Seca na lavoura? Dispositivo usa umidade do ar na irrigação em escala
Água presente na atmosfera pode ser captada e usada em cultivos mesmo do deserto
Até mesmo no deserto do Saara, a umidade relativa do ar média é de 15%. A menor já registrada no Brasil foi cerca de 10%, com média superior a 60% em geral. (foto - Info Escola)
As estiagens estão cada vez mais frequentes na agricultura brasileira e mundial, segundo especialistas, devido às mudanças climáticas. Contudo, mesmo com falta de chuvas, o ar sempre tem quantidades consideráveis de umidade por sua própria composição.
Por isso, a Universidade Nacional de Singapura (NUS, National University of Singapura, do inglês) desenvolveu um sistema capaz de captar a água do ar em escala a fim de uso na agricultura, atividades industriais ou mesmo doméstico.
Até mesmo no deserto do Saara, a média é de 15%. A mais baixa registrada no mundo, em uma situação muito extrema, ocorreu no Irã com 0,3% de umidade relativa. A menor já registrada no Brasil foi cerca de 10%, com média superior a 60% em geral.
Ou seja, sempre haverá de onde tirar e tem muita água no ar... O dispositivo SmartFarm coleta esta umidade por meio de uma solução relativamente simples.
Como funciona?
O aparelho é totalmente automatizado, movido a energia solar e equipado com um material de atração de vapor de água à noite, quando a umidade relativa costuma ser mais alta.
A partir daí, o dispositivo libera água quando exposto à luz solar durante o dia para irrigação. O SmartFarm tem outra vantagem: a coleta de água e o processo de irrigação podem ser ajustados para atender a diferentes tipos de plantas e climas para um cultivo ideal.
O material higroscópico foi testado anteriormente pelo Hawai'i Space Exploration Analog and Simulation (HI-SEAS) para sua aplicação no controle de umidade para, inclusive, agricultura espacial.
"A umidade atmosférica é uma grande fonte de água doce, mas permaneceu relativamente inexplorada. Neste trabalho, tentamos mitigar a escassez de alimentos e água simultaneamente. Criamos um material higroscópico à base de cobre e o usamos para extrair a umidade do ar", explicou o líder do projeto, professor assistente Tan Swee Ching, do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais da NUS.
Um artigo sobre a novidade foi publicado na edição impressa da revista científica Advanced Materials em outubro de 2020.
Hidrogel
O principal componente do dispositivo SmartFarm é um hidrogel à base de cobre especialmente projetado, que foi produzido usando um processo econômico e que economiza tempo. Este material é extremamente absorvente e absorve umidade até três vezes o seu peso.
Depois de adquirir umidade, o hidrogel muda de cor de marrom para verde escuro e finalmente para verde claro quando está saturado de umidade. Ele também libera água rapidamente sob luz solar natural - um grama do hidrogel à base de cobre libera 2,24 gramas de água por hora.
A equipe do NUS também testou a qualidade da água coletada com o hidrogel à base de cobre e descobriu que ela atende aos padrões da OMS para água potável. Portanto, a água coletada pelo hidrogel à base de cobre é adequada para consumo e fins agrícolas.
Aplicação na agricultura
Com a água acumulada, inclusive, é possível fazer a irrigação por sistemas de gotejamento a fim de aproveitar o recurso ainda melhor. Deste modo, grandes áreas podem ter a oferta hídrica necessária para pleno desenvolvimento ou mesmo para atenuar verânicos.
No Brasil, por exemplo, a Embrapa e a agtech Fertigel desenvolveram um hidrogel nanomolecular capaz de driblar períodos de estiagem de até 20 dias. Cada molécula do produto absorve e retém até 600 vezes seu peso em água, seja da chuva ou de irrigação, e a libera segundo a necessidade das plantas.
Deste modo, pode manter uma oferta hídrica “homeopática” durante fases crucias de um cultivo, como o plantio. O produto poderia ser adaptado em um sistema que também conciliasse a captação de umidade do ar.
Novas funcionalidades
A equipe da NUS prevê que o dispositivo SmartFarm possa ser ainda mais aprimorado com funcionalidades adicionais antes de passar para produção comercial e em larga escala.
Por exemplo, uma estrutura de vários níveis pode ser projetada para maximizar a utilidade dos espaços no telhado para aumentar a produção de alimentos, e um condensador refrigerado a ar pode ser adicionado ao dispositivo se as plantas forem suscetíveis à temperatura.
Além disso, para proteger contra dias nublados prolongados, um sistema de aquecimento pode ser embutido no recipiente de hidrogel à base de cobre para fornecer energia térmica suficiente para ativar o processo de liberação de água sem luz solar.
Além disso, o sistema pode incorporar capacidade de rede sem fio para permitir que os usuários monitorem e controlem o processo de cultivo usando smartphones.