Os compostos per e polifluoroalquilados (PFAS) vêm ganhando destaque entre os principais contaminantes emergentes da atualidade.
Utilizados há décadas em diversos processos industriais e produtos de consumo, esses compostos apresentam elevada estabilidade química, resistência à degradação e potencial de bioacumulação — características que lhes renderam o apelido de “químicos eternos” (forever chemicals).
A crescente preocupação com seus impactos ambientais e à saúde humana tem impulsionado o desenvolvimento de tecnologias capazes de remover esses contaminantes de águas superficiais, subterrâneas e efluentes industriais. Entre as soluções disponíveis, o carvão ativado em pó (CAP) destaca-se como uma alternativa eficiente, flexível e economicamente viável para diversas aplicações.
O que são os PFAS?
Os PFAS representam uma família composta por milhares de substâncias fluoradas desenvolvidas para conferir propriedades como resistência à água, óleo, gordura e altas temperaturas.
Esses compostos estão presentes em diversos setores industriais, incluindo:
- fabricação de espumas para combate a incêndio
- indústria têxtil
- papel e embalagens impermeáveis
- revestimentos antiaderentes
- eletrônicos
- galvanoplastia
- indústria química
A principal característica dos PFAS é a forte ligação carbono-flúor, considerada uma das mais estáveis da química orgânica. Essa estabilidade dificulta sua degradação natural, favorecendo sua permanência no ambiente por décadas — daí a alcunha de “químicos eternos”.
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Por que remover PFAS de efluentes?
A presença de PFAS em efluentes industriais representa um desafio crescente para operadores de estações de tratamento.
Mesmo em concentrações extremamente baixas — na faixa de nanogramas por litro (partes por trilhão) — diversos estudos associam determinados PFAS a possíveis efeitos adversos, como:
- alterações hormonais
- comprometimento do sistema imunológico
- impactos no desenvolvimento fetal
- aumento do risco de algumas doenças crônicas
- bioacumulação na cadeia alimentar
Além das questões ambientais, diversos países vêm estabelecendo limites cada vez mais rigorosos para esses contaminantes, impulsionando a adoção de tecnologias específicas de remoção — um movimento regulatório detalhado mais adiante neste artigo.
Como funciona o carvão ativado em pó?
O carvão ativado em pó consiste em partículas extremamente finas, tipicamente inferiores a 100 µm, produzidas a partir de matérias-primas como carvão mineral, madeira, casca de coco e outros materiais carbonáceos.
Seu elevado desempenho decorre principalmente de sua enorme área superficial, que pode ultrapassar 1.000 m² por grama, oferecendo milhares de sítios ativos para adsorção.
Quando adicionado ao efluente, o CAP promove a retenção dos contaminantes em sua superfície por meio de diferentes mecanismos físico-químicos.
Após o tempo de contato adequado, o material é separado do líquido por processos como:
- decantação
- coagulação/floculação
- flotação
- filtração por areia
- membranas
Como ocorre a adsorção dos PFAS?
A remoção dos PFAS pelo carvão ativado depende principalmente da adsorção. Diversos fatores influenciam esse processo:
Comprimento da cadeia molecular
Os PFAS de cadeia longa, como PFOA e PFOS, apresentam maior afinidade pelo carvão ativado.
Já os compostos de cadeia curta possuem menor tendência à adsorção, exigindo doses maiores ou tecnologias complementares — como resinas de troca iônica, que costumam apresentar melhor desempenho para essa fração.
Características do carvão
O desempenho varia conforme:
- área superficial
- distribuição de microporos
- tamanho das partículas
- matéria-prima utilizada na fabricação
- processo de ativação
Tempo de contato
Quanto maior o tempo de contato entre o carvão e o efluente, maior tende a ser a eficiência de remoção. Em sistemas contínuos, esse parâmetro deve ser cuidadosamente dimensionado.
Competição com matéria orgânica
A presença elevada de matéria orgânica dissolvida reduz a capacidade de adsorção disponível para os PFAS. Por esse motivo, muitas aplicações utilizam o CAP após etapas convencionais de tratamento.
