18/05/2023
Com a finalidade de atender uma economia circular a partir da obtenção de nióbio de fontes primárias, caracterizadas por ainda não serem processadas, como minérios e, também fontes secundárias como materiais que já foram processados e possuem nióbio em sua composição, o Grupo de Pesquisa em Nanomateriais aplicados (GPNAp) da Universidade Franciscana (UFN) e o ITEC Park Tecnológico em parceria com o Laboratório de Reciclagem, Tratamento de Resíduos e Extração (LAREX) da Universidade de São Paulo (USP), foram contemplados pelo edital CNPq/MCTI/FNDCT Nº 23/2022 – InovaNióbio para promover e apoiar o projeto de pesquisa, desenvolvimento e inovação (PD&I) na cadeia produtiva de nióbio, estimulando a cooperação entre empresas e visando a agregar valor, adensar o conhecimento e promover a sustentabilidade e competitividade dessa cadeia no Brasil.
Esta linha de pesquisa defende o uso de hidrometalurgia para recuperação de nióbio. Este processo desenvolve um aproveitamento de líquidos, ácidos minerais e orgânicos, dessa forma purifica as soluções de retirada de nutrientes do solo utilizando precipitação, solventes orgânicos e resinas de troca-iônica. Essas rezinas se caracterizam por serem capazes de separar metais de forma seletiva, o que significa que apenas os metais desejados são recuperados.
A pesquisa será segmentada em quatro etapas, sendo a primeira dedicada para a obtenção de nióbio. A próxima fase, será empenhada a síntese de nanomateriais, processos versáteis que estudam o comportamento e exploração das propriedades dos materiais em escala nanométrica como a elevada área superficial. Este processo é utilizado a fim de desenvolver novos produtos para aplicação em diversos setores, como medicina, eletrônica, ciências da computação, biologia, engenharia e química. Como terceira linha, foi destinada para caracterização e aplicação dos nanomateriais alternativos no tratamento de águas residuárias. O estudo finaliza com a análise dos efeitos desses nanomateriais, a fim de estabelecer respostas proativas frente aos seres vivos dos ecossistemas e suas interações, os biossistemas.
Com os nanomateriais sustentáveis será possível o desenvolvimento de produtos de relevância para aplicação na área tecnológica de materiais a base de Nióbio em diversas áreas como mineração, ligas, baterias, mas com foco principal para o tratamento de águas residuárias. O LAREX, que tem longa experiência na execução de projetos entre Universidade e empresa será também um centro para a Empresa Brasileira de Pesquisa e Inovação Industrial (EMBRAPII) de química verde, trabalhando com o potencial empreendedor inovador em parceria com a incubadora tecnológica do Ambiente de Inovação (ITEC) da UFN. A parceria além de buscar a ampliação de parcerias com empresas para o desenvolvimento tecnológico, igualmente investe na capacitação da equipe de doutorandos, mestrandos e discentes de Graduação.
Dentre as principais demandas atendidas com o âmbito do projeto de pesquisa, destacam-se: obtenção de nióbio em diferentes fases para a demanda industrial, diminuição de resíduos da mineração, desenvolvimento dos nanomateriais sustentáveis, diminuir o potencial poluidor desses resíduos e a aprimoração do processo de fotocatálise heterogênea, processo químico que usa a luz para ativar reações em uma superfície sólida, como um catalisador. Utilizando a luz para acelerar uma reação química em um material específico. Esse processo pode ser aproveitado para diferentes processos, desde a purificação de água até a produção de energia renovável. Desta forma, com a aplicação dos conceitos de economia circular, um valor econômico será agregado a resíduos, assim, ajudando o meio ambiente.
As próximas etapas da metodologia envolvem precipitação seletiva, método que visa à separação de diferentes sais presentes em uma solução, separação com solventes orgânicos, processo simples que destaca as substâncias com o uso de um funil e resinas de troca-iônica, que são capazes de separar metais de forma seletiva, comprovando que apenas os metais desejados são recuperados. São compostos materiais insolúveis que possuem "grupos funcionais" capazes de trocar íons. Para a biossíntese das nanopartículas ou óxidos metálicos serão utilizados reagentes ambientalmente corretos, como extratos de plantas, vitamina C e óleos de plantas para reagir com o metal e formar uma nanopartícula, esses são chamados de processos verdes. Um planejamento experimental será realizado para a determinação das condições ideais do processo de preparação e remoção dos poluentes orgânicos, empregando a metodologia do Delineamento do Composto Central Rotacional (DCCR) e a análise das superfícies de resposta, caracterizadas por serem planejamentos estatísticos que usados para avaliar os efeitos de variáveis em uma resposta, podendo ser temperatura, pressão ou quantidade de reagentes.
Destaca-se na pesquisa, um importante impacto tecnológico referente ao aumento da produtividade na obtenção de nióbio, promovendo maior segurança, otimização no tempo de processamento e diminuição de riscos econômicos. Assim, diferentes áreas da indústria podem repassar as informações para diminuir seus resíduos e aumentar os seus ganhos, mesmo não trabalhando diretamente com nióbio.
A diminuição desses resíduos considerando os conceitos de economia circular pode diminuir ou acabar com os resíduos deste local, tornando-os não perigosos aos seres humanos e ao meio ambiente. Com os resultados conquistados a partir do estudo, inúmeras indústrias podem entrar no ramo de nióbio e aumentar a capacidade brasileira de obtenção. Neste contexto, novas empresas podem começar a explorar e reduzir os seus resíduos, bem como terceirizar a outras empresas.
Na UFN, o projeto contará com a participação dos docentes William Leonardo da Silva, Sergio Roberto Mortari e Jivago Schumacher de Oliveira, juntamento com os discentes de doutorado Daniel Moro Druzian e Leandro Rodrigues Oviedo do Programa de Pós-Graduação em Nanociências, bolsistas de Desenvolvimento Tecnológico e Industrial (DTI), Maurício Dalla Costa Rodrigues da Silva, Luis Fernando Wentz Brum, Cristiane dos Santos e Claudir Gabriel Kaufmann Junior, além de bolsistas de Iniciação Tecnológica Industrial (ITI), Lourdes Maria Muraro Favarin, Hanna Abdalrahman Mahmud e Adriano Losekann.
Texto: Gabriela de Flores Neto / Jornalista
Fotos: Fernanda Menezes/Estagiária de Publicidade e Propaganda
