Dispositivo impresso em 3D remove água de diesel e biodiesel

A contaminação de combustíveis por água é um problema frequente em refinarias, distribuidoras e postos. Ela pode ser causada pela própria variação de temperatura e umidade do ar no processo de refino ou mesmo durante o armazenamento. A interface água e óleo favorece o crescimento de microorganismos que levam à formação de borra, turbidez e corrosão, comprometendo a performance dos equipamentos.

Para resolver esse problema, pesquisadores da Unicamp desenvolveram um dispositivo superabsorvente impresso em 3D. O aparelho é capaz de reter a água, evitando que ela se misture ou decante no fundo dos tanques. A tecnologia pode ser aplicada como um "leito de guarda" na saída de reservatórios de armazenamento industrial e tem potencial para ser instalada de forma embarcada em veículos.

O invento tem como base hidrogéis, polímeros com elevada afinidade pela água e alta capacidade de incorporá-la. Os hidrogéis usados são semelhantes aos aplicados na fabricação de fraldas e absorventes íntimos, mas, na versão
para combustíveis, apresentam características específicas.

“Utilizamos polímeros sintéticos à base de acrilato e acrilamida. Quanto à categoria de molécula, são parecidos, mas nosso polímero é mais especializado”, explica o professor da Faculdade de Engenharia Química (FEQ-Unicamp), Leonardo Fregolente, que também estuda outros polímeros não-sintéticos.

Diesel e Biodiesel

Para o desenvolvimento da tecnologia, os pesquisadores testaram o hidrogel na remoção de água em diesel e biodiesel. Nos ensaios em bancada, o invento removeu água nas diferentes formas encontradas nos combustíveis: solubilizada (dissolvida), emulsionada (misturada) e livre (separada).

“Dessas, a água solúvel é a mais difícil de ser retirada, mas conseguimos excelentes percentuais de remoção, nos níveis exigidos pela Agência Nacional de Petróleo”, explica a coordenadora do estudo, professora Maria Regina Maciel, também pesquisadora da FEQ.

O invento foi comunicado à Agência de Inovação Inova Unicamp e protegido com depósito de patente no INPI. Atualmente, faz parte do Portfólio de Patentes da Unicamp, que reúne 1276 perfis tecnológicos desenvolvidos na Universidade, em grande parte disponíveis para licenciamento.

“O hidrogel é muito usado na área médica, em medicamentos e na construção de tecidos. Essa aplicação para combustíveis é inovadora
e começou com uma pesquisa da Unicamp”, lembra Leonardo Fregolente.

Os estudos tiveram início há cerca de uma década, durante o pós-doutorado da então aluna da FEQ Patrícia Lucente Fregolente, que foi orientada por Maciel, e resultaram na proteção de outras tecnologias da Unicamp.

Uma das vantagens do novo dispositivo é o controle de tamanho e resistência mecânica dos polímeros. Os pesquisadores evitaram que o hidrogel
se expandisse ao reter a água e causasse entupimentos nos sistemas. A retirada de água também é rápida e prática.

“O hidrogel funciona com certa simplicidade, indo a fundo na remoção devido à sua hidrofilicidade, com o diferencial de não contaminar o combustível e ainda reduzir o gasto energético”, diz Maciel. O dispositivo feito a partir dos polímeros superabsorventes pode ser reutilizado. Ele precisaria de energia somente na fase de regeneração do hidrogel.

Essas características tornam a tecnologia flexível, permitindo que seja aplicada em vários pontos da cadeia de combustíveis, embora sejam necessários novos estudos. “Já temos uma planta que remove água em laboratório, mas precisamos desenvolver processos escaláveis e testar o desempenho em sistemas reais”, ressalta Fregolente.

A parceria com empresas é a forma de acelerar o processo para levar a tecnologia ao mercado. A empresa que licencia a patente ganha vantagem competitiva com o acesso a uma tecnologia de ponta e divide os riscos envolvidos no desenvolvimento de
produtos inovadores.

Por outro lado, os pesquisadores participam ativamente da transferência de tecnologia, sem se preocuparem com os detalhes dessa interação, que é conduzida com apoio das equipes da Inova Unicamp. “Temos várias pesquisas evolutivas na área do hidrogel para combustíveis líquidos. Além do diesel e biodiesel, acreditamos que futuramente a tecnologia também será aplicável à gasolina”, avalia Maciel.