Principais vantagens do carvão ativado em pó
Entre os benefícios da utilização do CAP destacam-se:
- elevada capacidade de remoção de diversos PFAS, especialmente os de cadeia longa
- facilidade de aplicação em sistemas existentes
- baixo investimento inicial quando comparado a tecnologias mais complexas
- possibilidade de dosagem variável conforme a carga contaminante
- remoção simultânea de outros micropoluentes orgânicos
- flexibilidade operacional
Outra vantagem importante é que o carvão ativado em pó pode ser incorporado a estações de tratamento já existentes, reduzindo a necessidade de grandes alterações estruturais.
Limitações da tecnologia
Apesar das vantagens, o uso do CAP apresenta algumas limitações que precisam ser consideradas no projeto.
Saturação do adsorvente
Com o tempo, os sítios ativos do carvão tornam-se ocupados, reduzindo sua eficiência. Isso exige reposição contínua do material.
Geração de resíduos
Após adsorver os PFAS, o carvão torna-se um resíduo contaminado. Diferentemente do carvão ativado granular (CAG), que pode passar por reativação térmica especializada, o CAP normalmente não é regenerado: por se tratar de partículas muito finas dispersas no efluente, sua reativação é tecnicamente difícil e pouco viável economicamente. Na prática, o resíduo gerado costuma seguir para:
- incineração em altas temperaturas (destinação mais empregada para CAP saturado com PFAS)
- disposição em aterro industrial licenciado, quando aplicável e permitido pela legislação vigente
Esse gerenciamento deve seguir normas ambientais específicas, já que a incineração incompleta de PFAS pode gerar subprodutos igualmente persistentes — por isso a temperatura e o tempo de residência do processo de incineração são parâmetros críticos.
Menor eficiência para PFAS de cadeia curta
Os compostos mais recentes, desenvolvidos justamente para substituir PFOS e PFOA, apresentam maior mobilidade e menor adsorção. Nesses casos, tecnologias complementares — como resinas de troca iônica ou osmose reversa — podem oferecer melhores resultados.
CAP versus carvão ativado granular
Embora ambos utilizem o mesmo princípio de adsorção, existem diferenças importantes entre as duas tecnologias.
| Carvão ativado em pó (CAP) | Carvão ativado granular (CAG) |
| Aplicação por dosagem | Leito filtrante fixo |
| Flexibilidade operacional elevada | Operação contínua |
| Menor investimento inicial | Vida útil mais longa |
| Exige separação posterior do efluente | Não requer separação após adsorção |
| Uso tipicamente único (sem regeneração prática) | Pode ser reativado termicamente e reutilizado |
| Fácil adaptação em ETEs existentes | Melhor para sistemas permanentes e de longo prazo |
A escolha depende do tipo de efluente, da concentração de PFAS, da vazão tratada e dos custos operacionais.
Tecnologias complementares
Em muitos casos, o carvão ativado em pó integra sistemas de tratamento múltiplo. Entre as principais tecnologias associadas estão:
- osmose reversa
- nanofiltração
- troca iônica
- carvão ativado granular
- tratamentos híbridos envolvendo membranas e adsorção
É importante destacar que os processos oxidativos avançados (POA) convencionais — baseados em radicais hidroxila — têm eficácia limitada para destruir PFAS, justamente pela elevada estabilidade da ligação carbono-flúor que torna esses compostos resistentes à oxidação. Por isso, o POA tradicional não deve ser tratado como equivalente às demais tecnologias complementares listadas acima. Rotas alternativas de degradação — como oxidação eletroquímica, plasma não térmico e processos UV/sulfito — ainda estão em fase de pesquisa e desenvolvimento e não são, até o momento, soluções consolidadas em escala industrial.
Essa combinação de tecnologias permite alcançar níveis mais elevados de remoção, principalmente quando o efluente apresenta mistura complexa de contaminantes.
Cenário regulatório: e no Brasil?
