Um filtro impresso em 3D retirou até 90% dos microplásticos da água usando discos de polímero biodegradável
Tecnologia desenvolvida no Canadá combina discos porosos e revestimento adesivo para capturar partículas plásticas em sistemas de tratamento de água
Engenheiros da Universidade de Waterloo, no Canadá, desenvolveram um filtro impresso em 3D capaz de remover até 90% dos microplásticos da água. O dispositivo utiliza discos empilháveis de polímero biodegradável, com poros microscópicos e revestimento adesivo, oferecendo uma alternativa personalizável para sistemas domésticos e industriais de tratamento.
Como o filtro impresso em 3D consegue retirar microplásticos da água?
Microplásticos são partículas sintéticas menores que cinco milímetros, provenientes da fragmentação de embalagens, tecidos e outros produtos. Esses resíduos alcançam rios, reservatórios e estações de tratamento, tornando sua remoção um desafio crescente para sistemas de abastecimento e saneamento.
Para enfrentar o problema, os pesquisadores criaram uma coluna formada por discos filtrantes sobrepostos. Cada unidade possui uma geometria projetada para ampliar o contato entre a água e as superfícies internas. O líquido atravessa sucessivas camadas, enquanto partículas plásticas ficam retidas nos poros ou aderidas ao revestimento.
Quais resultados o filtro impresso em 3D apresentou nos experimentos?
A equipe testou configurações contendo entre oito e vinte discos. O melhor desempenho ocorreu com vinte unidades empilhadas, quando o sistema conseguiu retirar 90% dos microplásticos presentes na água testada. O resultado demonstra a importância da altura da coluna para aumentar a eficiência de captura.
Partículas relativamente grandes foram removidas quase completamente, mas fragmentos menores que dez micrômetros apresentaram maior dificuldade de retenção. Essa diferença indica que o dispositivo ainda precisa ser aperfeiçoado para alcançar contaminantes especialmente pequenos, capazes de atravessar estruturas convencionais.
Os principais resultados observados foram:
- Eficiência máxima de remoção de 90%;
- Configurações testadas com oito a vinte discos;
- Maior desempenho na coluna com vinte unidades;
- Captura quase completa das partículas maiores;
- Menor eficiência para fragmentos abaixo de dez micrômetros.
Como os poros microscópicos e o adesivo aumentam a filtragem?
Os discos são produzidos com ácido polilático, conhecido como PLA, um polímero biodegradável em condições apropriadas. Durante a impressão, os engenheiros adicionam polietilenoglicol, ou PEG, um material solúvel em água. Depois, uma lavagem com água quente remove esse componente e deixa pequenas cavidades na superfície.
O tratamento cria poros nas escalas micrométrica e nanométrica, ampliando a área disponível para capturar contaminantes. Os pesquisadores também aplicaram revestimentos adesivos, incluindo polidopamina e poli(2-etil-hexil acrilato), capazes de favorecer a fixação dos fragmentos sem obstruir completamente os caminhos percorridos pela água.
Como os pesquisadores desenvolveram e avaliaram o sistema de filtragem?
O estudo publicado na revista Separation and Purification Technology integra o volume de março de 2026 e foi divulgado pela Universidade de Waterloo em setembro. A pesquisa foi conduzida por Ethan A. Crawford e colaboradores, com participação do professor de engenharia química Tizazu Mekonnen.
Os experimentos avaliaram três fatores principais: porosidade superficial, altura da coluna e presença dos adesivos. A equipe utilizou impressão tridimensional por deposição de material fundido, método conhecido como FDM, para produzir estruturas cujo desenho pode ser modificado conforme diferentes necessidades de tratamento.
Quais características diferenciam esse filtro dos sistemas tradicionais?
Uma vantagem está na possibilidade de personalizar os discos sem reconstruir toda a instalação. Alterações no desenho, na quantidade de camadas e no tratamento superficial permitem investigar configurações adequadas a diferentes volumes de água e características dos contaminantes.
O dispositivo também funciona com escoamento por gravidade, reduzindo a dependência de sistemas complexos de bombeamento em determinadas aplicações. Entretanto, a eficiência de 90% foi obtida em condições laboratoriais específicas e não deve ser interpretada como desempenho garantido em qualquer abastecimento.
| ELEMENTO DO FILTRO | FUNÇÃO NO SISTEMA |
|---|---|
| Discos de PLA | Estrutura biodegradável de suporte |
| PEG removível | Formação de poros microscópicos |
| Revestimento adesivo | Fixação de partículas plásticas |
| Coluna com vinte discos | Até 90% de remoção |
Quais desafios precisam ser superados antes da aplicação comercial?
Os pesquisadores pretendem melhorar principalmente a captura de partículas menores que dez micrômetros. Também será necessário avaliar entupimentos, durabilidade, velocidade de escoamento e desempenho com águas que contenham sedimentos, matéria orgânica e diferentes tipos de plástico.
Outro desafio envolve determinar como substituir ou recuperar os discos saturados sem devolver os contaminantes ao ambiente. Embora o PLA seja considerado biodegradável, sua decomposição depende das condições ambientais. O protótipo ainda precisa demonstrar segurança, estabilidade e viabilidade econômica antes de ser incorporado a sistemas comerciais.
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