Filtro revolucionário remove 'químicos eternos' 100 vezes mais rápido que o carvão.

Uma equipa internacional de cientistas encontrou uma forma recordista de retirar da água contaminada uma classe de “químicos eternos” altamente nocivos.

Segundo o autor principal, o engenheiro Youngkun Chung, da Universidade Rice (EUA), a nova técnica de filtração consegue remover grandes quantidades de substâncias perfluoroalquiladas e polifluoroalquiladas (PFAS) cerca de 100 vezes mais rápido do que filtros comerciais de carvão ativado.

O que são PFAS e por que são um problema

Os PFAS são compostos sintéticos usados para proteger superfícies contra água, fogo e gordura. Produzidos desde a década de 1940, aparecem numa enorme variedade de produtos do dia a dia, como:

• capas de chuva;
• estofados;
• panelas antiaderentes;
• embalagens de alimentos;
• espumas de combate a incêndio;
• entre muitos outros.

A durabilidade desses compostos não é exagero: a ligação carbono–flúor que sustenta a estrutura dessas moléculas é tão resistente que se estima que os PFAS possam levar milhares de anos para se degradar.

Com isso, eles já foram detetados na água, no solo, no ar e no corpo humano. A preocupação aumenta porque pelo menos dois desses “químicos eternos” - PFOA e PFOS - estão associados a cancro, doenças cardiovasculares, problemas de fertilidade e defeitos congénitos.

Além disso, existem mais de 12.000 outras variantes ainda em circulação, com impactos na saúde em grande parte desconhecidos.

Limitações das estratégias atuais de limpeza

Governos e empresas têm tentado enfrentar a contaminação por PFAS, mas as tecnologias usadas hoje tendem a ser lentas e, em alguns casos, podem gerar resíduos secundários - isto é, novos materiais contaminados que também exigem destino e tratamento adequados.

Filtração de PFAS com hidróxido duplo lamelar (HDL): a técnica que bateu recordes

A abordagem apresentada pelo grupo baseia-se num material chamado hidróxido duplo lamelar (HDL), formulado com cobre e alumínio, além de nitrato.

De acordo com Chung, esse composto HDL:

• capturou PFAS mais de 1.000 vezes melhor do que outros materiais testados;
• atuou com velocidade muito elevada, removendo grandes quantidades em minutos - aproximadamente 100 vezes mais rápido do que filtros comerciais de carvão ativado.

O desempenho está ligado à estrutura singular do material: camadas de cobre e alumínio apresentam um ligeiro desequilíbrio de carga, o que favorece a atração de moléculas de PFOA, que acabam por se ligar fortemente ao filtro.

Regeneração do material e destruição do PFOA

Quando o material adsorvente ficou saturado com PFOA, a equipa aplicou um processo para permitir a reutilização do HDL: o material foi aquecido e recebeu carbonato de cálcio. Essa etapa “limpa” o HDL para que ele possa ser usado novamente e, ao mesmo tempo, remove do PFOA a sua estrutura fluorada, o que na prática leva à sua destruição.

O engenheiro Michael Wong, também da Universidade Rice, afirmou ao jornal britânico O Guardião que o material remanescente - uma combinação de flúor e cálcio - pode ser enviado para aterro de forma segura.

Wong destacou ainda o potencial da tecnologia baseada em HDL para mudar, num futuro próximo, a maneira como fontes de água contaminadas por PFAS são tratadas.

Resultados em laboratório e próximos passos

Apesar de a tecnologia ainda estar em fase inicial, os testes laboratoriais já indicaram um desempenho muito promissor, sobretudo para PFOA. O filtro funcionou em experiências com água contaminada por PFAS proveniente de:

• rios;
• torneiras;
• estações de tratamento de esgoto.

Os investigadores esperam que, no futuro, esse tipo de filtro possa ser incorporado com facilidade em sistemas de tratamento de água potável e de águas residuais, ampliando a capacidade de remover PFAS em escala.

O que esta inovação pode significar na prática

Se o método mantiver a eficácia fora do laboratório, ele pode ajudar a acelerar programas de descontaminação, reduzindo o tempo necessário para baixar concentrações de PFAS em mananciais e redes de abastecimento. A possibilidade de regenerar o material também é relevante para diminuir custos e evitar o simples “transporte do problema” para outro resíduo, algo comum quando a remoção é feita sem destruição do contaminante.

Outro ponto crítico será validar o desempenho do HDL diante de misturas reais com muitos PFAS diferentes (incluindo as milhares de variantes no mercado), além de avaliar como o material lida com interferentes comuns na água, como matéria orgânica e sais, fatores que muitas vezes alteram a eficiência de adsorção em aplicações industriais e municipais.

A investigação foi publicada na revista Materiais Avançados.