Nova tecnologia dessaliniza água do mar com menos energia

Com informações da Agência Fapesp 

Célula eletroquímica usando os carvões desenvolvidos no Brasil. [Imagem: Luis Ruotolo/Ufscar]

Dessalinização capacitiva

Para extrair sal da água do mar ou água salobra de reservatórios subterrâneos, a tecnologia mais utilizada atualmente é a osmose reversa. O processo é considerado de alto custo pelo material utilizado e pelo gasto com energia elétrica: uma bomba de alta pressão força a água a passar por uma membrana polimérica, que retém os sais.

Uma alternativa de dessalinização, com menor gasto de energia, é o processo de deionização capacitiva, que utiliza carvões ativados com poros nanométricos (1 nanômetro equivale a 1 milímetro dividido por 1 milhão) para retirada da salinidade da água.

Químicos da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) acabam de desenvolver carvões com características que os tornam perfeitos para essa aplicação.

"Eles são semelhantes aos usados em filtros de água comuns, mas com uma quantidade e tamanho de poros que proporcionam uma elevada área de retenção de íons e moléculas," explica o professor Luís Augusto Ruotolo.

Os carvões ativados podem ser produzidos a partir de diferentes materiais, como madeira, bagaço de cana, casca de coco e polímeros. No invento da UFSCar, o carvão foi preparado aquecendo-se um polímero condutor de eletricidade, chamado de polianilina, a 800 °C, em condições adequadas para eliminar a matéria orgânica volátil.

O resultado foi um eletrodo rico em carbono mais eficiente e com melhor capacidade de retenção de moléculas ou íons na superfície. Já existem no mercado carvões ativados que adsorvem sais, mas eles não são adequados ao processo de deionização capacitiva porque possuem áreas de retenção dos íons de sal pequenas demais. Os carvões desenvolvidos pela equipe da Ufscar apresentam áreas para reter elementos químicos seis vezes maior do que os carvões comerciais.

Célula eletroquímica

Coube ao pesquisador Rafael Linzmeyer Zornitta usar os novos eletrodos para construir um protótipo de equipamento de dessalinização.

A célula eletroquímica é composta por placas de acrílico e borrachas de vedação, com dois eletrodos de carbono posicionados em lados opostos e separados por um canal onde escoa a água com sal (cloreto de sódio) a ser dessalinizada.

A dessalinização é acionada por uma tensão elétrica de 1,2 volt (V), similar à de uma pilha recarregável comum, que deixa um dos eletrodos polarizado com carga negativa e o outro com carga positiva.

Com a entrada da água salobra na célula, passando entre os eletrodos, os íons de sódio (Na+), que têm carga positiva, são atraídos e retidos no eletrodo negativo, e o cloreto (Cl-) se desloca para o polo positivo. Quando os eletrodos se tornam saturados por esses elementos, basta inverter a polaridade e o material aderido será repelido, podendo ser deslocado para fora da célula, em um processo de retrolavagem.

Os pesquisadores pretendem a seguir construir um protótipo acionado por um painel de energia solar.