p Os engenheiros do MIT desenvolveram uma nova abordagem para remover chumbo ou outros contaminantes de metais pesados ​​da água, em um processo que eles dizem ser muito mais eficiente em termos de energia do que qualquer outro sistema usado atualmente, embora existam outros em desenvolvimento que chegam perto. Em última análise, pode ser usado para tratar o abastecimento de água contaminada com chumbo em casa, ou para tratar água contaminada de alguns processos químicos ou industriais. p O novo sistema é o mais recente em uma série de aplicativos com base nas descobertas iniciais de seis anos atrás por membros da mesma equipe de pesquisa, inicialmente desenvolvido para dessalinização de água do mar ou água salobra, e mais tarde adaptado para remover compostos radioativos da água de resfriamento de usinas nucleares. A nova versão é o primeiro método que pode ser aplicável para o tratamento de abastecimento de água doméstico, bem como usos industriais.

p Os resultados são publicados hoje na revista. Ciência e Tecnologia Ambiental -Água, em um artigo de alunos de pós-graduação do MIT Huanhuan Tian, Mohammad Alkhadra, e Kameron Conforti, e professor de engenharia química Martin Bazant.

p "É notoriamente difícil remover o metal pesado tóxico que é persistente e está presente em muitas fontes de água diferentes, "Alkhadra diz." Obviamente, existem métodos concorrentes hoje que fazem essa função, portanto, é uma questão de qual método pode fazer isso com custo mais baixo e mais confiável. "

p O maior desafio na tentativa de remover o chumbo é que ele geralmente está presente em concentrações tão pequenas, amplamente excedido por outros elementos ou compostos. Por exemplo, o sódio está normalmente presente na água potável a uma concentração de dezenas de partes por milhão, enquanto o chumbo pode ser altamente tóxico em apenas algumas partes por bilhão. A maioria dos processos existentes, como osmose reversa ou destilação, remova tudo de uma vez, Alkhadra explica. Isso não só consome muito mais energia do que seria necessário para uma remoção seletiva, mas é contraproducente, pois pequenas quantidades de elementos como sódio e magnésio são realmente essenciais para uma água potável saudável.

p A nova abordagem é usar um processo chamado eletrodiálise de choque, em que um campo elétrico é usado para produzir uma onda de choque dentro de uma tubulação que transporta a água contaminada. A onda de choque separa o líquido em dois fluxos, puxando seletivamente certos átomos eletricamente carregados, ou íons, em direção a um lado do fluxo, ajustando as propriedades da onda de choque para corresponder aos íons alvo, enquanto deixa um fluxo de água relativamente pura do outro lado. A corrente que contém os íons de chumbo concentrados pode então ser facilmente separada usando uma barreira mecânica no tubo.

p Em princípio, "isso torna o processo muito mais barato, "Bazant diz, "porque a energia elétrica que você está colocando para fazer a separação está realmente indo atrás da meta de alto valor, qual é a liderança. Você não está desperdiçando muita energia removendo o sódio. "Como o chumbo está presente em uma concentração muito baixa, "não há muita corrente envolvida na remoção desses íons, portanto, essa pode ser uma maneira muito econômica. "

p O processo ainda tem suas limitações, como só foi demonstrado em pequena escala de laboratório e em taxas de fluxo bastante lentas. Ampliar o processo para torná-lo prático para uso doméstico exigirá mais pesquisas, e os usos industriais em larga escala levarão ainda mais tempo. Mas pode ser prático dentro de alguns anos para alguns sistemas baseados em casa, Bazant diz.

p Por exemplo, uma casa cujo abastecimento de água está fortemente contaminado com chumbo pode ter um sistema no porão que processa lentamente um fluxo de água, encher um tanque com água sem chumbo para ser usada para beber e cozinhar, deixando a maior parte da água sem tratamento para usos como descarga de vasos sanitários ou regar a grama. Esses usos podem ser apropriados como uma medida provisória para lugares como Flint, Michigan, onde a água, principalmente contaminado pelos tubos de distribuição, levará muitos anos para remediar por meio de substituições de tubos.

p O processo também pode ser adaptado para alguns usos industriais, como a limpeza de água produzida em operações de mineração ou perfuração, para que a água tratada possa ser descartada ou reutilizada com segurança. E em alguns casos, isso também poderia fornecer uma maneira de recuperar metais que contaminam a água, mas poderia realmente ser um produto valioso se eles fossem separados; por exemplo, alguns desses minerais podem ser usados ​​para processar semicondutores ou produtos farmacêuticos ou outros produtos de alta tecnologia, dizem os pesquisadores.

p Comparações diretas da economia de tal sistema versus métodos existentes são difíceis, Bazant diz, porque em sistemas de filtração, por exemplo, os custos são principalmente para substituir os materiais do filtro, que rapidamente entopem e se tornam inutilizáveis, Considerando que, neste sistema, os custos são principalmente para a entrada de energia contínua, que é muito pequeno. Neste ponto, o sistema de eletrodiálise de choque foi operado por várias semanas, mas é muito cedo para estimar a longevidade do mundo real de tal sistema, ele diz.

p O desenvolvimento do processo em um produto comercial escalável levará algum tempo, mas "mostramos como isso poderia ser feito, do ponto de vista técnico, "Bazant diz." O principal problema seria no lado econômico, ", acrescenta. Isso inclui descobrir os aplicativos mais adequados e desenvolver configurações específicas que atendam a esses usos." Temos uma ideia razoável de como escalar isso. Portanto, é uma questão de ter os recursos, "que pode ser uma função para uma empresa iniciante, em vez de um laboratório de pesquisa acadêmica, ele adiciona.

p "Acho que este é um resultado empolgante, " ele diz, "porque mostra que realmente podemos lidar com essa importante aplicação" de limpar o chumbo da água potável. Por exemplo, ele diz, existem lugares agora que realizam a dessalinização da água do mar usando osmose reversa, mas eles têm que executar esse processo caro duas vezes seguidas, primeiro para tirar o sal, e, em seguida, novamente para remover os contaminantes de baixo nível, mas altamente tóxicos, como o chumbo. Este novo processo pode ser usado em vez da segunda rodada de osmose reversa, com um gasto de energia muito menor. p Esta história foi republicada por cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisas do MIT, inovação e ensino.