Painéis hidrossolares Source condensam água potável a partir do ar sem chiller

Estima-se que 2,2 bilhões de pessoas no mundo não tenham acesso a água potável segura, e a resposta padrão — represar um rio e bombeá-lo por centenas de quilômetros — nunca chega até elas. Cody Friesen, professor de ciência dos materiais da Arizona State University e doutor pelo MIT em filmes metálicos finos, queria produzir água onde ela é necessária usando apenas recursos livremente disponíveis e energia renovável. Em 2014, ele já tinha um protótipo funcional em seu laboratório na ASU e fundou a Zero Mass Water em uma antiga concessionária da Volvo em Tempe.

O hidropainel Source parece um painel solar espesso — 2,4 por 1,2 metros e cerca de 136 quilos. Ventiladores solares puxam o ar para o interior, onde o vapor d'água é adsorvido por um material higroscópico projetado em escala nanométrica para atrair água seletivamente. O calor solar então eleva a pressão de vapor até que o ponto de orvalho interno supere a temperatura ambiente — uma "condensação passiva" que dispensa refrigeração, mesmo em ar árido. A água se acumula em um tanque de 30 litros, é tratada com ozônio e passa por cartuchos de cálcio e magnésio. Sensores transmitem dados a um centro de operações de rede que resolve a maioria dos problemas remotamente.

Cada painel produz até cinco litros de água potável por dia, e os painéis se provaram nos casos difíceis: os dois no telhado de Friesen no Arizona abastecem sua família de quatro pessoas mais dois cães ao longo de 110 dias por ano com temperaturas de três dígitos; um conjunto de 40 painéis na Samburu Girls Foundation, no Quênia, acabou com uma caminhada diária de três quilômetros — passando por homens, rastros de hienas e um rio contaminado por cólera — para buscar água. Painéis foram enviados a campos de refugiados sírios e a Porto Rico após o furacão Maria, em 37 países no total, com o apoio de US$ 65 milhões em capital de risco.

Inverta o condensador: o calor solar eleva o ponto de orvalho do vapor acima da temperatura ambiente, de modo que a água pura se condensa passivamente — sem refrigeração, sem rede elétrica, sem tubulações.

Os geradores atmosféricos de água convencionais resfriam um condensador abaixo da temperatura ambiente — algo que consome muita energia fora da rede; Friesen, em vez disso, elevou o ponto de orvalho do vapor, usando o calor solar captado.

O dessecante projetado em escala nanométrica atrai moléculas de água seletivamente, de modo que até o ar poluído produz água de alta pureza.

Transformar a água em painel a converteu em um aparelho ao estilo solar: monte-o, aponte-o para o sol, monitore-o remotamente — sem tubulações, rede elétrica ou poço.

O monitoramento remoto tornou prática uma frota distribuída: a maioria das falhas é corrigida por via aérea, com parceiros locais acionados apenas para manutenção física.

Atacar uma etapa da física em vez de contorná-la com engenharia: elevar o ponto de orvalho superou a construção de chillers para água fora da rede em desertos.

Até abril de 2020, a Zero Mass Water havia captado US$ 65 milhões e instalado painéis em 37 países, da selva ao deserto, em hospitais, escolas, hotéis, campos de refugiados e zonas de desastre. O problema em aberto era o custo: a US$ 2.500 por painel — até US$ 6.500 instalado o par —, a maioria dos conjuntos era financiada por governos, fundações e ONGs, e a empresa lançou uma unidade de meio tamanho para integrar-se à energia solar residencial. Friesen situou a trajetória na da energia solar fotovoltaica, comprimindo décadas de ganhos de custo e desempenho em cinco anos. Climas congelantes permaneciam fora de alcance.