Como a Água do Ar Pode Redefinir a Segurança Hídrica

A infraestrutura para utilidades como energia elétrica e energia em geral está progredindo de um modelo centralizado (uma grande usina, dezenas de milhares de clientes) para um modelo descentralizado, onde tecnologias como painéis fotovoltaicos e pequenas turbinas eólicas ajudam pequenos produtores a assumir em suas próprias mãos a independência energética.

Um processo semelhante pode ocorrer com a água, à medida que a produção de água a partir da umidade atmosférica se torna uma opção cada vez mais viável economicamente. Isso não substituirá os sistemas municipais para grandes cidades, mas pode mudar radicalmente a equação da segurança hídrica, especialmente em áreas remotas ou países em desenvolvimento, da mesma forma que a produção descentralizada de eletricidade com painéis solares fez. Portanto, torna‑se uma tecnologia complementar mais credível para abastecimento de água resiliente, off‑grid e integrado a edifícios.

O potencial desta tecnologia foi analisado recentemente em um estudo por pesquisadores da BRAC University (Bangladesh) e da Swinburne University of Technology (Austrália). Eles publicaram suas descobertas na Applied Thermal Engineering¹, sob o título “From air to water: science, technology, and future of atmospheric water harvesting (AWH)”.

Água do Ar Fino?

Em geral, a água doce é um recurso raro na Terra, com a imensa maioria da água presa nos oceanos sob a forma de água salgada, e a maior parte da água doce armazenada em geleiras, principalmente na Groenlândia e na Antártida.

Fonte: OpenEdu

Esta questão é, claro, mais aguda em regiões desérticas e áridas, mas não apenas.

“A escassez de água não é apenas um problema em regiões áridas; até áreas ricas em água estão enfrentando faltas sazonais devido à má gestão da água e variações climáticas. A situação deve piorar devido às mudanças climáticas, crescimento populacional, expansão industrial e superexploração dos aquíferos.”

Atualmente, mais de 1,6 bilhão de pessoas vivem em cidades que enfrentam escassez de água, e esse número deve dobrar nas próximas três décadas, à medida que a poluição e a superexploração dos recursos de água subterrânea tornam a situação insustentável.

“Regiões como Índia, Oriente Médio, Norte da África e partes dos Estados Unidos estão testemunhando quedas alarmantes nos níveis de água subterrânea devido ao uso excessivo. Em muitos casos, os aquíferos não conseguem se recuperar, levando à perda permanente de água doce.”

A dessalinização da água é uma opção para regiões costeiras, mas é um processo muito intensivo em energia que também pode danificar ecossistemas marítimos. Algumas inovações em energia solar e cogeração de hidrogênio com água doce podem ajudar, mas ainda estão em desenvolvimento.

Água dessalinizada também costuma reter concentrações de boro, cloreto e sódio que podem exceder os níveis de tolerância das culturas agrícolas. Além disso, a dessalinização é necessariamente um processo muito centralizado e pesado em infraestrutura.

Fonte: Applied Thermal Engineering

É por isso que a Geração de Água Atmosférica (AWG) é considerada, em vez disso, uma tecnologia que extrai a umidade do ar e a converte em água utilizável, já que a água atmosférica já é água doce.

Não se trata de uma tecnologia totalmente nova, pois civilizações em regiões áridas usavam métodos rudimentares como coleta de orvalho, colheita de nevoeiro e técnicas passivas de condensação. Métodos que dependem de compressão e eletricidade existem, embora não tenham sido implantados efetivamente em escala. Mas novos métodos estão surgindo.

No geral, essa tecnologia não é limitada por geografia ou fontes de água existentes, tornando‑a ideal para:

• Regiões desérticas onde a chuva é escassa.
• Comunidades isoladas sem infraestrutura de água.
• Áreas afetadas por desastres onde o suprimento de água foi interrompido.

Como Funciona a Colheita de Água Atmosférica?

A Colheita de Água Atmosférica (AWH) opera principalmente por dois mecanismos: condensação baseada em resfriamento e extração de água baseada em sorção.

Métodos baseados em condensação são semelhantes ao funcionamento de uma bomba de calor, exceto que o foco do design está em maximizar a condensação da água:

“O ar úmido ambiente é resfriado a uma temperatura abaixo do ponto de orvalho, fazendo com que o vapor d’água condense em gotas líquidas sobre uma superfície fria, que são então coletadas como água potável.”

