Parece que conseguir algo por nada, mas você realmente pode obter água potável diretamente do ar mais seco do deserto.

Mesmo nos lugares mais áridos da Terra, há alguma umidade no ar, e uma maneira prática de extrair essa umidade pode ser a chave para a sobrevivência em locais tão secos. Agora, pesquisadores do MIT provaram que tal sistema de extração pode funcionar.

O novo dispositivo, com base em um conceito que a equipe propôs pela primeira vez no ano passado, agora foi testado em campo no ar muito seco de Tempe, Arizona, confirmando o potencial do novo método, embora ainda haja muito trabalho para escalar o processo, dizem os pesquisadores.

O novo trabalho é relatado hoje na revista. Nature Communications e inclui algumas melhorias significativas em relação ao conceito inicial que foi descrito no ano passado em um artigo na Science, diz Evelyn Wang, o Professor Gail E. Kendall no Departamento de Engenharia Mecânica, quem foi o autor sênior de ambos os artigos. O pós-doutorado do MIT Sameer Rao e o ex-aluno de graduação Hyunho Kim SM '14, PhD '18 foram os principais autores do último artigo, junto com outros quatro no MIT e na Universidade da Califórnia em Berkeley.

O artigo do ano passado chamou muita atenção, Wang diz. "Recebeu muito hype, e algumas críticas, "ela diz. Agora, "todas as questões que foram levantadas da última vez foram explicitamente demonstradas neste artigo. Nós validamos esses pontos."

O sistema, com base em materiais de área de superfície relativamente novos chamados estruturas orgânicas metálicas (MOFs), pode extrair água potável até mesmo do ar mais seco do deserto, os pesquisadores dizem, com umidades relativas tão baixas quanto 10 por cento. Os métodos atuais de extração de água do ar requerem níveis muito mais elevados - 100 por cento de umidade para métodos de coleta de névoa, e acima de 50 por cento para sistemas baseados em refrigeração de coleta de orvalho, que também requerem grandes quantidades de energia para resfriamento. Portanto, o novo sistema poderia potencialmente preencher uma necessidade não atendida de água, mesmo nas regiões mais secas do mundo.

Ao executar um dispositivo de teste em um telhado da Arizona State University em Tempe, Wang diz, a equipe "estava testando em campo em um lugar que é representativo dessas áreas áridas, e mostrou que podemos realmente colher a água, mesmo em pontos de orvalho abaixo de zero. "

O dispositivo de teste foi alimentado exclusivamente por luz solar, e embora fosse um pequeno dispositivo de prova de conceito, se ampliado, sua produção seria equivalente a mais de um quarto de litro de água por dia por quilo de MOF, dizem os pesquisadores. Com uma escolha de material ideal, a saída pode ser tão alta quanto três vezes a da versão atual, disse Kim. Ao contrário de qualquer um dos métodos existentes para extrair água do ar em umidades muito baixas, "com esta abordagem, você realmente pode fazer isso, mesmo sob essas condições extremas, "Wang diz.

Este sistema não só funciona em umidades mais baixas do que a coleta de orvalho, diz Rao, mas esses sistemas requerem bombas e compressores que podem se desgastar, enquanto que "não tem partes móveis. Pode ser operado de maneira totalmente passiva, em locais com baixa umidade, mas com grande quantidade de luz solar. "

Considerando que a equipe havia descrito anteriormente a possibilidade de executar o sistema passivamente, Rao diz, "agora demonstramos que isso é realmente possível." A versão atual só pode operar em um único ciclo noturno e diurno com luz do sol, Kim diz, mas "a operação contínua também é possível utilizando fontes abundantes de calor de baixo grau, como biomassa e calor residual".

O próximo passo, Wang diz, é trabalhar para expandir o sistema e aumentar sua eficiência. “Esperamos ter um sistema capaz de produzir litros de água”. Estes pequenos, os sistemas de teste iniciais foram projetados para produzir apenas alguns mililitros, para provar que o conceito funcionou em condições do mundo real, mas ela diz "queremos ver água derramando!" A ideia seria produzir unidades suficientes para fornecer água para residências individuais.

A equipe testou a água produzida pelo sistema e não encontrou vestígios de impurezas. O teste do espectrômetro de massa mostrou que "não há nada do MOF que vaze para a água, "Diz Wang." Isso mostra que o material é realmente muito estável, e podemos obter água de alta qualidade. "