p As usinas nucleares e a carvão são algumas das máquinas mais sedentas do planeta. As turbinas que giram dentro delas para gerar eletricidade requerem toneladas e toneladas de vapor, e toda essa água tem que vir de algum lugar. p Estudos recentes estimam que cerca de dois quintos das retiradas de água doce do país e três por cento do consumo geral de água doce vão para o abastecimento de geradores de vapor em grandes usinas de energia nos Estados Unidos. A fim de reduzir as enormes quantidades de água necessárias para operar essas usinas, os cientistas começaram a buscar novas tecnologias que pudessem melhorar sua eficiência e reduzir a demanda por água.

p Como parte de um consórcio maior envolvendo parceiros de várias empresas de energia, universidades, e agências governamentais, pesquisadores do Laboratório Nacional de Argonne do Departamento de Energia dos EUA estão desenvolvendo uma classe especial de nanopartículas que derretem parcialmente à medida que o vapor evapora das torres de resfriamento de uma planta, absorvendo uma porcentagem significativa do calor difundido no sistema.

p Para operar, as usinas elétricas usam um ciclo que usa vapor parcialmente condensado de alta temperatura para girar uma grande turbina. Durante a geração, uma quantidade significativa desse vapor é perdida devido à evaporação. “Em cada ciclo, há uma quantidade significativa de água que não podemos recapturar, ”Disse o cientista de materiais da Argonne, Dileep Singh, que está trabalhando para desenvolver as nanopartículas especializadas.

p As nanopartículas são baseadas no que é conhecido como uma configuração de "núcleo-casca", em que um revestimento externo sólido protege uma camada interna que pode derreter acima de uma certa temperatura. Uma vez disperso no abastecimento de água da planta, as nanopartículas são capazes de absorver calor durante o ciclo térmico. Depois de derreter parcialmente, as partículas viajam para a torre de resfriamento, onde se solidificam. O sistema é fechado e projetado para evitar vazamento de água ou vapor da planta para o meio ambiente.

p No nível molecular, Singh e seus colegas estão especialmente preocupados com a superfície das nanopartículas, já que a química na fronteira entre o metal e a água determina quanto calor as partículas podem absorver. “Estamos testando a ligação entre as partículas e as moléculas de água, Disse ele.

p “O que realmente queremos saber é quanto calor podemos captar com uma quantidade constante de água para resfriar o sistema, ”Acrescentou. “O crescimento energético ambientalmente responsável envolve a preocupação com a forma como você gerencia seus recursos hídricos.”

p As vastas quantidades de água que são necessárias para operar essas instalações exigirão a produção em massa das nanopartículas, uma vez que sejam desenvolvidas comercialmente, um fato que pode complicar potencialmente o processo de pesquisa e desenvolvimento, disse o diretor de divisão associado da Argonne, Thomas Ewing. “Quando começamos os testes de laboratório, precisamos ter em mente os custos e problemas associados a fazer este trabalho em uma usina de energia real, Disse ele. “Há muitas compensações a serem levadas em consideração”.

p De acordo com Ewing, Argonne está trabalhando com o Electric Power Research Institute e outros parceiros para mover essa tecnologia básica rapidamente através do pipeline de desenvolvimento. Os planos iniciais incluem a demonstração da prova de conceito para começar este ano e a implantação comercial em grande escala deve começar em quatro anos. “É praticamente inédito a indústria buscar implantar uma nova tecnologia tão rapidamente, ”Ewing disse. “No entanto, o consumo de água é uma questão importante que limita a expansão do poder. Se quisermos resolver a crise de energia, teremos que agir com ousadia. ”