“Estabilidade solar reversa” mantém a temperatura fria para extrair água potável do ar

Um estudo publicado na revista científica Science Advances explica como um grupo de pesquisadores do Instituto Federal Suíço de Tecnologia de Zurique ( ETH ) desenvolveu a primeira solução de energia zero para coletar água da atmosfera durante o ciclo diário de 24 horas. O sistema foi projetado especialmente para áreas áridas e é baseado em uma superfície de resfriamento automático com um escudo especial de radiação .

Como sabemos, a água potável é escassa em muitas partes do mundo, onde a obtenção desse recurso vital não só é difícil, mas também muito cara. Se pensarmos em assentamentos próximos ao oceano, eles podem usar a dessalinização da água do mar , por exemplo, para convertê-la em água potável adequada para beber, mas isso requer um grande investimento de energia e dinheiro .

Por outro lado, para comunidades distantes do litoral, em áreas áridas e sem espelhos de água doce por perto, condensar a umidade atmosférica por meio do resfriamento é praticamente a única opção . Atualmente, isso pode ser alcançado por meio de processos que consomem tanto energia quanto custos, ou por meio das chamadas tecnologias passivas.

Essas “tecnologias passivas”, até agora, se baseiam no aproveitamento da oscilação de temperatura entre o dia e a noite , resfriamento radiativo natural, com mantas que coletam o orvalho. Mas é claro que a água só pode ser extraída à noite porque o sol aquece os lençóis durante o dia e é impossível coletar água por 24 horas ininterruptas.

Portanto, a criação deste grande condensador com nova tecnologia é inovadora na medida em que permite que a água seja coletada pela primeira vez durante todo o ciclo diário , e também sem qualquer entrada de energia extra .

É assim que o novo condensador funciona

O novo dispositivo consiste em um vidro com um revestimento especial que reflete a radiação solar e também irradia seu próprio calor através da atmosfera para o espaço sideral , resfriando até 15 ° C abaixo da temperatura ambiente. No fundo desse copo, o vapor d’água do ar se condensa e se transforma no elemento desejado: a água no estado líquido. Poderíamos dizer que o princípio físico que utiliza é o mesmo observado nas noites de inverno, quando a água começa a pingar de vidros mal isolados.

O revestimento especial que cobre os cristais do novo grande condensador tem camadas de polímero e prata especificamente projetadas para fazer com que o cristal emita radiação infravermelha em um comprimento de onda específico para o espaço sideral, sem ser absorvido pela atmosfera ou refletido no cristal. Além disso, possui mais um elemento que o distingue de outros condensadores, que é seu novo escudo em forma de cone , que não apenas o protege, desviando a radiação térmica da atmosfera e protege o cristal da radiação solar direta, mas ao mesmo o tempo permite que o dispositivo irradie calor para fora, resfriando-se 100% passivamente .

Como se tudo isso não bastasse, os criadores desse sistema piloto aplicaram um revestimento novo e extremamente repelente de água (superhidrofóbico) na parte inferior do vidro do condensador. Ao contrário de outros condensadores existentes, que precisam de mecanismos para “varrer” a água já condensada em uma superfície, os criadores deste novo sistema afirmam que o seu é capaz de funcionar sem qualquer entrada de energia adicional , porque sendo superhidrofóbico, a água acumulada desliza por si mesma. .

Produção e rendimento

Testes conduzidos em condições reais no telhado de um prédio da ETH em Zurique mostraram que a nova tecnologia dos cientistas pode produzir pelo menos o dobro de água por área de superfície por dia do que as melhores tecnologias atuais passivas baseadas em folhas .

Este pequeno sistema piloto com um painel de 10 centímetros de diâmetro distribuiu 4,6 mililitros de água por dia em condições do mundo real; dispositivos e folhas maiores logicamente produziriam mais água .

Os cientistas demonstraram que, em condições ideais, poderiam coletar até 53 mililitros de água por metro quadrado de superfície de vidro por hora , aproximando-se do valor máximo teórico possível de 60 mililitros por hora.

A boa notícia é que esses cristais revestidos são simples de produzir e deve ser possível construir condensadores de água maiores do que o sistema piloto atual. Vários módulos também podem ser colocados lado a lado para construir um sistema em grande escala.

Os números de desempenho deste condensador são ótimos, e esta é uma excelente notícia não só para seus criadores (cuja ideia principal era desenvolver uma tecnologia para países com escassez de água, emergentes ou em desenvolvimento), mas também porque abre a oportunidade para um maior desenvolvimento. esta tecnologia (ou combiná-la com outros métodos), para aumentar ainda mais seu desempenho e, assim, prometer acesso limpo e sustentável a água potável em áreas remotas.

Fonte: New Atlas