p Uma nova pesquisa sugere que há um grande recurso inexplorado para muitas das regiões cada vez mais limitadas de água dos EUA e ao redor do mundo:água subterrânea salobra, que, em teoria, pelo menos, exigiria muito menos energia para dessalinizar do que a água do mar. p A quantidade de água subterrânea salobra nos Estados Unidos é cerca de 800 vezes maior do que a quantidade total de água subterrânea retirada em todo o país para todos os usos, de acordo com um estudo da U.S. Geological Survey. Então, usar até mesmo uma fração desse recurso pode melhorar drasticamente as perspectivas de comunidades carentes de água, especialmente quando a água potável se torna mais escassa, como prevêem os modelos de mudança climática. Enquanto cerca de um quinto do abastecimento de água do país vem de água doce subterrânea, menos de 1 por cento vem atualmente de água subterrânea salobra.

p As evidências, com base na análise de um enorme conjunto de dados de amostras de água de todo o país, aparece no jornal Water Research , em um artigo de Yvana Ahdab SM '17, um estudante de pós-graduação do MIT, com John Lienhard, o Professor Abdul Latif Jameel de Água e Alimentos, e três outros.

p "Até recentemente, água subterrânea salobra tem sido um recurso amplamente esquecido, apesar de seu potencial para aliviar a pressão crescente sobre o abastecimento de água doce, "Ahdab diz.

p O projeto começou quando Lienhard conheceu um cientista da USGS em uma conferência em 2015 e aprendeu sobre uma coleção de mais de 100, 000 amostras de água subterrânea de poços, que acabara de ser tomada por aquela agência. "Fiquei fascinado, e me perguntei o que sabemos sobre como a composição da água subterrânea afeta o processo de dessalinização, "ele lembra. Ele discutiu esta questão com Ahdab, que rapidamente descobriu que, embora a composição da água do mar em todo o mundo tenha sido bem estudada, não foram realizados estudos comparáveis ​​sobre as águas subterrâneas. (A composição da água subterrânea varia muito mais amplamente, na salinidade e na concentração de outras substâncias, como cálcio e sulfato.) O conjunto de dados do USGS foi lançado publicamente no ano passado, mas a equipe do MIT teve acesso antecipado para começar a trabalhar nisso em colaboração com cientistas do USGS.

p Embora a água do mar em todo o mundo tenha essencialmente a mesma composição com apenas pequenas variações, Ahdab explica, "a água subterrânea é muito menos salgada, cerca de um décimo disso, e o conjunto de íons [átomos carregados ou moléculas] é completamente diferente em cada poço diferente. "

p Por causa da menor concentração de sal na água salobra, algumas tecnologias, como destilação, que pode fazer sentido para a água do mar em alguns locais, seria muito ineficiente em termos de energia para dessalinizar água salobra, Lienhard diz. "Osmose reversa (RO) ou eletrodiálise (ED) são as duas tecnologias de escolha, e são os dois mais usados. "

p Como a água do mar é a principal matéria-prima para os sistemas de dessalinização existentes, a tecnologia foi desenvolvida e otimizada principalmente para a composição da água do mar. Já que a água salobra é tão diferente, Lienhard diz, "A questão que nos interessa é:quanto espaço existe para melhorias?" O presente estudo não examina as tecnologias específicas que podem ser usadas, que será abordado em pesquisas futuras, mas examina os limites teóricos de quanto seria possível reduzir a energia necessária para dessalinizar a água salobra que tem uma composição específica.

p "Descobrimos que as composições se enquadram em cinco classes, "Ahdab diz." Alguns são dominados por cloreto de sódio, Bicarbonato de Sódio, ou sulfato de sódio, enquanto outros são dominados por bicarbonato de cálcio ou sulfato de cálcio. Eles exigem abordagens muito diferentes, em termos do tipo de pré-tratamento de que você precisa. "A nova análise, que identifica as composições específicas da água até o nível de poços individuais, "ajudará a orientar o desenvolvimento de novos sistemas, " ela diz.

p A equipe descobriu que águas subterrâneas dominadas por sódio requerem muito mais energia para dessalinizar do que aquelas dominadas por cálcio, assim como aqueles dominados por cloreto em comparação com aqueles dominados por sulfato. Essa informação, juntamente com os mapas da composição da água salobra em todo o país, pode ajudar a orientar planos para desenvolver novos recursos hídricos, Ahdab diz.

p Além disso, a equipe correlacionou a localização de fontes de água salobra potencialmente utilizáveis ​​com as regiões que estão enfrentando os maiores problemas de abastecimento de água. Os resultados apontam para locais específicos que apresentam a combinação mais promissora de alta necessidade de água e alta disponibilidade de água salobra tratável, incluindo partes do sul da Califórnia, Arizona, e áreas do Alto Centro-Oeste. "Há uma enorme quantidade de água subterrânea salobra que pode ser dessalinizada para obter quantidades bastante baixas de energia, "Lienhard diz. Mas mais trabalho precisa ser feito para traduzir essa baixa necessidade de energia em sistemas de dessalinização práticos que, na verdade, têm custos correspondentemente baixos, ele diz.

p Embora o conjunto de dados mais completo tenha sido baseado em poços dos EUA, a equipe também examinou outros, conjuntos menos completos de amostras de vários outros países, e descobriram que as tendências dos EUA na composição e na energia de dessalinização da água salobra tratável provavelmente serão replicadas na maior parte do mundo.

p Uma grande vantagem de dessalinizar a água subterrânea salobra em vez da água do mar, os pesquisadores dizem, é a taxa de recuperação:embora a dessalinização da água do mar normalmente rende metade do seu volume em água doce, a dessalinização da água salobra pode render até 90% de água doce. Isso também torna a última parte do processo muito mais fácil. Porque a salmoura que sobra da dessalinização salobra é muito mais concentrada, há proporcionalmente muito menos disso, o que simplifica o descarte. Na verdade, Lienhard diz, pode até ser possível retirar a água completamente, deixando apenas sal sólido que seria ainda mais fácil de descartar (ou encontrar usos para).

p Prakash Rao, um pesquisador do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, que não estava envolvido nesta pesquisa, diz que "a escassez de água nos EUA é iminente, e a comunidade científica é necessária para enfrentar este desafio. Maior utilização de fontes alternativas de água, como água salobra, para atender à crescente demanda de água nos EUA é provável. Mas, atualmente, a água salobra raramente é usada nos EUA. Isso cria uma necessidade urgente de entender melhor como usar melhor nossos vastos recursos de água salobra. Este artigo dá uma contribuição importante para esse fim. "

p Rao acrescenta que "Usando a abordagem desenvolvida neste artigo, agências de água, autoridades municipais de água, e os projetistas do sistema de dessalinização podem tomar decisões mais informadas. "

p E Rick Stover, diretor da International Desalination Association, que também não estava envolvido neste estudo, diz "Na minha opinião, o principal significado deste trabalho é quão abrangente é seu alcance geográfico e sua análise composicional. Ele representa um roteiro para a dessalinização salobra, especialmente nos EUA "

p Stover conclui que "a dessalinização salobra provavelmente se tornará uma importante fonte de abastecimento de água para locais do interior ao redor do mundo. As informações apresentadas neste documento fornecem informações essenciais para orientar esse desenvolvimento. É significativo e oportuno." p Esta história foi republicada por cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisas do MIT, inovação e ensino.