TECNOLOGIA
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AUTOPURIFICAÇÃO:
TECNOLOGIA
SUSTENTÁVEL
O uso desta tecnologia – empregando argila e zeólitas naturais*
do México – permite remover o flúor e o arsênico das águas
contaminadas, tornando-a apta para uso
e consumo humano.
Por DR. MIGUEL ÁNGEL HERNÁNDEZ,
ENG. RODOLFO PÉREZ GARCÍA e ENG. ADRIANA COYOTL
Departamento de Pesquisas em Zeólitas, Instituto de Ciências.
Faculdade de Engenharia Química. Universidade Autônoma de Puebla (México)
E
ntre os problemas ambientais que ameaçam a humanidade no século XXI, a falta de água doce ocupa o ranking
da lista. A isto, devem-se somar situações como aquecimento global, destruição das florestas tropicais e excessiva
pesca oceânica. A Organização das Nações Unidas (ONU) declarou
que 2,7 bilhões de pessoas podem sofrer uma grave falta d’água
até 2025, caso o consumo se mantenha nos níveis atuais.
Diante deste cenário, pesquisadores e acadêmicos podem ficar
de braços cruzados ou propor novidades que ajudem a melhorar
tal situação. É preciso conhecer os elementos importantes que o
cenário apresenta: crescimento acelerado da população mundial
(mais de 6 bilhões atualmente e próximo dos 9 bilhões de pessoas
em estimativas para 2050) e aproveitamento de apenas 1% do
total da água para consumo, irrigação e usos industriais.
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Em todo o planeta, diferentes grupo e empresas
trabalham para resolver o complexo problema
hídrico; alguns revivendo técnicas ancestrais e outros
aplicando tecnologías do século XXI.
Desta forma, o Departamento de Pesquisas em Zeólitas, do Instituto de Ciências da Universidade Autônoma de Puebla (México)
tomou consciência de que, em todo o planeta, diversos grupos e
empresas trabalham para resolver o complexo problema hídrico.
Alguns revivendo técnicas ancestrais e outros, aplicando tecnologias do século XXI. Mas todos com o objetivo de aproveitar,
com máxima eficiência, cada gota d’água e convictos de aplicar
soluções locais e incentivos econômicos em suas campanhas de
conservação.
O desperdício de água doce no planeta é inquestionável, especialmente na agricultura, que representa 70% de seu uso. É preciso aproveitar a água de maneira eficiente, pois, à medida que a
população mundial cresce e aumenta a demanda de alimentos, a
irrigação não controlada impõe uma séria ameaça aos rios, manguezais e lagos.
As águas subterrâneas cumprem um papel importante em vários
casos e são vitais para o fornecimento de água potável para muitas
regiões urbanas e rurais do mundo. No México, o abastecimento
sociedade/águas subterrâneas é fundamental. Em alguns locais as
pessoas consomem permanentemente água contaminada com arsênico (As) e flúor (F), em níveis capazes de colocar em risco a
saúde delas. Ambos são elementos permanentes nos solos, nas
rochas, águas naturais e organismos vivos. Sua mobilidade no
ambiente se deve tanto a processos naturais como a atividades
humanas. As concentrações destes elementos nas águas subterrâneas apresentam níveis superiores aos estabelecidos pelos órgãos
internacionais. Sabe-se que a toxicidade de tais elementos é tal,
que são capazes de causar danos à saúde quando ingeridos, por
exemplo, através da água. A Organização Mundial da Saúde (OMS)
classificou os elementos arsênico e flúor como substâncias cancerígenas e seus valores padrões - estabelecidos pela OMS – sofreram
redução de 0,05 para 0,01 mg/L para o arsênico e de 1,5 mg/L para
o flúor. No México, a concentração de arsênico e flúor estabelecida
como máxima permitida, desde 2005, é de 0,025 mg/L e 1,5 mg/L,
respectivamente.
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UMA RESPOSTA
São desenvolvidos diferentes tratamentos para remover o arsênico e o flúor presentes nas águas para uso e consumo humano,
para os quais se empregam sólidos porosos: argilas e zeólitas.
Os sólidos porosos são, atualmente, de interesse tecnológico e
científico por conta de sua qualidade de interatuar com átomos,
íons e moléculas, não apenas em sua superfície como também
em seu interior.
A peculiar ordem estrutural destes sólidos porosos lhes confere
grande utilidade como agentes de intercambio iônico, peneiras
moleculares ou catalisadores. Além disso, por seu baixo custo
financeiro, são empregados em campos tão importantes como o
da descontaminação do meio ambiente, em forma de materiais
purificadores de água e ar.
Os sólidos porosos que estão sendo aplicados atualmente nesta
pesquisa são provenientes de diferentes fontes localizadas em
nossa região do Estado de Puebla, México.
O objetivo principal desta investigação consiste em obter água
de melhor qualidade para uso e consumo humano, aplicando
materiais de procedência natural que gerem resultados satisfatórios e com baixo custo, ou seja, desenvolver um método
purificador com tecnologias sustentáveis.
DESIGN E IMPLEMENTAÇÃO DOS PROTÓTIPOS
Com base nos resultados da etapa anterior, será possível desenhar um protótipo para o tratamento das águas nos poços de regiões que apresentem problemas de contaminação com arsênico
e flúor. Prevê-se que este protótipo baseará seu funcionamento
na capacidade das zeólitas naturais e sintéticas de realizarem intercambio iônico e retenção de metais pesados, sendo este um
eficiente método para tratar águas contaminadas. Será projetada
uma planta piloto adequada de tratamento, onde será selecionado o comportamento hidrodinâmico mais apropriado, bem
como as dimensões e capacidades necessárias.
Além disso, prevê-se o planejamento de novas estratégias de controle, capazes de garantir o bom funcionamento do protótipo em
diversas condições de operação: sobrecargas ou diminuição de
substratos de entrada e níveis de pH, entre outras.
As metodologias adequadas para verificar o cumprimento da
norma oficial mexicana - relacionada com a qualidade hídrica
para uso e consumo humano - serão estabelecidas por questões
práticas. O protótipo será desenhado em laboratório. No final do
projeto, serão realizadas algumas provas sob situações reais nos
poços selecionados previamente.
DIAGRAMA DE PLANTA ZEOLÍTICA
Para se compreender este mecanismo, é possível observar as etapas
desenvolvidas a partir de uma fonte de água contaminada com arsênico e
flúor até chegar a fase de água limpa, própria para consumo e usos agrícolas
e industriais.
ADIÇÃO
DE CLORO
H2O
ÁGUA TRATADA
E DESINFETADA
Sistema de dosagem de reagentes
DEPÓSITO DE ÁGUA CORRENTE
(RIOS, LAGOS, LAGOAS E REPRESAS)
Sistema de floculação – sedimentação
Bomba de ¼ de HP
Filtro zeolítico
Filtro de carvão ativado
*Zeólitas - conjunto de minerais de estrutura porosa, basicamente formados por alumínio e silício (aluminiosilicato), hidratados de metais
alcalinos e alcalinoterrosos.
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