As usinas de dessalinização usam osmose reversa para transformar água salgada em doce. John Zoiner / Workbook Stock / Getty Images p Não se sinta estúpido se você já viu uma notícia sobre uma terrível seca, em seguida, virou-se para o computador para ver seu lindo protetor de tela de praia e pensei:"Por que eles simplesmente não usam isso?"
p Claro, dentro de um momento, você provavelmente fez alguns pontos para si mesmo. 1, o mar é salgado. Dois, água salgada não é tão boa para beber ou cultivar plantas. Três, você não pode simplesmente tirar o sal da água, assim como você não consegue dissolver o açúcar do chá. Ou você pode?
p Osmose Inversa é um dos processos que torna dessalinização (ou remover o sal da água do mar) possível. Além disso, osmose reversa é usada para reciclagem, tratamento de água poluída, e pode até produzir energia. p As questões da água tornaram-se uma ameaça global extremamente urgente. Com as mudanças climáticas vêm impactos ambientais sem precedentes:inundações torrenciais em algumas áreas, secas em outros, subindo e descendo o nível do mar. Acrescente a isso a ameaça de superpopulação - e a demanda e a poluição que uma população crescente traz - e a água se torna um dos principais problemas ambientais a serem observados na próxima geração. p As estações e sistemas de tratamento de água estão agora adaptando a osmose reversa para resolver algumas dessas questões. Em Perth, Austrália (notavelmente seca e árida, ainda rodeado pelo mar), quase 17% da água potável da área é água do mar dessalinizada, proveniente de uma planta de osmose reversa [fonte:The Economist]. No mundo todo, agora são mais de 13, 000 usinas de dessalinização em todo o mundo, de acordo com a International Desalination Association. p Mas, embora saiba que a osmose reversa pode converter água do mar em água potável é útil, o que realmente precisamos entender é como diabos o processo ocorre. Supondo que você tenha uma boa compreensão da definição de "reverso, "É melhor começarmos dando uma olhada em como funciona a osmose antes de colocar os dois juntos. p Vamos aprender sobre osmose filtrando para a próxima página.
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Não consegue visualizar a osmose em ação? Aqui está uma ilustração útil para ajudar. p Osmose é a passagem ou difusão de água ou outros solventes através de uma membrana semipermeável que bloqueia a passagem de solutos dissolvidos [fonte:Encyclopedia Britannica].
p O que, você não entendeu? Sem medo. A maioria de nós não, é por isso que existem inúmeras explicações e analogias para esclarecer a osmose. Vamos explorar alguns deles, mas primeiro vamos quebrar a osmose em suas partes para ter uma compreensão dela.
p Primeiro, nós faremos nossa solução. Começamos com um velho copo d'água enfadonho. Para apimentar as coisas, chamaremos a água de "solvente" - o que é conveniente, porque é isso que é. Para tornar nosso solvente um pouco mais saboroso, vamos dissolver em algum açúcar delicioso. O açúcar é o soluto. Apenas para manter o controle, agora temos água (solvente) em que dissolvemos açúcar (soluto), para fazer água com açúcar (nossa solução). p Agora que temos nossa solução de água com açúcar, vamos pegar um tubo em U. Este não é um vídeo da Internet de gatinhos e macacos se abraçando; um tubo em U é um béquer, em forma de u. Bem no meio do tubo, imagine um pouco de Gore-tex que corta o U pela metade. Gore-tex é nossa "membrana semipermeável". Gore-tex é um plástico fino, pontilhada com um bilhão de pequenos orifícios que permitem a passagem do vapor de água, mas líquido para ficar de fora. (O envoltório de Saran não deixava nada passar, e um pedaço de tecido de algodão deixaria praticamente qualquer coisa.) p Em um braço do tubo em U, despejamos nossa mistura de água com açúcar. Em outra, despejamos nossa velha água. É aí que começa a magia da osmose, se você achar o movimento da água mágico. O nível de líquido no braço da água com açúcar aumentará lentamente, à medida que o solvente (água) se move através do Gore-tex, para tornar os dois lados do braço mais iguais na proporção de açúcar para água. p Mas por que isso acontece? Simplificando, porque a água quer encontrar o equilíbrio. E porque um lado do braço está cheio de açúcar, a água pura do outro lado decide mover-se para tornar a concentração mais igual ou até que o pressão osmótica (a pressão que acontece quando as moléculas se movem) é alcançada. p Então aí está você; osmose é quando um solvente de solução de soluto pouco concentrada se move através de uma membrana para chegar à solução mais concentrada, enfraquecendo-o assim. Você fez isso! p Agora, depois de mostrar como só faz sentido a osmose funcionar em uma direção, vamos jogar tudo pela janela e inverter. Volte para a próxima página para saber mais.
