Pesquisadores da Universidade de Rochester, nos Estados Unidos, apresentaram um sistema de dessalinização que utiliza energia solar para transformar água do mar em água potável sem gerar salmoura e com capacidade adicional de recuperar lítio em estado sólido. A solução, descrita por Luheng Tang e desenvolvida em parceria com o professor Chunlei Guo, promete reduzir custos operacionais, minimizar impactos ambientais e criar uma nova rota para a obtenção de minerais estratégicos.
Processo solar-térmico elimina salmoura
No método proposto, o painel responsável pela evaporação solar passa por tratamento a laser que cria nanoestruturas capazes de absorver praticamente toda a luz incidente. Essa superfície microporosa compõe a chamada região ativa do dispositivo, onde uma fina lâmina de água é aquecida e destilada. O vapor resultante condensa-se em água doce, enquanto os sais permanecem fora da área funcional.
Para evitar o acúmulo de resíduos que costuma entupir membranas ou filtros convencionais, o grupo aproveitou o chamado “efeito anel do café”. O fenômeno, observado quando gotas de café secam e formam um anel de partículas na borda, foi replicado ao direcionar os sais para as laterais não tratadas do painel — a região passiva. Por não haver fluxo de água nessa extremidade, o sal cristaliza em camadas sólidas sem interferir na destilação contínua.
Ensaios realizados com amostras reais dos oceanos Pacífico, Atlântico e Índico registraram taxa média de evaporação de 1,76 kg m-2 h-1, índice que corresponde a eficiência de conversão solar em vapor de aproximadamente 74%. Além disso, o dispositivo removeu quase 100% dos sais dissolvidos, obtendo sal sólido na proporção de 61,74 kg m-2 h-1.
Extração de sais e lítio em estado sólido
A ausência de salmoura líquida é apontada como vantagem ambiental expressiva. Instalações de osmose reversa ou destilação térmica necessitam descartar solução residual com alta salinidade, o que pode elevar a concentração de sal e reduzir o oxigênio nos ecossistemas costeiros. No novo sistema, todo o cloreto de sódio e outros minerais precipitam-se na forma sólida, simplificando a coleta e o armazenamento.
Os pesquisadores também testaram a viabilidade de separar elementos de maior valor econômico. Ao incorporar nanopartículas de titanato de hidrogênio nos sulcos laser da superfície, o grupo conseguiu isolar lítio dos demais sais presentes. Ensaios preliminares utilizando água do Grande Lago Salgado, no estado de Utah, indicaram recuperação de aproximadamente 50% do lítio disponível. O metal é essencial para baterias recarregáveis usadas em smartphones, veículos elétricos e sistemas de armazenamento de energia.
A extração direta de lítio da água do mar ou de lagos salinos surge como alternativa a métodos convencionais de mineração, que demandam grandes volumes de água doce, reagentes químicos e etapas de concentração com elevado consumo energético. Segundo Chunlei Guo, a rota solar-térmica pode oferecer solução menos onerosa e com menor pegada ambiental.
Imagem: NewsUp Brasil
Menor consumo de energia e manutenção simplificada
Além de dispensar pré-tratamento químico, o protótipo opera exclusivamente com energia solar, reduzindo a dependência de fontes externas de eletricidade. Como não há membranas semipermeáveis nem bombas de alta pressão, componentes sujeitos a desgaste mecânico são eliminados, o que tende a diminuir custos de manutenção.
Os autores afirmam que o painel negro autolimpante pode funcionar de forma contínua, pois a região ativa permanece livre de incrustações. A remoção periódica dos cristais depositados na região passiva pode ser automatizada ou realizada manualmente, dependendo da escala da instalação.
Próximos passos e perspectivas de aplicação
Embora os resultados de laboratório sejam promissores, a equipe ainda precisa demonstrar a viabilidade em larga escala. Entre os desafios estão a fabricação de painéis em dimensões industriais, a durabilidade das nanoestruturas sob exposição prolongada ao sol e ao ambiente marinho, além do desenvolvimento de processos eficientes para a coleta e purificação do lítio recuperado.
Mesmo assim, a combinação de dessalinização, produção de sal de cozinha e obtenção de minerais estratégicos num único sistema atrai interesse de setores energéticos e de abastecimento. Regiões com alto índice de radiação solar e acesso limitado a água potável, como zonas costeiras áridas, podem se beneficiar diretamente da tecnologia.
Com a demanda global por água doce e lítio em crescimento, a proposta da Universidade de Rochester destaca-se como alternativa potencialmente sustentável. Caso os obstáculos de escala e custo sejam superados, o método solar-térmico poderá oferecer solução integrada para desafios hídricos e de matérias-primas na próxima década.
