A dessalinização da água é o tratamento que remove sais e patógenos de fontes salobras ou marinhas para produzir água potável de qualidade. As principais técnicas utilizadas dividem-se em processos térmicos, que simulam o ciclo da água através da evaporação e da condensação (como a destilação solar), e em tecnologias de membranas, sendo a osmose reversa a mais comum e difundida.
A dessalinização da água oferece uma solução vital para a escassez hídrica global, beneficiando regiões que tenham sofrido com catástrofes, embarcações e locais com baixa disponibilidade de água potável, como o Nordeste brasileiro e países do Oriente Médio. Apesar das vantagens, o método enfrenta desafios como o alto custo energético e o descarte da salmoura, um resíduo concentrado que exige manejo cuidadoso para evitar danos aos ecossistemas marinhos e à biodiversidade.
Leia também: Podemos beber a água do mar?
Tópicos deste artigo
- 1 - Resumo sobre a dessalinização da água
- 2 - O que é a dessalinização da água?
- 3 - Processo de dessalinização da água
- 4 - Pode beber água dessalinizada?
- 5 - Vantagens e desvantagens da dessalinização da água
- 6 - Países que dessalinizam a água
- 7 - Dessalinização da água no Brasil
Resumo sobre a dessalinização da água
- A dessalinização da água é o tratamento que transforma a água do mar ou a água salobra em água potável, removendo sais e microrganismos nocivos.
- Ela divide-se entre processos térmicos (baseados na evaporação e na condensação) e tecnologias de membranas (como a osmose reversa).
- Além disso, é uma solução vital para combater a falta de recursos hídricos potáveis em regiões áridas, como o Nordeste brasileiro e o Oriente Médio.
- A dessalinização da água ainda enfrenta o desafio do elevado custo de energia em comparação aos métodos tradicionais de abastecimento.
- Seu principal impacto ambiental é o descarte da salmoura, a qual pode prejudicar significativamente a vida marinha com o excesso de sal presente.
O que é a dessalinização da água?
A dessalinização da água é um processo de tratamento que objetiva a remoção de sais e de agentes patogênicos, os quais são prejudiciais à saúde humana, da água do mar ou de outras fontes salobras para produzir água potável de qualidade.
Processo de dessalinização da água
Basicamente, existem duas formas de dessalinização da água: os processos térmicos e a tecnologia de membranas.
→ Processos térmicos de dessalinização da água
Os processos térmicos são ligados ao processo natural do ciclo da água, em que a água salgada aquece, evapora, condensa e se precipita na forma de água potável. Dentro desses processos, apresentamos alguns a seguir.
-
Destilação da água multiestágios (MSF) ou flash
Na destilação da água multiestágios (MSF) ou flash, a água salobra é aquecida em um recipiente, o que também culmina em um aumento da pressão, fluindo para um novo recipiente de baixa pressão, o qual recebe o nome de estágio, onde ocorre a vaporização instantânea da água (flash), sem a necessidade de energia térmica adicional. Tal vapor acaba encostando na superfície externa do tubo de água fria que alimenta o primeiro estágio, condensando-se como água pura e sendo recolhida para o exterior da câmara.
Como a condensação é um processo exotérmico, aproveita-se o calor latente produzido para aquecer a água de alimentação. A água dessalinizada mantém de 2 a 10 ppm de sais e minerais dissolvidos e, caso seja necessário que ela tenha por finalidade o uso potável, deve passar por um pós-tratamento.
-
Destilação da água multiefeitos (MED)
Também conhecida como long-tube vertical distillation (LTV), a destilação da água multiefeitos (MED) ocorre em uma série de recipientes evaporadores (conhecidos como efeitos), tal qual a destilação da água multiestágios (MSF) ou flash. A diferença é que o vapor de água doce formado em um efeito é usado para evaporar a água do mar em outro efeito, o que permite a promoção de uma fonte de calor para evaporações seguintes.
