Carvão ativado colabora na limpeza

Tecnologia inédita da Flinders University utiliza nanogaiolas para capturar substâncias químicas eternas de cadeia curta, consideradas as mais difíceis de eliminar pelos tratamentos convencionais

A tecnologia empregada mistura materiais orgânicos com nanotubos de carbono - estruturas minúsculas, milhares de vezes mais finas que um fio de cabelo — que funcionam como um “ímã químico”, atraindo e retendo os poluentes sem gerar resíduos tóxicos.

Além de rica em fibras alimentares, cálcio, potássio, vitamina C e antioxidantes, a casca da banana possui a capacidade de adsorver metais pesados

Descobertas cientificas acelera a evaporação do mar, abrindo caminhos para soluções sustentáveis de dessalinização

O invento utiliza a sericina, um dos componentes presentes na formação dos casulos do bicho-da-seda para essa extração

O carboneto de titânio carboxilado MXene foi capaz de remover 95% dos íons de mercúrio de água contaminada em um minuto.

A contaminação é um problema comum em refinarias, distribuidoras e postos, uma vez que a água pode se misturar com os combustíveis.

Um estudo desenvolvido por pesquisadores vinculados ao Departamento de Física (DF) da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) mostrou resultados com alto potencial de aplicação em sensores portáteis e baratos para monitoramento e detecção de BTEX - conjunto de compostos orgânicos voláteis formados pelo benzeno, tolueno, etil-benzeno e xilenos, todos derivados do petróleo. As substâncias podem causar um grave problema ambiental e para a saúde humana (ao sistema nervoso central), sendo considerado carcinogênico e mutagênico e podendo levar, inclusive, à morte. Segundo os pesquisadores, o monitoramento ambiental contínuo é essencial, mas, atualmente, depende de equipamentos caros e não portáteis, o que dificulta as análises em campo. O estudo mostrou que os BTEX podem ser monitorados em quantidades muito inferiores àquelas consideradas seguras (em partes por bilhão, quando os limites de segurança são estabelecidos em partes por milhão). Esses dispositivos poderiam ser utilizados nos vários ambientes em que a detecção de BTEX é relevante, como postos de combustível e outros locais de armazenamento dessas substâncias, locais com tráfego intenso de veículos e, até mesmo, em residências, já que tintas, solventes, ceras e pesticidas também são fontes de emissão desses gases. O trabalho desenvolvido é denominado "BTEX Gas Sensor Based on Hematite Microrhombuses" e foi publicado recentemente no periódico Sensors and Actuators B - apresenta o potencial da aplicação de cristais de hematita (óxido de ferro, material abundante e barato) na detecção de pequenas concentrações de BTEX. Dentre os autores estão Luís Fernando da Silva e Waldir Avansi Júnior, docentes do DF; Ariadne Cristina Catto, pesquisadora de pós-doutorado vinculada ao Departamento; e João Victor de Palma, estudante de graduação em Física na UFSCar, além de quatro autores vinculados ao Institut Matériaux Microeléctronique Nanosciences da Provença (IM2NP), na França, parceiros no desenvolvimento do projeto. O grupo brasileiro integra o Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF - http://cdmf.org.br ), sediado na UFSCar. O CDMF é um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (Cepid) apoiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp). A pesquisa contou com apoio financeiro da Fapesp e foi conduzida na UFSCar e na Université Aix-Marseille, na França.

A engenheira ambiental Amanda Rodrigues Inácio desenvolveu estudo que viabiliza a eliminação de decantadores secundários utilizados na etapa final do processo de lodos ativados e destinados à deposição da biomassa, formada na fase anterior pela ação de microrganismos que consomem a matéria orgânica. No tanque de aeração onde ocorre a degradação da matéria orgânica a pesquisadora introduziu mantas geossintéticas capazes de reter a biomassa com a mesma eficiência do processo tradicional que utiliza decantadores, com custo equivalente e economia de espaço. O sistema mostrou uma redução de mais de 95% da matéria orgânica do esgoto, superior ao mínimo determinado pela legislação (80%). Também foi comprovado êxito em relação à clarificação do esgoto tratado. Para a turbidez e para os sólidos suspensos, as eficiências médias de remoção foram, respectivamente, de 98,5% e de 99%. O sistema de lodos ativados de aeração prolongada, um dos mais utilizados no Brasil, envolve o gradeamento que barra a passagem de sólidos maiores; o desarenador em que se depositam as partículas com dimensões próximas às da areia; o reator biológico em que o oxigênio é fornecido para desenvolvimento dos microrganismos (ação aeróbia) que se alimentam da matéria orgânica; a deposição do lodo, constituído de microrganismos, no decantador secundário; e finalmente a liberação do esgoto tratado para os cursos d’água. O trabalho foi realizado em parceria com o Departamento de Saneamento e Ambiente, da Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo (FEC) da Unicamp, orientado pelo professor Carlos Gomes da Nave Mendes. O esgoto sanitário utilizado na pesquisa é originado em algumas instalações da Unicamp e apresenta características típicas de origem doméstica.