Fonte: Applied Thermal Engineering

Na extração de água baseada em sorção, são usados materiais dessecantes que capturam o vapor, e a água é liberada por meio de flutuações naturais de temperatura.

Outros sistemas que podem ser mencionados incluem Coleta de Orvalho Radiativo, onde painéis especializados facilitam a condensação da água via resfriamento radiativo passivo, e Colheita de Nevoeiro que utiliza estruturas com malha para capturar e coalescer gotículas de água suspensas no nevoeiro.

Sorção, radiação e colheita de nevoeiro são todos métodos passivos que exploram fenômenos naturais como radiação solar direta ou gradientes térmicos e não requerem energia de alta qualidade.

Sistemas híbridos também existem, combinando métodos passivos com Ciclo de Compressão de Vapor (VCRC) ou resfriamento termelétrico ativo.

O Que o Estudo Encontrou

Primeiro, o estudo analisou o potencial geográfico da AWH, constatando que a concentração de umidade pode variar de frações de grama de água em regiões polares a dezenas de gramas por metro cúbico em climas quentes e úmidos.

No entanto, a umidade relativa isolada é insuficiente e não é a única métrica determinante, especialmente para sistemas passivos. Temperatura, conteúdo absoluto de umidade, disponibilidade solar e custos locais de energia determinam a viabilidade técnica e econômica do sistema AWH.

O custo do próprio sistema também pode ser um fator determinante para as taxas de adoção, sobretudo em regiões com acesso limitado a capital.

Colheita de Água por Sorção

Sistemas baseados em sorção utilizam certos materiais, como sílica gel, zeólitos e estruturas metal‑orgânicas (MOFs), que podem absorver eficientemente o vapor d’água do ar mesmo em condições de baixa umidade.

Sendo mais econômicos e eficientes em energia que o método baseado em condensação, a sorção deu novo fôlego ao conceito de colheita de água atmosférica.

Fonte: Applied Thermal Engineering

Iterações modernas desses sistemas agora incorporam mecanismos de entrega de ar de alta temperatura capazes de alcançar até 128 °C através de coletores de tubo de vácuo de dupla extremidade, garantindo regeneração eficiente do dessecante mesmo sob irradiância solar errática. Alguns projetos alcançaram rendimentos de 4,40 L/dia a um custo reduzido de 0,092 $/L.

“Redes poliméricas núcleo‑cápsula hidratáveis, que podem colher 6,5 litros de água por quilograma de material por dia sob luz solar, mesmo em condições de baixa umidade.”

A natureza passiva desses sistemas, que podem ser totalmente alimentados por energia solar, facilita a implantação, especialmente porque requerem baixa manutenção e pouca habilidade técnica.

Medir a Poluição é Crucial

Como em qualquer fonte de água, garantir que não haja contaminação bacteriana é importante. Mas, como a água é colhida do ar, a poluição atmosférica também pode ser capturada.

Isso é especialmente um problema para a absorção de compostos orgânicos voláteis (VOCs). Aqui, a sorção baseada em sal (SAWH) alcança qualidade de água superior com concentrações de VOC significativamente menores que os geradores de água atmosférica tradicionais baseados em condensação (AWGs).

Outros metais potenciais, contaminantes dissolvidos e contaminação derivada do próprio sistema também precisam ser medidos e monitorados para que o sistema de colheita de água seja confiável e amplamente utilizado com segurança.

Adotando uma Abordagem Integrada

Um sistema híbrido pode também integrar materiais de mudança de fase (PCM) para melhorar a gestão térmica e a estabilidade operacional. Os PCM podem armazenar energia térmica excedente durante períodos de alta radiação solar e liberá‑la durante períodos de baixa radiação, permitindo operação prolongada e melhor aproveitamento energético.

Por exemplo, um sistema alcançou um rendimento máximo de água de 4,25 L/dia e um custo de produção de aproximadamente 0,11 $/L.

Os autores do estudo recomendam uma abordagem mais holística do que focar em uma tecnologia específica.

Por exemplo, especialmente em regiões mais desenvolvidas, ao extrair a umidade do ar de entrada ou recirculado, os sistemas AWH podem atuar como módulos ativos de desumidificação, reduzindo substancialmente a carga de calor latente nos sistemas principais de ar‑condicionado. Ao fazer isso, não apenas produzem água doce, mas também diminuem o consumo de energia dos sistemas HVAC.

