Como capturar água do ambiente dia e noite, sem gastar energia

Redação do Site Inovação Tecnológica - 05/08/2021

O protótipo é pequeno, mas a ideia é construir dezenas deles lado a lado, como se fossem painéis solares.
[Imagem: ETH Zurich / Iwan Hächler]

Água dia e noite, sem gastar energia

Pesquisadores suíços construíram a primeira solução de energia zero para coletar água da atmosfera ao longo do ciclo diário de 24 horas.

O sistema se baseia em uma superfície de resfriamento automático e um escudo especial de irradiação térmica.

Tem havido um grande esforço de desenvolvimento no campo do resfriamento radiativo, da refrigeração passiva e da coleta de água do ambiente, todas opções com consumo zero de energia ou baseados em energias renováveis.

Na maior parte das regiões que mais precisam de água, a única opção é condensar a umidade atmosférica por meio do resfriamento, seja por meio dos processos tradicionais, intensivos em energia, seja pelo uso destas novas tecnologias passivas, que exploram a variação de temperatura entre o dia e a noite.

No entanto, com as tecnologias passivas atuais, a água pode ser extraída apenas à noite porque o Sol aquece as películas durante o dia, impossibilitando a condensação.

Esquema de funcionamento do coletor de água passivo.
[Imagem: Iwan Haechler et al. - 10.1126/sciadv.abf3978]

Tecnologia passiva

Os pesquisadores do Instituto Federal de Tecnologia (ETH) de Zurique desenvolveram agora uma tecnologia que, pela primeira vez, permite coletar água 24 horas por dia, sem entrada de energia, mesmo sob Sol escaldante.

O novo dispositivo consiste essencialmente em um painel de vidro especialmente revestido, que reflete a radiação solar e também irradia seu próprio calor através da atmosfera para o espaço sideral. Assim, ele se resfria até 15º C abaixo da temperatura ambiente. Enquanto isso, na parte inferior deste painel, o vapor de água do ar se condensa em água pelo mesmo processo que faz os vidros fechados de um carro embaçarem.

O vidro é revestido com camadas de polímero e de prata com espessuras bem definidas. Este revestimento faz com que a vidraça transmita a radiação infravermelha diretamente para o espaço ao usar uma faixa de comprimento de onda para o qual a atmosfera é transparente.

Outro elemento-chave do dispositivo é um novo escudo de radiação em forma de cone, que desvia a radiação de calor da atmosfera e protege a vidraça da radiação solar que entra, ao mesmo tempo permitindo que o dispositivo irradie o calor para fora e, assim, resfrie a si mesmo de forma totalmente passiva.

A água condensa na janela 24 horas por dia.
[Imagem: Iwan Haechler et al. - 10.1126/sciadv.abf3978]

Colheita de água da atmosfera

Os testes do novo coletor de água em condições reais - no telhado de um prédio da Universidade - mostraram que a nova tecnologia pode produzir pelo menos o dobro de água por área por dia do que as melhores tecnologias passivas atuais baseadas em folhas. O pequeno protótipo, com 10 centímetros de diâmetro, coletou 4,6 mililitros de água por dia.

Sob condições atmosféricas ideais, seria possível colher até 0,53 decilitro de água por metro quadrado de superfície do painel por hora. "Isto está próximo do valor máximo teórico, de 0,6 decilitro por hora, que é fisicamente impossível de exceder," disse o pesquisador Iwan Haechler.

De modo semelhante ao que ocorre com a energia solar, onde vários painéis são instalados lado a lado, vários condensadores de água também poderão ser posicionados lado a lado para montar um sistema em grande escala.

A equipe espera que outros pesquisadores possam integrar a tecnologia com seus próprios métodos, permitindo atender também outras necessidades, como a dessalinização de água, por exemplo.

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