Dessalinização
Dessalinização , também chamado dessalinização , remoção de sais dissolvidos de água do mar e, em alguns casos, das águas salobras (ligeiramente salgadas) dos mares interiores, altamente mineralizadas águas subterrâneas (por exemplo, salmouras geotérmicas) e águas residuais municipais. Este processo torna essas águas inutilizáveis adequadas para humanos consumo , irrigação , aplicações industriais e vários outros fins. Dessalinização existente tecnologia requer uma quantidade substancial de energia , geralmente na forma de combustíveis fósseis e, portanto, o processo é caro. Por esse motivo, geralmente é usado apenas onde as fontes de água doce não estão economicamente disponíveis. Além disso, a quantidade de gás de efeito estufa emissões e salmoura águas residuais geradas por usinas de dessalinização representam desafios ambientais significativos.
dessalinizadora dessalinizadora dessalinizadora na costa da Espanha. Irina Belousa / Fotolia
A dessalinização da água do mar é uma noção antiga. Aristóteles descreveu um método de evaporação usado pelos marinheiros gregos do século 4bce. Um escritor árabe do século 8estaproduziu um tratado sobre destilação . No século 19, o desenvolvimento da navegação a vapor criou uma demanda por água não corrosiva para caldeiras, e a primeira patente para um processo de dessalinização foi concedida na Inglaterra em 1869. No mesmo ano, a primeira usina de destilação de água foi construída pelo governo britânico em Aden, para abastecer os navios que param no porto do Mar Vermelho. O primeiro grande alambique a fornecer água para fins comerciais foi construído em 1930 em Aruba, perto da Venezuela. Em 2019, cerca de 18.000 usinas de dessalinização, produzindo um total de mais de 95 milhões de metros cúbicos (mais de 3,4 bilhões de pés cúbicos) de água potável por dia, estavam em operação em todo o mundo.
Processos de dessalinização
Descubra a ciência por trás das membranas de grafeno para dessalinização da água As membranas de grafeno nanoporoso podem ser usadas para dessalinizar a água. As moléculas de água passam pelos poros, enquanto os íons de sal são devolvidos. Instituto de Tecnologia de Massachusetts (um parceiro editorial da Britannica) Veja todos os vídeos para este artigo
Os métodos de dessalinização podem utilizar processos térmicos (envolvendo transferência de calor e uma mudança de fase) ou membrana processos (usando folhas finas de sintético materiais semipermeáveis para separar a água do sal dissolvido). A destilação instantânea de vários estágios é um processo térmico para dessalinizar quantidades relativamente grandes de água do mar. Com base no fato de que a temperatura de ebulição da água é reduzida conforme ar quedas de pressão, este processo é realizado em uma série de tanques fechados (estágios) ajustados em pressões progressivamente mais baixas. Quando a água do mar pré-aquecida entra no primeiro estágio, parte dela rapidamente ferve (flashes), formando vapor que é condensado em água doce em tubos de troca de calor. A água doce é coletada em bandejas enquanto a água do mar restante flui para o próximo estágio, onde também pisca, e o processo é continuado. Um dos maiores desses sistemas, localizado em Al-Jubayl, Arábia Saudita, pode produzir mais de 750 milhões de litros (200 milhões de galões) de água dessalinizada por dia.
Em pequeno comunidades onde água salgada e luz solar intensa são abundantes, um processo térmico simples denominado umidificação solar pode ser usado. O calor do sol vaporiza parcialmente a água salgada sob uma tampa transparente. Na parte inferior da tampa, o vapor condensa e flui para uma calha de coleta. A principal dificuldade neste processo é que são necessárias grandes áreas de terra e energia para bombear a água. Outro processo térmico faz uso do fato de que, quando a água salgada é congelada, os cristais de gelo não contêm sal . Na prática, entretanto, quantidades questionáveis de água salgada permanecem presas entre os cristais, e a quantidade de água doce necessária para lavar a água salgada é comparável à quantidade de água doce produzida pelo derretimento dos cristais.
Os processos de membrana para dessalinização incluem reverso osmose e eletrodiálise. Dos dois, inverter osmose é o mais amplamente utilizado, especialmente para dessalinizar águas salobras dos mares interiores. O teor de sal da água salobra interior, embora indesejável, é consideravelmente inferior ao da água do mar. A eletrodiálise usa o potencial elétrico para conduzir os íons positivos e negativos dos sais dissolvidos por meio de filtros de membrana sintética semipermeáveis separados. Este processo deixa água doce entre os filtros. Na osmose reversa, a água salgada é forçada contra as membranas sob alta pressão; a água doce passa enquanto os sais minerais concentrados ficam para trás. Para economizar espaço, as membranas são embaladas em várias camadas em uma coleção de longos tubos. Uma das maiores usinas de dessalinização por osmose reversa agora em operação está localizada em Sorek, Israel, e pode produzir cerca de 627.000 metros cúbicos (22 milhões de pés cúbicos) de água dessalinizada por dia.
Produção global
Em muitas áreas do mundo, especialmente em regiões áridas densamente povoadas, a água dessalinizada é a principal fonte de abastecimento de água municipal. A dessalinização é usada em mais de 120 países, e cerca de metade de toda a água dessalinizada é produzida no Médio Oriente e norte da África . Em 2019, os maiores produtores de água dessalinizada eram a Arábia Saudita, a Emirados Árabes Unidos , e Kuwait . O Estados Unidos é outro grande produtor, respondendo por cerca de 13% da produção total (principalmente na Flórida, Texas e Califórnia). A maioria de todas as usinas de dessalinização são sistemas de osmose reversa, com a destilação instantânea de vários estágios sendo o processo de segundo lugar.
Em geral, uma população geralmente pode pagar cerca de 7 a 10 vezes mais pela água para uso doméstico do que para a agricultura. Instalações de dessalinização em grande escala prometem reduzir o custo da água dessalinizada nos locais de dessalinização a um nível que a maioria das indústrias e algumas empresas agrícolas podem pagar. No futuro, pode-se esperar que o oceano se torne uma fonte cada vez mais importante de água doce. Se os custos de produção e transporte puderem ser reduzidos o suficiente, pode ser possível produzir água doce para irrigar grandes áreas que fazem fronteira com os oceanos em muitas partes do mundo.
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