Inicia-se com a aspersão da água salgada fria diretamente sobre um conjunto de tubos quentes, os quais contêm vapor. Com isso, há evaporação parcial da água, e o vapor formado, que é de água pura, é coletado para ceder calor e aquecer os tubos que irão evaporar a água do mar no próximo efeito. Já a água salgada remanescente, a qual não evaporou, é utilizada para resfriar e condensar o vapor, além de servir de corrente de alimentação para o próximo efeito.
Assim como a MSF, a pressão vai diminuindo em cada recipiente. Ainda em relação à MSF, a MED possui melhor aproveitamento térmico, com menor consumo de energia, assim, maior eficiência do ponto de vista termodinâmico. As plantas MED trabalham em temperaturas menores, o que reduz efeitos como corrosão e deposição de sais nas superfícies metálicas. Contudo, plantas MED não podem ser utilizadas em pequena escala.
-
Destilação da água por compressão de vapor (DCV)
A destilação da água por compressão de vapor (DCV) possui um princípio de funcionamento semelhante à destilação da água multiefeitos (MED), com a diferença de que, na DCV, ocorre a compressão do vapor de água gerado na evaporação da água. Assim, o trabalho necessário para evaporação vem do compressor e não de uma fonte externa de calor.
O vapor do processo é produzido a partir de uma salmoura pré-aquecida, o qual é removido para compressão. Ao se realizar a compressão do vapor, além do aumento da pressão, há também o aumento da sua temperatura.
O vapor comprimido flui para um trocador de calor, onde o processo de troca de energia permite a formação de vapor de água adicional presente no interior de um efeito, o qual segue para um ejetor de vapor ou para um compressor. Essa troca de calor faz com que o vapor comprimido vá sofrendo condensação. A água produzida na condensação do vapor comprimido e o rejeito de salmoura são utilizados para pré-aquecer a água do mar fresca que entra no processo.
Isso tudo permite uma melhor utilização do calor, além de um aumento da eficiência global do processo. Com isso, entende-se que, nessa técnica, a única energia consumida é aquela utilizada para o bombeamento e para o compressor.
-
Destilação solar da água (SD)
A destilação solar da água utiliza-se da energia térmica do Sol para processar a dessalinização da água, muito similar ao que ocorre no ciclo natural da água. Basicamente, trata-se de um grande tanque com uma cobertura transparente, que permite a influência da radiação solar e o consequente aumento de temperatura. Ao evaporar, a água esbarra na cobertura, condensando-se novamente e sendo recolhida em uma calha, agora isenta de sais.
É viável apenas para pequenas escalas, além de necessitar de boa vedação para evitar escape de vapor e de calor. Contudo, é um sistema de baixo custo, muito também pelo fato de a energia solar ser gratuita. Os custos com energia ficam por parte do bombeamento de água tanto para fora quanto para dentro do sistema.
Dentre os processos que envolvem tecnologias de membranas, destacam-se a osmose inversa (OR), além da eletrodiálise (ED) e da eletrodiálise inversa (EDI).
→ Tecnologias de membranas na dessalinização da água
-
Osmose reversa (OR)
A osmose reversa (OR) é o método mais utilizado atualmente. Na osmose tradicional, a água de uma solução menos concentrada passa através de uma membrana semipermeável para uma solução mais concentrada, de modo a equiparar as concentrações. A passagem de água faz aumentar o volume da solução mais concentrada, o que cria um diferencial de pressão entre os sistemas por meio da diferença dos níveis. A passagem de água termina quando a diferença de nível entre os sistemas atinge uma pressão específica, conhecida como pressão osmótica.
Na osmose reversa, contudo, uma pressão extra maior que a pressão osmótica é aplicada, fazendo com que a ocorra a reversibilidade do fluxo de água, ou seja, fazendo com que a água saia da solução mais concentrada em direção à solução menos concentrada, contra o sentido natural da osmose. Assim, a água passa pela membrana semipermeável, enriquecendo a água doce no lado de menor pressão, deixando, como rejeito, uma solução salina concentrada.
