APLICAÇÃO DE MATERIAIS ADSORVENTES HÍBRIDOS NO TRATAMENTO DE ÁGUA DE FLATURAMENTO (FH): UMA ABORDAGEM SUSTENTÁVEL NA ENGENHARIA CIVIL PARA A PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO VERDE
Blenda Nunes da Silva; Raquel Freitas Reis; Dayane Izabelita Santos Lacerda; Orivaldo da Silva Lacerda Jr4
Resumo
Este estudo analisa o potencial de tratamento e reaproveitamento de água proveniente da fraturação hidráulica (HF) mediante filtros híbridos em escala de bancada, com vistas à futura aplicação industrial na produção de hidrogênio verde. Filtros compostos por carvão ativado, sílica MCM-41 modificada e sílica de troca iônica comercial foram utilizados para remover contaminantes orgânicos, sais, metais e sólidos dissolvidos em água de refluxo da HF. As análises físico-químicas antes e após o tratamento revelaram reduções expressivas (≥ 96%) nos parâmetros avaliados (pH, turbidez, condutividade, salinidade, SDT, metais, DQO). A viabilidade técnica do processo foi demonstrada em escala laboratorial, e a transição para escala industrial foi discutida, enfatizando o papel da engenharia civil no dimensionamento, construção e operação da unidade. O estudo mostra que a integração entre tratamento de água e produção de hidrogênio verde é uma alternativa ambientalmente sustentável e tecnicamente promissora.
Palavras-chave
Referencias
ADASA/DF. Manual de Drenagem e Manejo de Águas Urbanas: Dimensionamento hidráulico – critérios para projetos de controle na fonte. Brasília: ADASA, 2021.
AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION (APHA). Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 23rd ed. Washington: APHA, 2023.
ARAÚJO, P. R.; LIMA, T. S.; COSTA, J. M. Integração entre engenharias no desenvolvimento de tecnologias de tratamento de água. Revista Brasileira de Engenharia Ambiental, v. 14, n. 3, p. 215–226, 2020.
EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA (EPE). Relatório sobre a cadeia do hidrogênio no Brasil. Brasília: EPE, 2022.
FERNANDES, C.; ROCHA, M. Avanços em Tecnologias de Tratamento de Efluentes e Sustentabilidade no Ceará. Recife: Energia e Sustentabilidade, 2024.
FERREIRA, P.; OLIVEIRA, L. Materiais Mesoporosos e Suas Aplicações em Remediação Ambiental. São Paulo: Química Verde, 2021.
FERREIRA, R. O.; OLIVEIRA, A. J. Síntese e modificação de MCM-41 para remoção de contaminantes em águas residuais. Materials Research, v. 24, e20210034, 2021.
GOMES, F. S.; RIBEIRO, M. T. Reutilização de sílica residual para síntese de materiais mesoporosos: benefícios ambientais e aplicação em adsorção. Sustainable Materials and Technologies, v. 34, e00343, 2023.
GOMES, R.; RIBEIRO, T. Sílica Residual e Produção de MCM-41 para Tratamento de Água. Rio de Janeiro: Sustentabilidade e Tecnologia, 2023.
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY (IEA). Global Hydrogen Review 2021. Paris: IEA, 2021. Disponível em: https://www.iea.org/reports/global-hydrogen-review-2021. Acesso em: 13 nov. 2024.
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY (IEA). The future of hydrogen: Seizing today’s opportunities. Paris: IEA, 2021.
INTERNATIONAL RENEWABLE ENERGY AGENCY (IRENA). Green Hydrogen: A Guide to Policy Making. Abu Dhabi: IRENA, 2020. Disponível em: https://www.irena.org/publications/2020. Acesso em: 13 nov. 2024.
KONDASH, A. J.; LAUER, N. E.; VENGOSH, A. The intensification of the water footprint of hydraulic fracturing. Science Advances, v. 4, n. 8, p. eaar5982, 2018. Disponível em: https://www.science.org/doi/full/10.1126/sciadv.aar5982.
LIMA, J.; AZEVEDO, S. Aplicações industriais do MCM-41 e outras sílicas mesoporosas. Revista de Química Aplicada, v. 15, n. 1, p. 22-29, 2023.
