Por José Tadeu Arantes
Pesquisadores da Universidade Estadual Paulista (Unesp), em parceria com o Instituto Granado de Tecnologia da Poliacrilonitrila (IGTPAN), localizado em Jacareí, São Paulo, desenvolveram um novo sistema capaz de extrair água diretamente da umidade do ar. Esta tecnologia emprega um polímero superabsorvente, produzido a partir de resíduos têxteis reciclados, que se mostra eficiente na captura de vapor d’água da atmosfera, que é então liberado na forma de água líquida.
O sistema, detalhado na revista NPJ Clean Water, utiliza módulos conhecidos como hidrocélulas. Estas estruturas funcionam como “esponjas”, mantendo as moléculas de vapor d’água em sua superfície, em vez de absorver o líquido no seu interior. A umidade capturada é posteriormente convertida em água líquida através de um aquecimento moderado. Durante testes realizados ao longo de quase um ano, o protótipo conseguiu gerar entre 4 a 6 litros de água por dia, utilizando um consumo energético relativamente baixo.
A pesquisadora Valquiria Campos, professora do Instituto de Ciência e Tecnologia da Unesp, explicou que essa abordagem pode se tornar uma alternativa descentralizada para o abastecimento de água em regiões áridas e semiáridas, onde as
Nilton Granado, outro pesquisador do IGTPAN e inventor do equipamento, ressaltou a importância da produção sustentável de água a partir do ar. Ele destacou a situação crítica de grandes cidades, como Lima, no Peru, que conta com 11,2 milhões de habitantes e uma precipitação média anual de apenas 6 milímetros de chuva, sendo considerada a terceira maior cidade do mundo situada em um deserto.
Granado apontou que a criação de dispositivos que extraem água da atmosfera pode fornecer soluções domésticas para a produção de água potável num futuro próximo. A tecnologia brasileira utilizada para fabricar o polímero superabsorvente já recebeu patentes tanto no Brasil quanto nos Estados Unidos.
Polímero inovador para captação de água
O componente central dessa tecnologia é um polímero chamado PANSAP –poli(acrilato de potássio-co-acrilamida)– que é derivado da reciclagem de fibras de poliacrilonitrila (PAN), comumente conhecida como “fibra acrílica”, um material amplamente utilizado na indústria têxtil. O processo envolve recuperar o polímero das fibras têxteis e submetê-lo a uma hidrólise alcalina, transformando-o em um novo polímero superabsorvente que é altamente higroscópico, ou seja, capaz de absorver grandes quantidades de água.
Valquiria Campos ressaltou que utilizar resíduos têxteis foi a escolha mais eficiente para a produção do polímero. Em vez de optar pelo poliacrilato comercial, que não teria a mesma eficácia na adsorção, a equipe decidiu aproveitar o material reciclado. O resultado é um polímero que possui uma rede tridimensional capaz de reter líquidos em seus poros, sendo que cada grama desse material pode conter de 200 a 300 gramas de água líquida.
O conceito de economia circular está intrinsecamente ligado a este processo, que transforma resíduos em recursos. Além de recuperar roupas e sobras de tecidos, o método também reintegra o amoníaco gerado na reação química do polímero, convertendo-o em fosfato de amônio, um fertilizante utilizado na agricultura. Campos destacou que essa abordagem diminui a quantidade de lixo e melhora a sustentabilidade do processo como um todo.
Uma opção viável e econômica
Do ponto de vista econômico, a geração de água utilizando o polímero reciclado revela-se muito mais vantajosa em comparação a outras opções que utilizam materiais complexos. Estudos recentes têm explorado o uso de MOFs (metal-organic frameworks) para a captação de água atmosférica, mas esses materiais são onerosos e difíceis de produzir em larga escala. Para exemplificar, a produção do polímero desenvolvido pela equipe tem um custo estimado em torno de US$ 2,50 por quilo, enquanto alguns MOFs podem custar milhares de dólares por grama.
Os testes realizados durante o estudo mostraram que o novo polímero na forma de placas é capaz de absorver cerca de 0,43 grama de água para cada grama de material em ambientes com umidade relativa entre 69% e 90%. O sistema completo, que abrange placas do polímero agrupadas em módulos denominados hidrobaterias, permite que o ar circule ao redor das placas, facilitando a captação de umidade. Depois, estas placas são aquecidas entre 55 °C e 80 °C, liberando o vapor que é então condensado e coletado.
O controle da temperatura foi um fator essencial no desenvolvimento do sistema. Campos mencionou que temperaturas excessivamente altas degradaram o polímero, resultando em água com odor amoniacal. Quando a temperatura foi reduzida para a faixa de 60 °C a 65 °C, a água obtida apresentou sabor neutro.
O grau de pureza da água gerada é elevado, sendo resultante de um processo de condensação, semelhante ao da destilação. Análises mostraram a ausência de contaminantes orgânicos e baixos níveis de amônia, bem abaixo dos limites de segurança estabelecidos internacionalmente. Como a água é quase desmineralizada, os pesquisadores sugerem a adição de sais minerais após sua obtenção, um procedimento comum em sistemas de dessalinização.
A possibilidade de alimentar o sistema com energia solar é outra característica destacada. O protótipo experimental empregou um sistema híbrido que combina aquecimento elétrico, radiação solar direta e painéis fotovoltaicos. Em condições ideais de sol, quatro painéis fotovoltaicos de 580 W foram suficientes para suprir toda a energia do equipamento, viabilizando sua operação tanto conectada à rede elétrica quanto em modo autônomo –uma alternativa relevante para comunidades isoladas.
A estabilidade do material também se mostrou promissora, com testes indicando que o polímero pode realizar mais de 2.500 ciclos de adsorção e dessorção, mantendo uma performance satisfatória. Os autores do estudo estimam que a vida útil do sistema ultrapasse 10 anos, dependendo das condições de uso. O aspecto modular da tecnologia permite que a capacidade de produção seja expandida, com uma unidade contendo cerca de 10 quilos de material capaz de gerar aproximadamente 6 litros de água por dia. Sistemas com múltiplos módulos poderiam atender pequenas comunidades.
Valquiria Campos destacou que o projeto já avançou para testes de campo na região de Lima, Peru, onde será testado em uma comunidade que depende de técnicas artesanais de captação de neblina e abastecimento por caminhões-pipas.
O estudo contou com o apoio da Fapesp, que concedeu um Auxílio à Pesquisa a Campos. O artigo intitulado Scalable hydrocell technology based on recycled polymers for atmospheric water harvesting está disponível para leitura.
Este texto foi publicado originalmente pela Agência Fapesp e está adaptado para o padrão do Poder360, sendo livre para republicação com a devida citação da fonte.
Fonte:: poder360.com.br
