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Pesquisadores explicam por que a luz solar evapora água mais rápido que outras fontes de calor — e o segredo está no campo elétrico
Um grupo de pesquisadores da Universidade Estadual da Carolina do Norte, nos Estados Unidos, pode ter resolvido um mistério antigo: por que a luz solar é mais eficaz do que outras fontes de energia para evaporar a água.
A descoberta tem implicações importantes para setores como geração de energia, purificação de água e produção de vapor industrial.
A luz do Sol é diferente
O professor Saqlain Raza resume o ponto central: “Está bem estabelecido que o Sol é excepcionalmente eficiente em fazer a água evaporar – mais eficiente do que aquecer água no fogão, por exemplo.” Mas, segundo ele, até hoje ninguém sabia ao certo o motivo disso.
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Para entender melhor o processo, os pesquisadores usaram simulações de computador. Com elas, foi possível alterar diversos parâmetros e analisar como cada um afeta a evaporação da água.
O que chamou a atenção da equipe foi o papel do campo elétrico presente na luz solar. Segundo Jun Liu, membro da pesquisa, “a luz é uma onda eletromagnética que consiste, em parte, em um campo elétrico oscilante.” E esse detalhe fez toda a diferença.
Sem o campo elétrico, a água evapora devagar
As simulações mostraram que, ao remover o campo elétrico da luz solar, a evaporação da água ficava mais lenta.
Por outro lado, quando o campo estava presente, o processo era muito mais rápido. Além disso, quanto mais forte era o campo elétrico, mais eficiente era a evaporação.
Segundo Liu, é esse campo elétrico que faz a diferença entre simplesmente aquecer a água e usar luz solar. O calor sozinho não gera o mesmo resultado.
Como o campo elétrico atua nas moléculas de água
As simulações também revelaram como o campo elétrico influencia diretamente as moléculas de água.
De acordo com o professor Raza, a evaporação pode ocorrer de duas formas: ou a água libera moléculas individuais, ou libera aglomerados, que são grupos de moléculas interligadas.
O ponto essencial é que esses aglomerados também conseguem se separar da água líquida. E mais: não é preciso mais energia para evaporar um aglomerado do que uma molécula isolada.
“Nós descobrimos que o campo elétrico oscilante é particularmente eficaz na quebra dos aglomerados de água,” explicou Liu. Isso torna o processo muito mais eficiente, pois várias moléculas podem evaporar de uma vez.
Evaporação mais rápida com hidrogéis
A equipe testou a teoria em dois cenários: um com água pura e outro com um hidrogel. No primeiro, poucos aglomerados de água foram encontrados perto da superfície.
No segundo, com hidrogel, os aglomerados se formaram em maior número onde o líquido tocava o material.
Isso facilitou a ação do campo elétrico. Com mais aglomerados disponíveis para serem rompidos, a evaporação aconteceu mais rapidamente.
A presença do campo elétrico da luz solar pode, portanto, ser a chave para entender por que o Sol é tão eficaz em evaporar a água.
A descoberta, baseada em simulações detalhadas, aponta para aplicações práticas em diversas áreas industriais e ambientais.
Com informações de Inovação Tecnológica.
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