Plástico-bolha negro do MIT pode recolher água potável do ar sem energia

Um “plástico-bolha” negro invulgar pode vir a ajudar a responder a um dos problemas mais urgentes do planeta: o acesso a água potável.

À medida que, num mundo em aquecimento, a atmosfera da Terra retém mais água, engenheiros encontraram uma forma de recuperar parte dessa humidade até mesmo do ar mais seco - recorrendo a um colhedor de água atmosférica que funciona sem qualquer fonte de energia.

Um colhedor de água atmosférica sem energia

Testado no Vale da Morte, na Califórnia - um dos locais mais áridos da Terra - o sistema conseguiu extrair mais de 50 mililitros por dia de água segura para beber.

Numa altura em que 4,5 mil milhões de pessoas no mundo já não dispõem de um abastecimento constante de água potável, um dispositivo deste tipo, se puder ser ampliado e tornado facilmente acessível, terá potencial para salvar vidas.

Teste no Vale da Morte e os limites das abordagens atuais

"A nossa janela de colheita de água atmosférica estabelece uma referência na produção diária de água e na adaptabilidade ao clima", escrevem no artigo o engenheiro mecânico do MIT Chang Liu e colegas.

"[Representa] um avanço rumo a soluções descentralizadas de água, práticas, escaláveis, seguras e sustentáveis, para as regiões com maior stress hídrico."

Até agora, os coletores de água atmosférica têm estado condicionados por uma produção muito baixa (apenas alguns mililitros por dia) e por contaminação com níveis elevados dos materiais usados na extração, do sal ao lítio.

No Vale da Morte, quatro cadeias montanhosas em redor empurram as nuvens para cima, “espremendo” grande parte da humidade antes de estas chegarem ao terreno ressequido mais adiante. Por isso, é um local particularmente exigente para testar a recolha de água.

O hidrogel do MIT em forma de “plástico-bolha”

Ainda assim, um hidrogel produzido a partir de álcool polivinílico (PVA), cloreto de lítio (um sal que atrai água), glicerol e tinta preta mostrou estar à altura.

"Pelo nosso trabalho com materiais macios, há uma propriedade que conhecemos muito bem: a forma como o hidrogel é muito bom a absorver água do ar", afirma o engenheiro mecânico do MIT Xuanhe Zhao.

Para maximizar a captação, a equipa moldou o hidrogel numa geometria semelhante a plástico-bolha, aumentando a área de superfície disponível para recolher água. Além disso, garantiram que a microestrutura não tinha poros suficientemente grandes para permitir a fuga do sal higroscópico. O glicerol ajudou a manter esse sal contido no interior do gel.

"Construímos um dispositivo à escala de um metro que esperamos implementar em regiões com poucos recursos, onde até uma célula solar não é muito acessível", explica Zhao.

Como o painel recolhe e condensa a água

O painel de gel, colocado entre placas de vidro e revestido por uma película exterior de polímero que contribui para o arrefecimento, atraiu até 160 ml de moléculas de água durante a noite, quando a humidade estava no ponto mais elevado.

Ao longo do dia, a água retida no gel aquece, evapora-se a partir do material e condensa na superfície do vidro, que se mantém mais fria. Depois, com o painel na vertical, a gravidade - em conjunto com um sistema de canais - encaminha e recolhe a água.

"Isto é apenas um desenho de prova de conceito, e há muitas coisas que podemos otimizar", diz Liu. "Estamos a trabalhar numa nova geração do material para melhorar ainda mais as suas propriedades intrínsecas."

Mesmo que a tecnologia seja sólida, um dispositivo destes só produzirá o impacto positivo pretendido se conseguir chegar a quem mais dele precisa.

"É um teste à viabilidade de aumentar a escala desta tecnologia de colheita de água", afirma Zhao. "Agora, as pessoas podem construí-la ainda maior, ou transformá-la em painéis paralelos, para fornecer água potável às pessoas e alcançar um impacto real."

Esta investigação foi publicada na revista Nature Water.