Tal saída dupla pode melhorar drasticamente o Custo Nivelado da Água (LCW) e mudar a equação econômica além dos casos de uso em regiões remotas ou pobres.

Recomendações para Adoção de AWH

Sistemas AWH baseados em condensação atingem o maior rendimento de água, tornando‑os atraentes para aplicações onde a alta produção de água é essencial, como uso residencial ou industrial.

Sistemas AWH baseados em sorção são particularmente úteis em climas de baixa umidade, onde os métodos tradicionais de condensação falham. Contudo, materiais sorventes caros (como MOFs ou compósitos dessecantes) podem aumentar os custos operacionais. Materiais avançados como hidrogéis têm mais potencial, mas a pesquisa só começou em 2023.

Sistemas híbridos de AWH apresentam altas pontuações em rendimento de água e adaptabilidade climática, tornando‑os soluções versáteis adequadas a diferentes condições ambientais. Contudo, exigem integração cuidadosa de múltiplos componentes (por exemplo, sorventes, unidades de resfriamento, sistemas de controle), o que eleva seus custos de design e manutenção.

Mercado de AWH & Futuro

A oportunidade de curto prazo para sistemas de colheita de água atmosférica provavelmente será em instalações remotas, resposta a desastres, infraestrutura isolada e aplicações militares/logísticas, pois esses casos de uso são os mais propensos a ter necessidades hídricas graves e não atendidas que não são facilmente resolvidas nem por dessalinização, nem por longos dutos, nem por água subterrânea. Nesses casos, o custo de construir infraestruturas alternativas ou a menor preocupação com otimização de custos pode ajudar os sistemas AWH a serem construídos em maiores quantidades, impulsionando a escala e a maturação dessa tecnologia.

Em longo prazo, sites industriais e edifícios urbanos de alta umidade provavelmente fornecerão um mercado muito maior, especialmente à medida que sorventes avançados como hidrogéis e sistemas híbridos tragam eficiência adicional ao combinar-se com os sistemas HVAC existentes. Isso pode proporcionar suprimento adicional de água de baixo custo, mas também não representará uma substituição massiva das redes de água centralizadas, sendo mais um complemento muito útil a recursos já escassos e tensionados.

Investindo na Captação de Água

Carrier Global

Carrier é líder em HVAC (comercial e residencial), cadeia de frio e segurança contra incêndio, com mais de 58 000 funcionários. Foi fundada em 1915, adquirida pela United Technologies em 1979 e desmembrada novamente em 2020, antes da fusão da United Technologies com a Raytheon.

Embora não venda apenas bombas de calor, esse é um segmento de produto que é foco da empresa e que ela vê como o futuro da indústria. Inclui a marca Carrier, mas também outras marcas importantes como o negócio de HVAC da Toshiba (adquirido em 2022) e a Viessmann.

Está principalmente focada nas Américas, com o HVAC representando mais da metade de suas vendas.

Possui uma base instalada de mais de 330 000 sistemas HVAC comerciais, 33 milhões de HVAC residenciais, 1,8 milhão de equipamentos de refrigeração e mais de 90 milhões de sistemas de incêndio e segurança. Também está expandindo para armazenamento de baterias, sob a marca Viessmann.

Carrier não é um player puro de colheita de água atmosférica. Mas, como líder em sistemas HVAC, beneficiaria‑se diretamente de mercados que avançam para sistemas integrados a edifícios onde a colheita de água pode compensar cargas de resfriamento latente, recuperar calor residual e tornar‑se parte da infraestrutura inteligente de edifícios.

A empresa também está determinada a reduzir drasticamente suas emissões de gases de efeito estufa (GEE) até 2030, tornando‑a uma boa ação para investidores que buscam exposição ao controle climático e desenvolvimento sustentável.

Últimas Notícias e Desenvolvimentos das Ações da Carrier Global (CARR)

Estudo Referenciado

^{1. Gourab Saha. From air to water: science, technology, and future of atmospheric water harvesting (AWH). Applied Thermal Engineering. Data: agosto de 2026. Artigo: 132073. Volume: Volume 302, Parte 5. 10.1016/j.applthermaleng.2026.132073}