Contribuição para o Estudo da Viabilidade/Sustentabilidade
Contents
1. 3 1 2 Estruturas de Capta o de gua As esta es de dessaliniza o requerem sistemas de capta o de gua capazes de fornecer gua em quantidade suficiente com a melhor qualidade poss vel e com o m nimo de perturba o causada nos ecossistemas adjacentes WHO 2007 Das estruturas de capta o de gua existentes distinguem se dois tipos as estruturas abertas para guas superficiais e as estruturas para guas subterr neas po os galerias de infiltra o aqu feros As estruturas abertas de capta o de gua utilizam se sobretudo em esta es de dessaliniza o com capacidades superiores a 20 000m dia onde acabam por ser mais econ micas face a unidades de menor capacidade de produ o WHO 2007 Estes tipos de estrutura s o complexos e de grande extens o As tubagens numa estrutura deste tipo podem ter entre centenas a milhares de metros ao longo do oceano Usualmente a gua retirada por este tipo de estruturas requer sempre uma fase de pr tratamento No caso da gua do mar podem ainda destacar se as estruturas que est o embebidas ou enterradas nos fundos marinhos onde a gua captada de melhor qualidade por sofrer uma esp cie de filtra o natural conforme se mostra na Figura 3 3 ESTA O DE DESSALINIZA O CAPTA O DE GUA DO MAR Figura 3 3 Esquema de uma estrutura de capta o de gua enterrada no fundo marinho As estruturas de capta o de guas subterr2. 47 A polui o sonora outro dos potenciais impactes provocados por uma unidade de dessaliniza o especialmente quando as unidades de dessaliniza o se encontram na proximidade de reas de ocupa o humana Este tipo de polui o usual nos sistemas de Ol 4 3 QUALIDADE DA GUA E IMPACTES NA SA DE HUMANA Outro dos aspectos bastante discutido quando se fala de dessaliniza o a qualidade da gua produzida e embora esteja directamente ligada com as quest es ambientais um dos impactes mais importantes e que causam mais preocupa o o impacte desta gua na sa de humana WHO 2007 Uma das vantagens da dessaliniza o o potencial de produ o de gua de alta qualidade pois tem um alto potencial de remo o de numerosas impurezas e produtos indesejados da gua o que pode ser visto como uma grande melhoria sobre as restantes fontes de gua existentes No entanto o processo de dessaliniza o n o isento de riscos podendo introduzir produtos qu micos nocivos e metais na gua produzida Cooley et al 2006 semelhan a do que ocorre na gua que chega a uma ETA tamb m a gua do mar ou salobra pode conter microrganismos patog nicos como bact rias v rus e protozo rios sendo necess rio proceder sua desinfec o WHO 2007 Grande parte desta remo o efectuada pelas membranas no caso das unidades por osmose inversa j no caso das unidades por destila o necess rio que a
3. 7 CASOS DE ESTUDO De acordo com o Quadro 7 1 poss vel verificar os custos relativos a recentes instala es de dessaliniza o que utilizam diferentes tecnologias e que est o implementadas um pouco por todo o mundo poss vel observar os custos com diferen as significativas no pre o total mesmo para capacidades de produ o de gua semelhantes De acordo com Amy et al 2013 nas situa es apresentadas as quais se referem a diferentes projectos o pre o da gua varia e os valores mais elevados podem dever se s condi es espec ficas que cada situa o exige como a necessidade de instalar sistemas de pr tratamento ou apertadas regulamenta es ambientais que se reflectem no aumento dos custos de constru o Quadro 7 1 Custos de gua dessalinizada em esta es de dessaliniza o recentes adaptado de Amy et al 2013 r Custo Final da Local Inicio ae Gadi c eg e Ree E a Arabes Unidos 2044 460 000 136 000 474M 146M Adelaide Austr lia OI 2011 273 000 1 38B E Sydney Austr lia OI 2010 250 000 718M Hadera Israel Ol 2010 347 900 327M 0 485 Shuaiba Kuwait MSF 2010 SS 1 85B 0 732 900MW Barka Om Ol 2009 123 500 616M Skikda Arg lia Ol 2008 100 000 84 7M 0 562 272 500 Ras Laffan Qatar MSF 2008 693M 0 616 1 025MW Oxnard EUA agua salobra ealinidade 1 38 ofl ol 2008 28 400 19 25M 0 239 Alicante Espanha Ol 2008 65 000 68 50M Hamma Arg lia OI 2008 2
4. Superficie e Atmosfera 0 4 Lagos de Agua Doce 67 5 Humidade Solo 12 0 Atmosfera 9 5 P ntanos 8 5 Rios 1 5 Vegeta o 1 0 Figura 1 1 Distribui o de gua no planeta Banco Mundial Os recursos de gua doce n o s o uniformemente distribu dos ao longo do planeta e dependem n o s dos padr es do clima e precipita o mas tamb m das pr prias estruturas geol gicas Leusbrock 2011 Na Figura 1 2 mostra se a distribui o e as formas em a gua se encontra no nosso planeta Glaciares e calotes polares P ntanos lagos reservat rios e rios km DEE F _ lt lt O E PA ie l nt N w 2 600 000 7 19 to A a Am rica do Sul _ 900 ine Figura 1 2 Recursos de agua doce por continente existentes no planeta Shiklomanov 1999 Como se pode observar pela Figura 1 1 e Figura 1 2 a distribui o e disponibilidade de gua doce varia de regi o para regi o tornando a num recurso escasso nalguns locais Os glaciares e os calotes de gelo cobrem cerca de 10 da superf cie terrestre e est o concentrados na Gronel ndia e na Ant rtida e cont m quase 70 da gua doce do mundo De acordo com o United States Geological Survey USGS 96 da gua doce congelada do mundo est no Sul e P lo Norte UNEP United Nations Environment Programme 2008 As guas subterr neas s o de facto a fonte mais abundante e dispon vel de gua doce e cerca de 1 5 bili es de pessoas dependem desta para
5. Mukheibir P 2010 Water Acess Water Scarcity and Climate Change Environmental Management 2010 45 1027 1039 Munk F 2008 Ecological and Economic Analysis of Seawater Desalination Plants Thesis University of Karlsruhe Institute for Hydromechanics National Geographic Magazine 2010 The Big Idea Dispon vel em http ngm nationalgeographic com big idea 09 desalination Acedido a 3 de Janeiro de 2013 Ng K C Thu K Kim Y Chakraborty A e Amy G 2013 2 Janeiro Adsorption Desalination An Emerging Low Cost Thermal Desaliantion Method Desalination 308 pp 161 179 NRC 2008 Desalination A National Perspective Comitee on Advancing Desalination Technology Board National Research Council NRC of the U S National Academies Dispon vel em http waterwebster org documents NRCDesalinationreport 000 pdf Acedido a 23 de Outubro de 2012 Pagaime L T 2011 Dimensionar uma Instala o de Dessaliniza o de gua por Destila o a Baixa Temperatura Disserta o de Mestrado Instituto Superior T cnico Lisboa Paiva J S 2008 Avalia o T cnica e Econ mica de Sistemas Duais de Abastecimento de Agua Disserta o de Mestrado Instituto Superior T cnico Lisboa Palomar P e Losada J 2010 31 Maio Desalination in Spain Recent Developments and Recommendations Desalination pp 97 106 Pe ate B e Garcia Rodriguez L 2012 4 Janeiro Current Trends and Future Prospects in t
6. gua se mantenha por longos per odos a altas temperaturas de forma a eliminar eficazmente os agentes patog nicos WHO 2007 Sabe se que o processo de dessaliniza o recorre a avan adas tecnologias para o tratamento de gua sendo por isso de esperar que o produto final que chega ao consumidor esteja isento de riscos para a sa de humana NRC 2008 Na realidade e embora grande parte dos constituintes nocivos possam ser eliminados nem todos s o completamente removidos existindo alguns que permanecem em maior quantidade que outros NRC 2008 No caso da osmose inversa alguns i es permamenecem mas s o sobretudo os i es bromo e brometo que est o no centro das preocupa es O boro um composto inorg nico do qual n o existem ainda dados especificos acerca dos seus efeitos adversos nos seres humanos quando consumido atrav s da alimenta o no entanto existem j registos que comprovam efeitos negativos para a sa de em doses grandes e pequenas relativas ao cido b rico e ao borato de s dio O boro ocorre no oceano a uma concentra o m dia de A moi Weast et al 1985 como citado por NRC 2008 n o tendo sido encontrados n veis de boro significativos em guas provenientes de aqu feros ou em 48 outras guas superficiais O boro removido em esta es de dessaliniza o t rmicas no entanto no caso da Ol a remo o est dependente do pH sendo muitas vezes encontrado no produto final O brometo
7. ltima origem representa cerca de 1 da totalidade de gua existente no planeta NRC 2008 A tecnologia da dessaliniza o actualmente aceite em todo o mundo para responder de uma forma ampla n o s ao fornecimento de gua pot vel para fins dom sticos e municipais como tamb m pelo facto de poder ser utilizada para processos industriais e ainda como recurso de gua de emerg ncia para refugiados ou opera es militares Cooley Gleick amp Wolff 2006 2 2 DESSALINIZA O CONCEITO E ENQUADRAMENTO HIST RICO O ciclo hidrol gico da Terra efectua naturalmente o processo de dessaliniza o da gua utilizando a energia solar No ciclo da gua esta evapora dos oceanos lagos e superf cies da terra ficando os sais nos meios de origem O vapor de gua doce forma as nuvens que ap s sofrer um processo de precipita o cai na terra em forma de chuva e neve A gua move se atrav s dos solos dissolvendo os minerais tornando se cada vez mais salgada desta forma que os oceanos s o constitu dos por gua salgada devido a este processo natural de evapora o precipita o e escoamento que permite um constante movimento do sal da terra para o mar onde se acumula ao longo tempo Cooley et al 2006 A dessaliniza o consiste na remo o ou redu o da concentra o de sais e s lidos dissolvidos da gua salgada gua do mar e ou gua salobra para obter gua doce Para al m da remo o de minerais
