Dessalinização de Água do Marinha

Austrália investe para tirar sal da água do mar e compensar seca

• A planta de dessalinização de Perth será integrada a duas outras, de Melbourne e Adelaide. Juntas, elas fornecerão 130 milhões de litros de água por dia

A Osmose Reversa é uma técnica utilizada na dessalinização da água. Separando-se uma solução de água salgada e água pura por uma membrana semipermeável e se aplicando uma pressão externa muito grande sobre a solução, ocorre a passagem da água da solução para a água pura, ou seja, no caminho inverso.

“Depois fez Moisés partir os israelitas do Mar Vermelho, e saíram ao deserto de Sur; e andaram três dias no deserto, e não acharam água. Então chegaram a Mara; mas não puderam beber das águas de Mara, porque eram amargas; por isso chamou-se o lugar Mara. E o povo murmurou contra Moisés dizendo:
Que havemos de beber? E ele clamou ao Senhor, e o Senhor mostrou-lhe uma árvore, que lançou nas águas, e as águas se tornaram doces. Ali lhes deu estatutos e uma ordenança, e ali os provou.” (Êxodo, capítulo 15, versículos 22-25). 

Esta é seguramente a mais antiga referência sobre a dessalinização que se conhece. Ainda que entre mito e facto histórico, esta passagem permite já adivinhar que, durante a Idade do Bronze – época a que remonta Moisés – fossem já conhecidas verdadeiras técnicas de dessalinização, retratadas aqui, como de resto em todo o texto, mais como fenômeno milagroso do que verdadeiro prodígio da técnica. 

• Ao longo da História, o Homem digladiou-se com o mar. Fonte de alimento, porque dele se retirou sempre peixe, o mar é também o espaço do medo, da dúvida, da morte, onde naufragam os navios e com cujas águas ninguém poderá sobreviver. No sentido oposto se encaram as águas doces, especialmente das fontes e rios, utilizadas para consumo de homens, animais e plantas, sempre assimiladas como imagem de vida e tranquilidade. A literatura é, talvez, a maior depositária de toda a representatividade do conflito entre água doce e água salgada. 

O que se propõe é, acima de tudo, uma abordagem inicial. Considerando a atual falta de água potável, extraída quase sempre de albufeiras ou minas, começa a ser necessário equacionar-se a água salgada, devidamente tratada, como recurso viável para consumo humano. Tendo em conta a cada vez maior consciencialização para os problemas ambientais, por um lado, e os benefícios econômicos de longo prazo, por outro, sugere-se o tratamento de águas realizado localmente, dentro de núcleos relativamente pequenos e uniformes – residências, condomínios, hotéis – como ponto de partida. Ao recorrer à água do mar, poder-se-á suprir em grande medida as carências de água atuais, ao mesmo tempo que a água das chuvas tratada pode complementar a utilização dessa mesma água salgada tratada. 

• Naturalmente que este não é, nem visa ser, um estudo exaustivo. Tanto por motivos de tempo e dimensões, como pelos próprios objetivos deste trabalho – que procura acima de tudo levantar a questão e trazê-la a debate, foi necessário restringi-lo à análise do material atualmente disponível,adiantando-se já os avanços previstos pela investigação. Procurar-se-á equacionar o uso concreto desta tecnologia, sem contudo se proceder a um estudo de caso, que poderia ser interessante mas, talvez, restringisse demasiado o trabalho, que, recorde-se, apenas se quer como primeiro avanço sobre o problema. Contudo, procurou-se levantar os materiais disponíveis no mercado, para que possam ser tidos em conta na abordagem de casos concretos. 

Finalmente, esta é uma investigação técnica, pelo que não houve a possibilidade – nem para tal haveria a preparação necessária – de realizar um muito pertinente estudo de carácter sociológico que permitisse sondar até que ponto estas novas tecnologias terão aceitação por parte da população. 

• Embora se procure levantar sobretudo hipóteses viáveis econômica e ecologicamente, a técnica não pode jamais perder de vista o seu propósito – servir as pessoas. É para que, eventualmente, estas possam ser cada vez mais e mais bem servidas que se procura avançar, tendo fundamentalmente o mesmo propósito esta pequena abordagem sobre a dessalinização. 

Segundo WHO (2007): 

“As of the beginning of 2006, more than 12,000 desalination plants are in operation throughout the world producing about 40 million cubic meters (roughly 10 billion US gallons) of water per day. About 50% of the capacity exists in the West Asia Gulf region. North America has about 17%, Asia apart from the Gulf about 10% and North Africa and Europe account for about 8 % and 7%, respectively, and Australia a bit over 1%. (GWI, 2006) The desalination market is predicted to grow by 12% per year to 2010. Capacity is expected to reach 94 million m3/day by 2015. (Water, 2006) “ 

Atualmente a dessalinização é considerada como uma origem de água alternativa à água doce e não é vista como um recurso comum, como uma captação numa albufeira ou um poço. Esta perspectiva está contudo a mudar, como se verifica na citação de WHO (2007), aproximando-se uma nova fase na definição do conceito de origem de água. 

