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Dessalinização da água : uma solução?

A água é bem essencial à vida que subsiste em ¾ da superfície do planeta, sendo 97% salgada. A dessalinização é um processo contínuo e natural, que tem papel fundamental no Ciclo Hidrológico (sistema físico, fechado, sequencial e dinâmico).

A presente da problemática da água, começa a conduzir ao desenvolvimento de processos e tecnologias de dessalinização das águas com elevado conteúdo salino para obter água doce.

Existem diversos processos físico-químicos e biológicos, que permitem transformar a água de modo a torná-la apta a consumo:
  • destilação convencional
  • destilação artificial
  • eletrodiálise
  • osmose reversa
Os processos mais usados de dessalinização ou usam o processo de destilação ou a osmose reversa. A destilação consiste em ferver a água, colectar o vapor e transformá-lo novamente em água, desta vez água potável. Na osmose reversa, bombas de alta pressão forçam a água salgada através de filtros que capturam as partículas de sais e minerais, deixando passar apenas a água pura.

Facilmente se entende as grandes necessidades de consumo de energia, ferver a água exige muita energia e a osmose reversa consome seus filtros muito rapidamente.

Neste caso, o processo mais utilizado que permite garantir a qualidade da agua e bem estar do consumidor é a osmose.

O processo de osmose, ocorre quando duas soluções salinas com diferente concentração encontram-se separadas por uma membrana semi permeável: a água (solvente) e solução menos concentrada tenderá a passar para o lado da solução de maior salinidade. Com isto, esta solução mais concentrada, ao receber mais solvente, se dilui, num processo impulsionado por uma grandeza chamada "pressão osmótica", até que as duas soluções atinjam concentrações iguais.

A Osmose pode efectuar-se segundo dois processos: inversa e reversa.

A utilização da osmose inversa na Industria para dessalinização da água do mar, começou a ser possível nos anos 60 com o desenvolvimento de membranas assimétricas que, pelo facto de terem grandes fluxos de permeabilização e grande selectividade, permitiram ser uma alternativa aos processos técnicos que são processos de utilização intensiva de energia.

A osmose inversa apresenta-se como uma óptima alternativa, uma vez que possui um menor custo quando comparado com outros sistemas de dessalinização. Além de retirar o sal da água, este sistema permite ainda eliminar vírus, bactérias e fungos. O seu funcionamento está baseado no efeito da pressão sobre uma membrana polimérica, através da qual a água irá passar e os sais ficarão retidos.

A osmose reversa, já existe desde o fim do século passado, com aplicação em processos industriais. A utilização de membranas semi permeáveis sintéticas permitiu reduções de custos elevadas bem como um crescente conhecimento técnico. Actualmente, é possível obter água com elevada qualidade, com emprego na Industria de microchips e biotecnologia. Esta tecnologia tem tido forte desenvolvimento no tratamento de efluentes , dada a sua elevada eficiência e às crescentes exigências ambientais, cada vez mais evidentes.

Existem equipamentos que permitem a obtenção de água potável a partir da água do mar : Dessalinizadores. Estes utilizam o fenómeno da osmose reversa com o uso de membranas osmóticas sintéticas. O uso deste equipamento requer cuidados especiais, uma vez que se trata de um processo na presença do ião cloreto a altas pressões(400 a 1200psi). Apesar de ter custo inicial muito elevado, a sua utilização ao longo do tempo, permite superar este investimento, em cerca de 4 – 6 anos.

Os custos associados a este equipamento dividem-se em :
  • Custo de depreciação ou amortização da unidade :

    O custo total, incluindo importação, equipamentos auxiliares e instalação, dividido por 120 meses e pelo volume total de metros cúbicos produzidos (depende da capacidade da unidade) em 120 meses ou dez anos - tempo de vida útil da unidade;

  • Custo de operação:
O custo anual ou mensal decorrente da operação da unidade, incluindo energia eléctrica, peças de reposição e mão de obra de manutenção. Pode ser apresentado em custo mensal ou por metro cúbico de água produzida, mais conveniente.

Somando-se estas duas parcelas temos o custo total mensal, ou por volume de água produzida, da unidade de dessalinização. Um dessalinizador opera 500 h/ano num barco e 7.200 h/ano numa casa. Se o consumo rondar 1500 litros por dia, em seis anos o equipamento está pago. Para capacidades maiores, a economia por litro é ainda maior.

