Uma equipa de investigadores das Universidades do Porto, Aveiro, Minho e do ICETA desenvolveram um reactor químico com aquecimento óhmico, para síntese química, em particular em meio aquoso. Este reactor e respetivo método de aquecimento têm aplicação desde a síntese orgânica à inorgânica, preparação de materiais organometálicos, síntese de nanopartículas e de polímeros, sendo aplicável na indústria química, farmacêuticas e agroquímicas.
O reactor com aquecimento óhmico apresenta-se como um bom contributo para o meio ambiente e com vantagens económicas, permitindo poupar energia no processo de fabrico e evitar o uso de solventes orgânicos, muitos dos quais de elevada toxicidade. Para além das vertente energética, esta metodologia de aquecimento apresenta um potencial elevado no aumento do rendimento químico em alguns casos superior ao aquecimento por microondas. A justificação para o 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 eléctrico induzido no aquecimento óhmico.
Integra este projeto “Ohmic heating for efficient green synthesis” uma equipa da FCUP liderada por Luís Belchior Santos, professor do Departamento de Química e Bioquímica da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto e investigador do Centro de Investigação em Química da Universidade do Porto. A equipa da FCUP esteve envolvida na conceção geral da ideia, desenho do reactor, 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 teste da metodologia.
A Royal Society of Chemistry, destacou o artigo científico na revista Green Chemistry, “Ohmic heating for efficient green synthesis”, artigo com co-autoria da equipa do Prof. Luís Belchior Santos em colaboração com grupos de investigação das Universidades de Aveiro e do Minho.
A energia elétrica é aplicada directamente no meio reaccional (interior do reactor), e convertida em calor de forma eficiente e uniforme, reduzindo perdas devido ao aquecimento directo do meio reacional. O reactor 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 “reactor com aquecimento óhmico” foi já patenteado e encontra 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).