8. outro dos compostos que permance no final do tratamento por osmose inversa o que levanta s rias preocupa es pois considerado como um dos sub produtos que pode causar reac es adversas na sa de humana Richardson et al 2007 O bromo formado pela reac o entre o brometo e o cloro livre usualmente utilizado como biocida nas esta es de dessaliniza o e um dos componentes presentes nos sub produtos da desinfec o ao reagir com a mat ria org nica Richardson et al 2007 Dentro dos componentes qu micos ben ficos para a sa de aquando da ingest o de gua destacam se os i es c lcio cloreto magn sio s dio sel nio pot ssio iodeto cr mio e mangan s entre outros A gua do mar por seu lado rica nalguns destes componentes sendo bastante pobre noutros constituintes Ies como o c lcio magn sio s dio cloreto e iodo s o compostos abundantes enquanto os i es essenciais como o zinco cobre cr mio e mangan s s o praticamente inexistentes WHO 2007 O processo de dessaliniza o reduz significativamente alguns i es presentes na gua e de acordo a Organiza o Mundial de Sa de OSM 2006 uma gua pouco mineralizada quando consumida regularmente aumenta o risco de doen as cardiovasculares No entanto e visto a gua poder ser estabilizada com recurso cal hidr xido de c lcio e carbonato de s dio alguns dos i es necess rios s o novamente repostos WHO 2005 2006 como citad
9. 30 da energia requerida para o processo de dessaliniza o no caso espec fico da Osmose Inversa e Forward Osmosis e Nanotecnologia Nanotubos de Carbono Membranas Biomim ticas Membranas Aquaporin 92 Mol cula de gua s Solu o de Empate el A a O a O FORWARD OSMOSIS NANOTUBOS DE CARBONO BIOMIM TICA No mercado em 2010 2012 No mercado em 2013 2015 No mercado em 2013 2015 Figura 10 1 Tecnologias mais recentes com aplica o no processo de dessaliniza o da gua adaptado de National Geographic Magazine 2010 e FORWARD OSMOSIS A FO um processo recente de osmose que em semelhan a a Ol utiliza uma membrana semi perme vel para efectuar a separa o da agua e solutos dissolvidos atrav s de um gradiente de press o osm tica No entanto ao contr rio da Ol a FO n o necessita de grandes press es para a separa o de sais o que permite um consumo de energia baixo para a produ o de gua pot vel Pefiate e Garcia Rodriguez 2012 De acordo com Pefiate e Garcia Rodriguez 2012 das principais vantagens da utiliza o da FO destacam se o facto de operar em baixa ou nenhuma press o hidr ulica permitir uma elevada rejei o de gama alargada de contaminantes e uma menor propens o acumula o de part culas e sedimentos na membrana A press o envolvida neste processo deve se resist ncia do fluxo no m dulo de membranas Comparada com a O
10. A pluma que se vai formando pode afundar estabilizar ou mesmo flutuar dependendo da densidade do concentrado a descarregar Younos 2005a Sem a devida dilui o a pluma pode arrastar se para l da zona de mistura definida Define se como zona de mistura aquela cujos limites s o quantificados no meio receptor a partir do ponto de descarga at onde se permite legalmente exceder os par metros de salinidade legamente estabelecidos Younos 2005a 30 e Deposi o Submersa Este tipo de deposi o semelhante deposi o em guas superficiais distingue se desta por ocorrer afastada da costa e de ser feita em profundidade A deposi o submersa feita muitas vezes atrav s de longas tubagens submersas no meio que depositam o concentrado afastado ao contr rio da anterior que feita pela linha de costa ou na superf cie de estu rios e rios Younos 2005a No caso da deposi o submersa existe uma zona inicial de dilui o estabelecida e uma zona de mistura que definida pela dist ncia que a pluma atravessa at chegar aos fundos marinhos Kimmes 1995 como citado por Younos 2005a e Deposi o no Inicio do Processo de Tratamento de guas Residuais Uma das op es existentes para a deposi o do concentrado a sua deposi o em sistemas de tratamento de guas residuais Embora devido proximidade de algumas esta es de tratamento esta op o pode n o ser considerada aceit vel pois algumas esta
11. A tecnologia de MSF o principal processo nos Emirados rabes Unidos onde cerca de 63 da gua dessalinizada total prov m desta tecnologia Mezher et al 2011 Quadro 7 5 Principais regi es respons veis pela dessaliniza o nos Emirados rabes Unidos adaptado de Mezher et al 2011 Abu Dhabi Dubai Esta o Tecnologia De Esta o Tecnologia ao Shuweihat MSF 378 541 Jebel Ali L1 MSF 317 800 Taweelah B extension MSF 370 970 Jebel Ali G MSF 272 52 Taweelah A1 H brida MED MSF 317 975 Jebel Ali L2 MSF 250 000 Taweelah B MSF 283 906 Jebel Ali MSF 121 134 UAN west B MSF 264 979 Jebel Ali M MSF 477 330 UAN Oeste MSF 208 198 Jebel Ali K2 MSF 182 000 Taweelah MSF 189 271 Jebel Ali K1 MSF 125 000 Abu Dhabi a maior produtora de gua dessalinizada nos Emirados rabes Unidos Como o resto dos Emirados rabes Unidos e restante M dio Oriente as esta es de co gera o de energia associadas tecnologia de MSF formam a maioria das esta es de dessaliniza o em Abu Dhabi Mezher et al 2011 7 4 ESPANHA As primeiras unidades de dessaliniza o foram constru das na d cada de 1960 principalmente nas Ilhas Can rias Oceano Atl ntico onde a dessaliniza o era a nica alternativa razo vel para fornecer gua para a popula o local A primeira unidade de dessaliniza o iniciou a produ o em 1964 na ilha de Lanzarote usando a tecnologia MSF Na d cada de 80 o n mero de unidades de
12. e 0 002 m EB Quimicos 0 04 im EB Mao de obra 0 04 Im E Quimicos 0 04 m m o de obra 0 06 m E Manuten o 0 03 mm E Amortiza o 0 39 mc Figura 6 2 Compara o de custos de produ o de gua para as tecnologias de MSF e OI gua salgada adaptado de Bernat et al 2010 67 Constata se que o consumo de energia representa a maior parcela de custos e que segundo a Figura 6 2 equivale a 55 2 para o processo por MSF incluindo consumo de combust vel e eletricidade e para 42 6 para a Ol A frequ ncia de substitu o das membranas representa o custo de manuten o mais importante no caso das unidades de Ol Esta substitui o afectada sobretudo pela qualidade da gua de origem e o n vel de salinidade Para a gua salobra a taxa de substitui o de cerca de 5 ao ano Para a gua do mar a substitui o pode chegar a representar 20 Younos 2005b Genericamente de acordo com Younos 2005b o custo de manuten o e de pe as de substitui o geralmente inferior a 2 do custo total numa base anual A contribui o para o custo total da substitui o das membranas no caso da Ol de 4 7 verificando se uma diminui o ao longo dos anos devido aos avan os nesta rea Bernat et al 2010 Outras parcelas que contribuem para o custo total s o a m o de obra e a utiliza o de produtos qu micos que equivalem respectivamente a 9 3 e 6 5 no cas
13. este processo remove ainda outros componentes qu micos org nicos e biol gicos Apresenta se na Figura 2 1 o processo esquem tico de dessaliniza o da gua gua do Mar E para ez a goen ch de Presto f H gua Salobra samowa E a 7T Deposi o SE esso Final Figura 2 1 Esquema Geral do Processo de Dessaliniza o adaptado de Levy 2008 A separa o do sal da gua atrav s da evapora o uma pr tica antiga datado do momento em que o sal e n o a gua era um bem precioso Este processo era j descrito por Arist teles 384 322 Kalogirou 2005 O processo b sico de dessaliniza o foi primeiramente utilizado desde o s culo XVII at ao s culo XIX em navios de guerra Leusbrock 2011 A primeira localiza o de uma unidade de dessaliniza o ocorreu nas Antilhas Holandesas mais precisamente na Ilha de Cura ao em 1928 J em 1938 construiu se uma das grandes unidades de dessaliniza o onde hoje a Ar bia Saudita No entanto foi durante o per odo da 2 Guerra Mundial que se deram os maiores avan os nesta rea na medida em que era necess rio dar resposta s necessidades de gua das infraestruturas militares em zonas ridas Lattemann et al 2010 Ap s esta guerra varios foram os pa ses que continuaram a investigar desenvolver e optimizar o processo de dessaliniza o Em 1950 o governo americano fundou o Office of Saline Water que deu lugar em 1974 a uma
14. gua possui n veis de SDT elevados 23 3 3 2 Processos de Tecnologia de Membranas O processo de dessaliniza o por membranas consiste na separa o de sais presentes na gua recorrendo utiliza o de membranas semi perme veis produzindo uma solu o baixa em salinidade e um concentrado rejeitado de elevada salinidade A dessaliniza o ocorre porque as mol culas de gua difundem se pela membrana mais rapidamente do que os sais e outros compostos com maior peso molecular WHO 2007 As membranas s o formadas por longas cadeias de pol meros org nicos com grande peso molecular WHO 2007 Duas das mais importantes tecnologias de membranas s o aplicadas ao processo de tratamento de gua atrav s de dessaliniza o nomeadamente a Osmose Inversa Ol e a Electrodi lise 3 3 2 1 Electrodialise A electrodi lise consiste num processo de separa o dos sais dissolvidos presentes na gua atrav s da aplica o de uma for a electromotriz nos el ctrodos Este um m todo de separa o electroquimica em que os i es s o transferidos sobre membranas selectivas de ides Levy 2008 A energia requerida para o processo directamente proporcional presen a de sais dissolvidos na gua que s o necess rios remover WHO 2007 De acordo com Levy 2008 este um processo que s faz sentido para guas com concentra es de cloretos abaixo de 2 000 mg l pois caso contr rio este processo torna se demasiado dispen
