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Transformando em recurso útil os resíduos de dessalinização

O processo desenvolvido pelo Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) nos Estados Unidos, pode transformar a salmoura concentrada em produtos químicos úteis, tornando a dessalinização mais eficiente.

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A indústria de dessalinização em rápido crescimento produz água potável e para a agricultura nas regiões costeiras áridas no mundo. Mas deixa para trás como resíduo uma grande quantidade de salmoura altamente concentrada, que é descartada geralmente despejando-a de volta no mar, um processo que requer sistemas de bombeamento caros e que deve ser cuidadosamente gerenciado para evitar danos aos ecossistemas marinhos. Agora, engenheiros do MIT dizem que encontraram uma maneira melhor.

Em novo estudo, eles mostram que, através de um processo bastante simples, o efluente pode ser convertido em produtos químicos, incluindo aqueles que podem tornar o processo de dessalinização em si mais eficiente.

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Foto: MIT News

A técnica pode ser usada para produzir hidróxido de sódio, entre outros produtos. Também conhecido como soda cáustica, o hidróxido de sódio pode ser usado para pré-tratar a água do mar que entra na usina de dessalinização. Isso altera a acidez da água, o que ajuda a evitar o fouling (incrustação) das membranas usadas para filtrar a água salgada, uma das principais causas de interrupções e falhas, típicas em usinas de dessalinização por osmose reversa.

O conceito é descrito hoje na revista Nature Catalysis e em outros dois trabalhos do cientista do MIT, Amit Kumar, o professor de engenharia mecânica John. H. Lienhard V dentre outros. Lienhard é o Professor Jameel de Água e Alimentos e diretor do Laboratório de Segurança Alimentar e Hídrica, Abdul Latif Jameel.

“A própria indústria de dessalinização usa muito disso”, diz Kumar sobre o hidróxido de sódio. “Eles estão comprando, gastando dinheiro. Então, se você puder fazer isso in situ nas usinas, pode ser uma grande vantagem”. A quantidade necessária nas próprias usinas é muito menor do que o total que poderia ser produzido a partir da salmoura, então também há potencial para que o produto seja comercializado.

O hidróxido de sódio não é o único produto que pode ser produzido a partir da salmoura: Outro produto químico importante utilizado pelas usinas de dessalinização e outros processos industriais é o ácido clorídrico, que também pode ser facilmente produzido no local a partir de salmoura usando métodos estabelecidos de processamento químico. O produto químico pode ser usado para limpeza na usina de dessalinização, sendo também amplamente usado na produção química e como fonte de hidrogênio.

100 bilhões de litros por dia de água dessalinizada

Atualmente, o mundo produz mais de 100 bilhões de litros por dia de água dessalinizada, que deixa um volume semelhante de salmoura concentrada. Grande parte é bombeada de volta para o mar, e os regulamentos atuais exigem sistemas de emissários caros para garantir a diluição adequada dos sais. A conversão da salmoura pode, assim, ser econômica e ecologicamente benéfica, especialmente porque a dessalinização continua crescendo rapidamente em todo o mundo. “A descarga de salmoura ambientalmente segura é gerenciável com a tecnologia atual, mas é muito melhor recuperar os seus recursos e reduzir a quantidade de salmoura liberada”, diz Lienhard.

O método de conversão da salmoura em produtos úteis utiliza processos químicos bem conhecidos e padronizados, incluindo inicialmente a nanofiltração para remover compostos indesejáveis, seguidos por um ou mais estágios de eletrodiálise para produzir o produto final desejado. Embora os processos sugeridos não sejam novos, os pesquisadores analisaram o potencial de produção de produtos químicos a partir da salmoura e propuseram uma combinação específica de produtos e processos químicos que poderiam ser transformados em operações comerciais para aumentar a viabilidade econômica do processo de dessalinização, diminuindo seu impacto ambiental.

“Esta salmoura muito concentrada tem que ser manuseada com cuidado para proteger a vida marinha, é um desperdício de recursos, e custa energia para bombeá-lo de volta ao mar”, para transformá-la em uma commodity útil é vantajoso. O hidróxido de sódio é uma substância química indispensável, todos os laboratórios no MIT possuem, para encontrar mercados não deve ser difícil”, explicou Kuma.

Os pesquisadores discutiram esse estudo com as empresas que podem estar interessadas na próxima etapa, a construção de uma fábrica de protótipos para viabilizar na prática esse processo. “Um grande desafio nessa fase é o custo, tanto da eletricidade quanto do equipamento”, disse Kumar.

A equipe continua analisando a possibilidade de extrair outros materiais com baixa concentração no fluxo da salmoura, incluindo vários metais e outros produtos químicos, o que poderia tornar o processamento da salmoura um empreendimento ainda mais economicamente viável.

“Um aspecto mencionado e que me motivou foi a proposta das tecnologias para apoiar uma produção mais localizada ou descentralizada desses produtos químicos no ponto de uso”, diz Jurg Keller, professor de gestão hídrica, na Universidade de Queensland, Austrália, que não esteve envolvido neste trabalho. “Isso pode ter alguns benefícios importantes em termos de energia e custo, já que a concentração e o transporte desses produtos químicos geralmente aumentam as despesas e demanda de energia, além do que a produção real dessas substâncias em concentrações normalmente utilizadas. ”

A equipe de pesquisa também incluiu a pós-doutoranda do MIT, Katherine Phillips, e a universitária Janny Cai, e Uwe Schroder, da Universidade de Braunschweig, na Alemanha. O trabalho foi apoiado pela Cadagua, subsidiária da Ferrovial, através do MIT Energy Initiative.

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Referência: Massachusetts Institute of Technology (Mit News), David L. Chandler, adaptado por Portal Tratamento de Água

 

Traduzido por Gheorge Patrick Iwaki