Jovens criam um filtro de água sustentável com resíduos orgânicos

Os vencedores deste ano do Prêmio Jovem da Água de Estocolmo criaram uma forma mais sustentável de produzir um dos materiais usados em filtros de água. Usando cascas de durião e restos de cana-de-açúcar, Caleb Liow Jia Le (à esquerda na foto), Johnny Xiao Hong Yu (à direita) e Ho Shane descobriram uma forma mais segura de criar óxido de grafeno reduzido. Saiba como eles fizeram isso.

Os três estudantes de 16 anos frequentam uma escola de ensino médio em Cingapura e ganharam o prêmio com o projeto: “Uma nova síntese ecológica do óxido de grafeno reduzido (rGO) a partir de cascas de durião e bagaço de cana-de-açúcar para filtros de água”.

Como vocês descrevem o tema do projeto?

Caleb: No nosso projeto, usamos dois tipos de resíduos orgânicos muito comuns em Cingapura. O durião é uma fruta espinhosa. Come-se a polpa amarela da fruta e a casca é jogada fora, portanto usamos essa parte. Também usamos bagaço de cana-de-açúcar, que é o resíduo fibroso que sobra quando o caldo da cana é exprimido. Transformamos esses resíduos em um material chamado óxido de grafeno reduzido.

Johnny: O óxido de grafeno reduzido é capaz de remover metais pesados e corantes orgânicos da água. Ele pode ser usado em filtros de água para purificação.

Em que vocês se inspiraram para elaborar esse projeto?

Caleb: Geramos vários tipos diferentes de resíduos: eletrônicos, plásticos e alimentos. Eu queria ver como poderíamos transformar esse lixo que normalmente descartaríamos em algo que poderia ser útil, ajudar a comunidade e melhorar a vida das pessoas.

Johnny: Tenho muito interesse na química e na aplicação da química para resolver problemas do mundo real. Neste caso, a criação de um produto químico que realmente pode resolver os problemas da comunidade.

Qual é forma tradicional de criar óxido de grafeno reduzido?

Johnny: A forma atual é usar produtos químicos em um processo chamado método de Hummers, criado em 1958. Esse método usa uma série de produtos químicos e compostos tóxicos em um processo muito complicado. Nosso método, ao contrário, usa somente resíduos orgânicos.

O uso do óxido de grafeno reduzido está amplamente difundido?

Caleb: O óxido de grafeno reduzido é, na verdade, um material muito versátil. Ele é amplamente usado na eletrônica devido à sua condutividade. Ao ter uma estrutura semelhante à do grafeno, ele também é capaz de conduzir eletricidade. Porém, ele também está sendo pouco a pouco usado na área de purificação da água devido às suas propriedades.

Vocês realmente fizeram um filtro de água com esse material?

Johnny: Sim, criamos dois tipos diferentes de filtros. O óxido de grafeno reduzido é um pó negro, semelhante ao carvão ativado. Pegamos esse pó e revestimos um papel de filtro de éster de celulose misto para funcionar como filtro. O segundo tipo que fizemos é um filtro de coluna mais tradicional, no qual inserimos o pó de óxido de grafeno reduzido em uma coluna. Ambos os tipos filtraram mais de 95% de metais pesados e corantes orgânicos, o que é comparável ao carvão ativado.

Poderia ser usado qualquer resíduo orgânico nesse processo que vocês criaram?

Caleb: Tanto a casca do durião como o bagaço da cana-de-açúcar contêm muita celulose, o que os torna adequados para nosso processo de síntese. Para sintetizar o óxido de grafeno reduzido no nosso método, carbonizamos e oxidamos a celulose em um forno e depois adicionamos um agente redutor para formar o óxido de grafeno reduzido. Então, outras frutas que contêm celulose também poderiam ser transformadas, e isso ainda pode ser pesquisado.

Que tipos de desafios relacionados à água vocês têm em Cingapura?

Johnny: Cingapura conta com quatro fontes principais de água: captura de água, como reservatórios; dessalinização, já que estamos rodeados pelo mar; NEWater, que é a nossa forma de água reciclada; e ainda temos a água importada que compramos de nossos vizinhos.

Atualmente, Cingapura ainda depende muito da água importada. A principal preocupação de Cingapura é encontrar formas de tornar-nos mais autossuficientes. Isso pode implicar uma redução do custo da dessalinização e da reciclagem de água, e também a necessidade de encontrar novas formas de obter água potável. Nosso projeto está na área de tratamento e reciclagem de água.

Como a água é um recurso limitado em Cingapura, vocês acham que a população do país está mais conscientizada sobre o uso da água?

Johnny: Ainda podemos achar que a água está garantida, pois simplesmente abrimos uma torneira e bebemos, mas houve recentemente um aumento dos impostos sobre a água. Isso fez com que todos ficassem mais conscientizados sobre a situação da água.

Caleb: Os impostos sobre a água não subiram durante muito tempo, então todo mundo ficou pensando nos motivos que levaram ao aumento.

Há muitas pessoas em Cingapura que conhecem o programa de reciclagem NEWater?

Johnny: Sim, quando você usa água reciclada, precisa promover a conscientização. As pessoas sabem que é água de esgoto, portanto, isso exige muita persuasão.

Caleb: Nas nossas escolas de ensino fundamental, com alunos de cerca de 7 a 12 anos, quase todos fazem uma excursão às instalações do NEWater. Isso ajuda as novas gerações a se interessarem mais pelos problemas relacionados à água.

Sobre o Prêmio Jovem da Água de Estocolmo

O prêmio é organizado pelo Instituto Internacional da Água de Estocolmo e patrocinado pela Xylem. Saiba mais sobre o prêmio e os finalistas de 2018.

Parabéns aos ganhadores deste ano!