Sustentabilidade: ar quente do verão pode virar água potável

Dispositivo absorve a umidade atmosférica e, usando energia solar, a transforma em líquido para o consumo humano

The University of Texas at Austin

A escassez de recursos hídricos afeta 40% da população mundial, e cerca de 700 milhões de pessoas correm risco de serem deslocadas por consequência da seca até 2030, indica a Organização das Nações Unidas (ONU). Uma solução tecnológica que utiliza energia solar para recolher água atmosférica e transformá-la em potável pode ser uma alternativa sustentável para suprir a crescente demanda global pelo líquido, principalmente em locais estressados pela estiagem prolongada. O projeto está sendo desenvolvido por pesquisadores da Universidade do Texas, nos Estados Unidos, que divulgaram, recentemente, na revista Proceedings of the National Academy of Sciences (Pnas), os resultados já obtidos.

O protótipo apresentado absorve a umidade atmosférica dos dias quentes de verão e, posteriormente, libera água quando exposto à luz solar. A umidade se condensa em uma superfície mais fria, resultando no acúmulo de água líquida. Para alcançar esse resultado, a equipe introduziu microgéis dentro do dispositivo. De acordo com os autores, trata-se de uma categoria inovadora de sorventes de hidrogel que se destaca pela absorção eficiente de umidade e pela rápida liberação de água.

Guihua Yu, um dos líderes do estudo, conta que escolher os materiais que fossem adaptáveis a diversas condições de temperatura, especialmente em climas áridos, foi o principal desafio enfrentado pelo grupo. "Idealmente, esses materiais deveriam exigir energia mínima para a liberação de água e facilitar a rápida produção do líquido", explica.

Segundo o também professor de ciência e engenharia de materiais no Departamento de Engenharia Mecânica da universidade americana, o uso do microgel ajudou a superar esse problema. "O polímero incorporado em nosso dispositivo auxilia na redução da temperatura necessária para a liberação de água, marcando um avanço significativo em direção às aplicações sustentáveis da tecnologia", afirma. "Além disso, permite o início do processo de liberação de água a temperaturas comparativamente mais baixas, conduzindo a um processo energeticamente eficiente."

Duas horas

Para testar a tecnologia, a equipe avaliou o protótipo em um ambiente de laboratório controlado, replicando cenários reais de umidade e luz solar. Os resultados mostram que o dispositivo conseguiu atingir uma absorção de água de 60% de umidade relativa em 100 minutos e permitiu a liberação de aproximadamente 80% da água capturada em 20 minutos em temperaturas próximas a 40 °C, alinhando-se com o clima de verão do Texas, onde foi feito o experimento, e de outras partes do mundo.

Conforme os autores, isso significa que, em locais com excesso de calor e acesso mínimo à água potável, as pessoas poderiam simplesmente colocar um dispositivo do lado de fora de casa, e ele produziria água sem nenhum esforço adicional. "Desenvolvemos esse dispositivo com o objetivo final de estar disponível para pessoas em todo o mundo que precisam de acesso rápido e consistente à água limpa e potável, especialmente nas áreas áridas", enfatiza, em nota, Yaxuan Zhao, estudante de pós-graduação no laboratório de Yu e um dos responsáveis pela pesquisa.

O dispositivo pode produzir entre 3,5kg e 7kg de água por quilograma de materiais em gel, dependendo das condições de umidade. Na avaliação de Marcelo Rodrigues dos Santos, professor de química do Instituto Federal de Brasília (IFB), o material escolhido facilita a liberação da água captada por meio da própria energia solar, o que pode se tornar um grande sistema de capacidade de obtenção de água potável com gasto mínimo de energia.

"O microgel desenvolvido torna a captura e a liberação de água mais eficientes, além de acelerar o processo, fazendo com que a obtenção da água potável seja mais sustentável", explica. A avaliação é a mesma de Yu, um dos líderes do projeto. "Com o nosso novo hidrogel, não estamos apenas retirando água do ar. Estamos fazendo isso de forma extremamente rápida e sem consumir muita energia", afirma.

Sustentável

O professor do IFB lembra que a tecnologia está alinhada a vários Objetivos de Desenvolvimento Sustentável que fazem parte da Agenda 2030 da ONU, já que contribui para a garantia da disponibilidade de água potável, tornando cidades e comunidades sustentáveis. "Comparado com outras formas de obtenção de água potável, como a dessalinização da água do mar, o custo será muito baixo, tornando possível a democratização do acesso à água potável em todas as regiões do mundo", avalia.

Até o momento, o protótipo foi testado apenas em laboratório. Agora, a equipe trabalha em outras versões do aparelho feitas com materiais orgânicos com o objetivo de reduzir custos e iniciar a produção em larga escala. Além disso, desejam torná-lo portátil e melhorar o desempenho na coleta de água. "Nosso próximo foco será na otimização da engenharia do dispositivo e no desenvolvimento de materiais com melhor relação custo-benefício para fazer parceria industriais e ampliar a comercialização", conta Yu.

* Amanda Gonçalves, estagiária sob a supervisão de Carmen Souza