A água doce limpa é fundamental para sustentar a vida humana. No entanto, 1,1 bilhão de pessoas não têm acesso a ele em todo o mundo. A dessalinização representa uma maneira cada vez mais popular de resolver isso.
A dessalinização é o processo de extração de sal da água salina para torná-la potável. Existem dois tipos principais de dessalinização.
No primeiro – chamado de dessalinização térmica – o calor é usado. Isso produz vapor de água que se condensa nos canos em água doce. Esse processo permanece dominante em todo o Oriente Médio, onde quase metade da água dessalinizada do mundo é produzida.
O segundo processo é a dessalinização por membrana, comumente chamada de osmose reversa. Este processo é utilizado em 60% das fábricas em todo o mundo. A água salina é forçada sob alta pressão através de uma membrana semipermeável cujos poros são pequenos demais para a passagem das moléculas de sal.
Um diagrama que ilustra a osmose reversa processo. Designua/Shutterstock
Onde é usada a dessalinização?
A dessalinização é usada para estender a água potável suprimentos além do que está naturalmente disponível. As regiões com escassez de água são, portanto, particularmente dependentes da tecnologia. A dessalinização fornece aos Emirados Árabes Unidos 42% de suas necessidades de água.
Devido ao custo mínimo de bombeamento, a dessalinização é mais econômica em grandes locais costeiros. No entanto, nosso clima em mudança está contribuindo para aumentar a escassez de água em regiões tipicamente amenas, exigindo a expansão de usinas de dessalinização mais para o interior e de água salobra. A China, os EUA e a América do Sul estão expandindo sua capacidade de dessalinização.
Embora a dessalinização possa ser uma tecnologia capaz de combater a escassez global de água, há problemas em relação ao seu custo e eficiência.
Por que a dessalinização continua tão cara?
Grandes quantidades de energia são necessárias para conduzir o processo. Isto é particularmente verdadeiro para a dessalinização térmica, onde os custos de energia representam até metade do custo total de produção de uma planta.
O processo de osmose reversa geralmente tem uma necessidade de energia menor. No entanto, o tratamento de água altamente salina continua sendo intensivo em energia. Isso ocorre porque maior salinidade significa que mais pressão é necessária para forçar a água através da membrana.
As fontes de água altamente poluídas também devem ser tratadas antes da dessalinização, exigindo infraestrutura cara, como tanques de sedimentação e sistemas de filtragem. O tratamento evita o acúmulo de detritos nas superfícies da membrana que podem impedir o processo de osmose reversa.
Os custos de tratamento aumentarão à medida que a dependência da dessalinização aumentar e o processo for aplicado a fontes de água poluída e salobra. Enfrentando um clima cada vez mais seco, a Califórnia agora tem 23 usinas de dessalinização que transformam água salobra em água potável.
Produzir um litro de água potável também gera 1,6 litros de salmoura, um resíduo altamente salino que pode prejudicar o meio ambiente. Os depósitos de salmoura no fundo do mar podem levar à destruição dos ecossistemas marinhos, enquanto a descarga de salmoura reduz o teor de oxigênio da água do mar.
A eliminação segura da salmoura é cara. A maior parte da salmoura produzida é bombeada de volta ao mar, sujeita a padrões de qualidade ambiental. Se a descarga de salmoura não atender a esses padrões, será necessário tratamento adicional.
A salmoura pode ser tratada em tanques de evaporação ou diluída com uma fonte de água separada antes de ser descarregada. O custo proibitivo do tratamento com salmoura continua sendo uma barreira significativa para a aplicação mais ampla da dessalinização.
A dessalinização pode se tornar mais barata?
Reduzir a intensidade energética do processo pode resultar em reduções de custos consideráveis. Tecnologias como a osmose direta, que permitem que a dessalinização ocorra em temperaturas e pressões mais baixas, estão em desenvolvimento.
Embora promissoras, essas tecnologias ainda estão em sua infância. O mercado é pequeno e existem poucas instalações comerciais. A evolução tecnológica leva tempo e serão necessários mais desenvolvimentos para garantir que esses processos possam produzir água potável em escala comercial.
O desenvolvimento de membranas mais duráveis também reduzirá o custo da dessalinização. Usando diferentes materiais, os fabricantes japoneses construíram membranas que rejeitam com sucesso partículas de sal em baixas pressões operacionais. Isso reduz o custo de substituição de membranas e a necessidade de energia do processo.
A dessalinização também pode ser alimentada por fontes mais baratas de energia renovável. As tecnologias solares térmicas podem gerar calor direto, que pode ser usado para evaporar a água do mar. A usina de dessalinização solar Metito em construção na Arábia Saudita terá inicialmente capacidade para produzir 30.000 metros cúbicos de água potável por dia.
No entanto, a tecnologia de dessalinização solar está repleta de complexidades. O fornecimento de energia solar é inconsistente e a tecnologia de armazenamento de energia continua cara, impedindo sua aplicação mais ampla. Portanto, a maioria dos projetos de dessalinização solar são muito pequenos para produzir água potável para uso comercial.
Novas soluções para gerenciamento de salmoura também devem ser exploradas.
A salmoura pode ser reciclada dentro do processo de dessalinização. O uso de salmoura residual na fabricação de hipoclorito de sódio, um desinfetante químico que pode substituir o cloro, é um desenvolvimento promissor.
Pesquisas mostraram que a produção de hipoclorito de sódio no local pode economizar mais de £300.000 por ano nas usinas de dessalinização do Caribe.
As instalações de dessalinização podem explorar ainda mais a salmoura residual por meio de processos como a eletrólise, em que a salmoura é decomposta em substâncias mais simples por meio de correntes elétricas. Estudos futuros devem investigar o potencial de utilização dos subprodutos desta eletrólise, hidrogênio e sais, para a produção de energia.
Apesar da crescente insegurança hídrica em todo o mundo, a tecnologia de dessalinização continua muito cara para uso generalizado. Esforços têm sido feitos para reduzir seu custo, com muitos se mostrando promissores. No entanto, a evolução tecnológica leva tempo e levará décadas até que os custos caiam a um nível que facilite a expansão mais ampla da dessalinização.
