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23/04/2009 17:57:25
Combate à escassez
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Combate à escassez

Eliane Quinalia

Conhecida mundialmente como osmose inversa ou ainda erroneamente como osmose reversa – o termo original deriva do inglês reverse osmosis –, a técnica de dessalinização com uso de membranas, desenvolvida em 1850 pelos pesquisadores Pfeffer e Traube, caiu nas graças do público apenas a partir da década de 60.

Foi neste período que muitos estudiosos conscientes das dificuldades de se obter recursos hídricos potáveis, começaram a demonstrar uma preocupação latente em relação à qualidade e quantidade de água necessária para a vida na Terra. E de fato não era por menos, afinal, da imensidão azul que cobre o planeta, cerca de 97,5% correspondem às águas salinas e apenas 2,5% às águas doces.





Representação esquemática dos processos de separação por membranas que utilizam a diferença de pressão como força motriz. A situação se agrava ainda quando considerado que deste total de água doce, cerca de 69,5% estão localizadas nas calotas polares ou solos congelados. Ou seja, indisponíveis para consumo.

Com base nestes dados, era de se esperar que as principais potências tecnológicas da atualidade (Estados Unidos e China), investissem a fundo na produção de sistemas capazes de aumentar a qualidade da água dessalinizada, aprimorando assim as tecnologias existentes e beneficiando regiões de ocupação urbana próximas ao mar, como países do Oriente Médio, ilhas do Caribe e áreas costeiras do Mar Mediterrâneo e Pacífico.

De acordo com Roberto Bentes de Carvalho, diretor comercial da Pam Membranas Seletivas, atualmente cerca de 6,78 milhões de m3/dia de água dessalinizada são produzidos por osmose inversa no mundo. “A perspectiva é que nos próximos 12 anos, esse número possa ser quintuplicado”, afirma Carvalho. Isso porque a técnica, ao contrário do que se imagina, se executada corretamente pode possibilitar a produção de água potável inclusive para o consumo humano – obviamente respeitando a origem do líquido a ser processado.

No caso de águas salobras oriundas de fontes naturais ou até mesmo do mar, é possível obter resultados ideais para consumo, como na ilha de Cádiz, na Espanha - esta toda abastecida por água proveniente do processo de dessalinização. Vale ressaltar, no entanto, que esta técnica não torna todos os líquidos apropriados para consumo humano, fato que não impede o uso da água em processos de reúso. “Essa situação é freqüente nos líquidos oriundos de rejeitos industriais, em que a preferência é utilizá-los para fins secundários, como em caldeiras para geração de vapor ou água para irrigação”, orienta Carvalho. (Veja a relação de usos de água dessalinizada na tabela Campos de aplicação da tecnologia de osmose inversa.

A técnica





Para entender um pouco melhor a complexidade deste processo, bem como seus resultados, é preciso observar o tema sob um ângulo mais minucioso. Como o próprio nome já diz, a técnica de osmose inversa consiste na aplicação de uma pressão superior à osmótica encontrada na solução concentrada – esta em contato com uma membrana semipermeável. Ou seja, o processo consiste em nada mais que duas soluções salinas com concentrações diferentes, separadas por uma única membrana permeável à água e impermeá-vel ao soluto (sal). “O objetivo deste processo é que a água passe pela membrana do sentido mais diluído para o meio mais concentrado, até que o equilíbrio termodinâmico seja atingido”, explica Carvalho.

Assim, a água pura pode ser retirada de uma solução salina por meio de uma membrana semipermeável. (Veja a ilustração Osmose inversa).

A eficácia do processo é tamanha, que segundo Marcelo Ferreira, gerente de produto da ProMinent Brasil, a água resultante da dessalinização é notavelmente pura, rejeitando de 97 a 99,5% das substâncias químicas agregadas ao solvente e obedecendo assim, às exigências da Portaria 518 do Ministério da Saúde - responsável pela determinação dos componentes necessários à água para torná-la potável ao consumo humano.

Entretanto, engana-se quem pense que esta técnica apresente apenas vantagens aos usuários. Assim como qualquer processo químico, a mesma precisa de cuidado e atenção, além de profissionais altamente qualificados para garantir a eficiência do processo até a última etapa, ou seja, o descarte da água denominada “concentrado” (solução salina). “É comum o rejeito entre 50 a 80% do fluxo de alimentação, valor que corresponde a uma água com elevado teor de sais, principalmente nos casos em que a mesma provém de poços ou do mar”, conta Ferreira. Em outras palavras, isso significa que o descarte também é uma peça fundamental neste processo, necessitando de cuidados para evitar a contaminação de áreas ou causar problemas à saúde de uma comunidade.

Segundo José Roberto Ramos, diretor de pesquisa & desenvolvimento e relações internacionais da Perenne, tal descuido é difícil de ocorrer. “Os danos ao meio ambiente só acontecem com o descarte em áreas indevidas. Este ato seria injustificável, pois da mesma forma que a água de rede pública exige cuidados em seu tratamento e manuseio, a do mar também.”

