Engenheiros do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos Estados Unidos, criaram um dispositivo capaz de recuperar rapidamente a água de um material de captação atmosférica. Ao contrário de outros projetos existentes, que dependem do calor do Sol para evaporar a água, o equipamento utiliza ondas ultrassônicas para extrair o líquido.
Publicada na revista Nature Communications em 18 de novembro, a novidade pode se combinar com qualquer material de captação de água atmosférica para assim produzir água potável em minutos, em vez de horas.
“As pessoas têm procurado maneiras de coletar água da atmosfera, que poderia ser uma grande fonte de água, especialmente para regiões desérticas e locais onde não há nem mesmo água salgada para dessalinizar”, observa em comunicado Svetlana Boriskina, pesquisadora principal do Departamento de Engenharia Mecânica do MIT. “Agora temos uma maneira de recuperar água de forma rápida e eficiente”.
Como funciona o dispositivo
Inaudíveis aos seres humanos, as ondas ultrassônicas se propagam em frequências acima de 20 quilohertz (20.000 ciclos por segundo). A equipe constatou que essas ondas vibram exatamente na frequência necessária para expulsar a água de determinados materiais.
“Com o ultrassom, podemos quebrar com precisão as ligações fracas entre as moléculas de água e os locais onde elas estão aderidas”, explica o primeiro autor do estudo, Ikra Iftekhar Shuvo, pós-graduando em artes e ciências da mídia no MIT. “É como se a água estivesse dançando com as ondas, e essa perturbação direcionada cria um impulso que libera as moléculas de água, e podemos vê-las se desprenderem em gotículas.”
Na prática, quando colocam um material coletor de água — o chamado “sorvente” — sobre o dispositivo, ele emite ondas ultrassônicas que desprendem as moléculas de água do material. Diferentemente de sistemas térmicos, o equipamento precisa de uma fonte de energia, que, segundo os pesquisadores, pode ser uma pequena célula solar. Essa célula também pode atuar como sensor, identificando quando o sorvente está saturado.
Outra possibilidade é programar a célula para acionar automaticamente o sistema sempre que houver um nível suficiente de umidade acumulada, permitindo múltiplos ciclos de absorção e liberação de água ao longo do dia.
O dispositivo conta ainda com um núcleo cerâmico em formato de anel, que vibra ao receber uma voltagem. Esse núcleo se cerca por uma estrutura externa com minúsculos bicos. As gotículas liberadas pelo sorvente passam por esses bicos e caem em recipientes de coleta posicionados acima e abaixo do anel vibratório.
Testes práticos
Os cientistas testaram o dispositivo utilizando partes de um material previamente desenvolvido para coletar água atmosférica. Primeiro, colocaram amostras do tamanho de moedas de 25 centavos em uma câmara ajustada para diferentes níveis de umidade. Depois, cada amostra se posicionou no atuador ultrassônico, que acionaram para vibrar em frequências ultrassônicas.
Em todos os testes, o dispositivo conseguiu liberar água suficiente para secar cada amostra em poucos minutos. Estima-se que, em comparação ao uso do calor solar, o sistema ultrassônico seja 45 vezes mais eficiente na extração de água do mesmo material.
Conforme Boriskina, o sistema poderia se ampliar para uso doméstico. Ela imagina um conjunto formado por um material de rápida absorção e um atuador ultrassônico, cada um aproximadamente do tamanho de uma janela. Assim que o material estivesse saturado, o atuador seria acionado brevemente, alimentado por uma célula solar, para expelir a água. Em seguida, o sorvente estaria pronto para iniciar um novo ciclo de coleta, permitindo múltiplas extrações ao longo de um único dia.
Assim sendo, a expectativa é que sistemas como esse possam auxiliar comunidades onde as fontes tradicionais de água potável são escassas. “Tudo se resume à quantidade de água que conseguimos extrair por dia”, diz a pesquisadora. “Com o ultrassom, podemos recuperar a água rapidamente e repetir o ciclo várias vezes. Isso pode representar uma grande quantidade extraída por dia”.