(Rui Sintra – IFSC/USP)
Estudo realizado por cientistas do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) e do Departamento de Engenharia de Materiais da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) apresenta resultados promissores para a recuperação de um mineral estratégico na fabricação de baterias e no armazenamento de energia, abrindo perspectivas para processos mais sustentáveis.
A água do mar poderá tornar-se, no futuro, uma importante fonte de obtenção de lítio, mineral considerado ainda estratégico para a indústria tecnológica mundial, especialmente na fabricação de baterias utilizadas em veículos elétricos, celulares, computadores e sistemas de armazenamento de energia. Uma pesquisa desenvolvida por pesquisadores do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) e da Universidade Federal de São Carlos (DEMa/UFSCar) apresentou resultados que poderão contribuir para tornar essa possibilidade uma realidade.
O estudo, publicado em agosto do corrente ano na revista científica internacional Desalination, foi desenvolvido por Laís P. Caminata e Antonio Carlos Hernandes, do IFSC/USP, e Juliana M. P. Almeida, do DEMa/ UFSCar. A pesquisa concentrou-se no desenvolvimento e na avaliação de materiais capazes de separar o lítio presente na água do mar, procurando superar um dos principais obstáculos dessa tecnologia, ou seja, a dificuldade de recuperar pequenas quantidades do mineral num ambiente onde existem concentrações muito superiores de outros elementos, principalmente o sódio.
O desafio é considerável. Embora os oceanos representem uma enorme reserva potencial de lítio, a sua concentração na água do mar é extremamente reduzida. Para se ter uma ideia, cada litro contém, em média, aproximadamente 0,18 miligramas do mineral, misturado com quantidades muito maiores de sal e de outras substâncias, pelo que separar esse lítio de maneira eficiente, econômica e ambientalmente responsável constitui um dos grandes desafios científicos nesta área.
Foi precisamente para enfrentar essa dificuldade que os pesquisadores desenvolveram e avaliaram duas membranas especiais, produzidas com materiais cerâmicos, capazes de funcionar como filtros extremamente seletivos.
Diferentemente dos filtros convencionais, que retêm partículas maiores, essas membranas permitem a passagem de determinados elementos presentes na água, impedindo ou dificultando a passagem de outros. No caso desta pesquisa, o objetivo foi permitir que o lítio atravessasse a membrana, enquanto o sódio, presente em quantidade muito superior, permanecesse praticamente bloqueado.
Uma pequena alteração que fez uma grande diferença
Para avaliar o funcionamento da tecnologia, os cientistas produziram dois tipos de membranas. A primeira, identificada como LATP, apresentou maior capacidade inicial de transportar e recuperar o lítio. A segunda, denominada LATSP, recebeu uma pequena quantidade de dióxido de silício na sua composição, alteração que permitiu melhorar significativamente a resistência do material ao contacto prolongado com a água.
Os ensaios foram realizados com água do mar recolhida na cidade de Santos, no litoral paulista, utilizando um sistema experimental no qual uma tensão elétrica de baixa intensidade favorece a passagem do lítio através das membranas. Os resultados demonstraram que os dois materiais conseguiram separar o mineral, mas apresentaram diferenças importantes de desempenho.
A membrana sem adição de silício revelou maior eficiência inicial na recuperação do lítio. Num dos ensaios, conseguiu impedir a passagem de sódio em níveis não detectáveis pelos equipamentos utilizados, demonstrando uma capacidade de separação particularmente promissora.
Entretanto, quando os pesquisadores avaliaram a resistência dos materiais ao contacto prolongado com a água, surgiu uma diferença fundamental.
Depois de sete dias de imersão, a membrana convencional conservou menos de 1% da sua capacidade inicial de conduzir o lítio. Já a membrana modificada com silício manteve aproximadamente 33% dessa capacidade.
Embora tenha apresentado menor velocidade de recuperação do mineral, a segunda membrana demonstrou uma resistência muito superior à degradação provocada pela água.
Esta constatação representa um dos principais resultados da pesquisa, uma vez que não basta desenvolver um material capaz de recuperar lítio rapidamente. Para que a tecnologia possa ser utilizada futuramente em processos industriais, é igualmente necessário que os equipamentos mantenham a sua eficiência durante períodos prolongados, sem exigir substituições constantes.
Uma nova possibilidade para aproveitar os recursos dos oceanos
Outro aspeto relevante do trabalho foi a utilização da própria água do mar em diferentes etapas do processo de recuperação do lítio.
Os pesquisadores verificaram que, ao utilizar água marinha tanto na parte do sistema onde o mineral estava inicialmente presente como na parte destinada à sua concentração, foi possível melhorar os resultados de recuperação em comparação com os ensaios que utilizavam água purificada.
Essa abordagem apresenta interesse porque procura aproximar os procedimentos laboratoriais das condições que poderão ser encontradas numa futura aplicação prática.
Atualmente, a maior parte do lítio utilizado pela indústria mundial é obtida por meio da exploração de depósitos minerais e de reservas de águas subterrâneas ricas em sais. Essas atividades podem exigir grandes quantidades de recursos naturais e provocar impactos ambientais que variam conforme os métodos de extração e as características das regiões exploradas.
A possibilidade de recuperar lítio diretamente da água do mar surge, assim, como uma alternativa que merece investigação, sobretudo num momento em que a procura mundial por baterias recarregáveis e tecnologias de armazenamento de energia continua a estimular a busca por novas fontes de matérias-primas.
Contudo, os próprios resultados do estudo demonstram que ainda existem desafios importantes a superar. A resistência dos materiais, a eficiência de recuperação e a viabilidade económica do processo precisam de ser aperfeiçoadas antes que a tecnologia possa alcançar uma utilização industrial.
A pesquisa não significa, portanto, que já seja possível explorar comercialmente o lítio dos oceanos com esta tecnologia, mas demonstra que existem caminhos científicos concretos para avançar nessa direção.
São Carlos reafirma a sua importância na investigação científica
A participação de pesquisadores do IFSC/USP e do DEMa/UFSCar neste trabalho evidencia, uma vez mais, a capacidade científica instalada em São Carlos, município que se destaca nacional e internacionalmente pela produção de conhecimento e pelo desenvolvimento de novas tecnologias.
A investigação reúne conhecimentos de diferentes áreas, particularmente da ciência dos materiais e da física, demonstrando a importância da colaboração entre instituições universitárias para enfrentar problemas tecnológicos complexos.
Ao estudar como pequenas alterações na composição de um material podem modificar o seu desempenho, os cientistas contribuem não apenas para o desenvolvimento de novas técnicas de recuperação de minerais, mas também para ampliar o conhecimento sobre materiais que poderão encontrar aplicações em outros processos de separação e armazenamento de energia.
O trabalho representa ainda um exemplo de como a investigação científica fundamental pode abrir perspectivas para soluções de interesse económico, industrial e ambiental.
Num mundo cada vez mais dependente de tecnologias que necessitam de lítio, encontrar novas formas de obter esse mineral tornou-se uma questão estratégica.
E é precisamente neste contexto que esta pesquisa ganha relevância.
Transformar a água do mar numa fonte complementar de lítio ainda exige pesquisa, aperfeiçoamento tecnológico e avaliações de viabilidade, mas os resultados alcançados pelos pesquisadores demonstram que a ciência brasileira está a contribuir para a procura de soluções que poderão ajudar a responder a um dos grandes desafios energéticos das próximas décadas.
Acesse o link para conferir o artigo original desta pesquisa – https://www2.ifsc.usp.br/portal-ifsc/wp-content/uploads/2026/11/1-s2.0-S0011916426008441-main.pdf