15. A capacidade restante de dessaliniza o tem origem em guas de outros tipos 3 LINHA CONVENCIONAL DE TRATAMENTO DE GUA POR DESSALINIZA O De acordo com o NRC 2008 e como se pode observar na Figura 3 1 um sistema de dessaliniza o deve ser constitu do por 5 elementos chave comuns a todo o tipo de esta es de dessaliniza o independentemente da origem da gua nomeadamente Capta o de gua estruturas utilizadas para extrair gua da fonte e introduzi la no sistema Pr Tratamento que efectua a remo o de s lidos em suspens o e permite controlar o crescimento biol gico preparando a gua para processamento posterior Dessaliniza o o processo de remo o dos s lidos dissolvidos principalmente sais e outros constituintes inorg nicos P s Tratamento onde se efectua a adi o de produtos qu micos gua para evitar a corros o das tubagens a jusante bem como outros ajustes necess rios de forma a tornar a gua pot vel Gest o do Concentrado e outros Res duos Gerados deposi o ou reutiliza o dos sub produtos e outros res duos resultantes do processo de dessaliniza o FASE 1 FASE 2 FASE 3 CAPTA O DE AGUA Pri tratamento Dosssaliniza o Pos ratamento Agua sagada ou aelubra GA EE L ee ES A 4 el i Figura 3 1 Esquema de uma linha de tratamento de dessaliniza o adaptado de UNESCO A gua do mar cont m em m d
16. AlCls s o utilizados nas unidades de dessaliniza o por osmose inversa onde s o adicionados gua de origem de forma a auxiliar o processo de filtra o das part culas em suspens o Os coadjuvantes da coagula o por exemplo a poliacrilamida e o controle de pH por cido sulf rico H2804 s o m todos adicionais recorrentes para melhorar o processo de coagula o na gua de lavagem dos filtros que se podem encontrar os materiais em suspens o e os coagulantes adicionados ao processo Por norma esta gua de lavagem descarregada directamente no ambiente aqu tico tendo um baixo potencial t xico No entanto as descargas podem causar uma colora o intensa no concentrado rejeitado no caso da presen a de sais ferrosos aumentando a turbidez e reduzindo a penetra o de luz Lattemann e H pner 2008 Consequentemente o n vel de produ o prim ria reduzido e pode mesmo levar ao enterramento de organismos b nticos s sseis particularmente na zona de descarga 42 e Agentes Anti Espumas No caso das unidades de dessaliniza o t rmicas necess rio recorrer a agentes que previnam a forma o de espumas actuando na dispers o de compostos que lhes d o origem Subst ncias como o propilenoglicol e o polietilenoglicol n o s o consideradas t xicas podendo no entanto permanecer por longos per odos no ambiente devido ao seu baixo n vel de biodegrabilidade Lattemann e H pner 2008 Para al m di
17. PRODU O DE AGUA DE ACORDO COM O TIPO DE SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ENERGIA wo cteccssteessseeesnesssneesssneesssesesenesusneesesneessaesusnoesnaneeees 66 QUADRO 6 5 DISTRIUI O DE UTILIZA O DAS DIFERENTES T CNICAS DE DEPOSI O DE CONCENTRADO ctcecteesecseesnesssneesesneeseaeseseeessneeseseeeseaeseaneeenenensees 69 QUADRO 6 6 COMPARA O DE CUSTOS ENTRE AS DIFERENTES FORMAS DE DEPOSI O DE CONCENTRAD O o oo cc cetessceesceeesnesesneesseneeseaeseseneegsneessaeeusaaesuaneesssneeseaaesaaneesssneussaesesnoeenaneneas 70 QUADRO 6 7 PERSPECTIVAS PARA O MERCADO MUNDIAL DA DESSALINIZA O AT PAD a AEREE E e EET E T E E E TE 73 QUADRO 7 1 CUSTOS DE AGUA DESSALINIZADA EM ESTA ES DE DESSALINIZA O RECENTES iisccissescanecuidintessaaacseaawsanuessdacuivasassaneasaduurssaseuvasasidacuusadsdesatcssdaceaadddessatvsvaucaadadestan 75 QUADRO 7 2 ESTA ES DE DESSALINIZA O NA AR BIA SAUDITA PROCESSO CAPACIDADE DE PRODU O E CONSUMO EL CTRICO eessen 76 QUADRO 7 3 ESTA ES DE DESSALINIZA O NA AR BIA SAUDITA QUE PERTENCEM A EMPRESA MARAFIQ PROCESSO CAPACIDADE DE PRODU O E CONSUMO ELECTRICO EE 77 QUADRO 7 4 COMPARA O ENTRE 4 ESTA ES DE DESSALINIZA O NOS EUA 77 QUADRO 7 5 PRINCIPAIS REGIOES RESPONSAVEIS PELA DESSALINIZACAO NOS EMIRADOS RABES UNIDOS ee EE 78 QUADRO 7 6 SITUA O DA DESSALINIZA O EM ESPANHA EM JUNHO DE 2009 79 QUADRO 7 7 CAPACIDADE DE PR
18. Shoaiba Fase 1 MSF 191 78 157 10 Shoaiba Fase 2 FSF 390 909 340 10 Shugaig Fase 1 MSF 83 432 62 4 Hagl Fase 2 Ol 3 784 2 Duba Fase 3 Ol 3 784 2 Alwajh Fase 2 MSF 473 1 Alwajh T Fase 1 MED 825 2 Alwajh T Fase 2 MED 1 032 4 Alwajh T Fase 3 MSF 473 1 Alwajh Fase 3 MED 9 000 Umm lujj Fase 2 Ol 3 784 1 Umm lujj Fase 3 MED 9 000 Rabigh Fase 1 MSF 1 204 2 Rabigh T Fase 1 MSF 774 1 Rabigh T Fase 1 MED 18 000 e Al aziz Fase 1 MED 3 870 3 Al Birk Fase 1 Ol 1 952 1 Farasan T Fase 1 MSF 430 1 Farasan T Fase 1 MED 1 075 5 Al Qunfida Fase 1 MED 9 000 3 Total 1 458 360 1 615 112 Costa Este Jubail Fase 1 MSF 118 447 238 6 Jubail Fase 2 MSF 815 185 762 40 Jubail Ol 78 182 15 Al Khobar Fase 2 MSF 191 780 500 10 Al Khobar Fase 3 MSF 240 800 311 8 Khafji Fase 2 MSF 19 682 E 2 Total 1 464 076 1 811 81 T Transfer ncia 76 Quadro 7 3 Esta es de dessaliniza o na Ar bia Saudita que pertencem Empresa Marafiq Processo Capacidade de Produ o e Consumo El ctrico adaptado de El Ghonemy 2012 Estag ode Tihode P TZ rz Dessaliniza o Processo m dia MW Jubail 1 MSF 16 000 Jubail 2 MSF 32 000 Jubail MED 800 000 2 500 Yanbu 1 MSF 27 300 Yanbu 2 MSF 54 510 Yanbu 3 MSF 27 400 Yanbu Ol 50 400 7 2 ESTADOS UNIDOS DA AM RICA Os EUA s o o segundo pa s do mundo com maior capacidade de dessaliniza o de gua O recurso gua salo
19. al 2009 dos Servi os de Meteorologia do Reino Unido de 2006 concluiu se que sem mitiga o dos impactes que permitem as altera es clim ticas as secas severas que agora ocorrem apenas uma vez a cada 50 anos ir o ocorrer a cada dois anos at 2100 De acordo com o UNEP 2008 a an lise a todos os cen rios prov veis simulados e j publicados em relat rios de avalia o por parte do IPCC mostram os seguintes resultados a agricultura e o desenvolvimento rural v o ser notoriamente atingidos a pobreza e a subnutri o dever o aumentar O padr o clim tico implicar maior risco de vulnerabilidade para os seres humanos e para a biodiversidade a redu o no volume dos glaciares implicar um risco de seguran a crescente para centenas de milh es de pessoas que vivem em zonas costeiras A disponibilidade e o abastecimento da gua t m um futuro incerto para responder acentuada procura Mukheibir 2010 O combate escassez de gua de extrema import ncia de forma a sustentar a popula o mundial em r pido crescimento e assegurar a sua prosperidade futura A busca por novas alternativas de qualidade tornam se cruciais e um desafio para o mundo no s culo XXI 2 DESSALINIZA O COMO RECURSO 2 1 DESSALINIZA O ENQUANTO T CNICA DE PRODU O DE GUA PARA ABASTECIMENTO medida que se agudiza o problema da escassez de gua torna se imperativo a procura de origens meios e tecnol
20. de um forro duplo e aplica o de um sistema de colecta de chorume Mezher et al 2011 N o existe uma solu o universal no que se refere deposi o do concentrado para todas as unidades de dessaliniza o Esta uma quest o que deve ser avaliada caso a caso no 58 entanto a descarga efectuada nas guas de superf cie a situa o mais comum para grandes volumes de concentrado O conhecimento hidrogeol gico das reas de deposi o na deposi o efectuada em terra muitas vezes essencial sendo necess rias monitoriza es e a realiza o de testes com regularidade 5 2 1 4 Energia Emiss es e Mudan as Clim ticas Uma das principais formas de minimizar os impactes decorrentes do consumo de energia e as consequentes emiss es deve passar pela promo o da utiliza o de processos e tecnologias que permitam uma poupan a na quantidade de energia necess ria Em algumas unidades de Ol recorre se j a sistemas de recupera o de energia Outra das formas mais efectivas de mitiga o e que recomendada tanto quanto poss vel a implementa o de processos de co gera o de energia que utilizem a mesma infra estrutura que a unidade de dessaliniza o Desta forma poss vel ajustar o processo de produ o de gua e o consumo de electricidade de acordo com as necessidades Outro tipo de fontes de energia poder representar uma alternativa face aos combust veis f sseis diminuindo signific
21. dessaliniza o continuou a crescer e nos anos 90 este crescimento foi rapidamente acelerado devido iniciativa das autoridades locais Presentemente a quantidade de gua do mar dessalinizada tem vindo a aumentar em Espanha especialmente nas reas costeiras do Mediterr neo Guardiola e Garcia Rubio Palomar e Losada 2010 2012 No ano de 2000 a capacidade de produ o de gua dessalinizada na Espanha atingiu cerca de 1 2Mm dia e o n mero de unidades de dessaliniza o era de 750 Em 2005 atingiu se 1 5Mm dia e havia cerca de 950 esta es A expectativa de crescimento em 2009 para o ano de 2010 era que a produ o de gua dessalinizada atingisse 2 8Mm dia tornando a Espanha 78 o quarto pa s no mundo em capacidade de produ o de gua dessalinizada Palomar e Losada 2010 Quadro 7 6 Situa o da dessaliniza o em Espanha em Junho de 2009 Guardiola e Garcia Rubio Palomar e Losada 2010 2012 e d Esta o de Capacidade d Z Regi o Prov ncia Dessaliniza o mid Situa o Girona La Tordera amplia o 40 000 Projecto Aprovado Catalunha Barcelona Barcelona 240 000 Em Constru o Baleares Baleares 4 Esta es 68 000 Em Constru o Alicante amplia o 24 000 ia desde Antonio Le n Martinez 96 000 Em Opera o desde Campos i 2004 San Pedro del Pinatar 200 000 Em Opera o desde II 2004 e Em Opera o desde Alicante Alicante Il 96 000 2004 Comunidade Torrevieja