p Mas, como exploramos, isso não é algo que as soluções realmente desejam fazer. Como fazemos a osmose reversa ocorrer? Assim como Bowie e Freddie, colocamos a solução sob pressão. Vamos pegar a água salgada como exemplo: p Na osmose reversa, teríamos uma solução de água salgada de um lado de um tanque e água pura do outro lado, separados por uma membrana semipermeável. Aplicaríamos pressão ao lado da água salgada do tanque - o suficiente para neutralizar a pressão osmótica natural do lado da água pura, e, em seguida, empurrar a água salgada através do filtro. (Isso leva cerca de 50-60 bares de pressão [fonte:Lenntech]. Mas, devido ao tamanho das moléculas de sal, apenas as moléculas menores de água conseguiriam chegar ao outro lado, adicionando assim água doce ao lado da água, e deixando o sal na outra. p E voila, você viu osmose reversa. Para destilar (ha!):A osmose reversa ocorre quando a pressão aplicada a uma solução de soluto altamente concentrada faz com que o solvente passe através de uma membrana para a solução concentrada inferior, deixando uma maior concentração de soluto de um lado, e apenas solvente do outro. p É ótimo ser capaz de definir osmose reversa em jantares, mas existem usos surpreendentemente interessantes para osmose reversa que podem tornar uma conversa mais atraente. Vamos avançar para a próxima página para aprender mais sobre o que podemos fazer com a osmose reversa.
Esses caras azuis bacanas são células de osmose reversa, as membranas semipermeáveis que retiram o sal da água nas usinas de dessalinização. Andy Sotiriou / Photodisc / Getty Images p Ao contrário da osmose, não podemos simplesmente assistir à osmose reversa acontecer em muitas circunstâncias do dia a dia. Foi apenas na década de 1950, quando os pesquisadores começaram a explorar como dessalinizar a água do oceano, que a osmose reversa surgiu como uma possibilidade. Eles descobriram que aplicar pressão no lado da água salgada poderia funcionar para produzir mais água doce, mas a quantidade que eles criaram foi extremamente pequena e não útil em qualquer escala prática. O que mudou?
p Um filtro muito mais avançado, criado por dois cientistas da UCLA. As membranas moldadas à mão feitas de acetato celular (um polímero usado em filme fotográfico) permitiu que grandes quantidades de água se movessem muito mais rápido, e a primeira usina de dessalinização por osmose reversa começou a operar uma operação de pequena escala em Coalinga, Califórnia em 1965 [fonte:The Economist].
p O que nos leva a um dos usos mais comuns da osmose reversa que já discutimos:a dessalinização de água. Isso inclui grandes fábricas (há mais de 100 países usando a dessalinização) ou operações menores - por exemplo, o tipo de filtro que você pode levar para acampar para garantir um suprimento de bebida saudável [fonte:FDU]. p A osmose reversa também é uma das poucas maneiras de retirar certos minerais ou produtos químicos de um abastecimento de água. Algumas fontes de água têm níveis extremamente altos de fluoretação natural, que pode levar a fluorose do esmalte (dentes manchados), ou o muito mais severo fluorose esquelética (uma curvatura real dos ossos ou estrutura do esqueleto de uma pessoa). A osmose reversa pode filtrar o flúor, ou outras impurezas, em grande escala de uma forma que um filtro à base de carvão (como o mais comumente encontrado em residências) não consegue. p Também é usado para fins de reciclagem; os produtos químicos usados para tratar metais para reciclagem criam águas residuais prejudiciais, e a osmose reversa pode extrair água limpa para um melhor descarte de produtos químicos. Mas ainda mais divertido do que reciclar? Tratamentos de osmose reversa de águas residuais, em que as águas residuais passam pelo processo para criar algo potável. Eles apelidaram de "banheiro para bater" por uma razão, e embora possa lhe dar uma pausa, é uma forma promissora de as nações em desenvolvimento produzirem água potável. p Mas a osmose reversa também é usada em outras indústrias; xarope de bordo, na verdade, é produzido por osmose para separar o concentrado açucarado da água na seiva. A indústria de laticínios usa filtração por osmose reversa para concentrar soro de leite e leite, e a indústria do vinho começou a usá-lo para filtrar elementos indesejáveis como alguns ácidos, fumaça, ou para controlar o teor de álcool. Osmose reversa é usada para criar etanol puro, livre de contaminantes. p Mais uma coisa divertida sobre a osmose reversa é que a alta pressão que torna a osmose reversa eficaz pode realmente se reciclar. Bombas de alta pressão forçam a passagem da água, e a água salgada restante é lançada a uma taxa extremamente alta. Se esta ramificação for colocada em uma turbina ou motor, a pressão pode ser reutilizada para as bombas que inicialmente forçam a passagem da água, assim, recolhemos energia. p Todo esse jazz industrial é ótimo, mas como a tecnologia de osmose reversa afeta você, o consumidor, em menor escala? Descubra na próxima página.
