Membranas e Nanotecnologia: A Contribuição da Engenharia Química no Tratamento de Água

 Em um cenário global de crescente demanda por água limpa e desafios ambientais cada vez mais complexos, a Engenharia Química se dispõe a buscar soluções mais eficientes ao passo que mais baratas para o tratamento de água e efluentes. Uma das áreas mais promissoras, e que tem demonstrado resultados notáveis, é o desenvolvimento e a aplicação de membranas filtrantes avançadas, impulsionadas pela nanotecnologia.

Essas membranas não são apenas filtros, elas atuam como barreiras seletivas com poros de dimensões controladas, que permitem a passagem da água enquanto retêm impurezas, contaminantes dissolvidos, partículas suspensas e até mesmo microrganismos. O objetivo é fundamental para a sustentabilidade: purificar a água para consumo humano, tornando-a segura e potável, não somente, também são úteis no tratamento de efluentes industriais e domésticos, garantindo que os resíduos líquidos estejam seguros para serem reintroduzidos no meio ambiente sem causar demais danos.

Membrana em espiral, onde o fluido a ser filtrado entra pelo meio do tubo e após isso, a coleta do fluido filtrado é feita pela parte mais externa da tubulação. Imagem retirada do site: https://www.tecma-tecnologia.com.br/web/solucoes-ambientais/reuso-de-agua/tratamento-por-membranas/

    A incorporação da nanotecnologia tem se mostrado um grande avanço nessa área. A utilização de nanomateriais, como nanotubos de carbono, grafeno e nanopartículas metálicas (prata, dióxido de titânio, entre outras), permite a criação de membranas com propriedades aprimoradas. Esses materiais podem conferir às membranas características como maior resistência mecânica, durabilidade estendida, capacidade antifouling (redução do acúmulo de sujeira na superfície da membrana) e, crucialmente, uma seletividade ainda maior para a remoção de poluentes específicos, incluindo metais pesados, fármacos e microplásticos. Isso resulta em sistemas de tratamento de água mais compactos, energeticamente eficientes e altamente eficazes, reduzindo custos operacionais e o impacto ambiental.

Além do tratamento de águas continentais e efluentes, a tecnologia de membranas desempenha um papel vital na dessalinização da água do mar. Em regiões com escassez hídrica, a remoção de sais e outros minerais da água salgada é essencial para transformá-la em água potável. Processos como a osmose reversa, que utiliza membranas de alta performance, permitem que a água passe através de uma barreira semipermeável, retendo o sal e outros constituintes. A constante evolução dessas membranas, impulsionada por pesquisas na área, visa reduzir o consumo de energia e otimizar a eficiência desses processos, tornando a dessalinização uma solução cada vez mais viável e econômica para o abastecimento de água em áreas costeiras e áridas. 

Interior de uma usina de dessalinização em Israel. Imagem retirada do site: https://oglobo.globo.com/opiniao/artigos/coluna/2023/03/como-israel-se-tornou-uma-nacao-focada-em-tecnologia-de-uso-e-gestao-da-agua.ghtml

Impacto Atuais e Perspectivas Futuras

A aplicação dessas tecnologias é crucial para atingir metas globais de sustentabilidade, como o 6º Objetivo de Desenvolvimento Sustentável da ONU: "Água Potável e Saneamento". Esse objetivo visa assegurar a disponibilidade e gestão sustentável da água e saneamento para todos. A expertise da Engenharia Química é fundamental para desenvolver os processos sofisticados necessários para transformar resíduos líquidos em um estado seguro, promovendo não apenas a eficiência operacional, mas também a sustentabilidade ambiental a longo prazo.

Além disso, a pesquisa em Engenharia Química busca constantemente novas fronteiras. Estão sendo desenvolvidas membranas que podem ser ativadas por luz para degradar poluentes, ou membranas com sensores embutidos que monitoram a qualidade da água em tempo real. Essas inovações têm o potencial de revolucionar não só o saneamento, mas também processos industriais que demandam água de alta pureza, como a fabricação de semicondutores e a indústria farmacêutica.

O contínuo avanço na pesquisa e desenvolvimento de membranas e nanomateriais, conduzido por engenheiros químicos, solidifica o papel da Engenharia Química como um pilar essencial para um futuro mais limpo, sustentável e com acesso equitativo à água potável em todo o mundo. É uma área de estudo e atuação que impacta diretamente a saúde pública, a economia e o equilíbrio ecológico do planeta.

Por Matheus Colodetti Brandão

Saiba mais em:

• Informações baseadas em conceitos gerais de Engenharia Química, tratamento de água, nanotecnologia e suas aplicações em filtração. 

• Tecnologia de Membranas: Inovação no Tratamento de Água e Efluentes. Disponível em: https://betaeq.com.br/tecnologia-de-membranas-inovacao-no-tratamento-de-agua-e-efluentes/ (Acesso em 18 de junho de 2025). 

• Objetivos de Desenvolvimento Sustentável da ONU (ODS) - Objetivo 6: Água Potável e Saneamento. Disponível em: https://brasil.un.org/pt-br/sdgs/6 (Acesso em 18 de junho de 2025).