CO2 limpa água sem precisar de
filtro
As partículas de sujeira -
sejam biológicas ou inorgânicas - são atraídas para um lado da corrente
(verde), deixando a água limpa sair por outro (azul). [Imagem: Stone et al.]
Filtragem gasosa
É uma autêntica filtragem sem
filtro: partículas contaminantes são retiradas da água usando apenas dióxido de
carbono (CO2).
O gás muda a química da água,
fazendo com que as partículas se movam para um lado do fluxo, dependendo da sua
carga química - fundamentalmente é a mesma "tecnologia" que dá um
sabor aos refrigerantes gaseificados, tornando-os um pouco mais ácidos.
Com a sujeira de um lado só,
basta subdividir o fluxo de água, coletando a parte limpa e eventualmente
recirculando a parte suja, até limpar tudo.
"Você pode usar isso para
limpar a água de uma lagoa ou rio, que tem bactérias e partículas de
sujeira," disse Sangwoo Shin, da Universidade do Havaí.
Filtragem com CO2
O sistema, ainda em escala de
laboratório, removeu partículas três ordens de magnitude (1.000 vezes) mais
eficientemente do que os sistemas convencionais de microfiltração.
A técnica também consome pouca
energia e é simples, sendo os cilindros de dióxido de carbono engarrafados e a
bomba responsável pelo fluxo as únicas partes móveis - não há nenhum filtro
físico ou membrana que possa entupir ou exigir substituição periódica.
Em termos químicos, a acidez
significa que, quando o CO2 se dissolve na água, ele cria partículas
carregadas, ou íons. Um desses íons, um átomo de hidrogênio carregado
positivamente, se move muito rapidamente através da solução. Outro, uma
molécula de bicarbonato carregada negativamente, se move mais lentamente. O
movimento dos íons através da água cria um campo elétrico sutil, mas suficiente
para atrair partículas presentes na solução - que têm cargas negativas ou
positivas próprias - para um lado da corrente de água.
Como a maioria dos
contaminantes têm alguma carga superficial, o campo elétrico é uma maneira
eficaz de manipulá-los na água.
Escalonamento
Shin agora está trabalhando
para dimensionar o sistema para uso em usinas de tratamento de água. Segundo
ele, toda a ciência básica funciona, mas será necessário um pouco mais de
engenharia para criar um filtro de dióxido de carbono de dimensões industriais.
"No Havaí, temos um
problema de água doce. Esperamos escalonar o dispositivo para ajudar a resolvê-lo,"
afirmou.
E, se resolver o problema do
Havaí, poderá resolver a questão da água em qualquer outro lugar.
Bibliografia:
Membraneless water filtration using CO2
Sangwoo Shin, Orest Shardt, Patrick B. Warren, Howard
A. Stone
Nature Communications
Vol.: 8, Article number: 15181
DOI: 10.1038/ncomms15181
Imagem: Stone et al.
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