A aplicação destes sistemas é muito diversa, vejamos alguns exemplos:
    Água potável:

  • Comunidades
  • Embarcações comerciais e de recreio
  • Plataformas "off-shore" de exploração de petróleo
  • Unidades militares (navios de guerra, faróis, unidades portáteis, etc.)
  • Hotéis, restaurantes, supermercados, "resorts", condomínios, residências

    Industria:

  • Indústria electrónica e de semicondutores
  • Clínicas de hemodiálise
  • Indústria farmacêutica e de alimentos
  • Água de caldeira
  • Água para lavagem de filtros

    Usos Diversos:

  • Lavagem de carros
  • Fábricas de gelo
  • Hidroponia
  • Aquacultura
  • Processamento de filmes fotográficos

    Concentração :

  • Concentração de leite, suco de tomate, suco de frutas, café
  • Desalcoolização de cerveja e vinho

    Controle e Tratamento de Efluentes:

  • Tratamento de efluentes de indústrias alimentícias
  • Tratamento de metais
  • Recuperação de ouro, prata e outro metais preciosos
  • Tratamento de resíduos/efluentes de indústrias têxteis e de papel e celulose
No Japão (Instituto de pesquisa ‘ Haman Technology’), existe um equipamento que permite a produção de água potável através da água do mar, permitindo também a recuperação de substâncias úteis que nela possam estar contidas.

É um sistema essencialmente automático, ao contrário das técnicas de membranas ou processos de osmose reversa, cuja operação é mais complicada e com custos mais elevados. O resultado é um processo de dessalinização de água do mar com um custo de apenas 1/5 dos processos convencionais, utilizando um equipamento com um 1/3 do tamanho. A nova técnica de destilação a pressão reduzida, permite produzir 3,7 litros de água potável para cada 10 litros de água introduzida no sistema. O equipamento têm ainda a capacidade de produzir sal para uso industrial sem a necessidade de etapas de pré processamento, necessários nos equipamentos tradicionais quando a água do mar é utilizada como fonte. O equipamento possui um decompressor compacto, que opera por meio de um sistema de multi-estágios em uma superfície de evaporação tridimensional. A água flui sem a necessidade de bombeamento, apenas pela diferença de peso.

A principal problemática destas tecnologias, é o consumo de energia. James Klausner, da Universidade da Flórida, apresentou uma nova técnica de purificação da água que é mais eficiente e não é tão intensiva na utilização de energia. A nova técnica, desenvolvido pelo Dr. Klausner, é uma variação da destilação. Em vez de ferver a água, temos um processo físico chamado difusão de massa, para fazer com que a água se evapore e se separe do sal. Bombas são utilizadas para forçar a água ao longo de um aquecedor e espalhá-la sobre uma torre de difusão - uma coluna feita de uma matriz de polietileno que cria uma grande área superficial por onde a água flui enquanto está caindo. Outras bombas, na base da torre, injectam ar seco na coluna no sentido oposto ao da água. À medida em que a água salgada se choca com o ar quente, ela se evapora. O ar fica saturado de humidade e é forçado por ventiladores em direcção a um condensador que força a humidade a se condensar em água pura. Este processo tem ainda a vantagem de permitir o aproveitamento do calor desperdiçado nas centrais termoeléctricas para aquecer a água. Ele testou um protótipo do seu projecto em laboratório, produzindo cerca de 2000 litros de água potável por dia. Segundo seus cálculos, uma versão industrial, aproveitando o calor desperdiçado por um termeléctrica de 100 MHz, tem o potencial para gerar mais de 5 milhões de litros por dia.

Em Portugal existe já uma central de dessalinização na Madeira : projecto da central de dessalinização do Porto Santo com capacidade média. O projecto consiste num sistema de dessalinização através da osmose inversa que permite fornecer água potável a toda a população.

Trata-se de um processo de filtragem dos componentes. A água salgada entra em contacto com uma membrana selectiva que retém o sal (NAOH - Cloreto de Sódio), e deixa passar a água no seu estado puro. È um sistema de módulos enrolados em espiral muito compactos, que, associam algumas centenas de metros quadrados por área de membrana por metro cúbico. Este projecto tornasse menos exigente do ponto de vista energético, e em termos ambientais permite o tratamento de águas contaminadas e a reciclagem da água nos processos químicos. A sua aplicação ainda é pouco evidente em Portugal, por se tratar de uma tecnologia recente, mas prevêem-se projectos inovadores em Portugal, uma vez que tem grande capacidade de energia solar, que devidamente aproveitada, poderá ter grande potencial.

Esta é uma possível solução para a problemática da escassez da Água que em muitos Países já é adoptada com sucesso!

Porque se continua de braços cruzados, quando se pode resolver um problema de um modo eficaz, utilizando um recurso de tão abundância? Como é possível existirem locais em Portugal que não dispõem de água para consumo? Será melhor utilizar os poucos recursos que Portugal tem de combate a incêndios para levar água às populações? Ou será mais favorável usar as tecnologias que o mercado nos oferece?




Autora do artigo : Silvia Chambel
Data: 24/06/05
E-mail: inf@ideiasambientais.com.pt



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