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Novo dispositivo retira litros de água do ar

O novo dispositivo aprisiona a água a 20% de umidade relativa, que é o nível comum em áreas áridas e desertos do mundo

Um novo dispositivo retira litros de água do ar, mesmo em climas desérticos. E diferentemente dos desumidificadores domésticos, funciona com aquecimento do sol. Se for fabricado com baixo custo, o sistema poderia ser usado para fornecer água potável para os milhões que enfrentam a escassez de água limpa nos países em desenvolvimento e nas regiões áridas.

Uma em cada dez pessoas hoje em dia ainda não tem acesso a água potável segura, de acordo com a Organização Mundial da Saúde. Quase metade das pessoas que obtém água de fontes não protegidas vive na África Subsaariana e 8 em cada 10 vive em áreas rurais.

Muitos desses países não podem arcar com o custo da dessalinização, mesmo se estão próximos a grandes corpos de água. Sistemas que usam telas ou tecidos para coletar neblina são usados em algumas regiões em desenvolvimento, porém, requerem uma umidade relativamente alta.

O novo dispositivo aprisiona a água a 20% de umidade relativa, que é o nível comum em áreas áridas e desertos do mundo. Pesquisadores da Universidade da Califórnia – Berkeley e do MIT relataram na revista científica Science que o seu protótipo foi capaz de tirar 2,8 litros de água do ar, em um período de 12 horas, em um experimento realizado a 20% de umidade e com simulação da luz do sol. Testes na cobertura mostraram que funciona nas condições reais.

“Minha visão para a direção futura dessa tecnologia é ter água fora da rede aonde você tem um dispositivo em casa, funcionando com a luz solar ambiente, para fornecer a água que satisfaça as necessidades domésticas”, diz Omar Yaghi, um professor de química na UC Berkeley que conduziu o novo trabalho com Evelyn Wang do MIT.

MOF

O sistema é baseado em materiais altamente porosos conhecidos como estrutura metal-orgânica (MOF de metal-organic framework), os quais foram inventados por Yaghi. Esses compostos, contendo clusters metálicos ligados por moléculas orgânicas, estão sendo desenvolvidos para aplicações tais como armazenamento de hidrogênio e lavagem de dióxido de carbono em gases de exaustão.

Para o dispositivo coletor de água, Yaghi e sua equipe saíram com um novo MOF que tem o equilíbrio exato de unidades de zircônio que atraem a água e ligantes orgânicos que repelem a água. As unidades de zircônio absorvem a umidade, e as gotas de água se agrupam nos poros perfeitamente dimensionados e moldados do MOF. Aumentando-se ligeiramente a temperatura faz com que o material libere a água.

“A água entra em grandes quantidades, porém, ao mesmo tempo, o material não a segura muito firmemente”, diz Yaghi.

Os pesquisadores infundiram um substrato de cobre poroso com um quilograma de pó do MOF e o fixaram em um substrato revestido com grafite. Então eles colocaram essas peças, juntamente com um condensador metálico, dentro de uma caixa de acrílico ao ar livre.

O MOF recolhe a água do ar. O substrato de grafite absorve a luz solar e aquece o MOF, tirando a água dos seus poros na forma de vapor que é condensado e coletado.

Testes em uma câmara de umidade controlada mostraram que o dispositivo pode produzir 2,8 litros de água em baixa umidade.

Os MOFs são feitos de matérias primas baratas e o dispositivo não deveria ser muito caro para fabricar, diz Yaghi. Para ter o dispositivo pronto para comercialização, ele está trabalhando agora com novos MOFs que podem reter mais água por peso, enquanto Wang está tentando aumentar a eficiência e produção do dispositivo.