E se a águae o dia³xido de carbono (CO 2 ) produzidos pelo sistema de exaustão de um vea­culo pudessem ser capturados e usados ​​para o cultivo de alimentos? O reaproveitamento desses dois produtos desperdia§ados seria uma virada de jogo para reduzir a pegada de carbono do tra¡fego rodovia¡rio e ajudar a indústria agra­cola a alimentar uma crescente população humana.

Traªs membros do corpo docente da Texas A&M University, Maria Barrufet, Elena Castell-Perez e Rosana Moreira, escreveram um white paper relatando sua análise inicial e o publicaram na esperana§a de obter o financiamento necessa¡rio para fazer pesquisa multidisciplinar formal sobre o projeto.

"Comecei a ler a literatura relacionada e a fazer simulações do que era possí­vel", disse Barrufet, professor e presidente dotado de Baker Hughes no Departamento Harold Vance de Engenharia de Petra³leo. "Isso étotalmente realista. Va¡rias propostas já foram escritas para aplicações em caminhaµes grandes e vea­culos mara­timos, mas nada foi implementado ainda. E somos os primeiros a pensar em um motor de carro de passageiros."

O impacto pode ser enorme. Em 2019, o número estimado de vea­culos em uso em todo o mundo era de 1,4 bilha£o. Um carro de passageiros manãdio em operação pode emitir cerca de 5 toneladas americanas (aproximadamente 4,6 toneladas manãtricas) de CO 2 por ano, o que significa que uma quantidade significativa de gás de efeito estufa estãoindo para o meio ambiente. A combustão de combusta­vel de um carro também cria uma grande quantidade de águapor ano - cerca de 5.547 galaµes (aproximadamente 21.000 litros).

Castell-Perez e Moreira, ambos professores do Departamento de Engenharia Biola³gica e Agra­cola, sabem que esse desperda­cio de CO 2 e de águapoderia ser bem aproveitado, principalmente nas cidades. Expansaµes recentes na agricultura urbana dos Estados Unidos dependem de estufas industriais, que usam uma atmosfera enriquecida artificialmente contendo atétrês vezes a quantidade de CO 2 do ar normal para melhorar a saúde das plantas e as colheitas. Essas fazendas urbanas se beneficiariam muito de uma fonte constante de CO 2 recuperado e a¡gua, já que atualmente compram e usam quase 5 libras (mais de 2 kg) de CO 2 e quase seis galaµes (22 litros) de águapara crescer pouco mais de dois libras (1 kg) de produto. E esses números não incluem águae CO2 necessa¡rios para o processamento de alimentos pa³s-colheita e pasteurização em fase densa.

Os três membros do corpo docente descreveram como o dispositivo integrado poderia funcionar. O calor do motor poderia alimentar um sistema orga¢nico de ciclo Rankine (ORC), essencialmente uma pequena unidade fechada contendo uma turbina, trocadores de calor, condensador e bomba de alimentação que funciona como uma ma¡quina a vapor antiquada, mas em uma escala muito menor, e com muito menos calor necessa¡rio para produzir eletricidade. O ORC alimentaria os outros componentes, como um sistema de troca de calor, que poderia resfriar, comprimir e transformar o gás CO 2 em um la­quido para um armazenamento mais compacto.

"Anos atrás, não pensa¡vamos que podera­amos ter ar-condicionado em um carro", disse Barrufet. "Este éum conceito semelhante ao ar condicionado que temos agora. De uma forma simples, écomo aquele aparelho, vai caber em Espaços apertados."

As simulações preliminares são encorajadoras. Nenhuma redução significativa na potaªncia do motor de um carro ou aumento no uso de combusta­vel éprevisto. Qualquer corrosão potencial no sistema de troca de calor pode ser tratada com o uso de novos materiais de revestimento. Teoricamente, os proprieta¡rios de vea­culos poderiam entregar cartuchos cheios de CO 2 e águanos centros de recuperação, da mesma forma que as pessoas trazem latas de aluma­nio e aa§o hoje em dia. Ou os motoristas poderiam atémesmo usar o CO 2 e a águaem sistemas de estufa pra³prios ou dentro de uma comunidade, desde que o CO 2 fosse usado de forma responsável e totalmente absorvido pelas plantas.

No entanto, ainda restam daºvidas, como o tamanho desses cartuchos, como a águaseria tratada, uma vez que não pode ser comprimida, e com que peso o CO 2 e a águaarmazenados afetariam o desempenho do carro.

Barrufet, Castell-Perez e Moreira buscam ativamente financiamento para continuar seu trabalho. Embora a pesquisa já esteja em andamento em laboratórios e indaºstrias nacionais sobre a melhoria de dispositivos para captura de CO 2 em grande escala , nada existe atualmente em uma escala tão pequena, então pode levar 10 anos atéque eles tenham algo pronto para teste.

O maior desafio pode vir de montar uma equipe multidisciplinar para conduzir a pesquisa. Os componentes do dispositivo já existem de alguma forma, mas precisara£o de uma equipe coesa de engenheiros de diferentes especialidades para reprojeta¡-los para trabalhar juntos em um espaço tão confinado.

"Todas essas ideias e tecnologias independentes não tem valor se não puderem se conectar", disse Barrufet. "Precisamos de pessoas preocupadas com o futuro para que isso acontea§a em breve, alunos entusiasmados nas disciplinas de petra³leo, meca¢nica, civil, agra­cola e outras disciplinas de engenharia que podem cruzar fronteiras e trabalhar em sincronia."