CO2 limpa água sem precisar de filtro

Redação do Site Inovação Tecnológica 

As partículas de sujeira - sejam biológicas ou inorgânicas - são atraídas para um lado da corrente (verde), deixando a água limpa sair por outro (azul). [Imagem: Stone et al.]

Filtragem gasosa

É uma autêntica filtragem sem filtro: partículas contaminantes são retiradas da água usando apenas dióxido de carbono (CO2).

O gás muda a química da água, fazendo com que as partículas se movam para um lado do fluxo, dependendo da sua carga química - fundamentalmente é a mesma "tecnologia" que dá um sabor aos refrigerantes gaseificados, tornando-os um pouco mais ácidos.

Com a sujeira de um lado só, basta subdividir o fluxo de água, coletando a parte limpa e eventualmente recirculando a parte suja, até limpar tudo.

"Você pode usar isso para limpar a água de uma lagoa ou rio, que tem bactérias e partículas de sujeira," disse Sangwoo Shin, da Universidade do Havaí.

Filtragem com CO2

O sistema, ainda em escala de laboratório, removeu partículas três ordens de magnitude (1.000 vezes) mais eficientemente do que os sistemas convencionais de microfiltração.

A técnica também consome pouca energia e é simples, sendo os cilindros de dióxido de carbono engarrafados e a bomba responsável pelo fluxo as únicas partes móveis - não há nenhum filtro físico ou membrana que possa entupir ou exigir substituição periódica.

Em termos químicos, a acidez significa que, quando o CO2 se dissolve na água, ele cria partículas carregadas, ou íons. Um desses íons, um átomo de hidrogênio carregado positivamente, se move muito rapidamente através da solução. Outro, uma molécula de bicarbonato carregada negativamente, se move mais lentamente. O movimento dos íons através da água cria um campo elétrico sutil, mas suficiente para atrair partículas presentes na solução - que têm cargas negativas ou positivas próprias - para um lado da corrente de água.

Como a maioria dos contaminantes têm alguma carga superficial, o campo elétrico é uma maneira eficaz de manipulá-los na água.

Escalonamento

Shin agora está trabalhando para dimensionar o sistema para uso em usinas de tratamento de água. Segundo ele, toda a ciência básica funciona, mas será necessário um pouco mais de engenharia para criar um filtro de dióxido de carbono de dimensões industriais.

"No Havaí, temos um problema de água doce. Esperamos escalonar o dispositivo para ajudar a resolvê-lo," afirmou.

E, se resolver o problema do Havaí, poderá resolver a questão da água em qualquer outro lugar.

Bibliografia:

Membraneless water filtration using CO2
Sangwoo Shin, Orest Shardt, Patrick B. Warren, Howard A. Stone
Nature Communications
Vol.: 8, Article number: 15181
DOI: 10.1038/ncomms15181