Uma equipe liderada por pesquisadores da Universidade do Noroeste de Chicago, nos Estados Unidos, desenvolveu um dispositivo multiuso com a função de limpar o fosfato de águas poluídas e reutilizar esse material. Os cientistas estão chamando o equipamento de “canivete suíço” contra a poluição, já que ele consegue limpar a água ao mesmo tempo que coleta materiais que podem ser utilizados para outros fins.

O fósforo, que pode ser extraído do fosfato, é um elemento importante para a produção mundial de alimentos, já que é necessário ao funcionamento de todo organismo vivo do planeta. O fósforo está presente nas membranas celulares, na estrutura do DNA e também no nosso esqueleto. Contudo, diferente do oxigênio e do nitrogênio, outros elementos-chave para a vida na Terra, o fósforo não tem essa oferta.

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A pequena fração do fósforo que nós utilizamos vem da crosta terrestre e pode levar até milhões de anos para se desenvolver. Além disso, nossas minas estão se esgotando cada vez mais rápido. Por conta disso, o ilustre Isaac Asimov descreveu o material como “o gargalo da vida” em um ensaio escrito em 1939.

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Apesar de esse material ser tão escasso na natureza, ironicamente, muitos lagos têm passado por um processo conhecido como eutrofização. Esse processo ocorre quando uma série de nutrientes entra em contato com uma fonte natural de água. Conforme o fosfato e outros minerais se acumulam, a vegetação aquática e as algas se tornam mais densas, o que acaba esgotando o oxigênio e, por consequência, matando a vida aquática.

O Pearl é uma espécie de esponja feita com tecido ou fibras. Crédito: Northwestern University

“Costumávamos reutilizar o fosfato muito mais”, disse a autora principal do artigo, Stephanie Ribet, ao Phys.org. “Agora, nós apenas retiramos do solo, usamos uma vez e jogamos nas fontes de água após o uso. Portanto, é um problema de poluição, um problema de sustentabilidade e um problema de economia circular”.

O equipamento

Batizado como Pearl, sigla em inglês para membrana de eliminação e recuperação de fosfato leve, o dispositivo representa uma mudança na lógica da limpeza do fosfato em águas poluídas. Anteriormente, pensava-se apenas em remover o fosfato dos lagos, agora, se pensa também na reutilização desse material.

O Pearl é uma espécie de esponja revestida com tecido ou fibras, que sequestra seletivamente até 99% dos íons de fosfato da água poluída. Por ser revestido com nanoestruturas que se ligam ao fosfato, o Pearl pode ser ajustado controlando o pH para absorver ou liberar nutrientes para permitir a recuperação de fosfato e a reutilização da membrana por uma série de vezes sem a geração de resíduos físicos.

Pesquisadores utilizaram amostras do departamento de recuperação de água de Chicago. Crédito: Chicago’s Water Reclamation District

Para os testes, os pesquisadores retiraram amostras do Departamento de Recuperação de Água de Chicago. A intenção era de adicionar uma complexidade adicional aos experimentos por usarem amostras reais. “Costumamos chamar isso de ‘solução em nanoescala para um problema de gigatoneladas’ “, declarou um dos autores do estudo, Vinayak Dravid.

“De muitas maneiras, as interações em nanoescala que estudamos têm implicações para a remediação em nível macro”, completou o professor. Outro ponto positivo do Pearl é sua escalabilidade, que varia desde quantidades pequenas, de alguns miligramas, até quilogramas, podendo alcançar uma escala ainda maior.

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