Uma pesquisa iniciada pela Embrapa Agrossilvipastoril (MT), em 2012, está testando o uso de biocarvão, ou biochar, feito de pó de serra, restos vegetais, cama de frango e lixo urbano, como condicionador de solo. A expectativa é comprovar a eficácia do biochar em cultivos tanto em viveiros de mudas quanto no campo. Os condicionadores de solo são substâncias que, agregadas ao solo, contribuem para melhoria das características químicas, físicas e biológicas, além de aumentar a capacidade de suporte de plantas. “Carvão é um carbono que não é perdido facilmente. Uma palhada, se você não continuar repondo-a, vai embora em dez anos. Já o biochar permanece por muito mais tempo”, ressalta a pesquisadora da Embrapa Fabiana Rezende. O biocarvão pode ser obtido a partir de diferentes matérias-primas, entre elas resíduos de agroindústrias, de restaurantes e até mesmo lama proveniente do tratamento de esgoto, de modo a se dar um novo uso a um passivo ambiental. A pesquisa da Embrapa tem como foco o uso de pó de serra na produção do biocarvão, já que o produto é abundante em Mato Grosso como resíduo da indústria madeireira. O pó de serra representa um passivo ambiental importante para a região. Com a transformação em biocarvão, esse material retorna ao sistema produtivo como um insumo. Na primeira fase da pesquisa o biocarvão produzido de pó de serra foi utilizado em diferentes quantidades na produção em viveiro de mudas de pau-de-balsa, eucalipto, teca e também maracujá. As avaliações de desenvolvimento da planta, qualidade da muda e quantidade de matéria seca mostraram que as mudas cultivadas com biocarvão ativado junto com substrato comercial tiveram melhor desempenho do que aquelas cultivadas somente em substrato comercial. Isso significa mudas maiores, com maior capacidade de sobreviver ao plantio em campo e com melhores condições de crescimento inicial. O biocarvão aditivado mostrou-se também uma boa alternativa econômica e viável para produção de mudas na proporção de um quarto (¼), ou seja, uma parte de biocarvão para três partes de substrato comercial. Após finalizada a avaliação em viveiro, as mudas de duas espécies, eucalipto e teca, foram levadas a campo, onde se iniciou a segunda e mais longa fase da pesquisa. Nessa etapa, o estudo compara plantas que não receberam biocarvão com outras que receberam diferentes dosagens de carvão ativado e não ativado aplicadas no sulco de plantio. Segundo a pesquisadora Fabiana Resende, ainda é cedo para se chegar a conclusões sobre a melhor estratégia de uso do biocarvão. “Usamos uma dose grande de carvão não ativado, por volta de 30 toneladas por hectare. Já o ativado nós colocamos por volta de oito toneladas, pois sabemos que ele já é reativo. Mas o biochar sem ativação vai naturalmente se ativar com o tempo. Queremos saber se vale a pena usar o ativado, pois ele sai mais caro. Hoje o ativado é melhor para o crescimento das plantas, mas com o tempo talvez isso mude”.