O avanço da regulamentação sobre PFAS não é uniforme entre os países, e essa diferença tem impacto direto sobre como as estações de tratamento brasileiras devem se planejar.
| Panorama regulatório comparado
Estados Unidos: a EPA publicou em 2024 a primeira norma nacional vinculante de água potável para PFAS, com limites máximos na faixa de partes por trilhão (ppt) para PFOA, PFOS e outros compostos, incluindo prazos de adequação para os sistemas de abastecimento. União Europeia: a Diretiva da Água Potável (UE) 2020/2184 estabelece limites para PFAS totais e para a soma de PFAS prioritários, com entrada em vigor prevista para 2026. Convenção de Estocolmo: o Brasil, como signatário, já restringe o uso de PFOS desde 2009 e de PFOA desde 2019; o PFHxS teve o uso banido mais recentemente. Brasil (água potável): a Portaria GM/MS nº 888/2021, que define o padrão de potabilidade da água para consumo humano, não inclui PFAS entre os parâmetros obrigatoriamente monitorados — ou seja, não há hoje um Valor Máximo Permitido (VMP) nacional para PFAS na água potável. Brasil (resíduos): a Resolução CONAMA nº 420/2009 (áreas contaminadas) está em processo de revisão para eventual inclusão de PFAS entre os parâmetros de risco, e a norma ABNT NBR 10004 (classificação de resíduos sólidos) já passou por atualizações específicas para a substância. Brasil (legislação federal): tramita o Projeto de Lei nº 2.726/2023, que propõe instituir a Política Nacional de Controle de PFAS, ainda pendente de designação de relator. |
Na prática, isso significa que operadores de ETEs e ETAs brasileiros que hoje avaliam tecnologias de remoção de PFAS — como o CAP — estão se antecipando a uma exigência regulatória que ainda não existe no país, mas que já é realidade em mercados como o americano e o europeu. Empresas exportadoras ou com operações internacionais tendem a adotar, por precaução, os parâmetros mais rigorosos vigentes no exterior.
Perspectivas para o setor de saneamento
A regulamentação sobre PFAS avança rapidamente em diversos países, aumentando a demanda por soluções de tratamento mais eficientes, e a tendência é que o tema ganhe espaço normativo também no Brasil nos próximos anos.
Embora ainda não exista uma tecnologia universal capaz de eliminar todos os compostos da família PFAS em qualquer condição operacional, o carvão ativado em pó permanece como uma das alternativas mais consolidadas para redução dessas substâncias em efluentes.
O sucesso da aplicação depende de fatores como caracterização adequada do efluente, seleção do adsorvente, definição da dosagem ideal e gerenciamento correto do resíduo gerado.
À medida que novos limites regulatórios forem estabelecidos e mais setores industriais passarem a monitorar esses contaminantes, o CAP deverá continuar desempenhando papel importante dentro de estratégias integradas de tratamento de águas residuais.
Conclusão
O carvão ativado em pó consolidou-se como uma solução eficaz para a remoção de PFAS de efluentes de águas residuais, especialmente devido à sua alta capacidade de adsorção, facilidade de aplicação e flexibilidade operacional. Apesar de limitações como a menor eficiência para PFAS de cadeia curta e a necessidade de destinação adequada do adsorvente saturado — tipicamente por incineração, já que a regeneração não é praticável para o CAP —, a tecnologia continua sendo uma das principais opções disponíveis para reduzir a carga desses contaminantes persistentes.
No contexto do saneamento e do tratamento de efluentes industriais, sua utilização tende a ganhar ainda mais relevância diante da evolução das regulamentações ambientais — inclusive no Brasil, onde a ausência de limites específicos hoje não deve ser confundida com ausência de risco. Quando aplicada de forma integrada a outras tecnologias e com um projeto adequadamente dimensionado, o carvão ativado em pó representa uma ferramenta importante para aumentar a segurança hídrica e minimizar os impactos ambientais associados aos PFAS.
Fonte: elaborado por Portal Tratamento de Água com auxílio de IA.