22. desta natureza os impactes provocados na fase de constru o s o similares No entanto ap s a fase de constru o a que se segue a fase de opera o e gest o da unidade que os impactes diferem significativamente de qualquer outra estrutura industrial e s o estes que determinam a viabilidade e sustentabilidade de uma unidade deste tipo 4 2 FASE DE OPERA O E MANUTEN O Em rela o fase de opera o e manuten o e de acordo com o NRC 2008 os impactes associados s estruturas de tratamento de gua atrav s de dessaliniza o podem ser agrupados em 4 categorias principais os impactes relacionados com a forma como se obt m a gua os impactes associados gest o dos sub produtos e deposi o do concentrado qualidade da gua dessalinizada e os impactes associados emiss o dos gases e poluentes pelas unidades de dessaliniza o 36 4 2 1 Impactes Ambientais 4 2 1 1 Estruturas de Capta o de gua As esta es de dessaliniza o podem ser alimentadas de v rias formas seja por gua proveniente de mares ou oceanos aqu feros estu rios ou mesmo gua residual O tipo de estruturas necess rias associadas a cada tipo de origem da gua obrigatoriamente distinto como foi j mencionado importante referir que tamb m para cada tipo de proveni ncia da gua os impactes ambientais s o tamb m necessariamente distintos e Estruturas de Capta o de guas Superficiais A origem m
23. diferen as de temperatura do concentrado Redu o da necessidade de produtos qu micos e aditivos Redu o da corros o de materiais ou equipamentos 9 1 1 Estruturas de Capta o de gua Enterradas no Fundo Marinho A redu o dos aditivos quim cos necess rios passa pela utiliza o de gua de alimenta o com a melhor qualidade poss vel Da mesma forma a redu o de utiliza o destes aditivos reduz n o s os custos associados como confere maior estabilidade e fiabilidade ao processo de dessaliniza o Munk 2008 As estruturas de capta o de gua deste tipo encontram se localizadas perto das zonas costeiras e consistem num sistema enterrado no fundo marinho a que se associa um sistema de filtra o lento na entrada do subsolo marinho que por sua vez se encontra ligado a uma s rie de po os localizados na costa O sistema de filtra o dimensionado e configurado utilizando os mesmos crit rios dos filtros lentos de areia e constitui se utilizando diversos materiais dispostos em camadas de brita cascalho areia Peters e Pint 2008 No entanto este sistema n o consegue captar grandes volumes de gua o que n o adequado para esta es de maior dimens o Munk 2008 A solu o passa pela implementa o de um sistema de perfura o direccional horizontal Um sistema pantenteado denominado Neodren consiste em drenos horizontais baseados num sistema de tubos com filtros pororsos que actuam c
24. dos impactes j discutidos provocados pela dessaliniza o a quest o do desenvolvimento associado a este tipo de infra estrutura um tema que pode gerar alguma controv rsia pois o tipo de desenvolvimento que adv m pode ser estabelecido de diversas formas O recurso gua pot vel muitas vezes limitante e restringe o desenvolvimento em locais com fraca acessibilidade a este recurso prejudicando a fixa o da popula o e o crescimento Em locais onde a gua escasseia e os recursos existentes s o praticamente nulos a lacuna existente ao ser colmatada pela introdu o de uma unidade de dessaliniza o permite disponibilizar gua doce e assume se como um factor crucial para o desenvolvimento residencial ou comercial e pode ainda ser vista como uma oportunidade ao crescimento 50 tur stico potenciando o desenvolvimento socioecon mico de uma regi o No entanto o crescimento n o necessariamente um sin nimo de desenvolvimento pelo menos de um desenvolvimento sustent vel e planeado Em muitas regi es o crescimento que outrora se pensou como positivo acaba por se traduzir numa ocupa o r pida e desregulada destruindo recursos locais ecossistemas e acabando por prejudicar o pr prio tecido social de uma comunidade j estabelecida Em suma e de acordo com o UNEP MAP 2003 podem dividir se os impactes ao n vel s cio econ mico como positivos e negativos Dos impactes positivos destacam se Garant
25. e 0 53 m respectivamente O custo associado a esta tecnologia para dessaliniza o de gua salobra em unidades de grande capacidade ainda menor situando se entre 0 21 a 0 43 m Pode concluir se pela an lise efectuada que n o h diferen as significativas entre os custos por m de produ o de gua por Ol e MSF para dessaliniza o de gua do mar No entanto a tecnologia de MSF normalmente mais cara e conta com unidades de maior capacidade de produ o em compara o com a Ol A quantidade de energia por m de gua produzida significativamente mais elevada quando se recorre a esta tecnologia Este facto deve se sobretudo aus ncia de energia t rmica em unidades de Ol Desta forma conclui se que os custos de dessaliniza o devem ser avaliados em termos da energia gasta por cada m de gua produzida de forma a reflectir a variabilidade dos custos de energia pois estes dependem do pa s em que a esta o de dessaliniza o est instalada Neste caso a semelhan a constatada reflecte isso mesmo 62 A tecnologia de MSF recorrente em pa ses de regi es ridas e contabiliza 90 da gua dessalinizada produzida pois a energia requerida para o processo obtida a custos baixos devido disponibilidade de combust vel Lattemann e H pner 2008 As unidades de MSF podem ser utilizadas por longos per odos e necessitam de pouca manuten o O facto de serem unidades que podem ser totalmente automa
26. es convencionais n o conseguem reduzir o n vel de SDT do efluente e esse facto afectar a comunidade microbiana existente nas ETAR caso o volume de concentrado seja significativo Ao adicionar o concentrado elevado em SDT ao efluente com uma concentra o baixa de sais ocorre uma dilui o reduzindo se tamb m a concentra o do efluente que chega ETAR nesta op o H pner 2002 como citado por Younos 2005a De acordo com Mickley 2001 este tipo de deposi o a segunda op o mais utilizada no que se refere aos diferentes tipos de deposi o existentes e Deposi o no Final do Processo de Tratamento de guas Residuais Devido aos inconvenientes que resultam da deposi o do concentrado no in cio da linha de tratamento de guas residuais pode optar se pela introdu o do concentrado no final da linha de tratamento diluindo o concentrado salino antes da descarga final Este tipo de deposi o serve sobretudo para diluir o concentrado salino na gua tratada antes da sua deposi o final e Deposi o no Solo por Irriga o em Spray Este m todo consiste na deposi o do concentrado no solo recorrendo a lagoas de percola o irriga o e a trincheiras de infiltra o embora nalguns casos seja ainda necess rio recorrer a uma dilui o pr via antes da sua deposi o 31 e Deposi o em Po os Profundos ou Aqu feros A deposi o em po os profundos n o mais do que a injec o de concentrado e
27. favor veis M nk 2008 No caso dos pol meros esta a op o economicamente mais vantajosa no entanto a sua efic cia em unidades de MSF n o est ainda demonstrada Munk 2008 9 1 4 P s Tratamento A fase de p s tratamento permite tamb m mitigar potenciais efeitos ambientais adversos que possam resultar na fase de deposi o do concentrado Considerando o cloro como uma das subst ncias mais nocivas o recurso sua remo o ou neutraliza o deve ser uma etapa essencial para qualquer tipo de processo de dessaliniza o a que se recorre Um neutralizante considerado seguro o di xido de enxofre Munk 2008 Para al m do cloro tamb m outros compostos e metais pesados que subsistem no concentrado no final da linha de tratamento apresentam um risco potencial adverso para o ambiente Existem algumas formas eficazes e menos prejudiciais ambientalmente de evitar a persist ncia e posterior deposi o no meio aqu tico destas subst ncias De acordo com M nk 2008 processos de precipita o atrav s de cal complexa o por agentes complexantes que se ligam aos materiais met licos adsor o por carv o activado ou mesmo por bioabsor o atrav s de biomassa podem ser utilizados para remover cati es met licos 9 2 DEPOSI O DE CONCENTRADO No que se refere deposi o de concentrado a forma ambientalmente mais prejudicial a deposi o por descarga em gua superficiais contudo esta a op o ma
28. livers besnoeiing nei oh aa dada ED a E da Ea Ra an 24 POSTRATAMENTO EE 26 GEST O DO CONCENTRADO E OUTROS RES DUOS GERADOS s ssiisisie1e11011 27 3 5 1 Caracteriza o e Qualidade do Concentrado e 27 3 9 2 Deposi o do Goncentrado TTT 30 3 5 3 Tipos de Deposi o EE 30 3 5 4 Outros Res duos Resultantes do Processo de Dessaliniza o 32 IMPACTES ASSOCIADOS DESSALINIZA O DE GUA eee 34 FASE DE CONSTRU O EE 35 4 1 1 Localiza o e Uso do Solo Implanta o da Eatac o A 35 FASE DE OPERA O E MANUTENGAO cccccccccscccncscsecenesnstcesssssssessecssceneseneneseneseaee 36 4 2 1 Impactes Ambientais eae i t i eeta ai aae ia 37 4 2 1 1 Estruturas de Capta o de gua cccccccccccscccscsesessseseseseseseseseseseetetesecseaeees 37 4 2 1 2 Efluente Concentrado e Descargas Qu micas Deposi o Superficial ou SUDETA Ere AA N a a ei AA 38 4 2 1 3 Outras Formas de Deposi o do Efluente Concentrado 44 4 2 14 Energia Emiss es e Mudan as Clim ticas eerren errereen 47 QUALIDADE DA GUA E IMPACTES NA SA DE HUMANA 48 IMPACTES SOCIOECON MICOS eier dd 50 XIII 5 1 5 2 5 3 5 4 6 1 6 2 7 1 7 2 7 3 7 4 7 5 9 1 9 2 10 11 12 4 4 1 Diversidade e Fiabilidade no Abastecimento de Aoua 50 4 4 2 Desenvolvimento Social e Economic 50 MEDIDAS DE MITIGA O DE IMPACTES ASSOCIADOS DESSALIN
