Espalhando gotículas de petróleo das águas residuais do Ártico

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Espalhando gotículas de petróleo das águas residuais do
Ártico
Uma esponja reutilizável pode capturar e recuperar gotículas de petróleo bruto de água fria para gerar
água limpa em um ecossistema frágil.
Crédito da imagem ? em Unsplash
Depois de dez anos, os esforços de limpeza de derramamentos de petróleo da Deepwater Horizon ainda
estão lutando para remover as gotículas de petróleo bruto da água contaminada. A remoção de gotículas
de petróleo das águas residuais é ainda mais desafiadora no Ártico, onde existem cerca de 13% das
reservas de combustíveis fósseis não descobertas do mundo. Na região do Ártico, devido às
temperaturas ultrafrias, a viscosidade do petróleo bruto aumenta, fazendo com que as misturas de óleo /
água se tornem um gel, o que representa desafios de remoção.
Atualmente, os derramamentos de óleo do Ártico são limpos pela queima ou derretimento do petróleo
bruto (que o aqueceu de 5oC a 90oC), em seguida, coletando-o do local de derramamento usando
métodos secundários. Isso ocorre porque, à medida que a temperatura diminui, os compostos orgânicos
mais pesados do óleo, conhecidos como ceras de parafina, precipitam do petróleo bruto como cristais
líquidos e sólidos que se acumulam na superfície da gota ou na interface óleo / água. Esses cristais de
cera têm preferência para se unir na tentativa de se tornarem estáveis, puxando as gotículas de óleo ao
redor e formando misturas de óleo em água em óleo – conhecidas como duplas emulsões e géis – não
podem ser separadas sem investir energia.
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Essas estratégias de aquecimento no local estão longe de ser perfeitas e podem dissolver ou evaporar
os orgânicos voláteis encontrados no petróleo bruto, causando mais danos ao meio ambiente.
Estratégias de desenvolvimento que são melhores para o meio ambiente e mais eficazes na coleta de
petróleo bruto sem ter que aquecê-lo são extremamente necessárias.
As esponjas de coleta de óleo foram propostas como uma alternativa, e uma que se adapta às
propriedades dependentes do meio ambiente do petróleo bruto poderia oferecer uma solução simples na
captura e recuperação de gotículas de óleo.
P. Cherukupally, et al., Science Advances (2021) - Os Autores, alguns direitos reservados;
licenciado exclusivo AAAS. Distribuído sob uma licença CC BY-NC 4.0
Este problema foi recentemente resolvido com uma nova esponja de encanamento de cera que
aproveita as variações nas microestruturas de petróleo bruto, que mudam com a temperatura. O
conceito aproveita o fato de que os cristais de cera pegajosos na superfície das gotículas podem
facilmente se ligar a outras superfícies com uma estrutura química semelhante. Portanto, uma esponja
com grupos semelhantes a ceras de parafina poderia capturar as gotículas de óleo, emulsões duplas e
géis grudando em suas ceras superficiais, como combinar com tijolos Lego, apesar das baixas
temperaturas das águas residuais.
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P. Cherukupally, et al., Science Advances (2021) - Os Autores, alguns direitos
reservados; licenciado exclusivo AAAS. Distribuído sob uma licença CC BY-
NC 4.0
Uma vez que a química de cera ideal foi estabelecida, os nanocristais de silício foram tampados com
ligantes de octadecil tipo cera de parafina e foram revestidos nas esponjas comerciais de poliuretano.
Devido à sua atração mútua, a esponja de encerramento de cera poderia coletar gotículas de óleo de
águas residuais com temperaturas variando de 5oC a 40oC com eficiência de 95-99% em três horas. As
esponjas embebidas em óleo podem ser limpas em segundos lavando-as com solventes leves que são
seguros para uso em escala industrial e reutilizados. Na verdade, eles poderiam remover gotículas de
petróleo bruto da água contaminada dez vezes sem incluir o desempenho.
Essa abordagem gera água limpa, coleta óleo bruto reutilizável e reutiliza a esponja, tudo sem qualquer
pré-aquecimento. Se atingir a comercialização, poderá ter impactos ambientais, energéticos e
econômicos dramáticos na solução de desafios de recuperação de derramamento de petróleo no Ártico.
Atualmente, a equipe de pesquisa está trabalhando na ampliação das esponjas para tratar uma grande
variedade de óleos brutos água contaminada usando um dispositivo de filtragem.
Roteiro: Pavani Cherukupally e Geoffrey Ozin
Referências :
Pavani Cherukupally, et al., Espumas poliméricas ácido-base para a adsorção de gotículas de micro-óleo
de efluentes industriais, Ciência e Tecnologia Ambiental (2017). DOI: 10.1021/acs.est.7b01255
Pavani Cherukupally, et al., esponjas de engenharia de superfície para recuperação de microgotas de
petróleo bruto de águas residuais, Nature Sustainability (2020). DOI: 10.1038/s41893-019-0446-4
Pavani Cherukupally, et al., esponjas de encerrador de cera para a recuperação de gotículas de óleo de
águas frígidas, Science Advances (2021). DOI: 10.1126/sciadv.abc7926
ASN WeeklyTradução
https://www.advancedsciencenews.com/author/gozin/
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.7b01255
https://www.nature.com/articles/s41893-019-0446-4
https://advances.sciencemag.org/content/7/11/eabc7926
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