Pesquisadores da DuPont descobriram que membranas mais espessas estavam, na verdade, se provando mais permeáveis
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As membranas de dessalinização removem o sal e outros produtos químicos da água, um processo crítico para a saúde da sociedade. A ideia parece simples – empurra-se a água salgada e a água limpa sairá do outro lado – mas contém complexidades que os cientistas ainda estão tentando entender.
A equipe de pesquisa, em parceria com a DuPont Water Solutions, resolveu um aspecto importante desse mistério, abrindo a porta para reduzir os custos de produção de água limpa. Os pesquisadores determinaram que as membranas de dessalinização são inconsistentes em densidade e distribuição de massa, o que pode prejudicar seu desempenho. A densidade uniforme em nanoescala é a chave para aumentar a quantidade de água limpa que essas membranas podem criar.
“As membranas de osmose reversa são amplamente utilizadas para limpar a água, mas ainda há muito que não sabemos sobre elas”, diz Manish Kumar, professor associado do departamento de engenharia civil, arquitetônica e ambiental da Universidade do Texas em Austin.
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O artigo mostra um aumento na eficiência das membranas testadas em 30% – 40%, o que significa que podem limpar mais água usando significativamente menos energia. Isso poderia levar a um maior acesso à água potável e contas de água mais baratas para residências e grandes usuários, como indústrias.
As membranas de osmose reversa funcionam aplicando pressão à solução salgada de um lado. Os minerais ficam presos enquanto a água passa. Embora mais eficiente do que os processos de dessalinização sem membrana, ainda consome uma grande quantidade de energia, e melhorar a eficiência das membranas pode reduzir essa carga, dizem os pesquisadores.
“A gestão da água doce está se tornando um desafio crucial em todo o mundo. Com a escassez e com o aumento dos padrões climáticos severos, é esperado que esse problema se torne ainda mais significativo. É extremamente importante ter disponibilidade de água limpa, especialmente em áreas de poucos recursos”, diz Enrique Gomez, Professor de Engenharia Química na Penn State que co-liderou a pesquisa.
A pesquisa começou quando os pesquisadores da DuPont descobriram que membranas mais espessas estavam, na verdade, se provando mais permeáveis. Isso foi uma surpresa porque a ideia era que a espessura reduzisse a quantidade de água que pudesse fluir por meio das membranas.
A equipe se conectou com a Dow Water Solutions, que agora faz parte da DuPont, em 2015 em uma “cúpula da água” que Kumar organizou, e eles estavam ansiosos para resolver esse mistério.
Os pesquisadores desenvolveram reconstruções 3D da estrutura da membrana em nanoescala usando microscópios eletrônicos de última geração no Laboratório de Caracterização de Materiais da Penn State. Eles modelaram o caminho que a água percorre através dessas membranas para prever a eficiência da limpeza da água com base na estrutura.
Outros pesquisadores da Iowa State University, Penn State e do Texas Advanced Computing Center contribuíram para o trabalho. A maioria dos cálculos foi realizada no Stampede2, supercomputador do TACC.
Fonte: World Economic Forum
Com a experiência adquirida ao longo de dois séculos, em diversas indústrias e em mais de 90 países, a DuPont tem uma posição exclusiva para ajudar a resolver alguns dos maiores desafios do mundo.
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