Novo método de purificação de fluidos é tema de patente com participação do IEN

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Um novo método de purificação aplicável a fluidos (líquidos ou gases), com patente já deferida pelo INPI neste ano, foi desenvolvido pelos pesquisadores Ronaldo Corrêa (Instituto de Engenharia Nuclear ? IEN) e Ricardo Peçanha (Escola de Química da UFRJ). A invenção pode ser muito útil no tratamento, com o uso de resinas, de rejeitos industriais aquosos contaminados, pois tem a vantagem de poder empregar várias resinas simultaneamente.
A técnica do leito de resinas fluidizado é de uso frequente para remoção de partículas nocivas ao meio ambiente ou para recuperar substâncias de valor que possam ser reaproveitadas. O invento dos dois pesquisadores, no qual são utilizadas cápsulas permeáveis de aço inoxidável contendo diferentes tipos de resinas para absorver os contaminantes, torna a operação mais rápida e eficiente. Também proporciona uma grande redução do volume dos contaminantes a serem tratados.
O processo permite a remoção de contaminantes orgânicos e inorgânicos, funcionando, portanto, em diferentes tipos de indústrias. No setor nuclear, pode ser empregado na remoção de substâncias presentes em rejeitos de indústrias de extração de minérios contendo urânio e tório associados, ou ainda na indústria de máquinas pesadas, bem como no reaproveitamento de substâncias que representem interesse econômico.
Essa criação tem grande potencial, explica Corrêa, para contribuir para a economia circular das atividades industriais, que parte do princípio de que resíduos de produção devem ser reutilizados, extraindo-se o máximo de valor possível antes de serem retornados ao meio ambiente e à sociedade de maneira segura. Certos de que a nova metodologia pode promover melhoria e sustentabilidade nos processos produtivos, Corrêa e Peçanha chegam a imaginar um cenário de caminhões equipados com sua invenção tratando resíduos de várias indústrias, pois o equipamento necessário pode ser instalado em um caminhão e utilizado no próprio local.
A patente ? objeto da tese de doutoramento em 2006 de Corrêa (sob orientação de Peçanha) ? tem o nome técnico de ?Processo de transferência de massa em leito fluidizado a líquido utilizando material particulado distribuído em cápsulas?.
Por dentro da invenção
Quando um fluido escoa verticalmente, de baixo para cima, através de um leito de partículas não consolidadas e mais densas que o próprio fluido, existe uma faixa de velocidades do fluido que dá origem ao chamado leito fluidizado. O fluido não pode ter velocidade nem muito pequena (as partículas se depositariam no fundo), nem muito grande (as partículas seriam arrastadas), e o leito tem esse nome exatamente por ter comportamento semelhante ao de fluidos. A agitação intensa que caracteriza os leitos fluidizados torna-os ideais para a condução de reações químicas entre partículas sólidas e fluidos.
Para que esta agitação ocorra é necessário que a vazão de fluido tenha um valor mínimo que mantenha o sistema nesta condição, sendo este valor chamado de velocidade mínima de fluidização. Entretanto quando a densidade das partículas do leito é muito próxima da densidade do fluido a velocidade mínima de fluidização é muito baixa e o sistema tem que operar em baixa vazão, o que é uma desvantagem porque torna o processo muito demorado.
A invenção de Corrêa e Peçanha oferece um artifício para contornar o problema, através do confinamento das partículas em cápsulas permeáveis.; Isto é conseguido pelo encapsulamento utilizando tela metálica de aço inoxidável (material com densidade consideravelmente superior) com aberturas menores que o diâmetro das partículas a serem confinadas.
As cápsulas, de fato, podem ter qualquer forma geométrica, sendo ideal que toda a sua área seja permeável, e podem conter resinas de utilização industrial como carvão ativo granulado, resinas poliméricas e outras, que se apliquem aos processos de transferência de massa (nos quais os contaminantes do fluido são transferidos do líquido para a resina). A coleção de cápsulas pode ser preenchida com diferentes resinas em uma mesma operação.
Corrêa e Peçanha, no trabalho de doutoramento do primeiro, montaram um protótipo do sistema nos laboratórios do IEN, que funcionou a contento para purificar uma solução de 20 litros contendo fenol na concentração de 450 mg/l. O sistema, contendo cerca de 400 cápsulas cilíndricas com 1 cm de altura e 0,8 cm de diâmetro, recheadas com cerca de 1 g de resina polimérica cada, foi capaz de reduzir a concentração para menos de 370 mg/l em uma hora de processamento.

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