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Reúso de Água na Terra dos Diques

Publicado em 14/11/2019 às 10:10:15

A Holanda está enfrentando cada vez mais, longos períodos de seca devido às mudanças climáticas. Isso está levando à escassez de água e salinização.

Pesquisadores da Wageningen University & Research (WUR), explicam como o sistema de água na Holanda pode ser reconfigurado para lidar com períodos de seca.

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Imagem: Shutterstock

Os efeitos do verão excepcionalmente seco de 2018, foram sentidos muito tempo depois de terminado. A chuva que caiu após a seca, não chegou nem perto o suficiente para elevar as águas subterrâneas aos níveis exigidos na primavera de 2019. Normalmente, há um excesso de água na primavera por causa dos rios caudalosos trazendo mais água, mas agora houve uma falha em construir zonas de amortecimento (buffer) necessários para passar o verão, principalmente nas terras arenosas mais elevadas no leste e sul da Holanda

Os níveis de águas subterrâneas estavam acima do normal no oeste da Holanda, mas essas áreas também enfrentam problemas com o abastecimento de água, diz Huub Rijnaarts, professor de Meio Ambiente e Tecnologia da Água na WUR. “Os municípios do oeste estão tendo que lidar com a salinização. As águas subterrâneas estão sendo bombeadas para fora visando manter a terra seca, o que significa que as águas subterrâneas salgadas estão enfrentando menos contrapressão da água doce. O aumento das águas subterrâneas salinas, salinizam o solo. ”

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Estação de tratamento de esgoto (ETE) na Holanda. (Imagem Shutterstock)

“A combinação de mais subsidência, devido, por exemplo, à erosão da turfa e à criação de mais pôlderes, além do aumento do nível do mar, fará com que o mar exerça mais pressão sobre as águas subterrâneas. Por sua vez, isso acelerará o processo nas áreas costeiras.”

Purificação de água não projetada para água salgada

Rijnaarts atestou, que estamos cada vez mais sentindo as consequências das mudanças climáticas em nosso sistema de gerenciamento de água. Ele explica: “A agricultura, indústria e as famílias dependem completamente do suprimento de água. Nosso sistema de água é baseado nisso. Mas esse suprimento é um problema crescente em áreas mais elevadas, enquanto a salinização está causando cada vez mais problemas nas áreas mais baixas. ”

“Amsterdã, por exemplo, depende da entrada de água do canal Amsterdã-Reno para o seu abastecimento, mas essa água está se tornando mais salgada. As tubulações levam a água para as dunas entre Zandvoort e Noordwijk, onde a água é purificada naturalmente. Porém, no verão passado, a companhia de saneamento Waternet enfrentou sérios problemas devido à salinização, porque a tecnologia de purificação de água usada atualmente é voltada inteiramente a água doce e não para a água salgada. ”

O desafio para a Holanda é tornar a água salobra adequada para reúso em larga escala.

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Os lagos artificiais de água doce no Parque Nacional de Biesbosch estão conectados diretamente ao mar. (Imagem: Shutterstock)

 

Wetlands (jardins filtrantes) para resíduos

Cada vez mais empresas, estão conscientes dos problemas que estão surgindo e desejam mudar para um sistema autossuficiente. Na província de Zeeland, usuários finais, empresas de tecnologia e institutos de ciência, estão trabalhando em soluções locais de economia circular, no projeto Water Nexus. Rijnaarts: “Grande parte da província de Zeeland depende da água retirada na área de Biesbosch.

“Em períodos de seca, o suprimento de água disponível pode não ser o suficiente para as necessidades das cidades, fazendas e indústria. Neste projeto piloto, estamos criando wetlands para armazenamento em larga escala de água proveniente da indústria, agricultura e cidades. Quando esses efluentes chegam aos wetlands, são primeiramente purificadas usando métodos naturais com plantas e microrganismos”, comentou.

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Novas tecnologias tornam possível o ciclo da água entre a indústria, construções, agricultura e horticultura. Infográfico: Lex Linsen e produtores gráficos

“A biologia não é a solução para alguns materiais, como metais pesados ​​da indústria ou pesticidas da agricultura. Os resíduos de fármacos, também não podem ser removidos da água inteiramente usando processos naturais. Para extraí-los, empregamos técnicas eletroquímicas modernas e tecnologia demembrana, ” explicou.

