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Tecnologia criada por universidades dos Estados Unidos mira um dos problemas mais caros da dessalinização ao capturar boro com eletrodos de tecido de carbono, reduzindo a dependência de produtos químicos e prometendo diminuir custos operacionais em usinas que transformam água do mar em água potável.
Engenheiros da Universidade de Michigan e da Rice University desenvolveram uma tecnologia com eletrodos de tecido de carbono para remover boro da água do mar após a dessalinização, etapa que normalmente exige produtos químicos, consumo adicional de energia e novos ciclos de filtragem nas usinas.
Descrita em estudo publicado na revista Nature Water em janeiro de 2025, a solução mira um problema menos conhecido da produção de água potável a partir do oceano, já que o boro pode permanecer na água em níveis inadequados mesmo depois da retirada do sal.
Por que o boro desafia as usinas de dessalinização
Embora seja um componente natural da água marinha, o boro passa a ser tratado como contaminante quando atravessa os filtros convencionais e chega à água tratada em concentrações acima dos limites recomendados para consumo humano e determinadas atividades agrícolas.
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De acordo com a Universidade de Michigan, os níveis encontrados no oceano podem superar até os parâmetros mais flexíveis da Organização Mundial da Saúde, principalmente porque o boro aparece na forma de ácido bórico, uma estrutura eletricamente neutra que atravessa parte das membranas.
Como os sistemas de osmose reversa funcionam melhor contra partículas carregadas, parte desse elemento consegue escapar da filtragem principal, obrigando as usinas a adicionarem uma base química à água já dessalinizada para transformar o boro em uma forma mais facilmente retida.
Na sequência, a água precisa passar por uma nova etapa de osmose reversa antes de receber ácido para retornar ao pH adequado, processo que amplia custos operacionais e aumenta a dependência de insumos químicos em larga escala.
Esse tratamento complementar eleva os custos operacionais e aumenta a dependência de insumos químicos.
Em plantas de grande porte, qualquer etapa extra pesa no orçamento, porque o volume processado diariamente pode chegar a milhões de metros cúbicos.
Como funciona o tecido de carbono criado pelos pesquisadores
Para contornar esse gargalo, os pesquisadores desenvolveram um sistema eletroquímico que substitui parte das etapas tradicionais e reduz a necessidade de despejar grandes quantidades de reagentes químicos durante o tratamento da água produzida pelas usinas de dessalinização.
Nesse processo, a corrente elétrica separa moléculas de água e gera íons hidróxido capazes de interagir com o boro, fazendo com que o contaminante adquira carga negativa e possa ser capturado pelos poros presentes nos eletrodos de tecido de carbono.
Além da alta porosidade, essas estruturas recebem grupos oxigenados na superfície, o que amplia a capacidade de ligação seletiva com o boro sem reter, na mesma proporção, outros íons dissolvidos na água tratada.
Jovan Kamcev, professor assistente da Universidade de Michigan e um dos autores correspondentes do estudo, afirmou que a maioria das membranas de osmose reversa não remove muito boro.
Segundo ele, as usinas geralmente precisam de pós-tratamento, o que encarece a operação.
A equipe afirma que o novo método é relativamente escalável e pode remover o boro com mais eficiência energética do que tecnologias convencionais.
O avanço não elimina a dessalinização por osmose reversa, mas atua sobre uma etapa específica que costuma encarecer o tratamento final.
Economia pode chegar a 15% no tratamento da água
Segundo estimativas divulgadas pela Universidade de Michigan e pela Rice University, o dispositivo pode reduzir em até 15% os custos ligados à remoção de boro, percentual que equivale a aproximadamente US$ 0,20 por metro cúbico de água tratada em sistemas de dessalinização.
A projeção foi apresentada pelos pesquisadores como potencial de economia para usinas que atualmente dependem de múltiplas etapas químicas e novos ciclos de filtragem para garantir níveis adequados de boro na água final.
Weiyi Pan, pesquisador de pós-doutorado da Rice University e coautor principal do estudo, disse que o dispositivo reduz as demandas químicas e energéticas da dessalinização, com ganho ambiental e corte de custos.
A projeção considera a substituição de etapas baseadas em adição de base, filtragem adicional e neutralização com ácido.
Em escala global, a diferença pode ser expressiva.
A capacidade mundial de dessalinização foi estimada em 95 milhões de metros cúbicos por dia em 2019, segundo dados citados pelas instituições envolvidas na pesquisa.
Com esse volume, pequenas reduções por metro cúbico se multiplicam rapidamente.
Grandes usinas costeiras, como a Claude “Bud” Lewis Carlsbad Desalination Plant, em San Diego, aparecem entre os exemplos de instalações que poderiam economizar milhões de dólares por ano caso tecnologias desse tipo fossem adotadas em escala industrial.
Corrida por água potável pressiona governos e empresas
Pressionada por secas prolongadas, crescimento urbano e redução das fontes tradicionais de água doce, a dessalinização ganhou espaço em países que buscam ampliar a segurança hídrica sem depender exclusivamente de reservatórios e rios.
Em regiões costeiras, governos e concessionárias passaram a tratar essas usinas como alternativa estratégica para reforçar o abastecimento, embora o alto custo operacional continue sendo um dos principais obstáculos para expansão em larga escala.
A produção de água potável a partir do mar depende de grande consumo de energia, manutenção constante de membranas, controle químico e tratamento de rejeitos, cenário que transforma avanços voltados a gargalos específicos em fatores importantes para a viabilidade econômica dos projetos.
O caso do boro mostra que transformar água salgada em água potável não significa apenas retirar sal.
Contaminantes em baixa concentração podem exigir processos adicionais caros, especialmente quando os padrões de qualidade precisam atender consumo humano e irrigação.
A pesquisa também abre caminho para aplicações futuras.
Os cientistas indicam que o princípio dos eletrodos modificados pode ser adaptado para capturar outros contaminantes, desde que a química da superfície seja ajustada para cada substância.
Apesar do potencial, a tecnologia ainda depende de testes de escalabilidade e parcerias industriais para sair do ambiente de pesquisa.
A adoção em usinas reais exige comprovar durabilidade dos eletrodos, desempenho contínuo, custos de manutenção e integração com sistemas já instalados.
O avanço não representa uma solução completa para a crise hídrica, mas ataca uma etapa concreta da dessalinização.
Ao reduzir o uso de químicos e simplificar a remoção do boro, o tecido de carbono pode tornar mais eficiente um processo que já se tornou peça importante da infraestrutura de água em vários países.
