Pesquisadores da Universidade Estadual Paulista (Unesp), em parceria com o Instituto Granado de Tecnologia da Poliacrilonitrila (IGTPAN), desenvolveram um sistema capaz de capturar a umidade do ar e transformá-la em água potável. A tecnologia, publicada em dezembro na revista científica NPJ Clean Water, utiliza um polímero superabsorvente produzido a partir de resíduos têxteis reciclados e pode representar uma alternativa viável para comunidades em regiões áridas e semiáridas.
O sistema é baseado em módulos chamados hidrocélulas, estruturas que funcionam como esponjas para capturar vapor d’água presente na atmosfera. O processo ocorre por adsorção: as moléculas de vapor ficam presas na superfície do material, sem penetrar em seu interior. Em seguida, as placas são aquecidas a temperaturas entre 55 °C e 80 °C, liberando o vapor, que é condensado e coletado como água líquida.
Em testes realizados ao longo de quase um ano, o protótipo produziu entre 4 e 6 litros de água por dia. Uma unidade com cerca de 10 quilos de material adsorvente atinge esse volume, e o sistema pode ser expandido com centenas ou milhares de módulos para abastecer comunidades inteiras.
A temperatura de aquecimento foi um ponto crítico no desenvolvimento. “Quando testamos as placas com temperaturas acima de 100 °C, o polímero se degradava e a água saía com odor amoniacal. Quando baixamos para a faixa dos 60 °C, 65 °C, a água saiu insípida”, explica a pesquisadora Valquiria Campos, professora do Instituto de Ciência e Tecnologia da Unesp em Sorocaba e autora correspondente do estudo.
Material
O elemento central da tecnologia é o PANSAP, poli(acrilato de potássio-co-acrilamida), obtido a partir da reciclagem de fibras de poliacrilonitrila (PAN), a popular fibra acrílica amplamente usada na indústria têxtil. O polímero passa por um processo de hidrólise alcalina que o transforma em um material altamente higroscópico, conformado em placas para uso no sistema.
Cada grama do polímero é capaz de absorver entre 200 e 300 gramas de água líquida. No ar, satura-se ao adsorver 80% de sua própria massa em vapor d’água.
A patente do processo já foi concedida no Brasil e nos Estados Unidos.
Custo acessível
Uma das principais diferenças em relação a outras abordagens é o custo. Nos últimos anos, pesquisadores ao redor do mundo investigaram o uso de MOFs (metal-organic frameworks) para captar água do ar — materiais cristalinos porosos com alta eficiência em laboratório, mas de produção cara e complexa.
“Alguns MOFs podem custar até milhares de dólares por grama. O custo estimado do nosso polímero é de cerca de US$ 2,50 por quilograma. Como vamos oferecer atendimento emergencial para populações que precisam de água com um preço desses?”, questiona Campos.
Autonomia
O sistema pode ser alimentado por energia solar, tornando-o adequado para comunidades isoladas sem acesso à rede elétrica. No protótipo testado, quatro painéis fotovoltaicos de 580 W foram suficientes para suprir toda a energia necessária em condições de pleno sol. O equipamento também pode operar de forma híbrida, combinando energia solar, aquecimento elétrico e painéis fotovoltaicos.
Água pura
A água obtida apresenta alto grau de pureza, resultado de um processo semelhante à destilação. Análises químicas indicaram ausência de contaminantes orgânicos detectáveis e níveis de amônia bem abaixo dos limites internacionais de segurança. Por ser praticamente desmineralizada, os pesquisadores recomendam a adição posterior de sais minerais, prática já comum em sistemas de dessalinização.
Quanto à durabilidade, os testes indicaram que o polímero suporta mais de 2.500 ciclos de uso sem perda significativa de desempenho, com estimativa de vida útil superior a dez anos.
Economia circular
O processo segue os princípios da economia circular. Além de reaproveitar roupas e aparas de tecido que normalmente seriam descartadas, o método recupera o amônia liberado na reação química e o transforma em fosfato de amônio, fertilizante utilizado na agricultura.
Próximos passos
A tecnologia já está sendo preparada para um teste de campo em Lima, no Peru, uma cidade de 11,2 milhões de habitantes com precipitação média anual de apenas 6 milímetros de chuva, que hoje depende de sistemas artesanais de captação de neblina e abastecimento por caminhões-pipa.
“A produção sustentável de água potável a partir do reservatório atmosférico, disponível em qualquer lugar do mundo, será vital para grandes cidades que já enfrentam escassez desse recurso”, afirma Nilton Granado, pesquisador do IGTPAN e inventor do equipamento.
*Com informações da Agência Fapesp.
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