-
Eletrodiálise (ED) e eletrodiálise inversa (EDI)
A eletrodiálise é uma técnica semelhante à troca iônica, em que íons presentes na água salobra são atraídos por eletrodos de cargas opostas. Contudo, na eletrodiálise, há a utilização de uma membrana seletiva que permite ânions ou cátions (mas não os dois) a passarem quando colocados entre um par de eletrodos. Assim, os cátions migram da água salobra para o eletrodo negativo, enquanto os ânions migram da água salobra para o eletrodo positivo.
Algumas partículas em suspensão podem causar o chamado fouling da membrana, que consiste na deposição indevida de materiais nela, o que diminui a eficiência de fluxo desta. Para prevenir tal efeito, utiliza-se a eletrodiálise inversa, em que a polaridade é invertida a cada 20 minutos, o que cria um mecanismo de limpeza para diminuir possíveis incrustações.
Veja também: Como é feito o tratamento da água?
Pode beber água dessalinizada?
Sim, é possível beber água dessalinizada, desde que ela passe por tratamentos que a condicionem para tal. A água a ser dessalinizada contém grandes níveis de sais, além de ter agentes patogênicos, tais como vírus, bactérias ou parasitas, além de contaminantes químicos oriundos de atividades humanas, que são nocivos para a nossa saúde.
De fato, a água salobra dificulta a sobrevivência de patógenos microbiais, ainda mais com a combinação de altos níveis de radiação solar. Contudo, ainda assim existem patógenos que podem existir, além de algas marinhas, as quais podem vir a produzir toxinas.
Assim, após o processo de dessalinização, faz-se necessário um pós-tratamento, que consiste basicamente em desinfecção e em condicionamento da água para que ela esteja propícia para ingestão. As águas dessalinizadas possuem baixos níveis de sais minerais, por isso, a inserção desses componentes ou sua mistura com fontes de água já próprias para consumo é uma alternativa viável.
Confira também: Afinal, o que é água potável?
Vantagens e desvantagens da dessalinização da água
→ Vantagens da dessalinização da água
Sem dúvida alguma, a grande vantagem da dessalinização da água consiste em aumentar os recursos de água disponíveis no mundo, permitindo a produção de água doce a partir de fontes salobras. Dessa forma, pode ser bem empregada em localidades próximas do litoral ou em ilhas áridas, para transformar a água do mar em água potável, assim como em regiões onde a água proveniente de poços é salobra sendo, portanto, imprópria para consumo humano.
A dessalinização da água também pode permitir a obtenção de água potável para navios, para submarinos, para plataformas de petróleos e para as demais embarcações, trazendo mais conforto para suas tripulações.
Além disso, em regiões litorâneas que tenham sofrido com tragédias, como terremotos, tsunamis, furacões, entre outros, a dessalinização da água permite que as populações atingidas por tais fenômenos mantenham seus recursos hídricos necessários.
A dessalinização da água também é de grande ajuda para países que enfrentam crescimentos populacionais e que tenham baixos volumes de água doce disponíveis.
→ Desvantagens da dessalinização da água
Dentre as desvantagens da dessalinização da água, podemos citar os custos que, embora venham caindo, ainda são relativamente elevados em comparação ao de produção convencional de água. O processo de dessalinização tem um custo energético ainda elevado, o que auxilia no encarecimento do processo.
Também podemos citar que a água dessalinizada, se voltada para consumo e para a ingestão humana, deve passar por tratamentos adicionais. Em geral, ela pode ser suficientemente ácida, atacando também tubulações e aumentando processos de corrosão. Dessa forma, precisa de etapas de desinfecção e de ajuste químico para que possa ser acondicionada, transportada e ingerida.
Porém, a maior preocupação está nos rejeitos. Estima-se que, para cada litro de água potável produzido, são gerados cerca de 1,5 litro de líquido residual, que podem conter poluentes como o cloro e o cobre. Um resíduo de grande preocupação é a salmoura, uma carga aquosa com altas concentrações de sal. Boa parte das usinas de dessalinização acabam bombeando as salmouras de volta para os oceanos, o que produz riscos ambientais. A alteração dos níveis de salinidade da água é nociva para algumas espécies, além do fato de a água altamente salgada diminuir os níveis de oxigênio disponíveis na água. Das espécies que mais sofrem com a salmoura, destacamos o plâncton e o fitoplâncton, considerados como a base da vida marinha e da cadeia alimentar.
