A descontaminação da água é essencial não apenas para torná-la adequada ao consumo humano, mas também para eliminar impurezas resultantes de processos industriais. Cada tipo de contaminante, como microrganismos, metais pesados, produtos químicos ou sedimentos, requer métodos específicos de remoção. As técnicas mais comuns incluem filtragem, cloração, ozonização, radiação UV e filtragem com carvão ativado. Além dessas, existem métodos que utilizam fotocatalisadores, que são materiais que facilitam reações químicas quando expostos à luz solar, bem como processos eletroquímicos que usam eletrodos conduzidos por eletricidade, geralmente de uma fonte externa, para promover reações no meio aquoso contaminado.
Pesquisadores do Instituto de Química (IQ) da Unicamp, unindo conceitos de Eletroquímica, materiais fotocatalisadores e energia solar, desenvolveram dois reatores sustentáveis que utilizam energia solar e são eficazes na descontaminação da água.
De acordo com a professora Claudia Longo, do IQ, “o primeiro reator foi projetado com um fotocatalisador no ânodo em um sistema conectado a uma célula solar. Sob luz, ele conseguiu remover resíduos de fármacos, detergentes e corantes da água. O segundo reator representa uma evolução, com a adição de um eletrodo semicondutor de difusão de gás como catodo, que gera água oxigenada, um agente eficaz na remoção de contaminantes. Esse dispositivo pode ainda produzir etanol quando alimentado com gás carbônico, utilizando um fotocatalisador à base de óxidos complexos.”
As patentes dessas inovações foram registradas com o apoio da Agência de Inovação Inova Unicamp e estão disponíveis para empresas e instituições interessadas em licenciá-las.
Aplicações e benefícios
Longo detalha que “os reatores podem ser aplicados em sistemas para tratamento de efluentes industriais e residenciais, prevenindo o despejo de poluentes em corpos d’água, ou por indústrias que emitem CO₂, podendo ser instalados em chaminés.”
Dessa maneira, ao reduzir a emissão de CO₂, o reator ajuda a diminuir a dispersão de um gás que contribui para o efeito estufa, atenuando a pegada de carbono, algo valorizado pela indústria, ao mesmo tempo em que permite a produção de etanol, um produto bastante consumido no Brasil, que pode ser coletado e armazenado.
Uso de energia solar
Outro destaque da tecnologia é a utilização de energia solar, considerada limpa, no processo de descontaminação eletroquímica da água. Segundo Longo, os eletrodos utilizados anteriormente não contavam com fontes de energia ambientalmente sustentáveis.
Inicialmente, o reator possui um eletrodo convencional como catodo e um eletrodo fotoativo, que, sob irradiação, facilita reações de oxidação de contaminantes orgânicos dissolvidos. “Em 2009, concluímos que o reator era sustentável e eficaz na descontaminação da água, início do caminho para a primeira patente com a Inova”, detalha Longo.
Aumento da eficiência
Nos anos seguintes, a equipe do IQ, liderada pela professora Longo, focou em maneiras de aumentar a eficiência do reator. “Tivemos uma ideia que evoluiu a primeira tecnologia: incluímos um eletrodo de difusão de gás com uma superfície porosa, semelhante a uma esponja, que também contém fotocatalisadores. O reator, alimentado por energia solar, mantém a sustentabilidade energética e ambiental do dispositivo”, explica Longo.
Enquanto a primeira versão tinha um eletrodo, o novo dispositivo incorporou dois eletrodos fotoativos: o fotoânodo e o fotocátodo, ambos contribuindo para as reações químicas e aumentando a eficiência do sistema, permitindo que, dependendo do semicondutor escolhido, diferentes reações ocorram.
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Assim, essa tecnologia se transforma em um dispositivo versátil e sustentável, com importantes aplicações na descontaminação da água e na conversão de gás carbônico antes que ele seja liberado na atmosfera. A tecnologia pode ser licenciada por empresas e aprimorada para testes e uso em larga escala na indústria.
Os processos eletroquímicos para a remoção de poluentes na água oferecem várias vantagens em relação a outros métodos, pois não exigem o uso de reagentes químicos, que podem ser caros e gerar resíduos pós-tratamento, especialmente os produtos à base de cloro. Isso reforça a sustentabilidade ambiental e energética dos dispositivos desenvolvidos pelos pesquisadores do IQ Unicamp.
Confira o perfil tecnológico dessa patente aqui.
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