Laboratório de Tecnologias Ambientais foi pioneiro na aplicação da deionização capacitiva
SÃO CARLOS/SP - A dessalinização de água do mar ou de águas subterrâneas salobras esteve em destaque no Brasil nos primeiros meses deste ano, como alternativa para a escassez de água no Nordeste do País. No entanto, a tecnologia no foco das atenções - a osmose reversa, que domina o mercado de dessalinização - é relativamente cara, tem alto consumo energético e exigências de manutenção complexas. Por isso, em todo o mundo, pesquisadores buscam alternativas mais baratas e eficientes, dentre as quais se destaca a deionização capacitiva.
No Brasil, o Laboratório de Tecnologias Ambientais (Latea), sediado no Departamento de Engenharia Química (DEQ) da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), foi pioneiro na aplicação da chamada deionização capacitiva à dessalinização de águas salobras. Luís Augusto Martins Ruotolo, docente do DEQ que coordena o Laboratório, conta que o seu contato com a tecnologia aconteceu em seu pós-doutorado realizado na Universidade de Wisconsin-Madison, nos Estados Unidos, e que na volta, em 2013, montou o que viria ser o primeiro grupo na América Latina a trabalhar com a técnica para a dessalinização. "Nossa motivação foi a questão do semiárido nordestino, em que há água abundante no subsolo, mas imprópria para o consumo por ser salobra. Nós buscávamos uma tecnologia simples e de baixo custo para instalação em pequenas comunidades e, desde então, vimos desenvolvendo pesquisas em materiais para a deionização capacitiva e sobre o processo em si", registra.
O processo de deionização capacitiva utiliza dois eletrodos aos quais é aplicada uma voltagem, similar à de uma pilha comum. Assim, um dos eletrodos fica polarizado com carga positiva e outro com carga negativa. Entre eles, passa a água salobra, contendo cloreto de sódio, NaCl (sal de cozinha). O íon de sódio, carregado positivamente (Na+), é atraído pelo polo negativo, e o cloreto (Cl-) fica retido no eletrodo de carga positiva, restando ao final a água própria para consumo, sem sal. Os eletrodos, por sua vez, são compostos por carvão ativado, que pode ser obtido de diferentes fontes e é similar aos utilizados nos filtros domésticos. No entanto, para o uso na deionização, novos materiais precisam ser desenvolvidos, com maior capacidade de retenção dos elementos químicos a serem retirados da água.
Uma das pesquisas realizadas por Ruotolo obteve um material com características otimizadas para uso na deionização a partir de um polímero condutor, a polianilina (produzida a partir da anilina, um derivado do petróleo). O material foi patenteado e, agora, os próximos passos são o desenvolvimento de um protótipo, antes da utilização em escala comercial. Outros estudos buscaram o aproveitamento de resíduos das indústrias de etanol e de papel na produção do carvão ativado para os eletrodos. Atualmente, o grupo está investigando uma nova classe de materiais, visando a aplicação da dessalinização eletroquímica à água do mar.
Os trabalhos desenvolvidos no Latea contam com apoio financeiro da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes).
No Brasil, o Laboratório de Tecnologias Ambientais (Latea), sediado no Departamento de Engenharia Química (DEQ) da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), foi pioneiro na aplicação da chamada deionização capacitiva à dessalinização de águas salobras. Luís Augusto Martins Ruotolo, docente do DEQ que coordena o Laboratório, conta que o seu contato com a tecnologia aconteceu em seu pós-doutorado realizado na Universidade de Wisconsin-Madison, nos Estados Unidos, e que na volta, em 2013, montou o que viria ser o primeiro grupo na América Latina a trabalhar com a técnica para a dessalinização. "Nossa motivação foi a questão do semiárido nordestino, em que há água abundante no subsolo, mas imprópria para o consumo por ser salobra. Nós buscávamos uma tecnologia simples e de baixo custo para instalação em pequenas comunidades e, desde então, vimos desenvolvendo pesquisas em materiais para a deionização capacitiva e sobre o processo em si", registra.
O processo de deionização capacitiva utiliza dois eletrodos aos quais é aplicada uma voltagem, similar à de uma pilha comum. Assim, um dos eletrodos fica polarizado com carga positiva e outro com carga negativa. Entre eles, passa a água salobra, contendo cloreto de sódio, NaCl (sal de cozinha). O íon de sódio, carregado positivamente (Na+), é atraído pelo polo negativo, e o cloreto (Cl-) fica retido no eletrodo de carga positiva, restando ao final a água própria para consumo, sem sal. Os eletrodos, por sua vez, são compostos por carvão ativado, que pode ser obtido de diferentes fontes e é similar aos utilizados nos filtros domésticos. No entanto, para o uso na deionização, novos materiais precisam ser desenvolvidos, com maior capacidade de retenção dos elementos químicos a serem retirados da água.
Uma das pesquisas realizadas por Ruotolo obteve um material com características otimizadas para uso na deionização a partir de um polímero condutor, a polianilina (produzida a partir da anilina, um derivado do petróleo). O material foi patenteado e, agora, os próximos passos são o desenvolvimento de um protótipo, antes da utilização em escala comercial. Outros estudos buscaram o aproveitamento de resíduos das indústrias de etanol e de papel na produção do carvão ativado para os eletrodos. Atualmente, o grupo está investigando uma nova classe de materiais, visando a aplicação da dessalinização eletroquímica à água do mar.
Os trabalhos desenvolvidos no Latea contam com apoio financeiro da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes).