Em algumas lojas de varejo, você pode comprar jarros de água tratada com osmose reversa em máquinas de venda automática. Cary Herz / Notícias / Imagens Getty p Talvez você tenha decidido que gostaria de colocar as mãos em uma deliciosa água de osmose reversa. Por que você simplesmente não despeja um pouco de água em um jarro de osmose reversa e desfruta de um longo, bebida gelada?
p Nós vamos, não é tão simples. Como a osmose reversa requer uma certa quantidade de pressão, você não encontrará um jarro de filtro de osmose reversa. E se você quiser água de osmose reversa correndo por toda a sua casa, você está essencialmente se comprometendo a comprar um sistema de água inteiramente novo. Mas se você quiser apenas água de osmose reversa para beber ou cozinhar, isso não significa que você se comprometeu a converter seu porão em uma mini-planta industrial de osmose reversa.
p Sua primeira opção em escala menor é um sistema "sob o balcão". Um sistema de osmose reversa é conectado ao abastecimento de água sob sua pia, onde a água passa por três a cinco filtros para atingir a pureza. A água filtrada é então armazenada em um tanque de armazenamento (também sob a pia). Uma torneira totalmente separada é então instalada em sua pia, alimentado a partir do tanque de armazenamento abaixo. Espere pagar uma média de $ 200-500 por um sistema como este. E lembre-se de que você provavelmente está fazendo a instalação sozinho, então você pode querer estar bastante confiante em suas habilidades de consertá-lo. p Talvez você esteja um pouco nervoso com a instalação de uma torneira e sistema de água inteiros (ou talvez nervoso que o seu senhorio possa não estar entusiasmado com a sua criatividade faça você mesmo). Locatários e pessoas não tão úteis, alegrar. Existem também filtros de bancada de osmose reversa, que permitem que você conecte um pequeno sistema de filtragem diretamente de sua pia. Basta conectar a linha de "alimentação" à torneira, abre a torneira, e a água é filtrada por um pequeno sistema que é pequeno o suficiente para ficar perto do micro-ondas. A linha de água purificada pode então ser colocada em um jarro para facilitar, água purificada acessível. p Mas eles podem não ser ideais para todos; tenha em mente que os sistemas de bancada podem ser bastante lentos devido a torneiras de água de baixo fluxo, e custarão pelo menos US $ 150 - sem mencionar o custo de troca dos filtros (cerca de US $ 30) a cada poucos meses. p Vamos passar para a próxima página para ver mais algumas das desvantagens da osmose reversa.
p Sistemas de osmose reversa, em geral, também não são totalmente autossustentáveis. A água deve ser pré-tratada com produtos químicos, por exemplo, então nada obstruirá a membrana fina. E a membrana em si não é totalmente fácil de lidar; deve ser limpo com freqüência, e pode capturar bactérias. Uma preocupação exclusiva das usinas de dessalinização é que pequenos peixes ou vida marinha podem ser sugados para o sistema; ajustar as pressões e velocidades de admissão geralmente pode prevenir danos. p O maior impedimento dos sistemas de filtração por osmose reversa é o custo. Para uma nação em desenvolvimento, instalar sistemas de osmose reversa é uma possibilidade bastante impraticável. Organizações como a OMS e a UNICEF consideram a construção de planos de tratamento de água por osmose reversa - para remover toxinas ou fornecer um suprimento de água limpa - parte de sua missão. p Quanto ao uso individual, os sistemas de osmose reversa podem produzir um rendimento frustrantemente pequeno. Um sistema típico só será capaz de reutilizar cerca de 5 a 15 por cento da água que está sendo bombeada, deixando assim até 85 por cento de águas residuais [fonte:NDSU]. p A osmose reversa - e a maneira como ela funciona e não funciona - pode ser um pouco assustadora. Mas se você está sedento por mais informações de osmose reversa, vá para a próxima página, onde você pode encontrar muito mais informações. Nade com os peixes
Pensando em precisar de água de osmose reversa para seus amados guppies? Talvez você queira pensar novamente. Embora as unidades de osmose reversa possam certamente filtrar uma grande quantidade de impurezas prejudiciais, você também precisará adicionar alguns minerais essenciais de volta, que serão removidos no processo. Pesquise o que é retirado da água na osmose reversa, e quais minerais seus peixes precisam para prosperar [fonte:Foster and Smith Aquatics].
Publicado originalmente:8 de maio, 2008
