Membranas no tratamento de água

O que são membranas filtrantes?

Ciência: Química
Nível: avançado

O nível do assunto de hoje é avançado porque é uma área enorme e existe muita coisa a ser entendida e melhorada, mas meu conhecimento sobre ele é bem elementar. Costumo pensar que o que é importante para meus amigos deve também ser importante para mim, então há algum tempo comecei a pesquisar sobre o assunto e creio que possa ser interessante para vocês. Decidi assim disseminar o (pouco) conhecimento que possuo sobre nosso assunto de hoje: vamos falar do processo de filtragem e do tratamento da água através de membranas.

O princípio básico da filtragem de água acontece através das membranas. Por que vamos falar sobre elas? O que há de interessante nisso? O que chama a atenção para as membranas é que elas não são utilizadas apenas para filtragem de água, elas são usadas em larga escala nas indústrias atualmente. Como exemplo de aplicações, podemos citar a clarificação de cerveja, separação de proteínas do leite, etc. Contudo, é no saneamento que elas têm seu papel mais importante, pois fazem parte de boa parte do processo.

O grande problema é que o material utilizado aqui no país normalmente é importado e o custo não é baixo. Grupos de pesquisa desenvolvem novos métodos de produção e utilização, e dentre eles cito o da membrana de polissulfona com uma argila hidrofílica que pode baratear o custo.

Existem outros tipos de filtração e outros tipos de filtro, mas o uso da membrana é o mais promissor. Por mais que sua capacidade de retenção de sólidos possa ser baixa, ela é bastante precisa, e, com a redução dos custos para os padrões locais através do desenvolvimento nacional, trará grandes melhorias no processo de tratamento de água.

Hoje, o tratamento de água e de esgoto é dominado por membranas produzidas a partir de polímeros orgânicos. A utilização de argila bentonina também tem um papel importante no processo de filtração por membranas, pois sem ela a membrana apresenta, com o tempo, acumulação e depósito de material indesejável em sua superfície.

Respondendo à pergunta inicial, membranas filtrantes são elementos de filtração que permitem a separação de partículas dos líquidos, utilizadas em processos de tratamento e filtragem. Como podem ver o assunto é bastante abrangente e técnico demais para quem não é da área, mas já sabemos ao menos qual a tendência desse mercado e temos um ponto de início de estudo para aqueles que desejam saber mais à respeito.

Curiosidades:

– O Brasil detém um quinto da água de toda a água doce do planeta!

– O maior aquífero (formação que pode armazenar água subterrânea) do mundo também é do Brasil. Trata-se do Aqüífero Botucatu, conhecido como Aqüífero Gigante do Mercosul

– E aqui você pode consultar algumas dicas de como economizar água no dia-a-dia, fornecidas pela Sabesp!

Fontes:

– http://www.fathorph.com.br/produtos.asp?c=4
– http://www.tratamentoaguaefluentes.com.br/filtrosfiltracao/Tratamento_Agua_filtracao.htm
– https://sec.sbq.org.br/cd29ra/resumos/T1741-1.pdf
– http://www.quimicaederivados.com.br/revista/qd442/desmineralizacao1.html
– http://www.geocities.com/CollegePark/Bookstore/8237/informativo/curiosidades.htm
– http://pt.wikipedia.org/wiki/Aq%C3%BC%C3%ADfero
– http://metrik.cl/aidis/?p=283

Respiração na água

Se a água é formada de hidrogênio e oxigênio, por que não conseguimos respirar debaixo d’água?

Ciência: Química
Nível: básico

Todos nós aprendemos um dia que uma molécula de Ã¡gua é composta por dois Ã¡tomos de hidrogênio e um de oxigênio, e sabemos também que é justamente o oxigênio que garante nossa sobrevivência porque dependemos dele para respirar. Não seria óbvio, então, que pudéssemos respirar debaixo d’água?

A resposta pode não ser tão óbvia quanto parece. O resultado das reações químicas muda bastante de acordo com a quantidade de átomos envolvidos e o modo como eles são agrupados, e um bom exemplo é a glucose, que é composta pelos mesmos elementos que o vinagre!

A verdade é que nem mesmo os peixes respiram esse oxigênio do H2O, o que eles respiram é o O2 dissolvido na água. Não podemos respirar o oxigênio da água porque ele está ligado aos dois átomos de hidrogênio e não conseguimos respirar o líquido resultante dessa ligação, nossos pulmões não são preparados para isso.

Os peixes extraem o oxigênio dos gases dissolvidos na água (que são muitos) através de suas guelras, mas o processo é complexo e exige bastante trabalho.

Nossos pulmões, ao contrário, não possuem uma superfície para fazer essa absorção e a quantidade de água necessária para realizar o processo seria bastante prejudicial ao nosso corpo. Estamos preparados para utilizar o oxigênio contido no ar, que é muito mais abundante e cujo processo é mais simples. Mesmo que pudéssemos fazer essa transformação dentro de nosso corpo, o fato de nossa temperatura corpórea ser mais alta que a dos peixes exigiria que pudéssemos processar muito mais água do que os peixes, e é esta a razão pela qual as baleias respiram ar como os humanos e não como os peixes, a demanda de oxigênio é muito grande.

Apenas para efeito de curiosidade, a molécula de água forma um V com um ângulo de 104,45º com o oxigênio no vértice. Grande parte das propriedades da água deve-se ao fato dessa ligação formar uma ponte de hidrogênio, uma ligação bastante conhecida no mundo da Química, e pelo fato de que essa combinação forma uma molécula líquida à temperatura ambiente.

Contudo, existe a respiração líquida, um processo pouco divulgado mas que é mais antigo do que se imagina. Esta técnica é usada não só em alto mar como também no tratamento de pessoas com problemas nos pulmões! O líquido utilizado é composto de perfluorcarbono e carrega 25 vezes mais oxigênio do que o sangue por causa de sua densidade.

Como a respiração com líquido é feita geralmente sob a água, a pressão interna seria equivalente à externa, exigindo uma concentração baixa de oxigênio. A idéia da respiração líquida foi utilizada no filme “O Segredo do Abismo”, escrito por James Cameron.

Em suma, não é possível respirar debaixo d’água de uma maneira natural porque nossos pulmões não conseguem extrair o oxigênio necessário dos gases dissolvidos na água e muito menos das moléculas de água (H2O), porque elas estão fortemente ligadas e não são facilmente separadas, nem mesmo os peixes conseguem! A única maneira é através do que chamamos de respiração líquida, mas o líquido utilizado deve possuir propriedades especiais e, como em todos experimentos químicos, várias precauções devem ser tomadas antes de sua utilização.

Fontes:

– http://www.gluon.com.br/blog/2005/09/14/respirar-um-liquido/
– http://br.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080509205823AAPfRPZ
– http://science.howstuffworks.com/question386.htm
– http://science.howstuffworks.com/framed.htm?parent=question386.htm&url=http://www.chm.bris.ac.uk/webprojects2002/shorrock/3-%20%20Liquid_breathing.htm
– http://saude.hsw.uol.com.br/questao386.htm
– http://pt.wikipedia.org/wiki/The_Abyss