O acesso à água potável é essencial para a sobrevivência humana e para garantir uma boa qualidade de vida. Infelizmente, este recurso indispensável não está ao alcance de todas as pessoas ao redor do mundo, e muitas vezes a quantidade disponível é insuficiente para manter a saúde adequada das populações. Segundo o Relatório Mundial de Desenvolvimento da Água da ONU de 2024, cerca de 2,2 bilhões de indivíduos não têm acesso a água limpa, o que reforça a urgência de se desenvolver métodos inovadores para a produção de água doce.
A dessalinização da água do mar pode ser uma solução viável, especialmente para as comunidades que residem em regiões costeiras. Nos sistemas tradicionais de dessalinização, a água do mar é bombeada por meio de membranas que separam o sal da água. Contudo, este processo exige um elevado consumo de energia, e a acumulação de sal frequentemente ocorre na superfície do equipamento, obstruindo o fluxo da água e diminuindo a eficiência do sistema. Como resultado, esse tipo de tecnologia requer manutenção frequente e possui uma operação limitada.
Uma alternativa inovadora foi desenvolvida por pesquisadores da Universidade de Waterloo, que desenharam um dispositivo inspirado no ciclo natural da água que as plantas realizam ao transportar a umidade das raízes para as folhas. O novo sistema se destaca por permitir a dessalinização da água de forma contínua e com mínima necessidade de manutenção.
O Dr. Michael Tam, professor do Departamento de Engenharia Química da Universidade de Waterloo, explicou que “nosso projeto é inspirado na observação de como a natureza se sustenta e sobre como a água evapora e é condensada em seu ambiente natural. O sistema que idealizamos permite a evaporação da água, transporta-a para a superfície e, em seguida, a condensa em um ciclo fechado. Assim, conseguimos evitar o acúmulo de sal que diminuiria a eficiência do dispositivo”.
Além disso, a energia solar é a fonte de alimentação do sistema, que converte aproximadamente 93% da energia solar recebida em eletricidade, uma taxa que é cinco vezes superior à eficiência dos dispositivos convencionais de dessalinização. Com isso, é possível produzir cerca de 20 litros de água doce por metro quadrado, um volume que atende à ingestão diária recomendada para beber e para a higiene, de acordo com a Organização Mundial da Saúde.
A equipe de pesquisadores, composta pelos alunos de doutorado Eva Wang e Weinan Zhao, utilizou espuma de níquel coberta com um polímero condutor e partículas de pólen sensíveis à temperatura. Essa combinação capta a luz solar em todo o espectro de radiação solar, transformando sua energia em calor. A fina camada de água salgada é aquecida e se movimenta para cima, imitando o transporte de água que ocorre nos capilares das árvores.
Durante a evaporação da água, o sal remanescente é direcionado para a camada inferior, funcionando de maneira similar a um sistema de retrolavagem utilizado em piscinas. Essa estratégia previne o acúmulo de sal e assegura uma operação contínua do dispositivo.
O Dr. Yuning Li, também professor do Departamento de Engenharia Química da instituição, contribuiu para a pesquisa ao avaliar as capacidades de captação de luz do sistema, visando a otimização da conversão de energia solar.
“Esse novo dispositivo não apenas se destaca pela eficiência, mas também pela sua portabilidade, o que o torna uma excelente opção para o uso em áreas remotas onde a água doce é escassa. Essa tecnologia representa uma solução sustentável em resposta à crescente crise hídrica”, celebra Yuning Li.
Próximos passos na pesquisa
Os resultados obtidos foram divulgados em um estudo publicado na Nature Communications. O próximo objetivo da equipe de pesquisadores é desenvolver um protótipo do dispositivo que possa ser testado no mar, permitindo que a nova tecnologia seja avaliada em escala maior.
“Caso os testes sejam bem-sucedidos, essa tecnologia poderá oferecer água doce de maneira sustentável para comunidades costeiras, além de contribuir com os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) da ONU, incluindo ODS 3, ODS 6, ODS 10 e ODS 12”, conclui Dr. Tam.
