CISWEFE-NEX

Demonstrador CisWEFE-NEX

O projeto CisWEFE-NEX desenvolverá uma Solução Sistémica Circular inovadora em regiões que enfrentam um grave stress hídrico. A solução integrará vários subsistemas que trabalham em conjunto para produzir alimentos, água purificada e energia renovável de uma forma sustentável e circular. Estes subsistemas utilizarão os recursos disponíveis localmente, como a energia solar, a água salobra e os resíduos agrícolas, assegurando a sustentabilidade ambiental, social e económica.

O sistema CisWEFE-NEX inclui 5 subsistemas principais:

Dessalinização

Este subsistema valida uma nova tecnologia de dessalinização que é robusta, ecológica e, particularmente adequada para a utilização de energias renováveis, sem necessidade de qualquer pré-tratamento, fornecendo água de alta qualidade. A salmoura produzida será isenta de produtos químicos adicionados e reutilizada para a recuperação inovadora de sal de mesa e sais de magnésio.

Agrovoltaicos

O sistema agrovoltaico combina a produção de energia renovável com a agricultura de permacultura  orgânica. Melhora consideravelmente a utilização da água, proporcionando um sombreamento que reduz a perda de água por evaporação com técnicas de irrigação avançadas, o que reduz o stress das plantas em relação à seca e aumenta a produção de alimentos, particularmente em regiões com eleado stress hídrico.

Extração de biofenóis

Este subsistema adapta ao sector do azeite o protocolo de extração de biofenóis utilizado nos sectores nutri-farmacêutico-cosmecêutico, optimizando-o para utilização futura. Utiliza energia renovável para a extração à base de água, evitando solventes orgânicos e as respectivas emissões de compostos orgânicos voláteis, ao mesmo tempo que trata as águas residuais dos lagares de azeite para reutilização como água de rega.

Digestão anaeróbia

O processo anterior de extração de biofenóis potencia a digestão anaeróbia avançada do bagaço de azeitona, que de outra forma é difícil de digerir anaerobicamente. Esta inovação é combinada com outras como a utilização de cavitação ultra-sónica, tecnologias de monitorização e controlo do processo, incluindo um sensor ótico para ácidos gordos voláteis e co-digestão de resíduos agro-alimentares, melhorando a gestão do pH e a relação carbono/nitrogénio (C:N) e produzindo biogas.

Unidade de Aquacultura

Este subsistem demonstra a viabilidade da abordagem “water to fork” de do fluxo biologico farmaceutico, utilizando a aquaponia dissociada de camarões de água salgada e algas marinhas. O sistema inclui tanques de criação de camarão, um reator biológico para produzir uma solução de irrigação rica em fósforo a partir da aquacultura que faz a interface com o sistema de criação de camarão, e um sistema de produção de algas marinhas. A água salgada será recirculada no tanque de produção de camarões e, quando os níveis de nutrientes se tornarem demasiado elevados para os camarões, a água será enviada para a produção de algas marinhas, que purificará a água salgada através da absorção de nutrientes para o crescimento antes de a devolver ao rio. Este sistema foi concebido para garantir uma elevada produtividade e um ciclo contínuo seguro e previsível de cultivo de camarões e algas marinhas.

Cavitação Controlada

A Cavitação Controlada serve como etapa de pré-tratamento para os subsistemas de digestão anaeróbia avançada e de extração de biofenóis. Utilizando uma nova tecnologia baseada em ultra-sons (um reator de ultra-sons de alta potência como um sistema de fluxo de encaixe), esta unidade reduz a energia necessária para a sonicação de líquidos e suspensões de biomassa, o que facilita a decomposição de materiais, aumentando assim a eficiência da digestão anaeróbia e da extração de biofenóis, melhorando o desempenho global dos sistemas. Além disso, o processo de cavitação ajuda nos serviços móveis de tratamento de águas residuais e nos processos avançados de oxidação, contribuindo para a eficiência global do sistema CisWEFE-NEX.

Fotografia artística macro de bolhas de óleo e água sobre um fundo colorido.

O sistema de monitorização de contaminantes terá em conta contaminantes tradicionais e emergentes (micro-poluentes). Estabelecerá uma rotina regular de testes dos parâmetros mais comuns de qualidade da água/águas residuais, como o pH, a condutividade, a CBO5, a CQO, etc., utilizando equipamento analítico normalizado, bem como análises químicas mais complexas fora do local que exijam equipamento analítico especializado, como ICP-MS, GC-MS, HPLC, etc. As análises microbiológicas também serão incorporadas na rotina de monitorização.

Todos os subsistemas e componentes do CisWEFE-NEX serão integrados num único sistema que funciona de forma coesa, garantindo um funcionamento sem descontinuidades. Este sistema apoiará a integração dos dados recolhidos pelos sensores IoT e pelo equipamento de controlo de cada subsistema e componente numa plataforma de monitorização e controlo. A plataforma servirá para integrar os dados num sistema único e coeso, permitindo a monitorização em tempo real e a otimização da circularidade no sistema integrado. Os dados recolhidos do sistema CisWEFE-NEX serão geridos pela plataforma, proporcionando oportunidades para serviços baseados em dados. Isto inclui a aplicação de novas metodologias de inteligência artificial e de aprendizagem automática para enfrentar desafios adicionais e exigências de otimização.

Sistema circular CisWEFE-NEX com a integração de todos os subsistemas do projeto

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