Filtro revolucionário vai limpar as refinarias de petróleo

Redação do Site Inovação Tecnológica - 08/07/2026

Membranas sintéticas simples fazem uma separação surpreendentemente seletiva de óleos brutos reais.
[Imagem: KAIST]

Destilação fracionada

As refinarias transformam o petróleo, aquele óleo grosso que é extraído das profundezas da Terra, em combustíveis e produtos químicos úteis por meio de uma técnica chamada destilação fracionada: O petróleo bruto é aquecido acima de 350 °C para vaporizá-lo e, em seguida, o vapor vai sendo resfriado para recuperar as diferentes frações, que escoam a diferentes temperaturas.

Globalmente, a destilação do petróleo bruto consome aproximadamente 1.100 terawatts-hora (TWh) de energia por ano, o equivalente à produção anual de cerca de 130 usinas nucleares, o que explica porque esse processo continua sendo uma das maiores fontes de consumo de energia e emissões de gases de efeito estufa.

E também explica o entusiasmo com que está sendo recebido o anúncio de uma nova membrana - um tipo de filtro muito fino - que promete cortar drasticamente esse consumo de energia ao permitir filtrar diretamente o petróleo, dispensando o aquecimento.

O fracionamento de petróleo bruto baseado em filtragem por membranas tem figurado como uma alternativa promissora há muito tempo. No entanto, a visão convencional era de que a separação com precisão molecular exigiria uma camada seletiva ultrafina na superfície da membrana. Tem havido demonstrações, mas esses revestimentos não apenas são caros, como também nascem cheios de defeitos, inibindo sua implantação industrial.

Por essas e outras, Jihoon Choi e colegas do Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia da Coreia (KAIST) adotaram uma abordagem radicalmente diferente, e conseguiram resolver o problema.

Versátil, a tecnologia poderá servir como uma plataforma para separações moleculares de próxima geração em diversos setores.
[Imagem: Jihoon Choi et al. - 10.1038/s41586-026-10677-3]

Filtro que se constrói sozinho

Em vez de depender de um revestimento especializado, a equipe decidiu forçar o petróleo bruto diretamente através de uma membrana porosa sem revestimento. A membrana é feita de poliacrilonitrila (PAN), um polímero quimicamente estável e barato, comumente usado como material de suporte de filtros industriais.

À medida que o petróleo bruto permeia pela membrana, os hidrocarbonetos pesados depositam-se seletivamente nas paredes dos poros, estreitando-os gradualmente e criando canais de separação auto-organizados com menos de 2 nanômetros de espessura.

Ou seja, em vez de depender de um revestimento especialmente projetado, o próprio petróleo bruto cria os caminhos em nanoescala necessários para a separação molecular precisa dos diversos componentes. Através desses canais auto-formados, frações mais leves, como nafta, gasolina e querosene, permeiam rapidamente, enquanto os componentes mais pesados ficam retidos.

É uma reviravolta surpreendente, pela qual a incrustação da membrana, normalmente um fenômeno que degrada o desempenho geral, tornou-se o próprio mecanismo que possibilita a separação altamente seletiva do petróleo.

A membrana de PAN sem revestimento apresentou taxas de permeação de petróleo bruto aproximadamente 23 vezes maiores do que as das membranas de petróleo bruto de última geração, mantendo um desempenho estável por 28 dias consecutivos. Além disso, a tecnologia pode ser integrada à infraestrutura das refinarias atuais na forma de uma unidade de filtração modular, evitando a substituição de grandes equipamentos e reduzindo as barreiras à adoção industrial.

As projeções indicam economias dramáticas no refino do petróleo.
[Imagem: Jihoon Choi et al. - 10.1038/s41586-026-10677-3]

Múltiplas aplicações

Simulações do processo em nível industrial mostraram que o uso da membrana como etapa de pré-tratamento antes da destilação convencional pode reduzir o consumo de energia do refino do petróleo em 31,6%, as emissões de dióxido de carbono em 37,6%, o uso de água de resfriamento em 20,7% e os custos operacionais em 36%.

Além do refino de petróleo bruto, esta nova tecnologia de filtragem à base de membranas poderá ser aplicada a uma ampla gama de processos de separação química, incluindo a purificação de óleo de pirólise derivado de resíduos plásticos, a recuperação de solventes usados na fabricação de baterias, a purificação farmacêutica e a produção de biocombustíveis.

"Este estudo revela um novo princípio científico no qual uma membrana interage com uma mistura complexa e forma espontaneamente seus próprios canais de separação. Trabalhar com petróleo bruto real nos permitiu validar a tecnologia em condições relevantes para a operação industrial," concluiu o professor Dong-Yeun Koh.

Mais tópicos