29. neas podem ser estruturas horizontais ou verticais Normalmente as unidades de dessaliniza o de gua salobra recorrem a aqu feros ou po os para capta o da gua Usualmente a gua recolhida por estruturas submersas em po os ou aqu feros de melhor qualidade visto sofrer uma esp cie de pr filtra o ao longo das forma es do subsolo para al m de n o se encontrar t o exposta como as guas superficiais a contamina es WHO 2007 3 2 PR TRATAMENTO Ap s a capta o de gua na origem d se in cio linha de tratamento da gua propriamente dita O pr tratamento da gua permite a prepara o da gua antes de entrar na fase de dessaliniza o para que esta seja introduzida na etapa seguinte obedecendo a determinados crit rios De acordo com o NRC 2008 o pr tratamento garante que os compostos presentes na gua n o reduzam o rendimento das unidades de dessaliniza o tornando se numa das etapas mais importantes para garantir a optimiza o da linha de tratamento Segundo Levy 2008 as caracter sticas da gua depois de sofrerem um pr tratamento devem ter Baixa concentra o de SDT Reduzida actividade biol gica Baixa concentra o de metais pesados Aus ncia de elementos com potencial oxidante Baixo potencial de incrusta o org nica A fase de pr tratamento geralmente necess ria para todos os processos de dessaliniza o no entanto para cada
30. nos ecossistemas adjacentes guas superficiais aqu feros Este tipo de deposi o representa uma boa op o para unidades de dessaliniza o localizadas em regi es interiores e de pequena capacidade de produ o M nk 2008 e Lagoas de Evapora o Este tipo de pr tica requer grandes reas para a sua implementa o bem como climas quentes que potenciem altas taxas de evapora o no entanto s o estruturas rent veis no que respeita deposi o do concentrado em regi es interiores Younos 2005a Uma das grandes preocupa es associadas a estas estruturas o facto de poder haver fugas ou o seu volume ser insuficiente quando ocorram n veis de precipita o significativos pois poderiam potenciar a contamina o do len ol fre tico aqu feros ou mesmo outras fontes de gua que possam existir nas proximidades De acordo com v rios autores outro dos impactes ambientais destas lagoas de evapora o prende se com a reprodu o e migra o das aves no entanto nesta situa o os impactes no meio marinho s o inexistentes NRC 2008 Outro dos aspectos importantes a ter em conta a perda consider vel de gua que resulta da aplica o deste processo Mickley 2001 e Deposi o em Aterro Recorrendo Tecnica ZLD Zero Liquid Discharge Uma das grandes vantagens associadas a esta t cnica reside no facto de se reduzir significativamente qualquer tipo de impacte ambiental quando comparada com os o
31. o De acordo com Mickley et al 1993 o processo de p s tratamento genericamente caracterizado de acordo com o que se apresenta no Quadro 3 3 Quadro 3 3 Caracteriza o do processo de p s tratamento Fase de P s Tratamento Objectivo Qu micos adicionados M todo Usado Destino dos Qu micos Remo o de Gases Dissolvidos pH Ajustamento para valores neutros Desinfec o Redu o dos N veis de Cloro Oxigena o Remo o de Outros Contaminantes Remo o de CO2 e H2S Preven o da Corros o no Sistema de Distribui o Protec o da Vida Aqu tica em caso de Descarga directa Preven o de Prolifera o Bacteriol gica no Sistema de Distribui o Protec o da Vida Aqu tica em caso de descarga directa Elimina o de Cloro e outros Oxidantes Aumento dos n veis de Oxig nio dissolvido Protec o da Vida Aqu tica Diminui o de outros Poluentes presentes na Agua e no Concentrado Arejamento Desgasifica o NaOH Cal Cloro Bissulfito de S dio ou Granulado de Carv o Activado Arejamento Dependente do que necess rio remover Oxida o do H2S e NH4 presente na gua e no concentrado Aumento dos n veis de S dio na gua e no Concentrado Cloro presente na gua e no Concentrado Aumento dos n veis de Sulfato e Cloro na gua e no concentrado Aumento de oxig nio dissolvido no concentrado O processo de dessal
32. o e ind stria UN WATER 2006 Em regi es com abund ncia de gua como os tr picos h midos o desafio n o estar no fornecimento da quantidade adequada de gua mas sim no fornecimento de gua com boa qualidade V r smarty et al 2000 Ainda segundo a UN WATER 2006 estima se que em 2025 1 800milh es de pessoas estar o a viver em pa ses ou regi es com escassez de gua absoluta e dois ter os da popula o mundial pode encontrar se j em situa o de stress Estima se que em m dia um individuo tanto na Europa como nos Estados Unidos utilize entre 200 a 600L de gua por dia em compara o com os 20L considerados necess rios diariamente para todas as rotinas que envolvem o consumo de gua Lattemann et al 2010 Micale et al 2009 O consumo de gua mais do que duplicou em rela o taxa de crescimento da popula o neste ltimo s culo e embora n o se possa afirmar que a escassez de gua seja global pode se dizer que cada vez mais um n mero crescente de regi es enfrenta j uma escassez de gua cr nica V r smarty et al 2000 m por pessoa e por ano em milhares E lt io catastroficamente baixa EM 11 2 muito baixa MM 2 1 5 baixa E 51 10 media 10 1 20 alta gt 20 muito alta Figura 1 5 Evolu o e Estimativa da Disponibilidade de gua global desde 1950 at 2025 Banco Mundial 2007 Como consequ ncia do crescimento e a procura das fontes de
33. organiza o sucessora a Office Water Research and Technology OWRT que ajudou na pesquisa e desenvolvimento das tecnologias associadas dessaliniza o Kalogirou 2005 Lattemann et al 2010 Durante cerca de 50 anos registou se uma evolu o na tecnologia da dessaliniza o desde a primeira dessalinizadora que se construiu at a uma unidade industrial perfeitamente desenvolvida e optimizada em meados de 1980 Kalogirou 2005 2 3 DESSALINIZA O CONTEXTO GLOBAL Actualmente o mercado da dessaliniza o continua a crescer exponencialmente esperando se que de 2006 at 2015 seja duplicada a capacidade de produ o instalada De acordo com Klaus Wangnick da Global Water Intelligence 2005 estima se que at Janeiro de 2005 10 000 unidades de dessalinaza o foram constru das ou contratadas representando uma capacidade instalada de produ o de cerca de 36milh es de m dia de gua proveniente das mais variadas origens Cooley et al 2006 J os dados da IDA 2008 indicam que no final de 2006 a capacidade total de dessaliniza o instalada era de 44 1milh es de m dia Lattemann et al 2010 Capacidade Instalada Capacidade Instalada Mm dia 1950 1960 1970 1980 1990 2000 Ano Figura 2 2 Capacidade instalada global de dessaliniza o ao longo do tempo adaptado de Cooley et al 2006 De acordo com a Figura 2 2 no ano 2000 a capacidade cumulativa instalada rondava os 26milh es
34. renov veis ou por escape de energia proveniente de processos industriais Com apenas uma entrada de calor o ciclo da dessaliniza o por adsor o produz dois efeitos teis a gua pot vel e temperaturas reduzidas ao longo do processo Ng et al 2013 Para os processos de dessaliniza o t rmica a procura por novas fontes de energia s o uma constante na tentativa de utilizar uma fonte mais limpa e menos dispendiosa e em que a energia requerida para o processo possa ser satisfeita por m todos acess veis globalmente De 95 acordo com Younggy e Logan 2013 as c lulas microbianas de dessaliniza o MDC s o um novo m todo de obten o de energia sustent vel e podem simplesmente utilizar a mat ria org nica presente em guas residuais para a produ o de energia necess ria ao processo de dessaliniza o O gradiente de potencial el ctrico criado pelas bact rias potencia a dessaliniza o da gua ao dirigir o transporte de i es atrav s de uma s rie de membranas de permuta i nica Estas e outras tecnologias v o surgindo e assumem se como op es cada vez mais completas mas ainda necess rio encontrar aplica es pr ticas e comercializ veis Os esfor os de pesquisa encaminham se no sentido do avan o de tecnologias que possam competir e superar o desempenho da Ol convencional e da dessaliniza o t rmica O futuro da dessaliniza o passa pelo estudo desenvolvimento e aplica o das tecnologias que
35. rica Maior consciencializa o dos impactes provocados e implementa o de medidas de mitiga o 97 da gua do planeta salgada e a principal fonte da dessaliniza o Necessidade de investimento em infra estruturas de capta o de gua nos mares Zonas costeiras e ilhas onde a gua doce escassa Grande disponibilidade de recursos como fonte de gua para al m da gua do mar gua salobra gua residual entre outras Grande variabilidade de custos de produ o de acordo com as condi es espec ficas de cada local Grande facilidade de adapta o s condi es mais desfavor veis m qualidade de gua e recursos escassos Grau de remo o de alguns contaminantes da gua Desenvolvimento das tecnologias e m todos associados promovendo melhorias a v rios n veis nos processos Remo o do boro ainda pouco eficiente representando perigo para a sa de humana Sistemas de dessaliniza o aliados gera o de energias renov veis Pouco conhecimento ou utiliza o na associa o da dessaliniza o a energias renov veis Expans o de unidades de gera o de energia renov veis a unidades de dessaliniza o podendo reduzir os custos de produ o Elevados custos 82 Quadro 8 2 An lise SWOT referente s duas tecnologias de dessaliniza o mais utilizadas PONTOS FORTES PONTOS FRACOS OPORTUNIDADES Fornecimento de
