Dessalinização: A salvação para a escassez de água potável

Por: Gabriel de Paula Santos Gonçalves e Samuel Aguiar de Souza

Dessalinização é um processo físico-químico de retirada de sais da água, tornando-a doce e própria para o consumo.
Como se sabe, a notícia de que pode faltar água potável no planeta é tenebrosa ao homem, já existem regiões ameaçadas, as Ilhas são exemplos: Ilha de Chipre, Ilha de Páscoa, Ilha Fernando de Noronha, onde os lençóis freáticos diminuíram em razão da exploração. Em alguns países, como a Arábia Saudita e Israel, este já é um problema.
Então por que não transformar água salgada presente em abundância nestes locais em água doce? Esta é a ideia que pode solucionar este problema ambiental, vejamos os possíveis processos para a dessalinização da água:
Evaporação: a água salgada é colocada em um tanque com fundo preto e teto de vidro transparente, este tanque permite que o calor do sol evapore a água.
 Observe a figura que ilustra o processo descrito acima:

1. A água salgada é retirada do mar e transferida para o tanque 1 (setas vermelhas);
2. A luz solar incidente (parte superior do tanque: indicada pelas setas brancas), faz com que a água salgada se evapore;
3. O vapor de água passa por um resfriamento e se converte em líquido por condensação: o processo é representado pelas setas amarelas. O produto líquido é a água já no estado puro, esta é recolhida por canaletas e então armazenada no tanque 2.
O processo é simples e barato, o grande problema é que os tanques ocupam extensas áreas e estas precisam receber iluminação solar satisfatória para que a evaporação ocorra com sucesso
Osmose Reversa:
Também conhecida como Osmose Inversa, é onde se exerce forte pressão em uma solução salina. Como o próprio nome já diz, esse processo é o inverso da osmose natural (passagem de uma substância pura para uma solução através de uma membrana semipermeável). Só que para dessalinizar a água é preciso que esta passagem ocorra inversamente: da solução (água e sal) para água pura. Não entendeu? É fácil! O processo consiste em realizar a passagem da água salgada por membranas de fibra oca. Estas fibras contêm poros microscópicos e todo o sal e impurezas presentes na água ficam retidas nestes pequenos poros.

Características
Atende elevados padrões de desempenho, projetado para operar durante muito tempo sem problemas de manutenção ̃o
Possui Comando Elétrico Automatizado que garante o auto- funcionamento do sistema e controle da qualidade final da água
 Este método é o que apresenta perspectivas para a solução da água, atualmente já existem usinas operantes no Golfo Pérsico, Espanha, Malta, Austrália e Caribe convertendo 4,8 bilhões de metros cúbicos de água salgada em água doce, por ano.
Dados Técnicos
     Os equipamentos de Osmose Reversa remove contaminantes iônicos, orgânicos e sólidos suspensos por intermédio de uma membrana semipermeável. A água de entrada é separada em dois fluxos, em ambos os lados da membrana, sendo este processo chamado de filtração tangencial. Durante seu trajeto, a água permeia a membrana, sob uma pressão adequada, concentrando-se. Os dois caminhos resultantes chamam-se respectivamente permeado e concentrado (rejeito). Os contaminantes iônicos são rechaçados eletroquimicamente na superfície da membrana, enquanto que os não iônicos e orgânicos, a partir de um determinado peso molecular, não conseguem passar pelos poros da mesma.
Um equipamento de Osmose Reversa básico é constituído por uma bomba de alta pressão, as membranas propriamente ditas e um registro no lado do concentrado para, estrangulando-se a saída de água, criar-se a pressão suficiente para haver o rechaço de sais.

                          Troca Iônica

Evolução dos processos de Desmineralização:
As resinas sintéticas de troca iônica foram produzidas em escala industrial a partir de 1938, representando um grande avanço nas técnicas de tratamento de águas industriais. Inicialmente foram utilizadas para a remoção da dureza da água (sistemas conhecidos como abrandamento de água) e posteriormente para a remoção de vários tipos de sais (processo conhecido como desmineralização).

"Sistema de Desmineralização com operação automático" fornecido a Bunge - Unidade Santa Juliana/MG, com vazão de 100m3/h..


Inicialmente adotou-se, para as trocas iônicas, o fluxo co-corrente, que, hoje, pode ser considerado como processo de primeira geração. O segundo passo foi o desenvolvimento de novas técnicas que permitissem reduzir o consumo de regenerantes e uma melhoria na qualidade da água tratada. As primeiras unidades utilizando a técnica de contracorrente foram introduzidas no mercado na década de 1950.            

Sistema de Regeneração" de um sistema de desmineralização com materiais a prova de explosão, fornecido a "Industrias Muller de bebidas', em Pirassununga - São Paulo, tendo uma vazão de 3m3/h.

Sistema de Regeneração e Neutralização com operação automático " fornecido a Bunge - Unidade Santa Juliana/MG, com vazão de 100m3/h.

As unidades convencionais com fluxo co-corrente ainda são utilizadas para pequenas vazões. Nestes sistemas a água a tratar atravessa o leito de resinas de cima para baixo, também o regenerante passa no mesmo sentido. A troca iônica se processa exaurindo a capacidade de troca das resinas no mesmo sentido da passagem da água. Faz-se necessário uma passagem de água no sentido inverso antes da passagem do regenerante para se expandir o leito de resinas e conseguir-se uma boa regeneração.

"Sistema de Desmineralização com operação manual" fornecido a Gusa Nordeste, unidade Açailândia/MA.


As unidades de segunda geração são, também, definidas como unidades contracorrente. Nestas unidades as soluções regenerantes atravessam os leitos de resina de baixo para cima, em contracorrente ao sentido de fluxo da água a ser tratada, que circula de cima para baixo. Nestas unidades, durante a regeneração, tem-se a necessidade de manter o leito de resina na posição original, por meio de ar, contra pressão de água ou outros meios, para evitar a reclassificação das resinas. A quantidade de regenerante despendido nas regenerações já se faz bem menor que no sistema de primeira geração.
Um outro passo importante foi o desenvolvimento da terceira geração de unidades, utilizando o conceito de leito fluidizado, compacto ou suspenso onde o fluxo de água a ser tratada segue de baixo para cima. Neste sistema o regenerante é injetado de cima para baixo. O vaso trocador contém dois fundos falsos, superior e inferior, cuja função é de manter a resina na posição desejada, de forma compacta.

Vista da "Tubulação do Quadro de Manobras em PP" faz parte do Sistema de Desmineralização fornecido ao Grupo Cerradinho, unidade Potirendaba/SP


Entre a resina ativa e o fundo falso superior é colocada uma camada de resina inerte, cuja espessura depende do diâmetro do vaso. O sistema de leito compacto aumenta o desempenho das resinas, evita o problema de fluxos hidráulicos preferenciais e diminui as perdas de carga, quando comparado com o sistema de leitos fixos.
Neste sistema não é necessário executar a operação de contra-lavagem após cada ciclo de troca iônica, porque, no final do ciclo, as camadas de resina descem em direção ao fundo falso inferior mantendo a sua configuração, isto é, descompactando-se, mas mantendo as definições de camadas granulométricas.
Assim tem-se um menor consumo de água para regeneração e também um menor consumo de regenerantes.

Sistema de Desmineralização com operação automático" fornecido  ao Grupo Tércio Wanderley, unidade Iturama e Campo Florido/MG, com vazão de 200m3/h cada unidade.