola de Engenharia Química e Metalúrgica de Wits, está pesquisando e desenvolvendo um filtro de areia lento para atender às necessidades dos sul-africanos.

“Muitos sul-africanos que vivem em comunidades carentes em todo o país não só têm dificuldades de acesso à água, mas também enfrentam muitos riscos de saúde devido à falta de acesso a água potável, "explica Mashiane.

"Nosso objetivo é desenvolver um sistema de tratamento de água de baixo custo, mas altamente eficiente, que possa tratar a água do rio com eficácia e torná-la consumível. Queremos garantir que, porque as pessoas nessas comunidades não podem pagar métodos elaborados de tratamento de água, nosso sistema pode auxiliar no direito humano básico de acesso à água potável limpa. "

Como funciona

Um fluxo contínuo de água de um tanque de 25 litros alimenta um tanque do reator (o leito de areia). A partir daqui, a água flui para um tanque de esterilização transparente de 25 litros, após o qual a água limpa pode ser dispensada em um recipiente de armazenamento para uso.

O leito de areia no tanque do reator é feito de camadas de cascalho fino, em seguida, carvão ativado, e finalmente cascalho grosso e areia fina.

Uma camada de matéria biológica, chamado de schmutzdecke, se forma no topo da areia e o schmutzdecke na água é impedido de fluir pela areia. Esta camada de matéria biológica garante que a água filtrada esteja livre de bactérias e patógenos nocivos, enquanto o leito de areia remove as impurezas físicas da água.

"Nosso projeto de pesquisa visa descobrir os mecanismos do filtro de areia lento, para ver como funciona em diferentes condições, e encontrar maneiras de otimizá-lo, "diz Mashiane, acrescentando que o plano no futuro é levar o projeto para fora do laboratório e levá-lo para as residências, onde ele pode fazer a diferença na vida das pessoas.

"Queremos descobrir quais são suas limitações e, eventualmente, encontrar a melhor maneira de replicar o projeto e reduzir facilmente o tempo de configuração - atualmente entre três a quatro meses devido à necessidade de esperar a formação da camada biológica."

Pesquisando a ligação entre o ecossistema e o clima

Uma instalação de pesquisa científica de alta tecnologia, chamada de Eddy Covariance Flux Tower foi erguida em 2015 em Agincourt, Mpumalanga, que abriga o Conselho de Pesquisa Médica / Wits Rural Public Health e Health Transitions Research Unit.

“A Eddy Flux Tower é um equipamento que mede a troca de energia e gases entre a superfície terrestre e a atmosfera, e faz isso em escala de paisagem - sobre uma pegada de cerca de um quilômetro. As torres foram montadas para medir a troca de dióxido de carbono, mas também mede a troca de água, "diz o professor Bob Scholes, cientista de renome mundial em ecologia de sistemas (em relação às savanas africanas) na Escola de Animais, Ciências Vegetais e Ambientais na Wits.

A torre Agincourt faz parte de uma rede de torres nas aldeias Skukuza e Malopeni em Lowveld. Foi erguido por um consórcio de pesquisa que inclui a Wits University, o Conselho de Pesquisa Científica e Industrial (CSIR), e várias universidades sul-africanas e alemãs.

O projeto investiga os ciclos de carbono e água acoplados de ecossistemas de savana naturais e perturbados na África Austral. Tem como objetivo aprofundar o conhecimento sobre o funcionamento do ambiente natural nas comunidades rurais da África Austral. Este conhecimento é crucial para compreender a ligação entre os ecossistemas e o clima, e como as mudanças no uso da terra podem impactar o clima no futuro.

"Essas torres fornecem informações poderosas sobre um dos processos-chave do ciclo hidrológico, que controlam a quantidade de água que entra nos aquíferos [uma camada subterrânea de rocha permeável que contém água] e rios para uso humano, e como isso pode mudar com a mudança do clima, "diz Scholes.

A torre de fluxo abriga uma variedade de equipamentos sofisticados usados ​​para medir a quantidade de dióxido de carbono, vapor d'água, e a energia se move entre a superfície terrestre e a atmosfera. Outras medidas, incluindo parâmetros climáticos (temperatura, umidade, chuva, pressão atmosférica), são feitos para obter mais informações sobre os processos do ecossistema de savana.

"A pesquisa nos ajudaria a entender as mudanças nas concentrações de gases de efeito estufa e como elas influenciam a produtividade agrícola e do ecossistema, "diz Scholes.

A torre Skukuza, erguido em 2000, foi o primeiro na África e hoje são cerca de oito espalhadas pelo país. Outras seis torres serão erguidas por meio do Mapa de Infraestrutura de Pesquisa da África do Sul (SARIR) do Departamento de Ciência e Tecnologia, o primeiro projeto desse tipo na África do Sul. O SARIR é uma intervenção estratégica para fornecer infraestrutura de pesquisa em todo o sistema público de pesquisa que se baseia nas capacidades existentes e considera as necessidades futuras.