Investigadores da Universidade de Aveiro inventam “chá” para descontaminar águas

Um grupo de investigadores da Universidade de Aveiro descobriu que o óxido de grafeno pode ser usado para descontaminar água com metais pesados. Esta solução é apresentada em saquinhos, como se fosse um chá, não para infusão e consumo humano, mas neste caso para resolver um problema ambiental que afecta os sistemas aquáticos do planeta.

O êxito da apresentação do estudo no recente congresso internacional Graphene Week 2015, que decorreu em Manchester de 23 a 26 de Junho, e a atenção que este mereceu da Royal Society of Chemistry, uma importante organização científica mundial dedicada à Química, antecipam a solução que os saquinhos de óxido de grafeno da UA prometem dar ao problema global das águas contaminadas por metais pesados.

Os estudos realizados pelos investigadores do Departamento de Engenharia Mecânica (DEM) e do Departamento de Química (DQ) da universidade demonstraram que, com apenas 10 miligramas de óxido de grafeno por cada litro de água contaminada com 50 microgramas de mercúrio por litro de água, foi possível, ao fim de 24 horas, remover cerca de 95 por cento desse metal altamente perigoso para o sistema nervoso central.

“É que nem os mais avançados e caros processos de descontaminação conseguem taxas de remoção quase totais como esta infusão”, informa a universidade.

Recorde-se que a política europeia da água obriga “à total cessação de descargas industriais contendo mercúrio até 2021”. Anteriormente os efluentes industriais poderiam conter 50 partes por bilião de mercúrio. Em relação às águas de consumo humano o limite é de uma parte por bilião.

“Não existe no mercado um produto que apresente as caraterísticas deste”, garante Paula Marques, investigadora do DEM. A coordenadora da equipa que desenvolveu os saquinhos, um produto patenteado e que já suscitou o interesse de algumas empresas nacionais, lembra que “foi já efectuada uma experiência comparativa com carvão activado, o material mais comummente usado para este tipo de aplicações, tendo o óxido de grafeno mostrado uma eficiência muito superior”.

A equipa da universidade, que além de Paula Marques, inclui Gil Gonçalves e Mercedes Vila, do DEM, e Bruno Henriques e Maria Eduarda Pereira do DQ, revela que a principal vantagem deste sistema, além da elevada eficiência na remoção da água de metais que colocam em risco a saúde humana, reside na facilidade de síntese e no baixo custo de produção.

O sistema permite também a respectiva aplicação em locais que não possuam infra-estruturas específicas para descontaminar águas contaminadas com metais. “Basta colocar os saquinhos e retirá-los puxando pelo fio quando a limpeza estiver concluída”, sublinha a universidade.

A ideia dos saquinhos de chá surgiu como forma simples, barata e eficaz para suportar a espuma de óxido de grafeno, explica Paula Marques. A necessidade do suporte em saquinhos destina-se ainda a facilitar o processo de introdução e remoção do produto na água a descontaminar, evitando simultaneamente a dispersão de partículas de óxido de grafeno durante o processo.

A eficácia da espuma de óxido de grafeno prende-se com a "capacidade de adsorção [adesão de constituintes de um fluído a uma superfície sólida] devido à sua enorme área superficial potenciada por ser um material muito poroso”.

O interesse da equipa de investigação é colocar, dentro dos poros, moléculas que tenham elevada afinidade para captar elementos potencialmente tóxicos. “A procura por água potável de boa qualidade tem vindo a aumentar, enquanto grandes quantidades de efluentes contendo diferentes contaminantes são constantemente descarregados nos sistemas aquáticos, causando a sua deterioração”, lembra a investigadora.

O óxido de grafeno, considerado por muitos cientistas como parente pobre do grafeno, é obtido a partir da exfoliação química da grafite e pode ser produzido em grande escala. Como possui na sua superfície ‘defeitos’ estruturais, tais como grupos funcionais com oxigénio, estes permitem aos químicos explorar este derivado do grafeno em inúmeras aplicações.