Filtro de microplásticos modelado em bocas de peixe
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As águas residuais das máquinas de lavar roupa são consideradas uma fonte significativa de microplásticos - pequenas partículas de plástico que se suspeita serem prejudiciais para a saúde humana e animal. Os investigadores da Universidade de Bona desenvolveram agora um novo filtro que poderá travar este problema. Para o efeito, basearam-se no sistema de guelras dos peixes. Nos primeiros testes, o filtro, agora com patente pendente, foi capaz de remover mais de 99% das fibras de plástico das águas residuais das máquinas de lavar.
Uma máquina de lavar roupa num agregado familiar de quatro pessoas produz até 500 gramas de microplásticos por ano, que são criados pela abrasão dos têxteis. Os electrodomésticos são, por conseguinte, uma das fontes mais importantes destas partículas minúsculas. Atualmente, os microplásticos vão parar diretamente às lamas das estações de tratamento de águas residuais através das águas residuais. Como estas são frequentemente utilizadas como fertilizantes, as fibras acabam nos campos.
Por isso, há cerca de dez anos que muitos fabricantes procuram formas de remover os microplásticos da água de lavagem para que não acabem no ambiente. "No entanto, os sistemas de filtragem disponíveis até à data têm várias desvantagens", explica a Dra. Leandra Hamann, do Instituto de Biologia Organísmica da Universidade de Bona. "Alguns deles entopem rapidamente, outros não têm um efeito de filtragem suficiente".
No interior da boca desta anchova, as partículas de plâncton são retidas pelo sistema de brânquias.
Photo: Jens Hamann
Olhar o peixe pela boca
Juntamente com o seu orientador de doutoramento, Dr. Alexander Blanke, e colegas, a cientista procurou possíveis soluções no reino animal. Os investigadores inspiraram-se em animais que podem ser considerados verdadeiros mestres da tecnologia de filtragem - e que o são há centenas de milhões de anos.
Estamos a falar de peixes que se alimentam por meio de filtração, como a cavala, a sardinha e a anchova: Nadam na água com a boca aberta, pescando o plâncton com o seu sistema de brânquias. "Observámos mais de perto a construção deste sistema e utilizámo-lo como modelo para desenvolver um filtro que pode ser utilizado nas máquinas de lavar", diz Blanke, que é membro das áreas de investigação transdisciplinares "Life & Health" e "Sustainable Futures" da Universidade de Bona.
Ao longo da evolução, as espécies de peixes acima mencionadas desenvolveram uma técnica semelhante à filtragem de fluxo cruzado: O seu sistema de brânquias tem a forma de um funil, que é mais largo na boca do peixe e afunila em direção ao seu esófago. As paredes do funil são formadas pelos arcos branquiais. Estes, por sua vez, estão cobertos por estruturas semelhantes a pentes, os ancinhos, que por sua vez têm pequenos dentes. Isto cria uma espécie de tecido de malha que é esticado pelos arcos branquiais.
Autolimpeza: O plâncton rola em direção ao esófago
"Durante a alimentação, a água flui através da parede permeável do funil, é filtrada e a água livre de partículas é libertada de volta para o ambiente através das guelras", explica Blanke. "No entanto, o plâncton é demasiado grande para isso; é retido pela estrutura natural da peneira. Graças à forma de funil, o plâncton rola em direção ao esófago e aí se acumula até ser engolido pelo peixe, esvaziando e limpando assim o sistema."
Este princípio evita o entupimento do filtro - as fibras não atingem o filtro verticalmente, mas rolam ao longo dele em direção ao tubo digestivo. Ao mesmo tempo, o processo é muito eficaz: elimina quase todo o plâncton da água. Estes são os dois pontos que um filtro de microplástico também deve cumprir. Os investigadores recriaram, por isso, o sistema de ancinho branquial. Variaram a dimensão da malha da estrutura de peneira e o ângulo de abertura do funil.
O filtro atinge um elevado nível de eficácia
"Encontrámos, assim, uma combinação de parâmetros em que o nosso filtro separa mais de 99% dos microplásticos da água sem entupir", afirma Hamann. Para alcançar este objetivo, a equipa baseou-se não só em experiências, mas também em simulações de computador. O filtro, modelado a partir da natureza, não contém nenhuma mecânica complexa e, por isso, deve ser muito económico de produzir.
Os microplásticos que o filtro retira da água de lavagem acumulam-se na saída do filtro e são aspirados várias vezes por minuto. O microplástico pode depois ser prensado na máquina, por exemplo, para retirar a água que contém, diz o cientista, que entretanto se mudou para a Universidade de Alberta, em Edmonton, no Canadá. A cada poucas dezenas de lavagens, o granulado de plástico resultante poderia então ser retirado e eliminado no lixo residual.
A Universidade de Bona e o Instituto Fraunhofer para o Ambiente, Segurança e Tecnologia Energética UMSICHT já solicitaram uma patente para a tecnologia na Alemanha; está a ser procurada uma patente a nível da UE. Os investigadores esperam agora que os fabricantes continuem a desenvolver o filtro e o instalem nas futuras gerações de máquinas de lavar roupa. Isto permitiria, pelo menos, travar a disseminação de microplásticos nos têxteis. E isso também é necessário: estudos indicam que as partículas podem potencialmente causar sérios danos à saúde. Já foram detectadas no leite materno e na placenta - e até no cérebro.
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Alemão pode ser encontrado aqui.
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