Ampliando soluções para aplicações práticas

Wilfred Appelman é pesquisador da Wageningen Food & Biobased Research (WFBR), parte da WUR. Ele é solicitado quando os problemas no sistema de água não podem ser resolvidos apenas pela natureza. Esse também é o caso da Water Nexus, diz Appelman. “Huub Rijnaarts e seus alunos de doutorado estão pesquisando as opções para o uso de água salgada na indústria e como armazenar melhor a água doce. O conhecimento fundamental produzido será utilizado na WFBR para desenvolver novas soluções para aplicação prática. Para dar um exemplo, estamos trabalhando no desenvolvimento de melhores processos de membrana eletroquímica, para extrair o sal na água de refrigeração da empresa química Dow, para que possa ser reutilizada. ”

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Uma eclusa no canal de Amsterdã-Reno. (Imagem: Shutterstock)

As técnicas não são novas, mas sua aplicação é mais eficiente agora, graças ao desenvolvimento de novos materiais e equipamentos aprimorados, diz Appelman. Um exemplo é a eletrodiálise, um processo eletroquímico no qual um produto dissolvido pode ser extraído de uma solução usando um campo elétrico e membrana semipermeável. Esse processo de membrana está em uso há algum tempo e é muito bom para filtrar o sal da água. “Atualmente, estamos ampliando essa técnica para uma variedade de aplicações práticas. Um exemplo é a agricultura, que está combatendo o sal que se acumula na água. Estamos colaborando com as empresas na forma de remover íons de sódio e cloreto da água. Essa tecnologia local de purificação de água, permitirá a utilização de água por muito mais tempo. ”

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Pesquisadora utiliza eletrodiálise em laboratório para a separação seletiva de sódio e potássio. Foto: Michael Rhebergen

Material circular de 25 bilhões de litros de água

A filial holandesa da multinacional química Dow, já utiliza sete bilhões de litros de efluentes domésticos da cidade portuária vizinha de Terneuzen. Agora, planeja usar uma abordagem circular para todos os seus suprimentos de água através do projeto Water Nexus. Rijnaarts: “Você está falando então em 25 bilhões de litros. E isso é apenas uma empresa industrial. Lembre-se de que existem empresas como Cosun, Cargill e Shell na região, que da mesma forma dependem do suprimento de água. E a salinização também é um problema crescente em Zeeland. ”

O professor diz, que o desafio para o delta do rio na Holanda é organizar a conversão em larga escala de água salobra em água adequada para reúso. Até recentemente, as técnicas biológicas de purificação de água implantadas no sistema de água holandês, não eram adequadas para isso. Rijnaarts: “As técnicas atuais usam bactérias de água doce no lodo que se unem com a ajuda de polímeros e formam grânulos. Os grânulos precisam permanecer intactos para realizar sua tarefa de purificação. Isso funciona bem em condições de água doce, mas quando mudaram para condições de água salgada, os grânulos de bactérias se separaram e não funcionou mais. ”

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Sistema em Groningen para regular o nível da água. (Imagem: Shutterstock)

Mas a solução acabou sendo simples, diz Rijnaarts. “Procuramos bactérias que ainda eram capazes de funcionar em condições salgadas. Descobrimos então que depois de um tempo, eles formaram grânulos também nessas circunstâncias. Além disso, os grânulos resistiram bem sob a mudança de água salgada para água doce e mantiveram seu efeito purificador. ”

“Em princípio, podemos garantir que a água possa ser repetidamente reciclada em qualquer aplicação usando métodos biológicos, além de tecnologias eletroquímicas e de membrana”, acrescenta Appelman. “Podemos criar novos sistemas de água de ciclo fechado, usando todas as técnicas combinadas. Com a eletricidade gerada a partir do calor da água usada também, por exemplo. ”

Appelman salienta, que nem sempre é necessário impor a qualidade da água potável como norma. Ele dá como exemplo a descarga no vaso sanitário. “É bom usar água salobra ou salgada para isso. Também existem muitas aplicações industriais nas quais você não precisa necessariamente usar água fresca, e isso também é caro. Assim, você poderia escolher a solução mais adequada no sistema de água, dependendo da aplicação.

Isso prepara o caminho para um sistema circular de água, no qual os efluentes das cidades, terras agrícolas e indústria são purificados e armazenados em reservatórios locais para reutilização. Além disso, o excesso de água dos rios e das chuvas são capturados em vez de fluir para o mar. Em seguida, serve como um tipo de esponja que pode fornecer água à área circundante durante os períodos secos. E bacias com água salobra também podem se tornar parte do sistema circular de água, graças à nova tecnologia de água salgada que foi desenvolvida em Wageningen. Rijnaarts: “A qualidade da água na Holanda é excelente e pode continuar assim. ”

Rijnaarts deve viajar em breve para regiões no sudeste asiático, onde os problemas são de três a cinco vezes piores do que na Holanda. “As cidades costumam ter instalações de purificação de água muito limitadas, enquanto os produtores de arroz lutam com a crescente salinização. Se conseguirmos tornar a água da cidade adequada para reutilização no cultivo de arroz, podemos equipar as cidades e aldeias com maneiras de lidar melhor com as mudanças climáticas. Usaremos a mesma tecnologia para isso, como na Holanda. ”


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Empresa especializada em Soluções Globais para Água, Efluentes e Reúso.


 

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Referência: Jeroen van den Nieuwenhuizen, Wageningen University & Research (Holanda)

Adaptado por Portal Tratamento de Água

Traduzido por Gheorge Patrick Iwaki

 


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