A obtenção de água doce para consumo humano tem sido uma grande dificuldade ao longo dos anos. Isto é principalmente devido ao aumento do nível de demanda por água doce devido ao aumento da população humana. Mesmo que a água doce represente apenas 3% da água presente na Terra, é difícil ignorar outra fonte abundante de água em nosso planeta, que é quando nossos olhos se voltam para os oceanos poderosos. Temos tanta água, em tão grande quantidade, se pudéssemos converter tudo para água doce. Bem, não é tão simples assim, particularmente quando se discute o processo ou as implicações de se conseguir esse feito. Vamos primeiro abordar os métodos que podem ser usados para converter água salgada em água doce.
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Destilação Térmica
O mais famoso e antigo processo de separação do sal ou de qualquer outra impureza é a passagem do calor pela água. Embora existam muitas formas de destilação, estaremos apenas olhando para o processo de destilação térmica ideal. Vamos definir o tom para entender esse processo definindo primeiro o ponto de ebulição. O ponto de ebulição de um líquido pode ser descrito como a temperatura na qual a pressão de vapor do líquido é igual à atmosfera circundante. Agora, para escalar uma planta de dessalinização para sua função mais rudimentar, vemos o processo de destilação sendo ensinado nas aulas de química do ensino médio. Quando você observa o experimento de destilação, ele começa com a ebulição da água, o que resulta na mudança de água em seu estado de vapor. O vapor é transferido de um copo para outro com a ajuda de um tubo. Durante sua jornada para o outro recipiente, a água se condensa e precipita. A única coisa sobre a destilação é que apenas a água se transforma em vapor, deixando para trás quaisquer impurezas que possa possuir, ajudando-nos, assim, a extrair água fresca.
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Embora isso seja em pequena escala, pode ser um método engenhoso que pode ser ampliado para um nível capaz de ajudar o mundo. O problema é que a dessalinização da água em escala industrial requer muita energia. Outro grande problema que encontramos é que o sal se dissolve muito facilmente na água, formando fortes ligações químicas, e essas ligações são difíceis de quebrar. A energia e a tecnologia para dessalinizar a água são caras, o que significa que a dessalinização de água em larga escala pode ser bastante cara.
Osmose Inversa
Osmose reversa – ou RO, como é popularmente referido – é uma das mais famosas técnicas de purificação de água disponíveis no mercado hoje. Envolve o uso de uma membrana parcialmente permeável para purificar a água. Uma membrana semipermeável é uma membrana que permitirá que alguns átomos ou moléculas passem, mas não outros. Um exemplo simples é uma porta de tela, que permite a passagem de moléculas de ar, mas bloqueia pragas ou qualquer coisa mais significativa ao atravessar os buracos na porta de tela. Os poros são grandes o suficiente para deixar passar o vapor de água, mas pequenos o suficiente para evitar a passagem de água líquida. Para entender o processo de osmose reversa, vamos primeiro estabelecer uma compreensão do que é osmose.
A osmose é um fenômeno natural em que a solução com menor concentração de soluto (sal) tenderá a migrar para a solução com uma maior concentração de soluto. Podemos entender isso de forma mais intuitiva com a ajuda do diagrama acima. Agora, no diagrama acima, existem duas soluções distintas – uma com baixo teor de solução salina (água doce) e outra com maior teor de solução salina – e ambas são separadas por uma membrana permeável. Você notará que a água com a menor concentração de soluto se moverá ou tenderá a migrar em direção à água com a maior concentração de soluto.
A osmose reversa pode agora ser entendida como o inverso desse processo, em que a osmose ocorre naturalmente sem o esforço de qualquer força ou energia externa. Osmose reversa, que é quando esse movimento da água vai contra o gradiente de concentração – baixo para alto – e é alcançado através da aplicação de uma força ou energia externa. Na osmose reversa, a membrana semi-permeável apenas permite a passagem da água e não permite o movimento do sal (ou outras coisas).
Desvantagens
Mesmo se tentarmos trazer um ponto de vista econômico para isso e aplicar uma cifra do dólar, a tarefa é bastante assustadora, já que as taxas de energia variam de lugar para lugar. Certos fatores que influenciam o valor do dólar estão ligados à mão-de-obra, custos de energia, preços da terra, acordos financeiros e até mesmo algo tão primitivo quanto o nível de sal da água que pretendemos dessalinizar. Nos Estados Unidos, pode custar de 1 a 2 dólares por cada metro cúbico. O metro cúbico de água do mar pode ser visualizado como 264 galões ou 999 litros. Agora, embora isso possa inicialmente parecer barato, se tentarmos compará-lo com a fonte de um rio ou de um aqüífero, o custo de um metro cúbico de água cai para cerca de 10 a 20 centavos. A água doce obtida é muito mais barata em uma base natural, ao invés de acessá-la através de processos de dessalinização.
Dólares e oceanos de peixe
Existem questões ambientais ligadas à dessalinização da água também. A vida marinha pode ser sugada pelas plantas de dessalinização, matando pequenas criaturas do oceano, incluindo peixes jovens e plâncton, perturbando assim a cadeia alimentar. Além disso, há o problema do que fazer com o sal separado, que é deixado como uma salmoura muito concentrada. Bombear esta água extremamente salgada de volta ao oceano pode prejudicar a vida aquática local. Reduzir esses impactos é possível, mas aumenta os custos gerais. Mais uma vez, no que diz respeito à OR, em particular, as máquinas domésticas de RO não são tão eficientes quanto as de escala industrial, e a quantidade de água rejeitada que produzem é significativamente maior. A água rejeitada proveniente de máquinas RO domésticas não pode ser reutilizada para uso doméstico. Em termos de proporção, para a maioria das máquinas domésticas de RO produzir 19 L de água doce, perto de 76-135L de água devem ser descartados. Como podemos ver, a dessalinização da água do mar como a principal fonte de água doce não é um método viável, nem econômica nem ambiental.