7º Encontro Nacional de Tecnologia Química
Realizado em Vitória/ES, de 17 a 19 de Setembro de 2014.
ISBN: 978-85-85905-08-8

TÍTULO: Sistema de Purificação de Água através de um reator de esponja de níquel e fibra de carbono submetidos a uma corrente elétrica

AUTORES: Neto, M.F.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE) ; Freitas, J.P. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE) ; Medeiros, M.R. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE) ; Silva, R.R.F. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE) ; Moura, S.R.P. (UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA) ; França, K.B. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE)

RESUMO: Com a demanda crescente de água potável em diversas partes do planeta e com o alto índice de poluição gerado pelo o processo de urbanização contamina cada vez mais os mananciais que sevem de abastecimento para as populações. Diante de tal problemática surge a necessidade de alternativas mais baratas e eficientes para o tratamento dessa água. A nanotecnologia vem com uma promissora alternativa para esse problema. A presente pesquisa propõe construção de um nanofiltro a base de uma nanoestrutura de níquel e fibras de carbonos submetida a um campo elétrico de baixa intensidade através de uma fonte elétrica. A metodologia utilizada será através de coleta de amostras significativas, analises e verificação dos dados obtidos com as da literatura pela técnica enzimática de substrato definido.

PALAVRAS CHAVES: Água; Nanotecnologia; Organismos Patogênicos

INTRODUÇÃO: Assim pesquisas feitas na elaboração de nanofiltros elétricos a base de nanofios de metais nobres mostram uma elevada eficiência na remoção de organismos patogênicos em que ocorre a destruição desses organismos sem a retenção dos mesmos no filtro, aliado a um baixo tempo de passagem fazem com que seja mais rápido e limpo em relação aos filtros convencionais dando um novo caminho ao tratamento de água ao em vez do método convencional que utiliza o cloro como agente patogênico. A presente pesquisa baseia-se na elaboração de Filtros nanoestruturados a base de Níquel (esponja) e fibra de carbono submetida a uma diferença de potencial elétrico que tem como objetivo a remoção de organismos patogênicos como: Escherichia coli e Vibrio cholerae encontrado em águas sem tratamento. Com a elaboração desses filtros tornará o tratamento da água de maneira rápida e eficaz. Este trabalho foi realizado na Universidade Federal de Campina Grande (UFCG), através do Laboratório de Referência em Dessalinização (LABDES) e sob a orientação do Prof. Kepler Borges França (Ph. D), da Unidade Acadêmica de Engenharia Química (UAEQ).

MATERIAL E MÉTODOS: Este projeto foi desenvolvido no Laboratório de Referência em Dessalinização da Universidade Federal de Campina Grande (LABDES/CCT/UFCG) e avaliará as composições biológicas da água que atravessará um sistema de nanofiltragem assim dando uma alternativa mais rápida e limpa ao processo de purificação de água. O sistema de avaliação é descrito abaixo. I. Inicialmente utilizaremos água deionizada o parâmetro de filtragem posteriormente coletará água de locais ainda não definidos e analisados os aspectos físico-químicos e bacteriológicos do mesmo; II. A corrente de água entrará no sistema em meio turbulento e onde passará por uma esponja de nanofios de Níquel e fibra de carbono que funcionarão como eletrodos dispostos em uma malha de algodão. Este sistema será ativado através da ação de um campo elétrico que irá interagir com os eletrodos de Níquel e fibra de carbono, fazendo com que uma diferença de potencial seja gerada e possa eliminar bactérias e outros micro-organismos patógenos da água sem que estes sejam armazenados no filtro; III. A água recém-saído do sistema será analisada novamente os aspectos físico-químicos e bacteriológicos para comprova a eficácia do sistema; Para determinação de coliformes totais e Escherichia coli foi utilizada à técnica enzimática de substrato definido. A mesma baseia-se na ação de enzimas produzidas pelos coliformes, através da alteração de cor e pelo aparecimento de fluorescência sem necessidade de testes confirmativos Este método é específico para microorganismos alvo sendo rápido e eficaz. A quantificação foi realizada utilizando Cartela Quanti-Tray 2000 para quantificação de Coliformes totais e E. coli após incubação por 24hs a 35 oC. Partindo dos dados obtidos com o equipamento o sistema pode sofre mudanças na estrutura.

RESULTADOS E DISCUSSÃO: As análises feitas com água destilada contento apenas (NaCl) foram feitas afim de elabora um perfil base do comportamento do campo elétrico em diferentes concentrações de sais, feito isso passamos a analisar o compartimento e eficácia do nanofiltro com água contaminada proveniente do efluente das descargas de sanitário dos banheiros da instituição de ensino (UFCG). Os resultados das análises microbiológica confirmam a ausência de ecolli que inicialmente era de 2,022 x 10³ de coliformes totais e de 1,659 x 10³ coliformes fecais para 0 tanto em coliformes totais como fecais. Os resultados também nos mostra uma diminuição na voltagem requerida em relação ao teste com água contaminada sem a passagem pelo nanofiltro. O mesmo se mostra eficiente para a remoção de contaminantes biológicos em águas para consumo humano.

Comportamento do campo elétrico

Gráfico do comportamento do campo elétrico para diferentes concentrações de sais (NaCl) com baixa corrente 0,05 (A) a 0,5 (A).

Redução de tensão de trabalho

O gráfico abaixo mostra os resultados obtidos com água contaminada após a passagem pelo nanofiltro (laranja) e outro com filtro convencional

CONCLUSÕES: Os resultados nos diz a eficácia do aparelho na remoção de organismos patogênicos, mostrando que a nanotecnologia é uma forte alternativa para a questão de purificação de água. Aliado a isso vem seu baixo custo de fabricação fazendo com que o aparelho seja colocado em funcionamento para todas as classes social, promovendo assim um tratamento eficaz e possibilitando que comunidades, antes não tinham condições de beber uma água de qualidade agora possam faze-las.

AGRADECIMENTOS: Laboratório de Referência em Dessalinização – LABDES (UFCG).

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: Agência Nacional de Águas (Brasil). Água na medida certa: a hidrometria no Brasil / Agência Nacional de Águas ; textos elaborados por Antonio Cardoso Neto. -- Brasília: ANA, 2012.
Agência Nacional de Águas (Brasil). Cuidando das águas: soluções para melhorar a qualidade dos recursos hídricos / Agência Nacional de Águas; Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente. -- Brasília: ANA, 2011.
Reichardt, K. A água em sistemas agrícolas. Editora Manole Ltda. São Paulo. 1990. 188p.
ROSSI-BERGMANN, Bartira. A nanotecnologia: da saúde para além do determinismo tecnológico. Cienc. Cult., São Paulo, v. 60, n. 2, 2008.
Paschoalino, P. M., Marcone, S. P. G., Jardim, F. W. (2010). Os nanomateriais e a questão ambiental. Quím. nova, 33(2):421-430.