As recentes catástrofes naturais e o caos provocado pelo apagão que atingiu Espanha despertaram a necessidade de estarmos preparados para possíveis emergências. Obter água potável numa catástrofe é uma das principais complicações. Momentos de máxima tensão em que podem ser úteis soluções que surgiram para responder a outra situação extrema, como é a seca. Enquanto rios e mares ficam contaminados ou secam, a humidade do ar surge como solução.
Investigadores da Universidade RMIT da Austrália, em conjunto com vários institutos chineses, conceberam um material para extrair água potável do ar com painéis solares. Com um dispositivo do tamanho de um copo e uma nova esponja fabricada à base de madeira, garantem ter alcançado maior eficiência do que outros projetos semelhantes e com um processo mais barato.
Nos últimos anos, o uso de absorventes para absorver água do ar tornou-se um foco de investigação, trazendo soluções inovadoras para satisfazer a demanda por água limpa em regiões áridas. Até mesmo na Espanha chegaram equipamentos para instalar em residências, mas eles geralmente dependem de grandes quantidades de energia e materiais caros. Esta nova proposta tenta resolver esses inconvenientes.
Extrair água potável
Esta invenção de recolha de água atmosférica (AWH) utiliza um material composto recentemente desenvolvido à base de madeira de balsa porosa e leve moldada em pequenos cubos. Em comparação com os materiais utilizados noutros estudos, os sais higroscópicos, como o cloreto de lítio (LiCl), o cloreto de cálcio (CaCl₂) e o cloreto de magnésio (MgCl₂), são produtos industriais acessíveis e amplamente disponíveis que conseguem uma elevada absorção de humidade, mesmo em zonas muito secas.
Estas pequenas esponjas são instaladas num copo com uma tampa abaulada, um mecanismo com um sistema de ativação alimentado pelo sol e que arrefece facilmente. Quando a tampa do copo está aberta, o material WLG-15 absorve a humidade atmosférica. Ao fechar a tampa sob a luz solar, a água é libertada no copo. A tampa abaulada inicia a evaporação solar e facilita a recolha da água libertada; uma placa de refrigeração, um dissipador de calor e um ventilador alimentado por um painel solar melhoram a condensação dentro do sistema.
O material esponjoso, conhecido como WLG-15, contém cloreto de lítio para melhorar a absorção de água e nanopartículas de óxido de ferro que ajudam a camada superficial da esponja a absorver a luz solar e converter a água absorvida em vapor. Isto último facilita a libertação da água do material.
Para o desenvolvimento desta invenção, os investigadores utilizaram aprendizagem automática para prever o seu desempenho de absorção-dessorção de humidade. Os resultados mostraram que o material apresentou propriedades higroscópicas notáveis numa ampla gama de humidade (30-90%), liberando 99,9% da água absorvida após 600 minutos de exposição à luz solar simulada e mantendo uma absorção eficaz de humidade mesmo a -20 °C.
Dentro deste copo, nove cubos desta esponja formada a partir de madeira, um material poroso por natureza, cada esponja pesa menos de um grama, podem libertar 15 ml (0,5 onças líquidas). Pode parecer pouco, mas deve ser comparado com a quantidade de material utilizado.
Os investigadores observaram que, em condições laboratoriais, o seu dispositivo absorveu aproximadamente 2 ml de água por grama de material WLG-15 a uma humidade relativa de 90% e libertou quase toda a água em 10 horas de exposição solar. Eles também destacam que a sua invenção funcionou corretamente após semanas de armazenamento a temperaturas abaixo de zero e que podia ser reutilizada várias vezes sem que a sua eficiência fosse significativamente afetada.
Outros estudos
De acordo com a equipa, este nível de eficiência é superior ao da maioria dos métodos conhecidos, como a captação de neblina e o arrefecimento radiativo, e mais económico graças à utilização de madeira de balsa, amplamente disponível e barata.
O MIT também se aventurou no desafio de obter água em zonas desérticas e, em 2023, os seus investigadores apresentaram um sistema de hidrogénio que, diariamente, podia capturar 0,06 oz (1,79 g) de água por grama de material, o que representa uma eficácia 15% superior às tentativas anteriores.
Os investigadores australianos destacam estes avanços com hidrogeles no seu artigo, mas acrescentam que os processos de preparação complexos e laboriosos limitam a utilização de matrizes de aerogel e hidrogel em sistemas de recolha de água assistidos por energia solar.
Nesse mesmo ano, outra equipa de investigação da Universidade de Maryland (EUA) propôs outro equipamento de maior dimensão para a captação de água em zonas com escassez de água: uma espuma composta por materiais naturais e abundantes que absorve até 670% do seu peso graças à humidade atmosférica e liberta rapidamente 95% na forma de água potável sem necessidade de energia, apenas expondo-se à luz solar.
