Novo Material Esponjoso Coleta Água Potável do Ar em Situações de Emergência
Crédito: Este material compósito esponjoso, feito de madeira balsa porosa, cloreto de lítio e nanopartículas de óxido de ferro, pode capturar água do ar com bastante eficiência. Xingying Zhang
Garantir a disponibilidade de água potável para as pessoas afetadas é um dos maiores desafios que as equipes de socorro enfrentam em desastres. Pesquisadores da Universidade RMIT, na Austrália, juntamente com cinco institutos chineses, desenvolveram uma solução inteligente e simples: um dispositivo que extrai água potável do ar.
Material Inovador para Extração de Água
A equipe criou uma inovação que utiliza um material compósito recém-desenvolvido, feito de madeira balsa leve e porosa, que eles moldam em pequenos cubos. Eles colocam esses cubos em um copo com tampa abobadada, um mecanismo básico de resfriamento e um sistema de ativação alimentado por energia solar.
Os pesquisadores aprimoraram o material esponjoso, denominado WLG-15, com cloreto de lítio para aumentar a absorção de água e nanopartículas de óxido de ferro que ajudam a esponja a absorver a luz solar e transformar a umidade em vapor. Essas nanopartículas também auxiliam na liberação da água do material.
Crédito: Uma análise mais detalhada das diferentes partes do dispositivo ar-água Imagem fornecida pelos pesquisadores
O dispositivo funciona de forma simples: quando a tampa está aberta, o material WLG-15 absorve a umidade do ar ao redor. Quando a tampa se fecha sob a luz solar, o material libera água no recipiente. A tampa abobadada aciona a evaporação solar e ajuda a coletar a água liberada, enquanto um sistema de resfriamento — composto por um dissipador de calor, uma placa de resfriamento e um ventilador alimentado por energia solar — auxilia na condensação dentro do dispositivo.
Eficiência impressionante em condições de laboratório
Em condições de laboratório, o dispositivo absorveu cerca de 2 mililitros de água por grama de material WLG-15 a 90% de umidade relativa, liberando quase toda a água em 10 horas de exposição à luz solar. Embora essa quantidade possa parecer modesta, o tamanho pequeno e o peso leve do material sugerem que configurações maiores ou múltiplos dispositivos podem produzir mais água.
Para contextualizar, nove pequenos cubos de esponja (cada um pesando menos de um grama) podem produzir cerca de 15 mililitros de água. Os pesquisadores publicaram suas descobertas no Journal of Cleaner Production em março.
Crédito: Nove pequenos blocos de WLG-15 podem capturar e condensar efetivamente 15 ml de água em um copo ao longo de várias horas. Shu Shu Zheng / Universidade RMIT
A equipe afirma que o método é mais eficiente e barato que técnicas como coleta de névoa, por usar madeira balsa acessível. Em sistemas maiores, pode coletar água em emergências com resfriamento movido a energia solar.
Durabilidade e Reutilização em Condições Adversas
O Dr. Junfeng Hou, da Universidade A&F de Zhejiang, que colaborou com a equipe da RMIT, enfatizou que o WLG-15 mantém sua funcionalidade mesmo após armazenamento em temperaturas abaixo de zero por semanas. Pode ser reutilizado várias vezes sem que haja queda significativa na eficiência, sendo, por isso, considerado adequado para aplicações reais, como a coleta de água em áreas remotas ou áridas.
Embora você possa ter encontrado geradores de água atmosférica (AWGs) disponíveis comercialmente, que prometem extração de água mais rápida e em maior escala, eles dependem de eletricidade significativa para condensar água do ar. Em muitas regiões com escassez de água, o acesso limitado a um fornecimento estável de eletricidade torna desafiador alimentar essas máquinas. Embora existam AWGs alimentados por energia solar, eles apresentam custos e complexidades mais altos.
Crédito: A Aquaria afirma que seu sistema Hydropack pode produzir até 132 galões de água do ar por dia, mas requer eletricidade e custa mais de US$ 17.000. Aquaria
AWGs funcionam melhor com umidade acima de 60%, o que limita seu uso em regiões secas. Além disso, são caros e exigem manutenção especializada. Consequentemente, embora os AWGs possam ser funcionais, seu uso generalizado em áreas com recursos limitados pode não ser considerado prático.
Os pesquisadores usaram IA para prever o desempenho do dispositivo em diferentes ambientes e aprimorar materiais de coleta de água. A equipe agora está trabalhando em parceria com empresas do setor para a produção piloto e testes de campo do material.
Um material super resistente à base de esponjas-do-mar foi recentemente desenvolvido pela Universidade RMIT, podendo ser usado para construir estruturas mais duráveis.
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