A industrialização global e o avanço tecnológico melhoraram significativamente os indicadores sociais e de saúde. Contudo, também originaram graves problemas ambientais, como as alterações climáticas e a poluição dos recursos hídricos, evidenciando a necessidade urgente de uma transição para uma economia circular. A indústria têxtil é um exemplo marcante deste desafio. Apesar da sua relevância global, este setor tem sido lento na adoção de práticas de circularidade, sendo um dos principais contribuidores para a geração de águas residuais e danos ecológicos, devido à escassez de água doce e à ecotoxicidade associada ao uso intensivo de produtos químicos nos processos de tingimento e acabamento têxtil. Estes problemas são especialmente críticos em países com regulamentações ambientais permissivas, mas também representam uma preocupação crescente nas indústrias da União Europeia (UE), particularmente em Portugal, onde o setor têxtil e de vestuário corresponde a cerca de 17% de toda a indústria de manufatura.

No processamento têxtil, uma parte substancial dos efluentes aquosos é gerada durante as etapas de tingimento e acabamento. Os processos de tingimento, especialmente aqueles que envolvem corantes altamente tóxicos e potencialmente cancerígenos, são frequentemente ineficientes e libertam quantidades significativas de poluentes químicos perigosos nos seus efluentes. Devido à elevada toxicidade e ao baixo custo dos corantes sintéticos, a maioria das abordagens tecnológicas tem-se focado no tratamento físico-químico e biológico das águas residuais, em detrimento da sua valorização.

Ao contrário das tecnologias convencionais, que se concentram na remoção ou degradação de corantes e no tratamento de águas residuais de forma isolada e linear, o projeto DyeLoop procura implementar um protótipo integrado para demonstrar e incentivar o tingimento têxtil circular. Através da demonstração da tecnologia DyeLoop em ambiente real, o projeto pretende levar ao mercado soluções circulares para a reutilização de corantes e água no setor têxtil, reduzindo simultaneamente os custos associados aos materiais utilizados (água e corantes) e ao processamento (utilidades e tratamento de águas residuais), além de melhorar a sustentabilidade ambiental e a segurança sanitária das indústrias têxteis.

O aumento do custo dos combustíveis e a necessidade de descarbonizar o setor marítimo são questões urgentes que afetam gravemente este setor de transporte, em particular a indústria da pesca (47 Mton de CO2 emitidos em 2016) e o setor recreativo (0,7% das emissões de CO2 no transporte nos EUA e 0,4% na Europa), com especial interesse para Portugal. As embarcações usadas irão necessitar de armazenamento de energia e combustíveis mais verdes, como hidrogénio e amoníaco, para reduzir as emissões. O hidrogénio surge como um vetor energético promissor devido ao seu alto potencial energético. No entanto, o hidrogénio é considerado verde quando produzido através da eletrólise de água em larga escala, ligada a eletricidade renovável, e armazenado em tanques de alta pressão ou a temperaturas muito baixas, o que é impraticável para aplicações fora da rede, como o setor marítimo.

A hidrólise de borohidreto de sódio (NaBH4) é um método limpo, plug-and-play e seguro para gerar hidrogénio direcionado para demanda de potência baixa a moderada a partir de células de combustível de hidrogénio (FCs), sendo portanto ideal para aplicar nestes dois subsetores marítimos. A equipa tem produzido este tipo de sistemas à escala laboratorial e um primeiro protótipo escalado já foi desenhado e utilizado/testado com sucesso (TRL 4-5). Outra solução é o uso de amoníaco como transportador de hidrogénio, decompondo-o a bordo em hidrogénio, que é subsequentemente alimentado nas FCs. Na verdade, a decomposição de amoníaco no local tem sido considerada como um candidato potencial para aliviar os desafios de armazenamento e transporte de hidrogénio, utilizando NH3 renovável (com um elevado conteúdo de hidrogénio -17,6% em massa) como transportador de hidrogénio, sendo particularmente atrativo para navios.

A propulsão elétrica foi identificada como a opção mais adequada para o sistema de energia integrado em embarcações. A viabilidade da eletrificação depende do tipo de embarcação e da potência necessária para sua propulsão. Sistemas híbridos combinando, por exemplo, células de combustível e/ou sistemas de armazenamento de energia (ESS) são um cenário promissor.

Tradicionalmente, os sistemas de distribuição elétrica primários em navios têm sido baseados em arquiteturas de energia AC. No entanto, as redes híbridas AC-DC ou DC têm vários benefícios, como a redução/eliminação da necessidade de múltiplas conversões entre AC e DC, o que pode resultar em ganhos de eficiência devido à redução das perdas de conversão. Adicionalmente, as fontes de energia disponíveis para o transporte marítimo estão em mudança para minimizar as emissões de GEE e melhorar a eficiência geral, pelo que a plataforma do sistema de energia precisa de ser redesenhada para acomodar novos dispositivos de produção de energia, como pilhas de combustível e baterias, que são alimentadas por DC.

Reconhecendo os grandes desafios económicos, sociais e ambientais que o nosso planeta enfrenta, as Nações Unidas adotaram, em 2015, a Agenda 2030 para o Desenvolvimento Sustentável, estabelecendo um modelo global destinado a promover a prosperidade e o bem-estar da humanidade, proteger o ambiente e combater as alterações climáticas. Entre os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS), o ODS 14 destaca-se pela sua relevância direta para o ambiente marinho, ao visar a conservação e a utilização sustentável dos oceanos e recursos marinhos como pilares de um desenvolvimento sustentável.

No contexto deste compromisso global, o programa MarUMinho surge organizado em torno de seis linhas temáticas estratégicas — Biotecnologia azul e biorrecursos marinhos sustentáveis, Observação e monitorização do litoral, Interfaces costeiras, Poluição por (micro)plásticos, Sustentabilidade e inovação estrutural, e (Bio)Economia azul — o MarUMinho busca soluções inovadoras para os desafios ambientais, económicos e sociais da região. Entre os objetivos principais estão a conservação dos ecossistemas marinhos e costeiros, a exploração sustentável de recursos marinhos e a mitigação de impactos ambientais.

O programa destaca-se também pela interligação à criação de um Instituto Multidisciplinar de Ciência e Tecnologia Marinha em Apúlia, em cooperação com a Câmara Municipal de Esposende. Este instituto reforçará a investigação aplicada e a transferência de conhecimento, consolidando a Universidade do Minho como um polo de excelência no estudo e gestão sustentável de sistemas marinhos e costeiros. O MarUMinho representa uma abordagem integrada e sustentável, aliando ciência, tecnologia e inovação ao serviço da valorização ambiental e económica do Litoral Norte.