Pesquisadores do Instituto de Química (IQ) da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) desenvolveram dois reatores eletroquímicos inovadores que unem tecnologias fotocatalisadoras e energia solar para promover a descontaminação da água de forma sustentável. As tecnologias, já patenteadas com o apoio da Agência de Inovação Inova Unicamp, também permitem a conversão de gás carbônico em etanol, contribuindo simultaneamente para o tratamento de efluentes e a mitigação das emissões de gases do efeito estufa.
A descontaminação da água é um processo essencial para o consumo humano e para a devolução segura de efluentes ao meio ambiente após processos industriais. Métodos tradicionais como cloração, ozonização, raios ultravioleta e filtragem por carvão ativado são amplamente utilizados, assim como tecnologias mais recentes, como os fotocatalisadores e sistemas eletroquímicos. A inovação proposta pelos pesquisadores da Unicamp, liderados pela professora Cláudia Longo, integra esses dois últimos conceitos e se destaca pelo uso exclusivo de energia solar como fonte elétrica.
O primeiro reator desenvolvido utiliza um fotocatalisador posicionado no ânodo e é conectado a uma célula solar. Sob exposição à luz, o dispositivo conseguiu remover contaminantes como fármacos, detergentes e corantes da água. Posteriormente, a equipe avançou na tecnologia ao criar um segundo reator, que incorporou um eletrodo semicondutor de difusão de gás como cátodo. Este novo componente é capaz de gerar água oxigenada, um agente altamente eficiente para eliminar poluentes. Além disso, o reator permite a produção de etanol a partir da conversão do CO₂, utilizando como fotocatalisador um óxido complexo selecionado.
Os dois reatores demonstraram potencial para uso direto no tratamento de efluentes industriais e residenciais, reduzindo o lançamento de poluentes em corpos hídricos. Também podem ser aplicados por indústrias que emitem CO₂, ao serem acoplados a chaminés, promovendo a captação do gás antes de sua liberação na atmosfera. Essa funcionalidade reduz a pegada de carbono das operações industriais e ainda possibilita a geração de etanol, combustível amplamente utilizado no Brasil.
A adoção de energia solar como fonte para o funcionamento dos reatores é outro diferencial significativo. De acordo com a professora Longo, a inclusão de uma célula solar para alimentar o sistema eletroquímico representou uma novidade no início das pesquisas. A partir de 2009, com a comprovação da eficiência da primeira versão do reator na remoção de contaminantes orgânicos dissolvidos, foi iniciado o processo de patenteamento com a Inova Unicamp.
Nos anos seguintes, a equipe concentrou esforços na melhoria da eficiência da tecnologia. A principal evolução foi a adição de um eletrodo de difusão de gás com superfície porosa, semelhante a uma esponja, também recoberto por fotocatalisadores. Essa configuração tornou o dispositivo mais eficiente, pois agora tanto o ânodo quanto o cátodo são ativados pela luz solar e participam das reações químicas. A depender do semicondutor escolhido, é possível obter diferentes reações químicas no processo, conferindo versatilidade ao reator.
Além da eficiência aprimorada, os procedimentos eletroquímicos utilizados dispensam o uso de reagentes químicos comuns em outros métodos de purificação da água, como os produtos à base de cloro, que podem ser custosos, difíceis de armazenar e gerar resíduos prejudiciais. Com isso, os reatores da Unicamp apresentam-se como alternativas viáveis e sustentáveis para o tratamento de água e a redução de emissões industriais, combinando inovação tecnológica com compromisso ambiental.
As patentes das tecnologias estão disponíveis para licenciamento por empresas ou instituições interessadas em levar a inovação ao mercado e ampliar seu uso em larga escala. O potencial de aplicação abrange desde unidades de tratamento de efluentes até setores industriais que buscam alternativas para reduzir suas emissões de carbono e aumentar sua eficiência energética.
Da redação do Jornal Panorama
Com informações e imagem: Unicamp
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