Nova tecnologia de eletrodos de carbono remove boro da água dessalinizada com menor custo energético

Engenheiros da Universidade de Michigan e da Rice University desenvolveram um sistema eletroquímico com eletrodos de tecido de carbono para remover boro da água do mar após o processo de dessalinização. A tecnologia, detalhada em estudo publicado na revista Nature Water em janeiro de 2025, soluciona a persistência desse elemento na água mesmo após a retirada do sal, eliminando a necessidade de etapas adicionais que demandam produtos químicos, energia e novos ciclos de filtragem.

O boro é um componente natural da água marinha, mas torna-se um contaminante quando ultrapassa os limites recomendados para consumo humano e atividades agrícolas. A dificuldade de remoção ocorre porque o elemento se apresenta como ácido bórico, uma estrutura eletricamente neutra que atravessa as membranas de osmose reversa, as quais são mais eficientes na retenção de partículas carregadas. Para corrigir isso, as usinas costumam adicionar bases químicas para alterar a carga do boro, realizar uma nova filtragem por osmose reversa e, por fim, aplicar ácido para neutralizar o pH da água.

A nova solução substitui esse fluxo tradicional. Através de corrente elétrica, o sistema separa moléculas de água e gera íons hidróxido que interagem com o boro, conferindo-lhe carga negativa. Isso permite que o contaminante seja capturado pelos poros dos eletrodos de tecido de carbono, que possuem grupos oxigenados na superfície para ampliar a ligação seletiva com o boro sem reter outros íons dissolvidos.

A implementação desse método pode reduzir em até 15% os custos de remoção de boro, o que representa uma economia de aproximadamente US$ 0,20 por metro cúbico de água tratada. Em instalações de grande porte, como a Claude “Bud” Lewis Carlsbad Desalination Plant, em San Diego, a adoção da tecnologia em escala industrial poderia gerar economias milionárias anuais, dado que o volume processado diariamente em usinas pode atingir milhões de metros cúbicos.

O impacto global da inovação é significativo, considerando que a capacidade mundial de dessalinização era de 95 milhões de metros cúbicos por dia em 2019. O dispositivo reduz a dependência de insumos químicos e a demanda energética, tornando a operação mais sustentável e economicamente viável.

Embora a tecnologia não substitua a osmose reversa, ela otimiza a etapa final do tratamento. Os pesquisadores indicam que o princípio dos eletrodos modificados pode ser adaptado para capturar outros contaminantes, ajustando a química da superfície conforme a substância. Para a aplicação em usinas reais, a tecnologia agora passará por testes de escalabilidade e parcerias industriais para validar a durabilidade dos eletrodos, a manutenção e a integração com sistemas já existentes.