Produção de carvão ativado a partir de resíduos de poda urbana de Cojoba arborea e Mangifera indica e aplicação na remoção de fármacos em meio aquoso

Fernando Souza Davies; Larissa de Paula Lucas; Estela Sales Heilmann; Renata Mello Giona; Ismael Laurindo Costa Junior

doi:10.14808/sci.plena.2026.019903

Autores

Fernando Souza Davies Universidade Tecnológica Federal do Paraná https://orcid.org/0009-0001-4939-5387
Larissa de Paula Lucas Universidade Tecnológica Federal do Paraná https://orcid.org/0009-0005-3517-9770
Estela Sales Heilmann Universidade Tecnológica Federal do Paraná https://orcid.org/0009-0008-2610-6280
Renata Mello Giona Universidade Tecnológica Federal do Paraná https://orcid.org/0000-0002-1759-0671
Ismael Laurindo Costa Junior Universidade Tecnológica Federal do Paraná https://orcid.org/0000-0001-6295-1619

DOI:

https://doi.org/10.14808/sci.plena.2026.019903

Palavras-chave:

carvão ativado, adsorção de fármacos, biomassa

Resumo

A produção de carvão ativado (CA) a partir de podas de árvores urbanas representa uma alternativa sustentável para o aproveitamento de resíduos lignocelulósicos. Neste estudo, utilizaram-se resíduos de Mangifera indica (mangueira) e Cojoba arborea (brinco-de-índio), com ativação química utilizando cloreto de zinco (ZnCl₂). Os resíduos foram secos ao ar (25  ±  5 °C) por 30 dias, triturados e submetidos à carbonização em forno mufla a 310 °C por 1 hora. A ativação foi otimizada por Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR), variando-se a temperatura de pirólise e a razão ZnCl₂/carvão vegetal (ZnCl₂/CV), sendo a resposta a quantidade de grupos ácidos (mEq g⁻¹). As condições ideais foram 331 °C e razão 2,4 para o CA de mangueira (MG-T1) e 239 °C e razão 2,7 para o CA de brinco-de-índio (BI-T2). Após a otimização, realizaram-se testes de adsorção com seis fármacos (tetraciclina, cloranfenicol, sulfaclorpiridazina (SCP), sulfametoxazol, metformina, ciprofloxacina) em meio aquoso nos pH 2,5, 5,5 e 8,5. Os carvões ativados foram caracterizados quanto ao ponto de carga zero (pH_PCZ), morfologia (MEV) e estrutura (DRX), apresentando porosidade e composição adequadas à adsorção. O melhor desempenho foi observado para o CA BI-T2, com remoção de 82,6% da SCP em pH 5,5. Os resultados indicam que os CA produzidos possuem potencial para aplicação em tratamentos de águas contaminadas com fármacos.

Biografia do Autor

Fernando Souza Davies, Universidade Tecnológica Federal do Paraná

Mestre em Tecnologias Ambientais pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) Campus Medianeira (2024). Possui graduação em Engenharia Civil de Infraestrutura pela Universidade Federal da Integração Latino-Americana (2017). Tem experiência na área de Engenharia Civil, com ênfase em Materiais e Componentes de Construção, atuando principalmente nos seguintes temas: agregado reciclado, tubos e concreto. Engenheiro civil da prefeitura de Curitibanos-SC (2019-2021); Engenheiro civil da prefeitura de São Miguel do Iguaçu-PR (2021-2023). Professor no curso de Engenharia Civil da Uniguaçu (Fev/2022 - Jan/2023); Engenheiro civil da prefeitura de São Lourenço do Oeste - SC (2023-atual).

Larissa de Paula Lucas, Universidade Tecnológica Federal do Paraná

Graduada em Licenciatura em Química pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), Campus Medianeira. Mestranda em Química pelo Pelo Programa de Pós-graduação em Química da mesma instituição.

Estela Sales Heilmann, Universidade Tecnológica Federal do Paraná

Graduada em Licenciatura em Química pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), Campus Medianeira. Mestranda em Química pelo Pelo Programa de Pós-graduação em Química da mesma instituição.

Renata Mello Giona, Universidade Tecnológica Federal do Paraná

Possui graduação em Química, mestrado e doutorado em Química pela Universidade Federal de Santa Catarina, sendo o doutorado na área de Físico-Química Orgânica, com período sanduíche em Rutgers, The State University of New Jersey, onde estudou o mecanismo de reações orgânicas. Realizou pós-doutorado no IQ-Unicamp, com ênfase em complexos de polieletrólitos e coacervados. Desde 2013, é professora na Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), no Campus Medianeira, onde coordena o Laboratório de Materiais e Fenômenos de Interface (LaMaFI). Desenvolve pesquisa na área de materiais magnéticos funcionalizados, como sílicas mesoporosas e hidróxidos duplos lamelares, para aplicação como adsorventes e catalisadores na remoção e degradação de poluentes em fases aquosa e gasosa. Atua no desenvolvimento de materiais didáticos inclusivos, com foco em neurodiversidade e ações para equidade de gênero. É mãe de Olivia (9 anos) e Pedro (7 anos).