O Laboratório Nacional de Nanotecnologia (LNNano), ligado ao CNPEM – Centro Nacional de Pesquisas em Energias e Materiais, está estudando um destino sustentável para o bagaço produzido pela indústria sucroalcooleira: a produção de carvão ativo que possa ser utilizado para a descontaminação da água e do ar, com custo 20% inferior se comparado aos produtos importados já existentes no mercado. Dados da Unica (União da Indústria de Cana-de-Açúcar) estimam que a produção brasileira de cana na safra 2015-2016 ultrapassou 666 mil toneladas e que deste total, aproximadamente um terço consiste em bagaço que é obtido após o processo de moagem da cana nas usinas. “O resíduo da indústria sucroalcooleira abre caminho para o desenvolvimento de um material avançado com propriedades antibacterianas quando associado a nanopartículas de prata, sendo um excelente material na remediação ambiental”, explica o pesquisador Diego Martinez, do LNNano. A pesquisa teve início a partir de uma demanda feita por uma usina nacional, que utiliza o bagaço de cana para geração de energia elétrica. O resíduo gerado na queima, bastante rico em carbono, passou a ser utilizado para a fabricação do carvão ativo. No Brasil, carvões ativos são empregados em grandes volumes para a remoção das impurezas da água, por exemplo: para um município com 1 milhão de habitantes, a estimativa é que seja utilizada 1 tonelada de carvão ativo por dia para o tratamento de água. “O grande problema é que existe uma dependência do Brasil do mercado exterior para a obtenção desse produto. Se pensarmos na questão cambial, nosso sistema comercial fica muito fragilizado. O carvão produzido aqui pode ser até 20% mais barato que o importado”, enfatiza Mathias Strauss, do LNNano. No exterior, o carvão ativo é proveniente de madeira, ossos de animais ou casca de coco. Através de uma cooperação bilateral firmada por meio do Centro Brasil-China de Pesquisa e Inovação em Nanotecnologia (CBCIN), o carvão produzido a partir da biomassa da cana já está em teste em Shangai, no país asiático. “O material está sendo utilizado em testes de descontaminação de ar, para a despoluição do ar nos túneis da cidade, que sofrem com grandes congestionamentos - os carros ficam muito tempo parados, gerando gases tóxicos. Esse ar passa por um tratamento para minimizar os danos para os motoristas”, elucida Strauss. De acordo com os pesquisadores do CNPEM, o carvão ativo feito a partir de bagaço de cana já tem maturidade suficiente e deve estar disponível para o mercado em um prazo de cinco a dez anos.

Pesquisadores do Instituto de Química da Universidade de São Paulo (USP), integrantes do Centro de Pesquisa em Processos Redox em Biomedicina (Redoxoma), um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) da Fapesp, desenvolveram um reator para tratamento de efluentes industriais que purifica e recicla a água através da mineralização dos contaminantes. Isto é possível graças à utilização de processos oxidativos avançados (POA). O reator já está em uso em uma empresa petroquímica de rerrefino de óleos lubrificantes, e o processo de purificação foi patenteado por meio da Agência USP de Inovação. “Atualmente, o desenvolvimento de métodos de reciclagem de água é uma preocupação no mundo inteiro”, afirmou a pesquisadora Ana Maria da Costa Ferreira, líder do projeto, ressaltando a importância do uso de processos de “Química Verde”, no caso, com base na degradação oxidativa de poluentes. Para desenvolver o reator, os pesquisadores associaram três processos oxidativos avançados (POAs): reagente de Fenton, uma solução de peróxido de hidrogênio com catalisador de ferro; processo foto-Fenton, baseado na ação da luz ultravioleta sobre o peróxido de hidrogênio; e reação de ozonização, realizados concomitantemente. Estes processos oxidativos avançados têm como base a geração de radicais altamente oxidativos, principalmente radicais hidroxil (HO•), capazes de destruir inúmeros compostos e mineralizar os contaminantes. Esses processos apresentam constantes de velocidade elevadas e podem degradar várias classes de poluentes. O reator foi projetado para a purificação de efluentes complexos, como os da indústria petroquímica, que consistem principalmente em água saturada com hidrocarbonetos aromáticos, como benzeno, tolueno e xilenos (BTXs), e óleo emulsificado. O caminho para se obter água purificada a partir desses efluentes passa por um pré-tratamento para separação da fase orgânica (óleo), seguido de várias filtragens, para então circular o filtrado pelo reator, onde é tratado com peróxido de hidrogênio, ozônio e luz ultravioleta na presença do catalisador. Após o tratamento, as águas com resíduos terão apenas compostos inorgânicos, retirados por osmose reversa, e que podem ser reutilizadas pela empresa ou mesmo descartadas nos rios, pois estão de acordo com os padrões estabelecidos pela Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental (Cetesb).