PI0200354 MATERIAL POROSO BIDIMENSIONAL PARA A DESCOLORAÇÃO DE EFLUENTES TÊXTEIS CONTENDO CORANTES ANIÔNICOS E SUA RECICLAGEM
Depósito: 30/01/2002
Destaque: Prêmio UNESCO-ORCYT de Teses de Mestrado Defendidas em Instituições Acadêmicas do Mercosul Ampliado 2001
Inventor: Odair Pastor Ferreira, Oswaldo Luiz Alves
Titular: Unicamp (BR/SP)
Com estrutura lamelar, materiais à base de alumínio e magnésio, desenvolvidos no LQES – Laboratório de Química do Estado Sólido, do Instituto de Química, da Unicamp, mostraram grande potencial na "descoloração" de efluentes de indústrias têxteis. O resultado foi apresentado no trabalho de mestrado de Odair Pastor Ferreira, orientado pelo Prof. Oswaldo Alves e defendido no final de julho 2001. A idéia básica do trabalho foi o desenvolvimento de metodologia para a produção dos materiais com controle da porosidade, do conteúdo dos diferentes íons metálicos e contra-íons, da carga superficial e da cristalinidade. Característica interessante destes materiais é a possibilidade de serem reciclados (pelo menos por 5 vezes), via reconstrução estrutural, no processo de eliminação da cor, sem perda significativa de suas propriedades. Testes com efluentes industriais mostraram que pode ser eliminada cerca de 98% da cor de corantes aniônicos, que absorvem na região de 300-750 nm.
A invenção descreve um material poroso bidimensional, um hidróxido duplo lamelar (HDL) com fórmula Mg₂Al(OH)₆NO₃·tH₂O, sintetizado para descolorar efluentes têxteis contendo corantes aniônicos. O material é produzido por co-precipitação de nitratos de magnésio e alumínio em solução de NaOH, sem controle de pH, seguido de envelhecimento, filtração, lavagem e secagem. Ele apresenta alta capacidade de troca iônica (3,46 meq/g) e é aplicado diretamente no efluente em seu pH original (~10,5), sem necessidade de ajuste. O processo alcança eficiência de descoloração superior a 98% em 6 horas, além de reduzir significativamente parâmetros como DQO (35%), COT (40%) e carbono inorgânico (95%). Um método de reciclagem é proposto, baseado na calcinação do material saturado a 650°C por 3 horas, que decompõe os corantes e regenera a estrutura lamelar ao ser reintroduzido no efluente. Esse processo de reconstrução permite reutilizar o material por pelo menos cinco ciclos, mantendo eficiência de descoloração acima de 92% sem perdas significativas de suas propriedades. A invenção oferece uma solução eficiente e sustentável para o tratamento e reuso de efluentes têxteis.
Uma característica inovadora e crucial deste material é a sua reciclabilidade. Através de um processo de calcinação a 650°C, o corante adsorvido é decomposto termicamente e a estrutura lamelar do material é regenerada ao ser colocada em contato com um novo efluente. Esse ciclo de reconstrução estrutural permite que o mesmo material seja reutilizado por, pelo menos, cinco vezes sem perdas significativas de sua capacidade de descoloração, que se mantém acima de 92%. A tecnologia foi validada com efluentes reais de uma indústria têxtil da região de Campinas, mostrando-se eficaz sem a necessidade de ajuste do pH original do efluente, que é tipicamente alcalino (~10,5).
O trabalho, vencedor do Prêmio UNESCO-ORCYT para teses de mestrado no Mercosul, gerou uma patente depositada pela Unicamp em 2002. Recentemente, a tecnologia foi licenciada para a empresa Contech Sistemas Químicos Integrados, que visa comercializá-la para diversos setores industriais, como têxtil, papel e celulose e curtumes. A expectativa é que, em cerca de 2,5 anos, após a finalização de testes em escala piloto e a estruturação da planta industrial, o produto esteja disponível no mercado. Este licenciamento, facilitado pela Lei de Inovação e pela atuação da Agência de Inovação da Unicamp (Inova Unicamp), representa um caso bem-sucedido de transferência de tecnologia da universidade para a indústria, promovendo benefícios ambientais e econômicos ao oferecer uma solução mais eficiente e sustentável para o tratamento de efluentes industriais.
Segundo Oswaldo Alves: "LQES tinha, entre outros, um projeto focado na remediação de efluentes de indústrias têxteis utilizando materiais lamelares, como parte da tese de Odair Pastor Ferreira. Tal projeto foi importante sobre vários aspectos. Primeiro por se tratar de um projeto que tinha na aplicação o seu ponto alto e segundo porque permitiu desenvolvermos um conceito, aquela época incipiente, ou seja: os ecomateriais.2 O trabalho recebeu o Prêmio da Unesco de Melhor Tese do Mercosul, em 2002. Em função deste aspecto ganhou certa notoriedade e o interesse de várias empresas. Um dado interessante: por opção, baseada na avaliação dos resultados obtidos, este trabalho não foi publicado. Redigimos e depositamos diretamente a patente 3 , a qual abriu todas as possibilidades que levaram ao licenciamento (transferência de tecnologia), seguindo todo o ritual da Lei de Inovação, para a empresa Contech Sistemas Integrados, de Valinhos, SP, em setembro de 2007".
O químico Oswaldo Luiz Alves, falecido em 2021, aos 74 anos, foi um dos pioneiros da nanotecnologia no Brasil e professor titular do Instituto de Química da Unicamp, onde fundou, em 1985, o Laboratório de Química do Estado Sólido (LQES). Orientou mais de 50 mestres e doutores e publicou mais de 200 artigos, além de 27 patentes, algumas internacionais, incluindo tecnologias licenciadas para a indústria. Coordenou o Laboratório de Síntese de Nanoestruturas e Interação com Biossistemas (NanoBioss/SisNano) e participou de projetos temáticos da FAPESP, como o INCT de Materiais Complexos Funcionais (Inomat). Também foi responsável pela implantação da primeira linha de EXAFS (XAS) no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron.
Membro da Academia Brasileira de Ciências, vice-presidente da instituição para São Paulo desde 2016, atuou como conselheiro do Instituto Serrapilheira e editor dos boletins LQES News e Nano em Foco. Recebeu diversos prêmios, entre eles a Comenda da Ordem Nacional do Mérito Científico (2002), a Medalha Simão Mathias (2004) e o Prêmio de Inovação Tecnológica (2008). Nascido em São Paulo, formou-se em química industrial em 1967, trabalhou na Bayer, e obteve doutorado e pós-doutorado na Unicamp e na França (LASIR-CNRS). Desde jovem se interessava por ciência, participando de clubes científicos em Perdizes. Contratado pela Unicamp aos 25 anos, dedicou-se à química do estado sólido, desenvolvendo pesquisas inovadoras com quantum dots, vidros ópticos, nanotubos de carbono e nanopartículas para drug delivery. Considerado um cientista ético e inspirador, deixou um legado marcante para a ciência brasileira.
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