Esponja de madeira captura água potável da umidade do ar

A captura de água da umidade do ar está se transformando rapidamente de uma curiosidade de feira de ciências em uma alternativa viável para o suprimento de água potável para a população de forma distribuída.

Uma equipe da Austrália e da China desenvolveu agora um material parecido com uma esponja que captura água do ar e a libera diretamente em um recipiente, pronta para uso.

Tudo é feito usando apenas a energia solar e o protótipo funciona mesmo em regiões de baixa umidade, situações nas quais tecnologias similares, como a coleta de névoa e o resfriamento radiativo ainda têm seus problemas.

O dispositivo de extração de água do ar permaneceu eficaz em uma ampla faixa de níveis de umidade (30 – 90%) e temperaturas (5 – 55 graus Celsius).

E há outras vantagens: A esponja é de origem natural, feita à base de madeira, o que significa que sua fabricação é sustentável, não há problemas de contaminação da água e tampouco a necessidade de cuidados adicionais no descarte após o uso.

Com nove cubos de esponja, cada um pesando 0,8 grama, 15 mililitros de água podem ser absorvidos da atmosfera.
[Imagem: Shu Shu Zheng/RMIT University]

Madeira balsa

A invenção se baseia na estrutura naturalmente esponjosa da madeira balsa, que foi modificada para absorver água da atmosfera e liberá-la quando necessário.

“Nossa equipe inventou um dispositivo composto por uma estrutura esponjosa de madeira, cloreto de lítio, nanopartículas de óxido de ferro, uma camada de nanotubos de carbono e outras características especializadas,” disse o professor Derek Hao, da Universidade RMIT.

Em condições de laboratório, o dispositivo de extração de água do ar absorveu cerca de 2 mililitros de água por grama de material a 90% de umidade relativa, e liberou quase toda a água em 10 horas sob exposição solar – uma taxa maior do que a da maioria dos outros métodos conhecidos e com menor custo. Com nove cubos de esponja, cada um pesando 0,8 grama, a demonstração produziu 15 mililitros de água.

“Nos testes ao ar livre, nosso dispositivo capturou 2,5 mililitros de água por grama durante a noite e liberou a maior parte durante o dia, alcançando uma eficiência diária de coleta de água de 94%,” detalhou Junfeng Hou, coordenador da equipe. “Com 30% de umidade, nosso dispositivo absorveu água a cerca de 0,6 mililitro por grama. Esses resultados destacam seu potencial uso em sistemas de coleta de água fora da rede, movidos a energia solar.”

Um algoritmo de inteligência artificial permitiu selecionar a melhor combinação de estrutura e composição do absorvedor de umidade.
[Imagem: Xingying Zhang et al. – 10.1016/j.jclepro.2025.145061]

Comercialização

O uso de madeira natural como matriz não apenas reduziu os custos, como também proporcionou integridade estrutural e melhorou o transporte de água por meio de sua arquitetura porosa.

“O principal componente, a madeira balsa, é amplamente disponível, biodegradável e barato, e o processo de fabricação não é complexo, o que pode permitir a produção em massa,” disse Hao. “O desempenho estável demonstrado em múltiplos ciclos e em diversas condições ambientais indica longevidade e boa relação custo-benefício.”

A equipe já está em discussões com possíveis parceiros da indústria sobre a produção em escala piloto e implantação em campo da tecnologia, já pensando também na integração em sistemas modulares de coleta de água do ar, autênticos “painéis solares captadores de água”.

“O tamanho atual da unidade de demonstração é de 15 milímetros cúbicos. Seria muito fácil preparar uma unidade maior, ou podemos usá-las para formar um conjunto,” disse Hao. “Sua capacidade de coletar água potável da atmosfera usando apenas a luz solar a torna inestimável em áreas afetadas por desastres, onde as fontes tradicionais de água estão comprometidas. A portabilidade do sistema e sua dependência de energia renovável aumentam ainda mais sua aplicabilidade nesses contextos.”