Carvão ativado: como reduzir o custo de produção de filtros
A água, recurso tão indispensável para a manutenção da saúde do ser humano, também pode ser um vetor de doenças em condições de tratamento precário.
No Brasil, 60% dos esgotos são despejados diretamente nos cursos hídricos sem prévio tratamento, como levantado pelo artigo publicado no site da Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental - ABES.
Isso reflete diretamente na presença de microrganismos patogênicos nestes efluentes, o que explica a alta incidência de enfermidades relacionadas ao consumo de água ‘potável’.
Desta forma, a utilização de purificadores residenciais para a mitigação da presença de microrganismos patogênicos na água torna-se uma medida preventiva muito procurada.
Leia mais em: Escassez de água: como contribuir para o combate à esta ameaça global
Do que é feito meu filtro de água?
O carvão ativado é um dos materiais mais comuns utilizados como meio filtrante.
Isto porque o carvão é um material produzido a partir de fontes facilmente disponíveis, é inerte e com alta capacidade de adsorção de impurezas que alteram a qualidade da água como proteínas, fármacos, corantes, gases e principalmente o gosto ‘clorado’ proveniente da água da torneira.
O termo ‘ativado’ implica que o carvão foi submetido à um tratamento (geralmente uma queima controlada) no qual aumenta-se a porosidade do material, ampliando significativamente sua área superficial.
Permitindo que diferentes compostos químicos de diferentes tamanhos sejam retidos pela superfície dos poros.
Contudo, o filtro torna-se ineficaz quando a porosidade do meio filtrante (geralmente do carvão ativado) é maior do que as dimensões das partículas de impurezas presentes na água.
Além disso, segundo a COHESP - Controle Hídrico de São Paulo , quando essa situação ocorre, há formação de biofilmes nos poros do elemento filtrante.
A conclusão: em vez da ação benéfica, o filtro torna-se uma fonte de contaminação devido ao alojamento das colônias de bactérias nas paredes do elemento filtrante.
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Resolvendo o problema: a utilização de Antimicrobianos
Paralelamente, por muito tempo tempo têm-se estudado o efeito bactericida de íons metálicos reduzidos.
A utilização da prata como agente antimicrobiano já era conhecida por civilizações antigas como a grega e a egípcia que armazenavam água em tambores de barro com prata para mantê-la potável um período de tempo maior.
Para contornar o problema dos biofilmes no meio filtrante, a impregnação com nitrato de prata em carvão ativado tem se tornado uma prática segura comum entre os fabricantes de filtros.
Desta forma, impede-se a contaminação do material filtrante e o repasse dessa contaminação para a água potável.
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Por que substituir o Nitrato de Prata por Nanopartículas de Prata?
Um fato pouco divulgado, porém já estudado por décadas, é que a propriedade antimicrobiana da prata é subaproveitada quando complexada em forma de sal.
Além do nitrato de prata ser um insumo caro para o tratamento, é necessário um volume considerável da solução coloidal do sal de prata para atingir a eficácia antimicrobiana exigida.
Ainda, há um grande arraste natural do material após o processo de impregnação durante o processo de filtração, o que torna mais curta a propriedade antimicrobiana do filtro.
A alternativa encontra-se numa das mais novas tecnologias emergentes na indústria: estudos têm comprovado as vantagens da utilização da prata quando estruturada no formato de nanopartículas, em vez do sal.
Entenda a diferença entre o nitrato de prata e as nanopartículas aqui!
- Segurança e vida útil
O estudo Colloidal silver and silver nanoparticles bioaccessibility in drinking water filters conduzido pelas autoras Lilian Rosa, Roxane Rosa e Márcia da Veiga pela Universidade de São Paulo, mostra a evidente disponibilidade superior de nitrato de prata versus nanopartículas de prata na água de saída do filtro.
Isso é explicado devido à forte interação que as nanopartículas de prata têm com os poros do carvão devido ao seu tamanho reduzido, frente ao nitrato de prata que possui um tamanho de partícula maior e interações mais fracas.
Resumindo, o nitrato de prata acarreta em uma maior biodisponibilidade na água de saída devido ao maior desprendimento das paredes do carvão.
- Custo
Ainda, uma estrutura nanométrica por si só permite que a receita de aplicação seja menor, sem afetar na eficácia antimicrobiana.
Como explicado neste E-book, quanto menor o tamanho da partícula, maior sua área superficial.
Isso otimiza a eficácia de um determinado princípio ativo, afetando diretamente no custo final do produto beneficiado.
No caso da substituição do nitrato de prata por nanopartículas, a redução do custo da impregnação pode chegar em até 40%.
Além disso, o método de impregnação da nanoprata não altera os processos de impregnações utilizados hoje, o que simplifica a troca do material antimicrobiano para os produtores de carvão ativado.
Queremos divulgar os estudos científicos para a indústria e mostrar o como a pesquisa e o mercado podem atuar juntos!
E você, quer entender mais a fundo os detalhes desta nova tecnologia?
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