Parceria entre UFRB e LNCC resulta em publicação internacional sobre dessalinização da água
A escassez de água doce está entre os desafios mais urgentes do século XXI, afetando diretamente bilhões de pessoas em todo o mundo. Em resposta a esse cenário, uma pesquisa desenvolvida pela Universidade Federal do Recôncavo da Bahia (UFRB), em parceria com o Laboratório Nacional de Computação Científica (LNCC), tem contribuído para o avanço de tecnologias mais eficientes de dessalinização da água. Os resultados do estudo foram publicados no The Journal of Chemical Physics, um período internacional de alto impacto que divulga pesquisas de ponta nas áreas da físico-química e da química-física moderna.
O artigo, intitulado Performance comparison of slit and nanoporous graphene oxide membranes in water desalination, é assinado pela professora Rogelma Maria da Silva Ferreira, do Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas (CETEC) da UFRB, em coautoria com outros pesquisadores brasileiros. O trabalho apresenta um estudo computacional detalhado sobre o desempenho de membranas de óxido de grafeno com nanoporos e nanofendas aplicadas à dessalinização da água. Os autores destacam que a dessalinização tem se consolidado como uma alternativa viável para ampliar a oferta de água potável e, desde a década de 1960, passa por melhorias tecnológicas com redução do consumo energético e aumento da eficiência.
Apoiado nesses aprimoramentos e nos avanços em nanomateriais que têm impulsionado o desenvolvimento de membranas mais eficientes para dessalinização da água, o artigo evidencia o potencial do grafeno e, especialmente, do óxido de grafeno, cujas propriedades estruturais e de transporte tornam essas membranas candidatas promissoras para aplicações nessa área. O estudo analisa membranas de óxido de grafeno com nanoporos e nanofendas, investigando como diferentes geometrias influenciam o transporte de água e a rejeição de sais.
A pesquisa utilizou simulações de dinâmica molecular em escala nanométrica para avaliar a capacidade das membranas de óxido de grafeno de separar o sal da água de forma eficiente. Os pesquisadores compararam nanoestruturas em forma de fenda e porosas, com ênfase em como o tamanho da fenda influencia a mobilidade da água e a dinâmica da rejeição de íons. As simulações foram viabilizadas pelo acesso à infraestrutura de computação de alto desempenho do LNCC, sendo realizadas no supercomputador Santos Dumont (SDumont), localizado na sede do laboratório, em Petrópolis (RJ), e acessado remotamente pela equipe da UFRB.
Segundo a professora Rogelma Ferreira, o uso do supercomputador SDumont tem sido fundamental para o avanço da pesquisa. “O acesso ao supercomputador está permitindo simulações atomísticas com alta precisão, tornando os resultados mais compatíveis com experimentos práticos e proporcionando um maior detalhamento no cálculo de propriedades de sistemas realísticos”, afirma a pesquisadora.
Os resultados contribuem para o avanço do conhecimento na área de materiais nanoporosos e tecnologias de dessalinização, indicando condições em que diferentes arquiteturas de membranas podem otimizar o transporte de água e a rejeição de sais. As descobertas permitem delinear regimes operacionais nos quais cada tipo de estrutura é mais vantajosa, orientando a otimização do projeto de nanoestruturas para tecnologias avançadas de dessalinização.
O trabalho também reforça a importância da supercomputação na investigação de sistemas complexos, especialmente em temas relacionados à segurança hídrica e à sustentabilidade. “A parceria entre a UFRB e o LNCC evidencia o fortalecimento das colaborações institucionais e a inserção da universidade em redes nacionais de pesquisa de alto nível, ampliando o impacto científico das pesquisas desenvolvidas no âmbito do CETEC”, destaca a professora.
A pesquisa integra uma iniciativa mais ampla da UFRB que incentiva o uso do supercomputador Santos Dumont em estudos inovadores. O projeto coordenado pela professora Rogelma foi uma das propostas aprovadas em seleção promovida pela Pró-Reitoria de Pesquisa, Pós-Graduação, Criação e Inovação (PPGCI) da UFRB, por meio do Edital nº 05/2023 – Edital de Seleção de Propostas para Utilização do Supercomputador Santos Dumont. Desde abril de 2024, as pesquisas vêm sendo desenvolvidas com foco no avanço científico e tecnológico em áreas estratégicas como segurança hídrica, robótica e materiais nanomagnéticos.
O artigo completo pode ser acessado na página do The Journal of Chemical Physics.
