A água limpa é essencial para a sobrevivência humana. No entanto, menos de 3% da água doce pode ser usada como água potável. De acordo com um relatório publicado pela Organização Meteorológica Mundial, há escassez de água potável para aproximadamente 1 bilhão de pessoas em todo o mundo, o que deverá aumentar para 1,4 bilhão até 2050.
A tecnologia de dessalinização da água do mar, que produz água doce a partir da água do mar, pode resolver o problema da escassez de água. No Instituto de Ciência e Tecnologia da Coréia (KIST), uma equipe de pesquisa liderada pelo Dr. Kyung Guen Song do Centro de Pesquisa do Ciclo da Água, desenvolveu um módulo de destilação de membrana híbrida que combina energia solar com bombas de calor hidrotérmicas para reduzir o consumo de energia térmica durante o processo de dessalinização. Seus resultados são publicados em Energy Conversion and Management .

Os métodos de osmose reversa e evaporação são processos de dessalinização da água do mar relativamente comuns; no entanto, esses métodos podem operar apenas em altas pressões e temperaturas. Em comparação, o método de destilação por membrana produz água doce utilizando a pressão de vapor gerada pela diferença de temperatura entre a água bruta corrente e a água tratada separada por uma membrana. Essa abordagem tem a vantagem do baixo consumo de energia, pois a água doce pode ser gerada a pressões de 0,2 a 0,8 bar, que é menor que a pressão atmosférica, e a temperaturas de 50 a 60 ℃. No entanto, a operação em grande escala requer mais energia térmica. Assim, são necessários estudos de pesquisa para reduzir o uso de energia térmica para operação comercial.

A destilação por membrana envolve a transferência simultânea de massa e calor (energia). É dividido em uma destilação por membrana de contato direto (DCMD) e uma destilação por membrana de entreferro (AGMD) com base nos modos aplicados ao lado da água tratada da membrana para gerar diferenças de pressão de vapor, que são a força motriz. Para o fornecimento de alta energia, o modo de produção de água por contato direto de água bruta de alta temperatura e água tratada de baixa temperatura com a superfície da membrana (ou seja, DCMD) é benéfico. Em contraste, para baixo fornecimento de energia, a eficiência é maior se o calor transmitido (perda de calor) for reduzido por entreferros, ao invés do contato direto entre a água bruta e a água processada. Assim, são preferidos os modos que geram água por condensação sobre uma superfície fria e que mantêm os intervalos de ar entre a membrana e a superfície de condensação (isto é, AGMD).

A equipe de pesquisa KIST desenvolveu uma tecnologia de dessalinização híbrida realizando testes no local por um mês para comparar o desempenho e a economia do sistema usando energia solar e bombas de calor hidrotérmicas. Quando o sistema funcionou em paralelo com a energia solar, a produção aumentou 9,6% e o consumo de energia foi reduzido em 30% em comparação com o método de destilação por membrana usando apenas bombas de calor hidrotérmicas. Além disso, a comparação do consumo de energia térmica em função da presença de energia solar mostrou que a eficiência do processo da planta de destilação por membrana aumentou em até 17,5% quando a energia solar foi utilizada como fonte de calor adicional.

De acordo com o Dr. Song, "A tecnologia de dessalinização híbrida que desenvolvemos pode ser considerada um método para fornecer água a alguns complexos industriais e áreas insulares que enfrentam escassez de água, pois pode reduzir o consumo de energia necessário para gerar água doce. Esperamos que essa tecnologia seja aplicado a importantes instalações de abastecimento de água no Oriente Médio e Sudeste Asiático, onde a quantidade anual de radiação solar é 1,5 vezes maior do que na Coréia."

Ele acrescentou:"A destilação por membrana não é significativamente afetada pela qualidade da água bruta, então será possível fornecer água potável para áreas onde a qualidade da água bruta se tornou altamente contaminada devido à poluição da água e áreas onde a detecção de metais pesados ​​é alta". + Explorar mais

Tecnologia de destilação por membrana movida a energia solar que pode dobrar a produção de água potável