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Sistema de coleta de água de dois estágios instalado no telhado do Instituto de Tecnologia de Massachusetts |
Cientistas americanos, junto com colegas da Coréia do Sul, desenvolveram um protótipo de instalação que produz água do ar mesmo em umidade muito baixa. A fonte de energia para isso é uma bateria solar. O desenvolvimento é descrito na revista Joule.
Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), há três anos, conceberam um sistema que, usando quedas diárias de temperatura, coleta umidade à noite na superfície de um material adsorvente. No dia seguinte, quando o material foi aquecido pela luz solar, a água saiu da estrutura adsorvente, condensando-se no lado sombreado inferior da placa de coleta.
Inicialmente, como adsorvente, os cientistas usaram estruturas organometálicas - caras e pouco produtivas. A nova versão da instalação utiliza um material adsorvente natural zeólita - aluminofosfato de ferro microporoso. É amplamente disponível, estável e altamente eficiente.
Além disso, o sistema passou a ser de dois estágios - os desenvolvedores adicionaram um segundo estágio de dessorção e condensação. A bateria coleta o calor solar na superfície do sistema e aquece a zeólita, que libera a umidade acumulada durante a noite na forma de vapor. O vapor se condensa em uma placa coletora de cobre localizada acima da segunda camada de zeólita. E isso também gera calor, que é usado para liberar vapor de água da segunda camada de zeólita. As gotículas de água coletadas de ambas as camadas são direcionadas ao reservatório.
O sistema tem capacidade para cerca de 0,8 litro de água por metro quadrado por dia, o dobro da versão anterior. As leituras precisas estão sujeitas a flutuações locais de temperatura, fluxo solar e umidade. Os autores observam que durante os testes do protótipo no telhado do Massachusetts Institute of Technology, os indicadores foram significativamente mais altos. Mas mesmo a capacidade planejada, dizem eles, é suficiente para fornecer água potável a algumas pessoas em regiões áridas remotas com acesso limitado à eletricidade.
Além disso, já são conhecidos materiais que possuem uma adsorção cerca de cinco vezes maior que a do zeólito, e seu uso, segundo os cientistas, levará a um aumento correspondente na produção de água.
Sistemas semelhantes de dois estágios foram usados anteriormente em outras áreas, como a dessalinização. "Mas ninguém seguiu o caminho de usá-los para coletar água atmosférica", disse o líder de pesquisa, Professor Evelyn Wang, em um comunicado à imprensa do MIT.
Os sistemas existentes para coletar água de névoa e orvalho funcionam apenas em condições de alta umidade - pelo menos 50 por cento - e consomem muita energia, uma vez que requerem resfriamento constante das superfícies de condensação. A nova instalação pode operar mesmo em regiões secas, utilizando apenas o calor do sol ou outra fonte natural.
Os cientistas continuam trabalhando para melhorar os materiais e o design do dispositivo, bem como adaptá-lo a situações práticas específicas. Em particular, eles estão desenvolvendo uma versão portátil para expedições de campo.
