FCUP desenvolve reator químico amigo do ambiente

Novo reator está esepcialmente vocacionado para a para síntese química em meio aquoso. (Foto: DR)

Uma equipa de investigadores das Universidades do Porto, Aveiro, Minho e do ICETA desenvolveram um reator com aquecimento óhmico, para síntese química, em particular em meio aquoso. Com aplicações que vão desde a indústria química à farmacêutica e à agroquímica, este reator apresenta-se como um importante contributo para o meio-ambiente e com vantagens económicas, já que permite poupar energia no processo de fabrico e evitar o uso de solventes orgânicos, muitos dos quais de elevada toxicidade para o meio ambiente.

Para além da vertente energética, esta metodologia de aquecimento apresenta um potencial elevado no aumento do rendimento químico em alguns casos superior ao aquecimento por microondas. A fundamentação do aumento do rendimento e eficiência de alguns mecanismos de sintese orgânica por aquecimento óhmico emergiu como uma nova área de I&D e está relacionada com o a indução do aumento da dinâmica molecular por efeito do campo elétrico induzido no aquecimento óhmico.

Integra este projeto uma equipa da Faculdade de Ciências (FCUP), liderada por, Luís Belchior Santos, professor do Departamento de Química e Bioquímica e investigador do Centro de Investigação em Química da Universidade do Porto. A equipa esteve envolvida na conceção geral da ideia, desenho do reator, desenho e construção do sistema de aquecimento elétrico de alta frequência, sistema de aquisição e controlo de dados, software de análise e monitorização de dados, e participação no planeamento e realização de experiências de síntese orgânica usadas para testar a metodologia.

Royal Society of Chemistry já destacou o novo reator num artigo científico – intitulado “Ohmic heating for efficient green synthesis” – publicado na revista Green Chemistry. O artigo foi feito em coautoria, pela equipa de Luís Belchior Santos em colaboração com os grupos de investigação das Universidades de Aveiro e do Minho.

Porquê o aquecimento óhmico?

A energia elétrica é aplicada diretamente no meio reacional (interior do reator), e convertida em calor de forma eficiente e uniformemente, reduzindo perdas devido ao aquecimento direto do meio reacional. O reator óhmico utiliza água como solvente e meio de transmissão de calor, minimizando o uso de solventes orgânicos tóxicos, utilizados pelos métodos tradicionais de síntese orgânica.

Este sistema de aquecimento “reator com aquecimento óhmico” foi já patenteado e encontra então a sua aplicação em processos de síntese na indústria química (produtos químicos, agroquímicos e polímeros), na indústria farmacêutica e na síntese de materiais (preparação de materiais organometálicos e síntese de nanopartículas).