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quinta-feira, 19 de julho de 2012

Pesquisadores criam um processo de dessalinização por meio de folhas de grafeno


Resistência e precisão ao filtrar a água. De rigidez reconhecida, o material tem nanoporos adaptáveis à purificação do líquido. Segundo os cientistas, o novo método é mais barato e eficiente que os atuais
A quantidade cada vez menor de água potável disponível a uma população em crescimento constante é objeto de preocupação de ambientalistas, governantes e também de cientistas, que buscam formas viáveis para aumentar a produção do recurso. Um grupo de pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos Estados Unidos, desenvolveu uma nova tecnologia de dessalinização da água que poderá reduzir os custos do processo e tornar mais eficiente a purificação para o consumo humano das águas dos oceanos, que correspondem à 97% da água total do planeta. Matéria de Marcela Ulhoa, noCorreio Braziliense, socializada pelo ClippingMP.
Em entrevista ao Correio, Jeffrey Grossman, autor principal do estudo, disse que o grande diferencial do método é o material utilizado para a filtração: as ultrarresistentes folhas de grafeno, a forma do elemento carbono mais forte já demonstrada. O design para a utilização do elemento no processo de transformação da água salobra em potável é a grande novidade introduzida pelos cientistas do MIT.
“Em nosso método, estamos tirando vantagem da diferença de tamanho entre a molécula de água e a de íon de sal, que é maior. Assim, buscamos um controle preciso do tamanho dos buracos na folha de grafeno”, explica Grossman. Segundo ele, a folha de grafeno opera como uma membrana — meio filtrante que separa os elementos de acordo com a dimensão de cada um —, já que seus nanoporos têm o tamanho exato e adequado para permitir a passagem da água e bloquear os íons (ver arte).
Atualmente, a tecnologia mais utilizada para a dessalinização da água é a osmose reversa, também chamada de osmose inversa, que segue o princípio contrário do fluxo natural da osmose. No processo natural, duas soluções com concentrações diferentes de solutos estão separadas por uma membrana semipermeável, que permite a passagem da água, mas barra os solutos, como os íons de sal. Para chegar ao equilíbrio de concentração, ocorre a difusão, por meio da membrana, da água do reservatório com a solução menos concentrada de sal para a mais concentrada. O professor de química da Universidade de Brasília (UnB) José Joaquin Linares explica que, na osmose reversa, esse fluxo é invertido, o que é possível devido à aplicação de pressões elevadas, entre 40 a 80 bars.
Linares complementa que as principais membranas utilizadas para osmose reversa são basicamente de natureza polimérica, ou seja, formadas por compostos químicos de elevada massa molecular. De acordo com Grossman, tal característica do composto impede que, de fato, a água flua livremente entre os poros. “O que ocorre é que ela pode somente se difundir lentamente através da membrana”, explica. Segundo ele, a folha de grafeno possibilita um real fluxo das moléculas de água da solução mais concentrada para a menos, além de exigir um dispêndio de energia muito menor durante o processo, já que não precisa utilizar altas pressões, como no caso da osmose inversa.
Risco de contaminação
A primeira fase da pesquisa americana consistiu em simulações realizadas em computadores de alto desempenho que possibilitaram a compreensão do funcionamento do mecanismo. Após essa etapa, os cientistas desenharam novos materiais para aplicação do método, chegando à folha de grafeno. Sobre a possibilidade de o grafeno ser prejudicial ao meio ambiente, o pesquisador afirma que a resposta dependerá de vários fatores, como o tamanho do risco de exposição do elemento, que é tão importante quanto a sua toxicidade.
“A maioria dos filtros de água que compramos para nossas casas é feita de carbono, o mesmo material que compõe o grafeno. E, por isso, não tenho certeza se haveria alguma diferença na toxicidade do grafeno sobre esses filtros já usados atualmente”, defende ele. Além disso, o autor afirma que membranas de grafeno permanecerão presas a outros subtratos, o que torna sua contaminação na água improvável.
Caso os testes de performance do material confirmem suas previsões, Grossman acredita que a tecnologia poderá impactar o abastecimento de água em todo o mundo, uma vez que o método poderá oferecer grande eficiência a um custo menor do que as atuais abordagens para dessalinização da água. Sobre a viabilidade de implantação do modelo no Brasil, Herbert Cardoso, gerente substituto da Gerência de Uso Sustentável de Água e Solo da Agência Nacional de Águas (ANA), afirma ser preciso cautela. “Precisamos levar em consideração a produtividade. Às vezes, você gasta menos energia, mas gasta também mais tempo e perde na quantidade de água aproveitada. Pela osmose reversa, por exemplo, você gasta muita energia, mas aproveita 80% do produto para consumo humano”, explica Cardoso.
Cardoso acrescenta ainda que, principalmente na Região Nordeste do país, há locais em que a única fonte de água é a salobra. “Isso porque, no Nordeste, normalmente, não encontramos aquíferos. A água subterrânea retirada para consumo fica nas rachaduras das rochas e, por isso, acaba absorvendo os sais ali encontrados, tornando-se salobra”, explica. Se não for devidamente tratada antes do consumo, sua ingestão pode levar a doenças renais e a disfunção intestinal. Por esse motivo, Cardoso reforça que todos os esforços na busca de novas metodologias que melhorem o tratamento da água são importantes e bem-vindos, mas, ressalta ele, é preciso estudar sua viabilidade com cuidado.
“Às vezes, você gasta menos energia, mas gasta também mais tempo e perde na quantidade de água aproveitada. Pela osmose reversa, por exemplo, você gasta muita energia, mas aproveita 80% do produto para consumo humano” – Herbert Cardoso, gerente da Agência Nacional de Águas
EcoDebate, 18/07/2012

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