• A dessalinização consiste numa forma de tratamento de água que se encontra em forte expansão e com um futuro prometedor. Parte do aumento estimado deve-se sobretudo ao grande avanço nas tecnologias de dessalinização, cada vez mais eficazes, que permitem uma redução acentuada do preço do metro cúbico de água tratado. Outro motivo para a expansão desta técnica deve-se à constante necessidade de se encontrar fontes alternativas de água devido à poluição ou escassez de água doce, cada vez mais preocupantes. 

Nas mais de 12000 centrais dessalinização acima mencionadas, assinalam-se diversos processos de dessalinização que podem ser divididos, de forma genérica, em dois grandes grupos: os processos térmicos e a tecnologia de membranas. Younos T. e Tulou K. E. (2005) referem os seguintes processos térmicos para a dessalinização: 

• Solar Distillation (SD) 
• Multistage Flash Distillation (MSF); 
• Multi-effect Evaporation (MEE); 
• Thermal Vapor Compression (TVC); 
• Mechanical Vapor Compression (MVC); 

Note-se, contudo, que estas designações não são consensuais, existindo diversos autores que atribuem diferentes nomenclaturas para algumas das tecnologias acima descritas tais como Multiple Effect distillation (MED), que corresponde a MEE. Neste trabalho será adotada a designação MED, a mais corrente. Também alguma bibliografia engloba TVC e MVC numa técnica só, a Vapor Compression (VC) que será aqui descrita genericamente, para depois se analisar cada um dos casos em particular.

No que diz respeito às tecnologias de membranas, Younos T. e Tulou K. E. (2005) referem os seguintes métodos: 

• Micro filtração; 
• Ultra filtração; 
• Nano filtração; 
• Osmose Inversa; 
• Electrodiálise (ED) e Electrodiálise Reversível (EDR). 

Apenas serão descritas três das tecnologias de membranas acima referidas, pois são as que se incluem no tratamento de água do mar. São elas a osmose inversa, a electrodiálise e electrodiálise reversível. Outra técnica, também utilizada mas que não se enquadra em nenhuma destes dois grupos, é a permuta iônica (Ion Exchange, IE) 

• Em Portugal, existem dois casos conhecidos de aplicação da tecnologia de dessalinização para produção de água potável sendo o primeiro na ilha de Porto Santo, Madeira, e o segundo no Alvor, Algarve. Ambos utilizam a osmose inversa, uma das tecnologias inseridas no grupo da tecnologia de membranas. 

No primeiro caso, trata-se de uma alternativa à falta de origens locais de água doce, o que se compreende face às dimensões reduzidas da ilha (com uma área de 42,17 km2). A central existente abastece cerca de 4.474 habitantes (Censos 2001). 

• No segundo caso, a tecnologia foi aplicada por um grupo de hotéis à beira mar, tendo como principal objectivo conseguir uma alternativa econômica ao abastecimento público de água. Estas quatro unidades hoteleiras (Alvor Praia, Delfim, D. João II, Alvor Atlântico) bem como todas as áreas ajardinadas envolventes gastam em média 250 m3/dia, sendo que cerca de 60% do consumo se destina a rega, lavagem e lavandaria.

Serão descritas, de uma forma breve, as diferentes tecnologias acima apresentadas, assinalando-se os seus pontos fortes e fracos. Apenas uma delas, a osmose inversa, sobre a qual este trabalho se debruça, será alvo de uma descrição mais detalhada. 

• Atualmente, a osmose inversa é o processo utilizado para a dessalinização da água do mar. Esta técnica consiste na passagem da água através de uma membrana que filtra o sal, reduzindo a concentração de cloreto de sódio. 

No entanto, o estudo demonstrou que este processo requer uma quantidade de energia que o torna demasiado caro. Os autores sugerem, em alternativa, um investimento nas fases pré e pós-tratamento de dessalinização que traz ganhos em termos de eficiência. 

• A água do mar contém naturalmente matéria orgânica e partículas que devem ser filtrados antes da passagem na membrana que remove o sal. Assim, seriam adicionadas substâncias químicas que facilitavam a sua remoção na fase de pré-tratamento.

Dessalinização refere-se a vários processos físico-químicos de retirada de excesso de sal e outros minerais da água. De modo geral, refere-se a retirada de sais e outros minerais da água ou do solo.

• A dessalinização d'água é muito utilizada em regiões onde a água doce é escassa ou de difícil acesso, como no Oriente Médio, na Austrália e no Caribe, em navios transatlânticos e submarinos. A água doce obtida é utilizada para consumo humano ou irrigação. Algumas vezes o processo produz sal de cozinha como subproduto.

