Notícia

Novas membranas para osmose reversa resistentes ao cloro viabilizam dessalinização da água

Fonte

Universidade Yale

Data

quinta-feira, 22 outubro 2020 09:50

Áreas

Engenharia Ambiental. Engenharia Hídrica. Sustentabilidade. Tecnologias.

A osmose reversa, que usa membranas para remover sais indesejados, tem sido o padrão ouro para dessalinização e reutilização de águas residuais. O desafio que os cientistas encontraram, no entanto, é que o material que melhor filtra as impurezas – a poliamida – é altamente suscetível ao cloro. Embora o cloro seja normalmente útil na limpeza de membranas, ele pode degradar as membranas feitas de poliamida.

Cientistas da Universidade Yale, nos Estados Unidos, e da Universidade de Ciência e Tecnologia de Nanjing, na China, criaram uma membrana resistente ao cloro – o que os pesquisadores chamam de “o Santo Graal da indústria” – que pode ajudar a atender melhor os desafios globais de abastecimento de água. Os resultados do trabalho, liderado pelo Dr. Menachem Elimelech, professor de Engenharia Química e Ambiental de Yale, foram publicados na revista científica Nature Sustainability.

Com novos métodos de fabricação, os pesquisadores criaram uma tecnologia escalonável para membranas de osmose reversa robustas que tem baixo custo e potencial de produção para aplicação em grande escala. “Essas membranas podem permitir uma maneira mais econômica e ambientalmente sustentável de dessalinizar e reutilizar águas residuais e atender às necessidades de abastecimento de água doce no século 21”, disse o Dr. Menachem.

Um componente chave foi a escolha do material. “Estamos usando uma membrana de poliéster”, disse Ryan DuChanois, um estudante de pós-graduação que trabalha no laboratório do Dr. Elimelech. “Uma das nossas inspirações foram os maiôs, que são feitos de materiais de poliéster e, obviamente, são resistentes ao cloro.”

O uso do poliéster foi considerado anteriormente, sem sucesso. As membranas de poliéster anteriores não tinham a mesma capacidade de rejeitar sal que uma membrana de poliamida. Isso levou a equipe de pesquisa a tentar uma abordagem em várias camadas.

“Usamos a primeira camada, que é uma membrana de nanofiltração convencional e que é suscetível ao ataque de cloro e, além disso, colocamos camadas de poliéster”, disse o Dr. Xuan Zhang, professor da Universidade de Ciência e Tecnologia de Nanjing. “Se usássemos apenas a camada de poliéster e não a camada de nanofiltração, ela não formaria uma membrana de osmose reversa densa, então a formação do poliéster ocorrendo dentro dos poros da membrana de nanofiltração foi crítica para criar uma membrana de osmose reversa.”

A membrana multicamadas não apenas se mostrou resistente ao cloro, mas teve um desempenho tão bom quanto a membrana de poliamida convencional em termos de permeabilidade à água e desempenho de dessalinização. “As pessoas vêm tentando há muito tempo encontrar a química para uma membrana de osmose reversa que também seja resistente ao cloro”, disse DuChanois.

O Dr. Zhang disse que os pesquisadores trabalharão na otimização da tecnologia para torná-la escalável para uso na indústria. “Vamos avaliar algumas outras propriedades da membrana de poliéster e tentaremos simplificar ainda mais o método de fabricação da membrana para atender à necessidade de processamento industrial”, concluiu o Dr. Zhang.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade Yale (em inglês).

Fonte: William Weir, Universidade Yale. Imagem: Pixabay.