36. ser tratadas no local ou enviadas para esta es de tratamento Lattemann e Hopner 2008 A utiliza o de agentes qu micos alternativos deve ser considerada quando for poss vel A utiliza o de guas com menor grau de contamina o como as que est o sujeitas a um processo natural de pr filtra o reduz significativamente podendo at anular a necessidade de recorrer a qu micos na fase de pr tratamento Lattemann e H pner 2008 De acordo com Lattemann e H pner 2008 existem diferentes op es t cnicas para mitigar os impactes ambientais no entanto mais importante que a mitiga o dos impactes a sua preven o e um dos aspectos fundamentais a ter em conta a selec o adequada da localiza o de uma esta o de dessaliniza o de modo a evitar que estes sejam provocados 5 2 1 3 Outras Formas de Deposi o do Efluente Concentrado No que se refere deposi o do concentrado e a respectiva mitiga o de impactes estas devem ser consideradas antes da deposi o propriamente dita independentemente do tipo de deposi o em causa Desta forma poss vel reduzir os contaminantes presentes minimizando a posterior os efeitos de uma poss vel contamina o no meio envolvente Tal como as descargas efectuadas no mar e os problemas associados as descargas do concentrado por outras vias devem tanto quanto poss vel ser isentas das mesmas contamina es acima descritas A minimiza o de r
37. tecnologia tem menor aplicabilidade Munk 2008 Esta tecnologia foi desenvolvida pela empresa Catalana de Perforacions e a primeira unidade deste sistema opera j desde 1996 Peters et al 2007 De acordo com Peters et al 2007 em Mar o de 2007 encontravam se em opera o 10 sistemas Neodren com uma capacidade total de cerca de 300 000m dia 9 1 2 Alternativas Fase de Pr Tratamento Recorrer a outras alternativas na fase de pr tratamento consiste sobretudo em reduzir a necessidade de recorrer a aditivos quim cos e evitar todos os problemas por eles criados especialmente no caso das unidades de dessaliniza o por Ol Assim surgem as tecnologias que se consideram mais promissoras enquanto alternativas a esta fase a Ultrafiltragao e a Nanofiltra o Munk 2008 85 e Ultrafiltragao A ultrafiltra o um processo de separa o por membranas que permite a remo o de part culas com di metros at 0 01um Na passagem da gua as part culas s o bloqueadas e permanecem nas membranas at que se proceda lavagem das mesmas De acordo com Peters 2005 a opera o num fluxo m ximo com lavagens regulares permite um baixo consumo de energia entre 0 1 a 0 3 kWh m Semelhantes s membranas de OI membranas densas as membranas de ultrafiltra o porosas t m uma configura o em espiral a partir de um conjunto de fibras ocas Esta configura o provoca a acumula o de part culas entre as ca
38. tecnologia utilizada numa unidade de dessaliniza o o conjunto de caracter sticas acima referido a ser respeitado difere Levy 2008 Para as unidades que recorrem a processos de dessaliniza o t rmicos os metais pesados s o um dos aspectos mais importantes a ter em considera o na fase de pr tratamento de forma a evitar a corros o dos equipamentos A remo o de areias ou outro tipo de s lidos suspensos pode tamb m ser necess ria de forma a evitar a corros o das tubagens No caso da Osmose Inversa a sensibilidade das membranas requer que a fase de pr tratamento efectue uma remo o eficiente n o s dos metais pesados e part culas de maiores dimens es como de part culas coloidais e em suspens o para al m da mat ria org nica natural antes que todos estes possam colmatar as membranas De forma a evitar o crescimento biol gico pode ser necess rio recorrer a biocidas ou desinfectantes NRC 2008 Para que a dessaliniza o seja bem sucedida fundamental proteger as membranas De acordo com Mickley et al 1993 o processo de pr tratamento genericamente constitu do pelo que se mostra no Quadro 3 2 Quadro 3 2 Caracteriza o do processo de pr tratamento Fase de Pr Objectivo Qu micos Destino dos Qu micos Tratamento adicionados pH Ajustamento Redu o Concentra o cido Sulf rico Afecta pH da gua Produzida para valores neutros Carbonatos Precipita o H2S04 e C
39. v o surgindo at que sejam encontradas formas cada vez mais eficientes e potencialmente vantajosas quer em termos econ micos quer ambientais 96 11 CONCLUS ES E PERSPECTIVAS FUTURAS necess rio encarar o problema da escassez de gua um tema cada vez mais abrangente a n vel global promovendo e desenvolvendo novos recursos e novas formas de abastecimento de gua A dessaliniza o deve ser considerada como um meio vi vel para dar resposta a este problema As duas t cnicas que contabilizam a maior parcela da capacidade global de dessaliniza o de gua salgada s o a Ol e a MSF A an lise dos processos demonstrou que os efluentes provenientes de unidades deste tipo possuem caracter sticas f sico qu micas distintas e determinam os potenciais impactes ambientais sobretudo no que se refere descarga do efluente em meio aqu tico Dos impactes ambientais negativos decorrentes da descarga do concentrado no ambiente aqu tico pode concluir se que a Ol em rela o MSF a tecnologia que menores efeitos adversos provoca sobretudo devido aus ncia de biocidas e de metais pesados no concentrado No entanto novos materiais de constru o como o tit nio s o cada vez mais utilizados em processos t rmicos e permitem a elimina o e consequente contamina o de cobre na salmoura Para al m disso os n veis de cloro residual podem tamb m ser neutralizados em semelhan a pr tica corrente em unidades de Ol
40. 0 Morrison et al 2009 De acordo com a FAO 2007 sob a press o conjunta do crescimento populacional e as mudan as de h bitos alimentares que o consumo de alimentos tem vindo a aumentar na maioria das regi es do mundo esperando se que em 2050 1bili o de toneladas adicionais de cereais e 200milh es de toneladas de carne ter o de ser produzidos anualmente para satisfazer a procura crescente de alimentos O IWMI estima que cada caloria consumida na alimenta o requer cerca de 1L de gua para ser produzida Estes n veis de consumo dever o contribuir para um n mero crescente de regi es com escassez de gua e a uma altera o profunda ao n vel da estabilidade e sustentabilidade dos ecossistemas Lattemann et al 2010 medida que todo este conjunto de factores j referidos conduz a uma inexor vel procura de gua e ao seu consequente esgotamento tamb m as mudan as clim ticas alteram os recursos de gua doce e agravam este problema As secas atribuiveis em parte significativa s mudan as clim ticas est o j a causar uma escassez aguda de gua em grande parte da Austr lia sia frica e Estados Unidos A China ndia e Paquist o s o j pa ses onde mais de um bili o de pessoas n o tem acesso a gua pot vel Morrison et al 2009 Desde a d cada de 90 que a comunidade cient fica tem alertado para as r pidas altera es clim ticas que se t m feito notar na tentativa de serem tomadas medi
41. 00 000 192 50M 0 631 El Paso EUA gua salobra 2 55 g L R ol 9 2007 55 670 67M 0 316 Perth Austr lia OI 2007 143 700 267M 0 924 Palmachim Israel Ol 2007 110 000 84 70M 0 601 7 1 AR BIA SAUDITA A Ar bia Saudita o pa s onde a produ o de gua atrav s de processos de dessaliniza o maior no mundo com 17 da produ o mundial de gua dessalinizada Com uma popula o crescente de acordo com Amy et al 2013 a Ar bia Saudita necessita de adicionar sua capacidade de produ o mais de 6 milh es de m dia para os pr ximos 20 anos As t cnicas MSF e Ol s o os dois principais processos utilizados sendo que a t cnica MSF conta com cerca de 64 2 da capacidade total instalada de dessaliniza o na Ar bia Saudita Em Al 75 Jubail a Ar bia Saudita conta com a maior unidade de dessaliniza o do mundo que produz cerca de 2 milh es de m dia de gua dessalinizada Mezher et al 2011 El Ghonemy 2012 Quadro 7 2 Esta es de dessaliniza o na Ar bia Saudita processo capacidade de produ o e consumo el ctrico adaptado de El Ghonemy 2012 Capacidade de Consumo sank Ti S DS Ne Localiza o Des adel win g Unidades Costa Oeste Jeddah Fase 2 MSF 37 916 71 4 Jeddah Fase 3 MSF 75 987 200 4 Jeddah Fase 4 MSF 190 555 500 10 Jeddah Fase 1 Ol 48 848 e 10 Jeddah Fase 2 Ol 48 848 10 Yanbu Fase 1 MSF 94 625 250 5 Yanbu Fase 2 MSF 120 096 35 4 Yanbu OI ol 105 904 e 15
42. 03 Sea Water Desalination in the Mediterrranean Assessment and Guidelines Athens UNEP MAP UNESCO 2012 King Saud University Disponivel em http enews ksu edu sa 2012 06 16 unesco water desalination chair Acedido a 7 de Novembro de 2012 United Nations World population prospects The 2006 revision Tech rep United Nations Department of Economic and Social Affairs Population and Division 2007 UN WATER 2006 Coping with Water Scarcity A Strategic Issue and Priority for System Wide Action Van der Bruggen B Manttari M Nystrom M 2008 22 Outubro Drawbacks of Applying Nanofiltrationand How to Avoid Them A Review Separation and Purification Technology 63 2 pp 251 263 Virga R Geraldo L Santos F 2007 Dezembro Avalia o de contamina o por metais pesados em amostras de siris azuis Ci ncia e Tecnologia Alimentar Campinas 27 4 779 785 V r smarty C J Green P Salisbury J Lammers R B 2000 Vulnerability from Climate Change and Population Growth Science 289 284 2000 Wangnick GWI 2005 Worldwide Desalting Plants Inventory Oxford England Global Water Intelligence 2005 WHO 2007 Desalination for Safe Water Supply Guidance for the Health and Environmental Aspects Applicable to Desalination Geneva Switzerland World Health Organization Younggy K amp Logan B E 2013 2 Janeiro Microbial Desalination Cells for Energy Production and Desalination Desal
