Inspirado em como gotas de orvalho se formam em teias de aranha, Os engenheiros e matemáticos da UCLA desenvolveram um sistema de captura de vapor de água único e eficaz que poderia ser usado para produzir produtos limpos, água fresca, ou para reciclar água industrial que de outra forma seria desperdiçada.

Seu sistema é uma matriz densa de fios de algodão paralelos amarrados verticalmente, com um fluxo constante de gotas de água fluindo pelas cordas. Vapor de água crescente, empurrado para cima por um ventilador, é capturado pela "teia" de gotículas de água e condensa. A água resultante é então movida para um recipiente de coleta.

Os pesquisadores relataram um aumento de 200 por cento na eficiência usando este método em comparação com as tecnologias existentes projetadas para capturar vapor de água.

O estudo foi publicado em Avanços da Ciência e inclui um modelo teórico do sistema e resultados experimentais de um protótipo.

Além de captar água da atmosfera, o método poderia ser usado para produzir água limpa a partir da evaporação de águas residuais de alta salinidade, como os produzidos a partir da produção de petróleo e gás, ou do escoamento da irrigação.

Também pode ser usado para capturar o vapor que escapa de torres de resfriamento em usinas de energia e instalações industriais. A água capturada pode então ser reciclada de volta para o sistema de resfriamento.

“A crescente preocupação global com a escassez de água doce tem motivado o desenvolvimento de formas economicamente viáveis ​​de capturar o vapor d'água, "disse Sungtaek Ju, professor de engenharia mecânica e aeroespacial na Escola de Engenharia da UCLA Samueli e investigador principal do estudo. “Essa ideia de imitar o ciclo natural das chuvas para produzir água limpa, chamado de 'processo de umidificação-desumidificação, 'já existe há algum tempo. Contudo, tornar esse sistema barato de construir e operar tem sido um grande desafio. Nosso sistema é barato, leve e com baixo consumo de energia. Esses fatores podem potencialmente ajudar a superar os desafios para sua adoção. "

Alguns métodos de captura de vapor de água propostos usaram metal resfriado para fazer o vapor de água condensar em uma superfície. Mas áreas de superfície limitadas, bem como peso, custos de material e fabricação, retardaram sua adoção. De forma similar, métodos que usam bicos de pulverização ou campos elétricos usam muita eletricidade para serem viáveis.

Um elemento chave no sistema da equipe UCLA é sua capacidade de gerar consistentemente gotículas de água do mesmo tamanho e velocidade de fluxo constante. Esses grânulos de água permitem que o sistema capture efetivamente o vapor de água, sem causar queda significativa de pressão, e, portanto, o consumo de energia do ventilador.

"Os grânulos líquidos formam superfícies altamente curvas que aumentam a taxa na qual o vapor de água se difunde pelo ar, "disse Abolfazl Sadeghpour, estudante de graduação em engenharia mecânica da UCLA e co-autor do estudo. "Simplesmente disse, isso é análogo a uma bola de neve rolando colina abaixo. As contas estão acumulando vapor de água à medida que descem. E embora uma queda possa parecer pequena, pense em toda uma gama de threads trabalhando constantemente. O vapor de água coletado pode somar bastante. "