Uma pesquisa inovadora realizada por Roberto Bentes de Carvalho, membro do Laboratório de Processos por Separação de Membranas da COPPE/UFRJ, obtém membrana de fibra oca utilizada na dessanilização da água quase pronta para ser colocada no mercado. Tal membrana é obtida através de um processo mais ágil e viável que elimina uma das etapas de produção atual, proporcionando economia de tempo e diminuindo a probabilidade de erros em sua fabricação. A tecnologia desenvolvida é 100% nacional, o que possibilita ao país em médio prazo ser responsável por sua produção.
A tese de Doutorado “Projeto de desenvolvimento de fibras ocas para osmose inversa e nanofiltração: Perspectivas de nacionalização da tecnologia” colocou Roberto no primeiro lugar do Prêmio Nacional de Pós-graduação da Associação Brasileira de Engenharia Química (ABEQ) e BRASKEN.
Seu trabalho gira em torno da síntese de membranas para nanofiltração e osmose inversa. O carro chefe é a técnica utilizada que possibilita o preparo dessas em uma única etapa. Atualmente, seu processo é desenvolvido em duas etapas: o processamento de sua camada porosa e a deposição sobre essa de uma camada seletiva responsável pela retenção de sais.
A nova técnica propõe a utilização da membrana de osmose inversa que é feita através de uma de micro-filtração coberta com uma camada seletiva. Essa membrana de micro-filtração foi fruto de uma tese de Doutorado que estava há 16 anos na prateleira da UFRJ. Atualmente a responsável por sua comercialização é a Pan Membranas, empresa iniciada pelo programa de incubadora realizado pela COPPE.
Para pesquisador a faculdade deve exercer função social. “O que é desenvolvido na faculdade deve ser retornado para a sociedade, não ser encaminhado para a prateleira”, opinou.
Essa técnica é fruto de material de pesquisa iniciado pelo Laboratório de Engenharia Química, na década de 70, como forma de combate ao problema energético oriundo da crise do petróleo. Em acordo com a Petrobrás, que viabilizará e otimizará a produção de tal membrana de forma que ela atenda às exigências do mercado, a descoberta será patenteada dividindo os royalties meio a meio entre empresa e universidade.
Roberto afirmou ser característica ideal da camada seletiva o fato de essa ser densa, ultra-fina e isenta de defeitos. E isso se deve a junção da substância polimérica progenitora da micro-filtração com a da membrana da osmose inversa.
A aplicação dessa pesquisa pode ser obtida na dessanilização da água salobra e do mar, assim como na extração de petróleo. Segundo Roberto, as plataformas de petróleo possuem unidade de nanofiltração que retêm o sulfato presente na água. “Se eu pegar água do mar e, ao extrair o petróleo, fizer injeção, o sulfato presente na água do mar vai precipitar em toda tubulação. Porém, com a utilização de membranas de nanofiltração, há a retenção do sulfato e a passagem de água isenta do mesmo. A nanofiltração, então, é o fator que condiciona a injeção”, exemplificou.
O processo de nanofiltração, por exemplo, retém sais bivalentes e permeia a água. Já a osmose inversa, retém até mesmo os sais monovalentes. Isso ocorre devido ao tamanho dos poros de sua camada seletiva. Quanto menor o poro, maior a retenção de moléculas menores. Pode ser utilizada para dessanilização de água salobra e do mar, além do reuso de influentes proporcionando água de excelente qualidade.
“Se pegarmos uma água com tudo o que é sujeira possível, a micro-filtração vai tirar os grosseiros, a água turva vai ficar cristalina, mas tudo o que é solúvel continuará lá dentro, a ultrafiltração vai tirar algumas coisas solúveis, realiza uma retenção maior relacionada aos vírus, às proteínas; chega na nanofiltração, os sais bivalentes ficarão retidos, os monovalentes serão permeados. A barreira final é a osmose inversa, a parte solúvel fica retida e permeia só a água”, disse o membro da Pam Membranas, primeira empresa de membranas da América Latina.
Áreas afetadas por derrame de óleo proveniente da extração de petróleo como Fazenda Belém, localizada em Aracati, no sul do Ceará, podem ser recuperadas com essa técnica. A Petrobrás, por exemplo, após multas recebidas por vazamento de óleo nessa região, viabiliza projeto de irrigação de plantação de mamonas que favoreceria a produção de biodiesel, gerando um ciclo bio-sustentável. Seria utilizado práticas de micro-filtração e osmose inversa para a contenção de óleo e sal, respectivamente.
Pesquisador afirmou que um dos maiores custos da osmose inversa não é o equipamento em si, é o pré-tratamento que se faz na água para torná-la possível de ser utilizada no processo de osmose inversa.
No entanto, com a utilização dessa geometria da membrana do tipo oca- existem também as planas e espirais- não haverá necessidade de se utilizar a parte de material suspenso, ela será tolerante a ele. Outra vantagem está na área de filtração. No mesmo espaço de elemento filtrante consegue-se colocar muito mais área desse tipo de membrana oca, do que da plana, fazendo com que os equipamentos fiquem mais compactos.
– A utilização da fibra oca promoveria barateamento do elemento filtrante. As planas exigem suportes para o agüento da pressão. A oca, devido a sua geometria é auto-suportada, agüenta qualquer pressão se for presa pelas pontas – explicou Roberto.
Hoje em dia, a estrutura da membrana encontrada no mercado segue um padrão, sendo plana com módulos filtrantes espirais. No entanto, a Pam Membrana desenvolveu um tipo de membrana adaptável aos elementos filtrantes de fibra oca, que tem condição de serem efetivada como produto. A parceria com a Petrobrás visa otimizá-lo e testá-lo.
A empresa realiza também outras aplicações de micro-filtração, como a clarificação de vinhos e cervejas, utilizada pela indústria de bebidas; a purificação bacteriológica de meios de cultura e injeção de soro, muito utilizados pela Biotecnologia e Farmácia; além de processos de purificação do ar, com eficiência em sua pureza, sendo isento de bactérias, o que é essencial nos centros cirúrgicos e UTIs.