A presença de água em combustíveis como diesel pode causar perdas operacionais, corrosão de equipamentos e queda de desempenho. Pensando nisso, Patrícia Lucente Fregolente, pesquisadora da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) estudou, durante seu estágio de pós-doutorado na Faculdade de Engenharia Química (FEQ), um método para remoção de água em suas diferentes formas, solúvel ou emulsionada, de combustíveis líquidos. A pesquisa foi coordenada pela professora Maria Regina Wolf Maciel, também da FEQ.

A tecnologia desenvolvida originou um processo de remoção de água que utiliza materiais superabsorventes, como a poliacrilamida. Esses materiais atuam como "esponjas moleculares", absorvendo a água diretamente do combustível, sem necessidade de aquecimento ou uso de sais. Os materiais podem ser regenerados e reutilizados, com possibilidade de custos operacionais e impactos ambientais.

"Um dos problemas enfrentados pelas refinarias é a turbidez do diesel, causada pela presença de água no combustível. Desde o início, a ideia não foi apenas estudar o comportamento da água no diesel, mas buscar uma forma alternativa e eficiente de removê-la. Essa proposta surgiu a partir da minha experiência acadêmica na Faculdade de Engenharia Química, onde trabalhei com o desenvolvimento de materiais poliméricos altamente hidrofílicos. A partir dessa convergência de ideias, estruturamos o projeto de pesquisa de pós-graduação, com apoio da FAPESP", explicou a pesquisadora.

O resultado se destacou por ser capaz de atuar sobre os dois principais tipos de água encontrados em combustíveis: solúvel e emulsionada. A água solúvel é aquela que se dissolve completamente no combustível, integrando-se ao fluido de maneira uniforme – semelhante ao que acontece quando o sal se dissolve na água. Já a água emulsionada não se dissolve, mas permanece dispersa no interior do combustível na forma de gotículas microscópicas, como em uma mistura de azeite e água agitada. Em ambos os casos, a presença da água traz efeitos indesejados, como a corrosão dos recipientes.

Posteriormente, o grupo de pesquisa aumentou com a chegada do professor Leonardo Fregolente, que iniciou sua carreira na FEQ em 2017, após ter trabalhado mais de uma década na Petrobras. Com novos esforços, o avanço nos estudos originou um certificado de adição – título de propriedade industrial que funciona como um acréscimo a uma patente principal, que protege aperfeiçoamentos ou desenvolvimentos na invenção original. O documento passou a contemplar, então, uma melhoria da tecnologia inicial, entregando um material absorvente baseado em hidrogéis poliacrílicos com composição otimizada. Essa estrutura aumenta a eficiência na remoção de água do combustível, comparada com a primeira, com o adicional da resistência mecânica.

"Quando as pesquisas começaram, em 2010, havia uma expectativa de aumento do teor de biodiesel no diesel consumido no Brasil. Essa mudança traz benefícios ambientais importantes, já que o biodiesel é um biocombustível renovável e contribui para a redução das emissões. Por outro lado, a incorporação faz com que o diesel se torne mais hidrofílico, ou seja, com maior afinidade com a água. Diante desse cenário, nosso grupo percebeu a necessidade de desenvolver soluções práticas e de fácil aplicação para remover a água do combustível. Naquele período, realizamos estudos, inclusive de base termodinâmica, para entender como diferentes concentrações de biodiesel influenciam a incorporação de água no diesel, o que ajudou a fundamentar o desenvolvimento da tecnologia", explicou o docente.

A tecnologia final foi desenvolvida ao longo de uma década de pesquisa e contou com uma infraestrutura que combina laboratórios de biofabricação com recursos de impressão 3D e manufatura aditiva. Inicialmente, os estudos ocorreram em escala de bancada, com ensaios experimentais realizados de forma descontínua, permitindo compreender o comportamento dos materiais e validar conceitos.

Com o tempo, essa base experimental evoluiu para processos contínuos, apoiados por laboratórios modernizados, como o Laboratório de Valoração de Petróleos (VALPET), da Unicamp, e por uma planta em escala piloto, capaz de operar de maneira mais próxima às condições reais de aplicação. Esse avanço estrutural possibilitou o design e a análise detalhada de materiais, como hidrogéis mais hidrofílicos, além da fabricação precisa de componentes por impressão 3D, aprimorando uma plataforma robusta para o desenvolvimento da tecnologia.

"O que fizemos foi aprimorar o design do material por meio da engenharia de materiais, para que o hidrogel desempenhasse melhor a função para a qual foi desenvolvido, remover mais água do combustível e apresentar propriedades mais adequadas para a aplicação industrial. Esse avanço envolveu a modificação da composição do polímero, com a incorporação de novos monômeros, que são os componentes que formam a macromolécula do material. Dependendo desses monômeros, o hidrogel pode apresentar diferentes características, como maior capacidade de absorção de água ou melhor resistência mecânica, o que permite ajustar o material conforme a necessidade da aplicação", comenta Wolf Maciel.