43. 2008 63 Observa se que para unidades de dessaliniza o de maiores dimens es ou seja em que a capacidade de produ o di ria aumenta o custo associado desce concluindo se que o custo de produ o por m de gua dessalinizada maior at determinado ponto quanto menor for a capacidade da unidade de dessaliniza o A Figura 6 1 mostra uma rela o entre o custo de dessaliniza o face capacidade de produ o di ria O custo de produ o elevado para pequenas unidades por exemplo lt 5 0 MGD no entanto a maior quebra nos custos regista se na transi o de pequenas para m dias unidades por exemplo 10 20 MGD medida que passamos para unidades com grande capacidade por exemplo gt 25 MGD o custo reduz em cerca de 30 enquanto que uma duplica o 25 50 MGD pode reduzir o custo em apenas cerca de 10 Cooley et al 2006 Quadro 6 2 Custo de produ o de gua salobra e salgada de acordo com a capacidade da esta o adaptado de Bernat et al 2010 Tipo de gua de Capacidade de Produ o 3 Origem m dia Custo m Salobra lt 1 000 0 63 1 06 5 000 60 000 0 21 4 43 Salgada lt 1 000 1 78 9 00 1 000 5 000 0 56 3 15 12 000 60 000 0 35 1 30 gt 60 000 0 40 0 80 Atrav s do Quadro 6 2 verifica se que o custo associado a unidades com maior capacidade de produ o mais reduzido Em unidades com capacidades de produ o reduzidas 1 000m d
44. 320 000 Em Constru o de Valencia Moj n amplia o 16 000 Projecto Aprovado Denia 36 000 Projecto Aprovado Marina Baja Campello 72 000 Em Constru o Vega Baja 160 000 Consulta P blica Oropesa 72 000 Em Constru o Castell n Monc far 60 000 Projecto Aprovado Valencia Sagunto 32 000 Em Constru o l Valdelentisco 200 000 EM Opera o desde Murcia Murcia 2004 Aguilas Guadalentin 280 000 Em Constru o Em Opera o desde Carboneras 168 000 2004 Nijar 80 000 Em Constru o Almer a Bajo Almanzora 80 000 Em Constru o Campo de Dal as 120 000 Em Constru o Andaluzia Adra 20 000 Consulta P blica Em Opera o desde Marbella 80 000 2004 M laga El Atabal 240 000 EM Opera o desde 2004 Costa del Sol Occidental 80 000 Projecto Aprovado Canarias 36 000 Em Constru o Ilhas Can rias Canarias Canarias II 40 000 Projecto Aprovado Ceuta Ceuta Ceuta Ste o OPerpyac deeds 2004 7 5 CABO VERDE Tamb m em regi es onde a escassez de gua iminente e os recursos econ micos s o reduzidos podemos encontrar na dessaliniza o uma forma comum de obten o de gua pot vel como o caso de Cabo Verde Em Cabo Verde a pol tica actual consiste na produ o de gua dessalinizada para o abastecimento p blico de modo a libertar de forma crescente a gua subterr nea para actividades agr colas Carvalho et a 2010 Nos principais centros urbanos de Cabo Verde Praia Mindelo Sa
45. 5 000mg l Semelhante ao meio receptor Grande N o flutua e acumula se no fundo Vari vel de acordo com o tipo de origem da gua Fonte subterr nea Menor que o meio Fonte superficial Similar ao meio 50 000mg l 5a 15 C superior ao ambiente receptor Vari vel De acordo com o grau de mistura antes da descarga e estratifica o do meio Pode ser baixo devido ao uso de consumidores de O2 Reac o de S lidos Suspensos Coagulantes ex FeCl3 Cloreto de Ferro III Adjuvantes de coagula o ex poliacrilamida Pode estar presente se a gua for condicionada e a gua de lavagem dos filtros n o for tratada Pode causar colora o no efluente Pode estar presente se a gua for condicionada e a gua de lavagem dos filtros n o for tratada N o presente Tratamento n o necess rio N o presente Tratamento n o necess rio Aditivos de Controlo de Incrusta es Biol gicas e Sub Produtos Cloro Compostos Org nicos Halogenados Se o cloro e outros oxidantes forem utilizados s o removidos antes de a gua entrar nas membranas para protec o das mesmas Tipicamente abaixo dos n veis prejudiciais 10 25 da dosagem feita na gua de origem se n o for neutralizado Concentra o e composi o vari veis tipicamente trihalometanos Aditivos Anti Incrustantes Anti Incrustantes cido H2S04 Abaixo dos limites de toxicidade N o prese
46. 50 8 00 A electricidade o g s e o petr leo representam as fontes convencionais de energia para as unidades de dessaliniza o no entanto os impactes ambientais reconhecidos pelo recurso a este tipo de energias s o cada vez menos desej veis A procura por energias mais limpas e renov veis est na ordem do dia representando uma alternativa segura e vi vel at em regi es mais remotas onde o acesso s fontes convencionais dificultado Existem j unidades bem sucedidas instaladas um pouco por todo o mundo que utilizam a energia e lica solar ou geot rmica para a produ o de gua doce Bernat et al 2010 O Quadro 6 4 compara os custos de dessaliniza o de acordo com a fonte de energia utilizada O custo de dessaliniza o que recorre a uma fonte de energia convencional situa se entre 0 21 e 2 70 m dependendo se a gua salobra ou salgada j o custo de dessaliniza o atrav s das outras fontes pode ascender at aos 10 32 m dependendo do tipo de gua de alimenta o e do tipo de energia renov vel utilizada 66 evidente que o custo das energias renov veis ainda muito superior ao custo das fontes convencionais no entanto este aspecto contrabalan ado pela redu o de impactes ambientais negativos que representam em compara o com as fontes convencionais contudo not rio que a aplica o de energias renov veis est em constante expans o Este facto determinante e r
47. 97 207 Goh P S Ismail A F amp Ng B C 2013 2 Janeiro Carbon Nanotubes for Desalination Performance Evaluation and Current Hurdles Desalination 308 pp 2 14 Guardiola J amp Garcia Rubio M A 2012 Desalination in Spain A Growing Alternative for Water Supply nternational Journal of Water Resources Development 28 1 171 186 99 Guerreiro M B 2009 Dessaliniza o para Produ o de gua Pot vel Perspectivas para Portugal Disserta o de Mestrado Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Porto GWI Global Water Intelligence 2004 Desalination Markets 2005 2015 A global assessment and forecast GWI Global Water Intelligence 2005 Water Market Europe Opportunities in EU Accession the Framework Directive amp the CIS GWI Global Water Intelligence 2006 Desalination Markets 2007 A Global Industry Forecast Hoekstra A Y Mekonnen M M Chapagain A K Mathews R E Richter B D 2012 Global Monthly Water Scarcity Blue Water Footprints versus Blue Water Availability Dispon vel em PLoS ONE 7 2 e32688 doi 10 1371 journal pone 0032688 Acedido a 2 de Fevereiro de 2013 IDA 2011 IDA Desalination Yearbook 2010 2011 International Desalination Association Lattemann S 2005 Dispon vel em http www paua de Impacts htm Acedido a 10 de Dezembro de 2012 Kalogirou S A 2005 Seawater Desalination Using Renewable Energy Sources Progress in Energy and Combus
48. C 2008 O tipo de limpeza que cada processo requer varia consoante o tipo e dimens o da unidade de dessaliniza o os processos que utiliza e a frequ ncia necess ria de limpeza NRC 2008 Em m dia uma unidade dessalinizadora necessita de ser limpa a cada tr s a 6 meses dependendo da qualidade de gua de origem Lattemann 2005 Por exemplo o volume de solu o utilizada por cada limpeza ronda os 1 2I m2 de membrana AWWA Membrane Residuals Management Subcommittee 2004 A gua do mar tem uma boa capacidade de tamponamento isto o pH natural de cerca de 8 e uma alcalinidade elevada n o geralmente afectado por descargas ligeiramente alcalinas ou cidas No entanto de acordo com Lattemann e H pner 2008 as solu es de limpeza e 43 em especial os seus aditivos podem representar um perigo para a vida marinha caso sejam descarregadas directamente no meio sem qualquer tipo de tratamento As solu es de limpeza alcalinas podem tornar se t xicas para a vida aqu tica se a dilui o pr via descarga for insuficiente No caso dos detergentes estes representam um risco para a vida aqu tica pois t m potencial para perturbar o sistema de membranas intracelulares dos organismos Da mesma forma o potencial oxidante de algumas subst ncias qu micas pode afectar os organismos marinhos ao oxidar os seus tecidos org nicos Tamb m os agentes complexantes ao serem descarregados no meio aqu tico podem interag
49. Concentrado emm salino lt Agua dessalinizada Figura 3 4 Esquema do Processo de Evapora o Multi Flash A recupera o de gua salgada para este processo representa cerca de 15 do volume total inicial introduzido no sistema Younos 2005a A taxa de recupera o de uma unidade de dessaliniza o definida pela raz o entre o volume de gua fresca produzida e o volume de gua introduzida no sistema Quanto maior a taxa de recupera o menor o volume de salmoura gerado embora com n veis de salinidade maiores no M dio Oriente e no Norte de frica mais especificamente na Ar bia Saudita Emirados rabes Unidos Kuwait L bia e Ir o que se concentram o maior n mero de centrais que recorrem tecnologia de Evapora o Multi Flash MSF ocupando esta tecnologia o segundo lugar nas op es tecnol gicas de processos de dessaliniza o de uma gua Zhou e Tol 2004 3 3 1 3 Destila o de M ltiplo Efeito A destila o de m ltiplo efeito foi originalmente desenvolvida em 1820 no entanto em 1960 ter sofrido uma reconvers o que a tornou mais pr tica em rela o ao conceito inicial WHO 2007 A destila o de m ltiplo efeito inicia se pela aspers o da gua salgada fria sobre o exterior de um conjunto de tubos quentes que s o aquecidos inicialmente recorrendo a uma fonte de calor externa O vapor que circula ao longo dos tubos condensado em gua pura No exterior dos 22 tubo