MARTINS, G.; COSTA, A. Carvão Ativado na Purificação de Água e Ar: Teoria e Prática. Rio de Janeiro: Ciência Ambiental, 2023.
MENDES, J.; COSTA, L. Processos de Tratamento de Efluentes Industriais e sua Eficiência. São Paulo: Química e Sustentabilidade, 2021.
MENDES, J. Hidrogênio Verde e Descarbonização Energética. Rio de Janeiro: Energia Renovável, 2023.
OLIVEIRA, F. et al. Uso de borra de café para produção de carvão ativado e tratamento de poluentes. Revista de Tecnologia Ambiental, v. 10, n. 3, p. 45-53, 2022.
OLIVEIRA, F. et al. Desafios e oportunidades no reuso de água industrial. Revista de Tecnologias Ambientais, v. 12, n. 1, p. 55-63, 2023.
OLIVEIRA, J. Hidrogênio Verde e o Futuro da Energia Limpa. São Paulo: Editora Sustentável, 2021.
RODRIGUES, P.; LIMA, F. Sílica Mesoporosa MCM-41 e suas Aplicações Ambientais. São Paulo: Ciência & Tecnologia Ambiental, 2021.
SANTOS, L. M. et al. Aplicação de MCM-41 a partir de resíduos de sílica no tratamento de águas residuais. Chemical Engineering Journal, v. 450, 2022.
SANTOS, M. et al. Produção e caracterização do MCM-41 para aplicações ambientais. Revista de Materiais e Tecnologias, v. 8, n. 2, p. 33-41, 2022.
SANTOS, L.; SILVA, M. Tecnologias para Produção de Hidrogênio Verde. Rio de Janeiro: Energia e Meio Ambiente, 2023.
SILVA, A.; ALMEIDA, R. Sustentabilidade na Indústria e o Reuso de Água. São Paulo: Editora Ambiental, 2022.
SILVA, F. L.; ALMEIDA, R. M. Capacidade de adsorção de carvão ativado derivado de biomassa residual. Revista Brasileira de Engenharia de Recursos Hídricos, v. 26, n. 2, p. 345-354, 2021.
SILVA, F. L.; OLIVEIRA, R. M. Dimensionamento e construção de filtros industriais: aspectos estruturais e hidráulicos. Engenharia Sanitária e Ambiental, v. 26, n. 4, p. 789–798, 2021.
SILVA, R.; ALMEIDA, T. Adsorção e Aplicações do Carvão Ativado no Tratamento de Água. São Paulo: Editora Ambiental, 2021.
SILVA, R.; ALMEIDA, T. Gestão de Água Residual na Indústria e Impactos Ambientais no Ceará. Fortaleza: Editora Sustentável, 2022.
SOUZA, L.; PEREIRA, M. Produção de Carvão Ativado a Partir de Biomassa Residual. Curitiba: Editora Sustentável, 2020.
SOUZA, M. Carvão Ativado de Biomassa: Propriedades e Aplicações no Tratamento de Água. Curitiba: Editora Sustentável, 2022.
SOUZA, V. C.; PEREIRA, A. N.; BARROS, E. C. Prototipagem e escalonamento de sistemas de filtração de água: da bancada à indústria. Journal of Environmental Technology, v. 11, n. 2, p. 132–141, 2019.
SOUZA, V. C.; PEREIRA, A. N. Produção sustentável de carvão ativado a partir de borra de café e aplicação em tratamento de água. Journal of Environmental Technology, v. 11, n. 2, p. 132–141, 2020.
VENGOSH, A. Quanta água o fracking realmente consome nos EUA? Duke Today, 2015. Disponível em: https://today.duke.edu/2015/09/frackfoot.
WOLLIN, K. M. et al. Avaliação crítica dos riscos à saúde humana devido ao fraturamento hidráulico na produção de gás natural e petróleo. Archives of Toxicology, v. 94, n. 4, p. 967–1016, 2020. DOI: 10.1007/s00204-020-02758-7.
Submitted date:
03/11/2025
Reviewed date:
07/11/2025
Accepted date:
11/11/2025
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