Por essa razão, é comum se deparar atualmente com uma variedade de técnicas para a correta destinação do fluxo de rejeito, sem maiores agravantes à saúde da população e à natureza.

O cenário atual

Hoje o País se depara com uma variedade de processos para efetuar a técnica de dessalinização, sendo o mais comum, o processo de osmose inversa. Além deste, alguns outros processos podem se combinar no mesmo tratamento, como é o caso da nanofiltração (com menor percentual de eliminação de sais), da destilação e da eletrodeionização. Este último, segundo especialistas, também largamente aplicado na execução de processos de dessalinização.

Critérios para recorrer ao processo de dessalinização:

• Identifique a qualidade da água que irá alimentar o sistema (se proveniente de poços, indústrias ou mar);

• Considere os custos operacionais da empresa para definir qual a melhor tecnologia;

• Certifique-se dos impactos ambientais decorrentes do processo antes de aprová-lo, bem como da destinação do material de descarte;

• Aprenda e considere as variáveis da água de alimentação e temperatura, principalmente no que se refere aos possíveis agentes contaminantes;

• Verifique a qualidade da água após o processo, ou seja, se a mesma condiz com as exigências especificadas inicialmente no processo.

Fonte: Marcelo Ferreira, gerente de produto da ProMinent Brasil

Entretanto, assim como muitas outras técnicas de filtração, um dos problemas do processo de dessalinização no País ainda se deve à extrema necessidade de importação de tecnologias, que infelizmente encarecem o sistema. A situação nada satisfatória cria ainda uma dependência às tecnologias internacionais - fato que deve ser modificado com o advento da nova membrana a ser desenvolvida em solo brasileiro.

Outro problema refere-se ao custo e tempo envolvidos na aquisição e reposição das membranas.

De acordo com Carvalho, a busca por uma maior autonomia e pela redução de custos seria possível com o desenvolvimento de uma tecnologia nacional para a produção de membranas. “Com isso, processos como a osmose inversa ficariam mais acessíveis, viabilizando a implementação intensiva de unidades em diversas aplicações e contribuindo para a sustentabilidade do país”, defende.

Para ter uma idéia, o custo de importação de membranas sem frete incluso e impostos incidentes, pode chegar a US$ 25/m2. Já os gastos com frete e impostos podem acarretar aumento até três vezes superior a esse valor.

Tecnologia nacional em evolução

As membranas, tidas por muitos como o coração do processo de dessalinização, têm como principais fabricantes os Estados Unidos, Japão, Alemanha, Holanda, China e Coréia.

Recentemente, o Brasil, apostando no potencial científico e acadêmico do país, também entrou nesta corrida e, em 2008, o Laboratório de Processos de Separação com Membranas e Polímeros, do Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia (COPPE) da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), divulgou ao mundo uma nova tecnologia.

O tema “Desenvolvimento de Fibras Ocas para Osmose Inversa e Nanofiltração: Perspectivas de Nacionalização da Tecnologia”, apresentado por Carvalho no próprio doutorado, venceu o Prêmio Nacional de Pós-graduação promovido pela Associação Brasileira de Engenharia Química (ABEQ) e Brasken. E de fato, não demorou muito para conquistar a atenção da Petrobras - que se interessou não apenas em dividir a patente, mas em comercializar a nova membrana em um futuro próximo.

A nova membrana, composta de fibras ocas para o processo de osmose inversa, se difere dos tradicionais modelos planos não apenas pelo seu tamanho (menor e mais espesso), mas pela tecnologia 100% nacional. As membranas planas acondicionadas nos elementos filtrantes em vasos de pressão são de forma espiralada (spiral wound), diferentemente das de fibras ocas, que deverão apresentar uma geometria mais simplista, dispensando vários dos componentes utilizados nos filtros para os elementos espirais. “O objetivo é que a nova membrana seja empregada em projetos sociais, reutilizando a água proveniente da produção de petróleo em projetos de irrigação no Nordeste brasileiro”, diz Carvalho.

Além disso, outras vantagens podem ser destacadas nesta tecnologia, como ampliação da faixa de temperatura de operação, hoje restrita a 40oC, a confecção de equipamentos mais compactos e, principalmente, a redução para uma única etapa de filtração por meio de uma técnica inovadora de extrusão simultânea de duas soluções poliméricas - as tradicionais são obtidas em duas etapas, que consistem na preparação do suporte poroso e posterior deposição da camada seletiva.

Vale ressaltar que além do custo viável, a membrana nacional deverá ser barateada ainda pela ausência de importação. Assim, a expectativa é que a mesma tenha seu projeto piloto lançado ao final de 2009 pela Petrobras e COPPE-UFRJ.

Se aprovada para comercialização, a nova membrana poderá ser comercializada no Brasil a um custo inicial de R$ 100,00 a 150,00 /m2.

Revista Meio Filtrante

www.meiofiltrante.com.br


 


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