De fato, as usinas dessalinizadoras têm trabalhado para fazer o melhor descarte e difusão das salmouras na água do mar. Entende-se que, se o processo for bem-feito, a água descartada não causa danos à fauna e à flora marinhas.
Alternativas ao descarte da salmoura também têm sido avaliados. Exemplos que podem ser citados são as bacias de evaporação, a maior eficiência das plantas aquáticas (para redução de volume de rejeito), bacias de percolação, além de irrigação de plantas halófitas, as quais tem alta tolerância aos sais e são ricas em proteína e caroteno, podendo ser utilizadas na alimentação de alguns animais, como gado. Há também a possibilidade de cristalização dos sais presentes, a fim de se obter cloreto de sódio, hidróxido de magnésio, cloreto de cálcio, carbonato de sódio, sulfato de sódio, entre outros, os quais possuirão alta qualidade, pureza e são de alta demanda industrial.
No Brasil, algumas comunidades se utilizam da água salobra da dessalinização para cultivo de peixes, como tilápia, além de camarões.
Países que dessalinizam a água
Mais de 120 países possuem plantas de dessalinização de água, incluindo países como Arábia Saudita, Omã, Emirados Árabes Unidos, Espanha, Chipre, Gibraltar, Japão, Portugal, Austrália, Israel e Brasil.
De acordo com a Associação Internacional de Dessalinização, mais de 300 milhões de pessoas recebem água provenientes de usinas de dessalinização. A maior usina de dessalinização existente se encontra ao sul da capital israelense, Tel Aviv, que produz por volta de 137 milhões de galões de água potável diariamente. Israel é um país com mais da metade do território em área de deserto, e, por conta disso, 76% da sua água para consumo já provém da dessalinização. O investimento massivo do governo fez com que a utilização de água dessalinizada fosse mais barata do que a canalização de abastecimento a partir de locais distantes.
Aliás, os países que mais dessalinizam água no mundo estão na região árabe da Ásia (Oriente Médio, Ásia Ocidental): Arábia Saudita, Emirados Árabes unidos e Kuwait. A Árabita Saudita, o país que mais dessaliniza água do mundo, faz o processo a partir do Mar Vermelho e do Golfo Árabe, de onde dessaliniza mais de 5 milhões de metros cúbicos de água por dia.
Na Europa, o país que mais faz uso da dessalinização é a Espanha, dada sua grande atividade agrícola, responsável por 80% do consumo da água do território. Atualmente, o país conta com mais de 800 plantas de dessalinização, produzindo cerca de 5,2 milhões de metros cúbicos de água por dia.
No continente americano, os Estados Unidos acabam sendo o país de maior uso de água dessalinizada. Sua maior instalação dessalinizadora localiza-se na Califórnia, responsável por criar cerca de 10% da água potável usada por, aproximadamente, 3 milhões de pessoas na região.
Dessalinização da água no Brasil
A dessalinização da água no Brasil, embora ainda seja pouco divulgada, tem seu emprego mais frequente no Nordeste, que, junto a outras medidas, como construção de cisternas e de barragens e perfuração e instalação de poços, além de estações de tratamento, vem sendo utilizada para aumentar a oferta de água potável para as populações locais.
Um outro ponto nordestino que conta com a dessalinização é o arquipélago de Fernando de Noronha, localizado a 545 km do estado de Recife. É a região com o maior sistema de dessalinização do país, sendo essa a principal forma de obtenção de água potável para o lugar. No arquipélago, famoso pela atividade turística, moram mais de 4 mil pessoas. Lá, o processo de dessalinização ocorre via osmose reversa.