Aplicação da tecnologia pela indústria

O grupo de pesquisa, que se tornou referência em estudos de hidrogéis e sua aplicação em combustíveis, chamou a atenção da Matryx, uma empresa brasileira que trabalha com o tratamento de efluentes em diversos âmbitos: açúcar e álcool, papel e celulose, curtumes, frigoríficos, laticínios, indústria química, indústria têxtil, saneamento e mineração. Eles souberam do trabalho desenvolvido na FEQ por meio de uma reportagem publicada na 341ª edição da Revista Pesquisa FAPESP, de 2024, que apresentou ao público os resultados do grupo. A matéria abordou os aparatos de hidrogel e sua capacidade de absorver quantidades expressivas de água do diesel e do biodiesel.

"Essa proximidade entre a indústria e a Universidade é muito relevante. A Matryx está localizada em Paulínia, de forma estratégica, próxima à Unicamp, o que facilita a interação. Além disso, essa relação contribui para a mitigação de riscos. O processo de levar uma tecnologia ao mercado, por meio do licenciamento, é complexo e envolve a superação de diversas barreiras, e a proximidade com a universidade ajuda a reduzir essas incertezas", comenta Rodrigo Massena, sócio-diretor do empreendimento.

A empresa está há mais de duas décadas no mercado e viu na tecnologia da Unicamp uma possibilidade de ampliar a atuação, sem sair do campo do tratamento de líquidos. O caminho que permitiu a chegada do método à fábrica foi viabilizado pela Agência de Inovação Inova Unicamp, que desempenhou um papel central em frentes complementares.

Na primeira, desenvolveu a estratégia de proteção da propriedade intelectual do resultado da pesquisa e da divulgação do ativo tecnológico no Portfólio de Tecnologias da Unicamp e por meio de conteúdos em reportagem e para redes sociais. Na segunda, atuou na transferência de tecnologia, viabilizando os trâmites para que o conhecimento produzido dentro da Universidade pudesse ser licenciado e, assim, chegar ao ambiente industrial.

Foi esse conjunto de ações que tornou possível a aproximação com a Matryx e o avanço para a fase atual de desenvolvimento do produto. "A expectativa é que consigamos, em alguns nichos de mercado, utilizar essa tecnologia na construção de dispositivos que vão remover essa água emulsionada, que é extremamente estável", explica a coordenadora de Pesquisa e Desenvolvimento (P&D) da Matryx, Rafaela Carvalhal.

No Brasil, o diesel comercializado pode apresentar proporção elevada de biodiesel em comparação a outros países. A presença desse tipo de água pode comprometer o desempenho do produto e, quando os níveis ultrapassam os limites estabelecidos pela Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP), há maior risco de corrosão em motores a diesel, associada, entre outros fatores, à proliferação de microrganismos que se desenvolvem na interface entre a água e o combustível.

"Com a tecnologia, pretendemos reduzir a água emulsionada para níveis aceitáveis e, assim, manter esse diesel preservado por mais tempo. Nossa expectativa é que, dentro desse nicho específico, consigamos desenvolver esse dispositivo que será uma solução inexistente hoje. Pelo que temos visto no mercado, as soluções atuais conseguem retirar a água livre, grandes tanques de diesel são inclinados e retiram um pouco dessa água, mas não essa água extremamente emulsionada, que não sai por decantação ou separação de fases", comenta Carvalhal.

Na prática, a solução tem potencial de aplicação em setores como mineração e distribuição de diesel. No momento, a tecnologia está em fase de validação da proposta técnica e passa por testes e ajustes para atender às exigências do mercado. A etapa seguinte prevê o desenvolvimento de um sistema em escala piloto, voltado à avaliação do desempenho da solução em condições próximas às industriais.

Prêmio Inventores 2026

Em sua 19ª edição, o Prêmio Inventores da Unicamp, organizado pela Inova Unicamp, reconhece e valoriza os inventores que se destacaram na transferência de tecnologias da Universidade e na criação de empresas spin-offs acadêmicas.

Inventores Premiados

Maria Regina Wolf Maciel, Patrícia Bogalhos Lucente Fregolente, Leonardo Vasconcelos Fregolente e Henrique Luiz Gonçalves  foram premiados na categoria Propriedade Intelectual Licenciada em 2026.

Confira a lista completa de todos os premiados no site do Prêmio Inventores da Unicamp.

Programação de Homenagens de 2026

Em comemoração ao Prêmio Inventores 2026, a Inova Unicamp organizou uma série de homenagens. Entre elas, estão reportagens destacando casos premiados deste ano, disponíveis para leitura nos sites da Inova Unicamp e do Prêmio Inventores.

Dando continuidade às celebrações, no dia 4 de agosto, a Inova promove um evento presencial para compartilhar desafios, aprendizados e oportunidades na utilização da inteligência artificial nos processos de inovação e criação de empresas spin-offs na Universidade. A participação é aberta ao público. Faça sua inscrição gratuita aqui.

O Prêmio Inventores 2026 tem o apoio institucional do Lumina, o Fundo Patrimonial da Unicamp, e o patrocínio de ClarkeModet e FM2S.