Filtro com fibras tem alto rendimento no tratamento de água

Uma dissertação de mestrado da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) da USP propõe a criação de filtros de fibras flexíveis de algodão e de poliéster para fins de tratamento de água. A engenheira ambiental Thalita Fagundes, buscou adaptar à realidade brasileira uma tecnologia recentemente criada na Coreia do Sul e Europa, de alta eficiência e rendimento. O estudo concluiu que os fios usados na indústria têxtil tiveram a eficácia que, acompanhada da redução do uso de produtos químicos e de menor uso de espaço, podem ser uma solução para a redução de custos para o abastecimento público de água.

Os filtros de algodão e poliéster, presos apenas em um dos lado do suporte.

A análise consiste em filtros cujos leitos filtrantes (seu recheio, onde o processo em si ocorre) são constituídos de microfibras de algodão ou poliéster paralelas entre si, e presas somente na parte inferior do suporte. O escoamento do líquido a ser filtrado é ascendente e direto, ou seja, não é necessária a floculação e a decantação, processos que fazem as impurezas se aglutinarem e sedimentarem em tanques, para a posterior filtração. A tecnologia possibilita a remoção de sólidos da água, devido à sua alta superfície de contato — consequência das dimensões micrométricas dos fios.

O Laboratório de Tratamento Avançado e Reuso de Águas (LATAR), da EESC, vem estudando essas configurações de filtro desde 2011, sob orientação do professor Marco Reali, que acompanhou a dissertação de Thalita. Uma das linhas de pesquisa do LATAR busca estudar fibras naturais como leito filtrante, considerando o quanto o material é biodegradável e o quão acessível é em comunidades isoladas. “Surgiu a ideia de pesquisar a eficiência da fibra de algodão, já que é largamente produzida e facilmente encontrada no Brasil”, conta a pesquisadora. Também pensando ecologicamente, pesquisou-se também a fibra de poliéster, já que ela pode ser produzida a partir da reciclagem de garrafas PET, além de ser facilmente encontrada pronta em mercados.

Inicialmente, foi testado o fio de algodão cru. Porém, eles não ficavam paralelos durante a confecção do filtro, fator essencial para seu funcionamento. Assim, na pesquisa, o algodão utilizado foi o mercerizado, adquirido pronto. Mercerização é um conjunto de procedimentos que resultam na mudança da celulose do algodão, a fim de que esta apresente mais reatividade com corantes e outros compostos químicos, além de o tornar brilhante e sedoso. “É um processo industrial, comum na indústria têxtil”, comenta.

Filtração

Foram construídos quatro protótipos: dois de algodão mercerizado e dois de poliéster, sendo um de comprimento de 60 centímetros (cm) e outro de 100 cm para ambas as fibras. Também foram usadas 2 dosagens de coagulante (sulfato de alumínio), composto utilizado para auxiliar a filtração: 22,5 miligramas por litro (mg/L) e 15 mg/L. A pesquisa de Thalita indicava que a alta superfície de contato presente nesses tipos de filtros disponibilizava bastantes espaços livres entre os fios para a retenção das impurezas da água. Além disso, esperava-se que altas taxas de filtração distribuíssem as partículas de impureza ao longo do comprimento do filtro, sugerindo a relação entre o comprimento das fibras, a capacidade de reter as partículas nos fios e o maior volume de água filtrada por tempo.

Após os testes, verificou-se que, mesmo com altas taxas de filtração (120 metros por hora [m/h], enquanto nos convencionais costuma ser de 6 a 12 m/h), os filtros apresentavam alto desempenho, acompanhados de uma quantidade menor de coagulante. O protótipo com fibras de 100 cm de comprimento, com 15 mg/L de coagulante, apresentou desempenho satisfatório para a legislação brasileira em relação à turbidez, ou seja, clarificavam a água de acordo com as normas técnicas. O poliéster apresentou melhor desempenho que o algodão, provavelmente porque aquele têm menos afinidade molecular com a água, de acordo com a pesquisadora.

Por lei, a água para consumo humano ainda necessita de uma desinfecção. A pesquisa de Thalita se restringe apenas ao processo de filtração, mas já possui seus pontos positivos: “é possível afirmar que essa configuração tem um potencial enorme em substituir os de filtros areia convencionais; ou no mínimo substituir os decantadores e floculadores e atuar como pré-filtro”, comenta.

Os filtros de náilon, que inspiraram a pesquisa, já são comercializados em larga escala na Europa; assim, a pesquisa busca outros materiais para a produção dos leitos filtrantes, que se adaptem à situação econômica e sanitária brasileira. “É interessante frisar a economia de espaço e de produtos químicos que esta configuração proporciona para as estações de tratamento de água, já que trabalha satisfatoriamente a altíssimas taxas de filtração, e com baixas dosagens de coagulante; e que seu uso e estudos mais aprofundados devem ser incentivados no Brasil”, cita a pesquisadora. 

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