Isso acontece porque, apesar de o Brasil ser um país privilegiado no que diz respeito aos recursos hídricos, uma vez que possui 12% de toda a água da superfície do planeta, a distribuição desses recursos é extremamente desigual, de modo que 72% desses 12% se localizam na região Norte, a qual é muito pouco povoada (apenas 7% da população brasileira vive lá). Sendo assim, a região Nordeste, em contrapartida, possui apenas 3% desses 12%, sendo que 2/3 estão localizados na Bacia do Rio São Francisco. Para se ter noção, a oferta de água na região Norte, por habitante, é de 20 mil m³, enquanto, na Bahia, que é cortada pelo Rio São Francisco, a oferta é de 3 mil m³ por habitante.
O Nordeste é uma das regiões mais afetadas pela falta de água potável. É uma região historicamente ligada a episódios de seca, com baixos índices pluviométricos, com aquíferos fundos e com águas impróprias para consumo. Do subsolo da região, poderiam ser extraídos mais de 19,5 bilhões de m³ de água por ano, o que corresponde a 40 vezes do volume explorado atualmente. Porém, essa água tem um problema típico: o alto teor do sal. Isso é uma consequência direta das características morfológicas do solo nordestino, o que faz com que boa parte dos poços perfurados apresentem uma quantidade de sólidos dissolvidos acima de 500 ppm de concentração, o que é inadequado para consumo humano. São esses aspectos que evidenciam a importância da dessalinização da água no Brasil.
Fontes
SOUZA, Luiz Faustino. Dessalinização como fonte alternativa de água potável. Norte Científico, v. 1, n. 1, 2006.
BORDIGNON, Simone. Reuso de água: estudo de caso em uma edificação residencial multifamiliar. 2017. Monografia (Especialização em Construção Civil) – Setor de Tecnologia, Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 2017. Disponível em: https://acervodigital.ufpr.br/xmlui/bitstream/handle/1884/52492/R%20-%20E%20-%20SIMONE%20BORDIGNON.pdf?sequence=1&isAllowed=y.
CUI, Yue et al. Forward osmosis for brackish water desalination. In: CASSANO, Alfredo; CONIDI, Carmela (ed.). Membrane-based technologies for water treatment: current and future trends. [s. l.]: Elsevier, 2020. cap. 7, p. 203-231. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/chapter/edited-volume/abs/pii/B978012818483700007X.
KHAWAJI, Akili D.; KUTUBKHANAH, Ibrahim K.; WIE, Jong-Mihn. Advances in seawater desalination technologies. Desalination, [s. l.], v. 221, n. 1-3, p. 47-69, Mar. 2008. Disponível em: https://faran-company.com/wp-content/uploads/2018/07/10.1016_j.desal_.2007.01.067-Advances-in-seawater-desalination-technologies.pdf.
SCHAFER, Aline Tatiane. Avaliação técnica e econômica do uso de processos de separação por membranas para o tratamento de efluentes de refinaria de petróleo visando o reuso. 2015. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Escola de Engenharia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2015. Disponível em: https://lume.ufrgs.br/bitstream/handle/10183/127799/000970356.pdf?sequence=1.
SILVA, Gabriel Francisco da et al. Sistema de dessalinização e purificação de água: sumário executivo. Aracaju: Universidade Federal de Sergipe; Brasília, DF: MDS, [20--?]. Disponível em: https://aplicacoes.mds.gov.br/sagi/pesquisas/documentos/pdf/sumario_102.pdf.
SUBRAMANI, Arun; JACANGELO, Joseph G. Emerging desalination technologies for water treatment: a critical review. Water Research, [s. l.], v. 75, p. 164-187, 15 May 2015. DOI: https://doi.org/10.1016/j.watres.2015.02.032. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0011916417314455.
UNITED STATES GEOLOGICAL SURVEY. Desalination. [Reston, VA]: USGS, 2019. Disponível em: https://www.usgs.gov/water-science-school/science/desalination.
WORLD HEALTH ORGANIZATION. Safe drinking-water from desalination. Geneva: WHO, 2011. Disponível em: https://iris.who.int/server/api/core/bitstreams/5166139c-8145-451f-b429-094a63f65bce/content.