Plantas de Dessalinização no Mundo:

• As grandes reservas de energia existentes em muitos países do Oriente Médio juntamente com sua escassez de água levou a construção de grandes plantas de dessalinização nesta região. Nos meados de 2007, o Oriente Médio produzia cerca de ¾ de toda água dessalinizada do mundo. No mundo inteiro, há 13.800 plantas de dessalinização que produzem no total mais de 45,5 bilhões de litros de água por dia de acordo com a International Desalination Association. o Sal retirado do Brasil em média é de 3%.

A maior planta de dessalinização do Mundo é a localizada em Hadera, norte de Israel, seguida pela de Jebel Ali - Phase 2 nos Emirados Árabes Unidos. Utiliza o processo de destilação em multi-estágios para produzir 300 milhões de metros cúbicos de água por ano (cerca de 9.460 litros por segundo). Em Israel, 15% da água de consumo doméstico provém da dessalinização de água do mar, as maiores usinas estando em Ascalão e Palmach (ao sul de Tel Aviv). 

• Em Eilat, toda a água consumida é dessalinizada. Nos Estados Unidos, a maior planta de dessalinização está em Tampa Bay, Florida, e começou produzindo 95.000 m³ de água por dia em dezembro de 2007. A planta de dessalinização de Tampa Bay tem atualmente só 12% de produção da planta de Jebel Ali

.

Israel inaugurou a sua terceira usina de dessalinização no norte da cidade de Hadera. A usina foi considerada a maior usina de dessalinização do mundo, por osmose reversa.

Processos de Dessalinização:

• No planeta Terra, as águas cobrem 3/4 da superfície, mas cerca de 97,2 % destas são salgadas, isto é, apresentam um total de sólidos dissolvidos (TSD) que as tornam impróprias para consumo humano ou irrigação.

Na natureza, a dessalinização é um processo contínuo e natural, alimentador do Ciclo hidrológico, que se comporta como um sistema físico, fechado, sequencial e dinâmico. Devido à ação da energia solar, ocorre a evaporação de um grande volume de água dos oceanos, dos mares e dos continentes. Os sais permanecem na solução e os vapores, por condensação, vão formar as nuvens, as quais originam as chuvas e outras formas de precipitação. 

• Esta água doce, por gravidade, volta aos oceanos e mares, alimentando os rios, os lagos, as lagoas, que, devido à dinâmica do processo, reassimilam uma nova carga salina e, assim, todo o ciclo continua. Por necessidade de sobrevivência, o homem copiou a Natureza e desenvolveu métodos e técnicas de dessalinização das águas com elevado conteúdo salino para obter água doce.

O principal problema das tecnologias de dessalinização é conseguir diminuir o custo final da água doce, para que esta possa estar disponível em quantidades suficientes até nas regiões onde é escassa. A dessalinização em grande escala, tipicamente, consome grande quantidade de energia e depende de plantas de produção caras e específicas. Portanto, é sempre mais cara, em relação a água doce de rios ou subterrânea. Há vários métodos conhecidos para se fazer a conversão, mas apenas dois deles representam 88% da dessalinização global: a osmose inversa e a destilação multiestágios.

• Osmose inversa: Quando a pressão sobre a solução aumenta fazendo com que haja a separação da água e do sal. 
• Dessalinização térmica: Quando a água salgada é evaporada artificialmente e depois condensada. Esse processo separa a água e o sal, pois este não é carregado no processo de evaporação. Isto ocorre na natureza, pois sempre que a água do mar evapora, os sais permanecem e a água das nuvens não é salgada. 
• Congelamento: Outro processo envolve o congelamento da água, pois somente a água pode ser congelada (os sais não congelam junto). O processo é basicamente a extração de sais minerais da água através do congelamento. São repetidos inúmeras vezes tal processo para que se consiga água destilada. O processo pode ser feito em grande escala, mas é muito caro, portanto é testado e melhorado apenas em laboratórios, para assim ser barateado. O que se pode fazer é descongelar a água das calotas polares, mas esta não é ainda uma boa solução, pois há o alto custo do descongelamento a se levar em conta. 
• Destilação multiestágios: Utiliza-se vapor a alta temperatura para fazer a água do mar entrar em ebulição. São multiestágios pois a água passa por diversas células de ebulição-condensação, garantindo um elevado grau de pureza. Neste processo, a própria água do mar é usada como condensador da água que é evaporada. 
• Destilação por forno solar: o forno solar tem como função concentrar os raios solares numa zona especifica, graças a um espelho parabólico. Dessa forma, o recipiente que contém a água a destilar pode chegar a temperaturas maiores que normalmente.

Dessalinização de Água do Marinha