Membrana dessaliniza água do mar e purifica gás natural

Com informações da Agência USP - 15/07/2014

O nanofiltro e, embaixo, esquema dos cavitandos, que deixam passar as moléculas pequenas e retêm as impurezas.
[Imagem: Agência USP/MMIL]

Nanofiltro

Um filtro capaz de separar o sal da água do mar foi desenvolvido por pesquisadores do Departamento de Química da USP de Ribeirão Preto (SP).

O filtro é uma membrana semipermeável feita de folhas poliméricas com poros minúsculos, da ordem de angstroms (10^-10 metros), medida equivalente ao tamanho das moléculas de água e gás carbônico.

Apesar dessas dimensões serem 10 vezes menores do que o nanômetro, o material é classificado como um nanofiltro.

São esses minúsculos poros os responsáveis por reter o sal no processo de filtragem que realiza a dessalinização da água do mar.

"Para fazer os poros, incluímos uma classe de moléculas conhecida como 'cavitandos' na matriz do polímero. Esses cavitandos são estruturas com uma cavidade central que permite o trânsito de moléculas pequenas, como a água, por seus lúmens. Na filtragem da água do mar, o sal fica retido nessas estruturas," explicou o professor Gregóire Jean-François Demets.

De acordo com o pesquisador, a membrana pode ser feita com três tipos de polímeros: o poliuretano (PU), policloreto de vinila (PVC) ou fluoreto de polivinilideo (PVDF), plásticos com características mais flexíveis.

A filtragem da água do mar com a membrana semipermeável é simples e barata, não exigindo uma troca de fase para remover a água, nem obrigando o processo a ter uma fonte de fluxo ou equipamento auxiliar como aquecedores, evaporadores ou condensadores.

Múltiplas aplicações

Além da dessalinização, o nanofiltro tem outras aplicações, como separadores para baterias, purificação de gases ou curativos para queimaduras, permitindo que a pele respire.

"Ela garante a troca gasosa no processo de regeneração, impede a entrada de bactérias e fungos e a perda de grandes quantidades de água, comum em pessoas com grandes queimaduras," disse o pesquisador.

A membrana semipermeável também pode ser utilizada para a purificação de gases, como o gás natural. Na extração em poços de alta pressão, o gás natural é retirado junto com o gás carbônico e outras impurezas. A membrana semipermeável pode filtrar essas impurezas.

"Podemos separar o gás natural do gás carbônico, por exemplo. Isso ocorre porque eles têm permeabilidades diferentes pela membrana. É um jeito simples e com custo baixo de filtrar e enriquecer o gás natural," acrescentou o pesquisador.

Outras vantagens da nova membrana, apontadas por Demets, incluem o baixo custo de fabricação, o fato de ela ser lavável e, portanto, reciclável, apresentar resistência a produtos químicos e ser flexível.

A tecnologia já teve o seu processo de patente realizado pela Agência USP de Inovação e está disponível para licenciamento.