50. Dessaliniza o Santiago Praia Capacidade Capacidade Processo Designa o Nominal Garantida m d m3 d RO1 1000 1 000 1 000 RO2 1000 1 000 1 000 RO3 1000 1 000 1 000 RO4 1200 1 200 1 200 RO5 1200 1 200 1 200 RO1 500 Ol RO2 500 RO1 5000 RO2 1200 RO3 1200 Galerias Furos 7 400 7 400 2 080 9 480 Total ELECTRA 14 800 14 800 2 080 16 880 81 8 AN LISE SWOT RESULTADOS Quadro 8 1 An lise SWOT referente dessaliniza o enquanto t cnica de abastecimento de gua PONTOS FORTES PONTOS FRACOS OPORTUNIDADES Suprir a escassez de gua em regi es onde o custo de gua doce elevado Consumo Elevado de Energia Suporte ind stria e Desenvolvimento econ mico Induz a sensa o de grande disponibilidade de gua o que pode levar a um aumento desregulado no consumo Dessaliniza o existe j em mais de 100 pa ses Custos de Investimento Iniciais Elevados Crescente Expans o da Dessaliniza o Cria o de mais emprego e novas oportunidades Dificuldade de aceita o Social Custo cada vez mais acess vel e competitivo em compara o a outra t cnica de abastecimento de gua Acess vel a pa ses com fracos recursos financeiros gua de grande qualidade Custos de manuten o e opera o a decrescer Falta de conhecimento do p blico face a esta t cnica Impactes Ambientais provocados pelas descargas Polui o atmosf
51. ENCIAS E TECNOLOGIA UNIVERSIDADE NOVA DE LISBOA Mar o 2013 Contribui o para o Estudo da Viabilidade Sustentabilidade da Dessaliniza o enquanto T cnica de Tratamento de Agua Copyright 2013 Ana Carolina Silv rio Pires de Abreu Ara jo Faculdade de Ci ncias e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa e Universidade Nova de Lisboa Todos os direitos reservados A Faculdade de Ci ncias e Tecnologia e a Universidade Nova de Lisboa t m o direito perp tuo e sem limites geogr ficos de arquivar e publicar esta disserta o atrav s de exemplares impressos reproduzidos em papel ou de forma digital ou por qualquer outro meio conhecido ou que venha a ser inventado e de a divulgar atrav s de reposit rios cient ficos e de admitir a sua c pia e distribui o com objectivos educacionais ou de investiga o n o comerciais desde que seja dado cr dito ao autor e editor If we could produce fresh water from salt water at a low cost that would indeed be a great service to humanity and would dwarf any other scientific accomplishment President John F Kennedy 1962 VI AGRADECIMENTOS Em primeiro lugar gostaria de agradecer Prof Rita Maur cio o apoio incondicional na elabora o da disserta o Aos meus colegas da Coba pelo apoio e motiva o tendo sido em algumas ocasi es uma ajuda preciosa Aos meus pais que sempre acreditaram em mim e me t m ajudado continuamente ao longo do meu percu
52. FIGURA 6 2 COMPARA O DE CUSTOS DE PRODU O DE AGUA PARA AS TECNOLOGIAS DE MSF E OI AGUA SALGADA ttscsssteessteesstesssneeessneessseesseesneneeeesnenss 67 FIGURA 6 3 EVOLU O DOS CUSTOS ASSOCIADOS A DIFERENTES T CNICAS DE DEPOSI O DE CONCENTRADO ccsssteesteessseeesseseseesssneessesusenesuaneesesneeseaeseseneenanenenes 69 FIGURA 6 4 PRE O DA GUA DESSALINIZADA VS CAPACIDADE INSTALADA DE PRODU O TEE 71 FIGURA 6 5 EVOLU O DOS CUSTOS DE AGUA DESSALINIZADA AO LONGO DOS Lk Le 72 FIGURA 10 1 TECNOLOGIAS MAIS RECENTES COM APLICA O NO PROCESSO DE DESSALINIZA O e 93 XV XVI NDICE DE QUADROS QUADRO 3 1 CONCENTRA O DE SAIS EM RELA O ORIGEM DA AGUA 17 QUADRO 3 2 CARACTERIZA O DO PROCESSO DE PRE TRATAMENTO senn 20 QUADRO 3 3 CARACTERIZA O DO PROCESSO DE P S TRATAMENTO enn 27 QUADRO 3 4 CARACTERIZA O E QUALIDADE DO EFLUENTE PROVENIENTE DE OI E MIS SARA RP Epp eeh ege deeg RA RSA CN EEN 29 QUADRO 6 1 CUSTO DE PRODU O DE GUA DE ACORDO COM O M TODO DE DESSALINIZA O UTILIZADO E 62 QUADRO 6 2 CUSTO DE PRODU O DE GUA SALOBRA E SALGADA DE ACORDO COM A CAPACIDADE DAESTA O ti a a a at 64 QUADRO 6 3 ENERGIA REQUERIDA PARA O PROCESSO DE MSF GUA SALGADA E Ol AGUA SALGADA E AGUA SALOBRA wissesstacdsndciasctensdadancndadanentssdasadcdanstennsduinadedadameunacisuadscadndeanstivuvasssdaadadeas 66 QUADRO 6 4 CUSTO DE
53. H pner 2008 a radia o UV com comprimento de ondas entre 200 a 300nm pode ser considerada como um pr tratamento alternativo pois segundo estes autores destr i a estrutura de ADN dos microrganismos ao ser aplicada na desinfec o da agua de origem que entra na esta o Lattemann e Hopner 2008 apontam esta alternativa como de f cil manipula o e em que a deposi o de produtos qu micos evitada no entanto evidenciam que determinado tipo de subst ncias presentes na gua podem ser altamente reactivas e participar na forma o de sub produtos No entanto importante salvaguardar que para esta es de maior capacidade de produ o esta op o n o uma alternativa vi vel para um pr tratamento eficaz Lattemann e H pner 2008 O estudo de Marconnet et al 2011 mostra que a radia o UV um passo de pr tratamento eficiente que pode ser implementado a montante das unidades por membranas de nanofiltra o em associa o com outras medidas de pr tratamento dosagem de anti incrustantes regula o de pH microfiltra o ozoniza o e adsor o por carv o activado granulado Para estes autores a radia o UV capaz de reduzir a concentra o de bact rias planct nicas activas na gua de alimenta o reduzir a extens o da incrusta o biol gica na membrana a quantidade global de dep sito a concentra o de bact rias s sseis e a quantidade de subst ncias polimer cas extrac
54. IZA O DE AGUA ii meira nes tant eel ttt arth Eet ee ee 52 FASE DE CONSTRU O EE 52 5 1 1 Localiza o e Uso do Solo Implanta o da Eetac o 52 FASE DE OPERA O E MANUTENCAO EENEG 53 5 2 1 Mitiga o de Impactes Ambientas rear 53 5 2 1 1 Estruturas de Capta o de Agua c ccccccccscscccsceccscssseacsesssenssecsseteseeetecese 53 5 2 1 2 Efluente Concentrado e Descargas Qu micas Deposi o Superficial ou SUDMEIS GE 54 5 2 1 3 Outras Formas de Deposi o do Efluente Concentrado 57 QUALIDADE DA GUA E MITIGA O DE IMPACTES NA SA DE HUMANA 59 MITIGA O DE IMPACTES SOCIOECONOMICOS eee 60 FACTORES ECON MICOS QUE DETERMINAM A VIABILIDADE SUSTENTABILIDADE DE UMA UNIDADE DE DEGGSALINLZAC AO 61 ANALISE DE CUSTOS ere ebe Sar da SR Ca a Ra 61 EVOLU O DOS CUSTOS ASSOCIADOS DESSALINIZAGAO ccsccscsseseteteteeeees 70 CASOS DE ESTUDO eege ege si bevel abeceseed eh cathacscatetadad ected gbaceladt Mews A ees bee diedie 75 ARABIA SAUDITA EE 75 ESTADOS UNIDOS DA AM RICA ioccssissecot ncseleczesiacsedatcass casasdadacabieasstutseasdlassacasiuacensashs 77 EMIRADOS RABES UNIDOS 0 0 cscccccscssccccsescseccseccacscsessssscecssssesessescsesaescsasenesenesonasenes 78 ESPANHA berien ose hectic vets Se eet Peete dE e 78 CABO VERDE e a a bie Seen Seet SEA ae 80 ANALISE SWOT gt RESULTADOS quis arriba dor vela od ad AL 82 ALTERA ES LINHA DE TRATAMENTO CONVE
55. NCIONAL PARA BENEFICIO ECON MICO E AMBIENTAL iaiiaeeeai ii taeae ia anna 84 ALTERA ES TECNOL GICAS QUE PERMITEM REDUZIR OS IMPACTES NO MEIO AQUATICO aaa nai chen eas core ne cla eee ea eee da EE RD ee 84 9 1 1 Estruturas de Capta o de Agua Enterradas no Fundo Marinho 84 9 1 2 Alternativas Fase de Pr Tratamento een 85 9 1 3 Alternativas aos Materiais Ultzados rrenan 90 9 1 4 P s Tratamento jpeg me asia o ech aan el aati eddies 91 DEPOSI O DE CONCENTRADO c scscsessscssncesssesssscscccscssssecsseszecacceeccascnesaacceneseane 91 FUTUROS AVAN OS TECNOL GICOS NA DESSALINIZA O DE GUA 92 CONCLUS ES E PERSPECTIVAS EUTURAS EENS 97 BIBLIOGRAFIA asas dene edd ihe ti hen A oe a dl E O da EE 99 XIV NDICE DE FIGURAS FIGURA 1 1 DISTRIBUI O DE GUA NO PLANETA eseseseseenenere sera seserereerenanas 1 FIGURA 1 2 RECURSOS DE GUA DOCE POR CONTINENTE EXISTENTES NO PLANE TA A A E cases Eeer 2 FIGURA 1 3 DISPONIBILIDADE DE AGUA DOCE NO MUNDO ees 3 FIGURA 1 4 POPULA O GLOBAL E REGIONAL sssssssssssesesessssetatscsssssseseseeseeeesnensacaeaneteees 4 FIGURA 1 5 EVOLU O E ESTIMATIVA DA DISPONIBILIDADE DE AGUA GLOBAL ED EELER 5 FIGURA 1 6 CONSUMO E EXTRAC O DE GUA AO LONGO DE V RIOS ANOS POR SECTORES AGRICOLA DOMESTICO E INDUSTRIAL A BANDA CINZENTA REPRESENTA A DIFEREN A ENTRE O CONSUMO E A EXTRAC O INDICANDO A INTE
56. NSIDADE CRESCENTE A QUE SE CONSEGUE EXPLORAR A GUA nsssssnssss11211 6 FIGURA 2 1 ESQUEMA GERAL DO PROCESSO DE DESSALINIZA O seet 10 FIGURA 2 2 CAPACIDADE INSTALADA GLOBAL DE DESSALINIZA O AO LONGO DO WEMPO EE 11 FIGURA 2 3 PROJEC O DO CRESCIMENTO DA CAPACIDADE INSTALADA DE DESSALINIZA O AO LONGO DO TEMPO sseersseeeessEESREEEREEEEEREEEEEREEEREREEEREEEEEREEEESRuen 12 FIGURA 2 4 PA SES COM MAIS DE 1 DA CAPACIDADE DE DESSALINIZA O INSTALADA NO MUNDO ctecssteeeeseeesncesssceessneessaeeesenesasneessseeeseaesesaeesasneesssaesasnesneneeeeaes 13 FIGURA 3 1 ESQUEMA DE UMA LINHA DE TRATAMENTO DE DESSALINIZACAO 15 FIGURA 3 2 CAPACIDADE GLOBAL DE DESSALINIZA O POR TIPO DE ORIGEM DE e 17 FIGURA 3 3 ESQUEMA DE UMA ESTRUTURA DE CAPTA O DE GUA ENTERRADA NO FUNDO MARINHO a E E E AE E T E 18 FIGURA 3 4 ESQUEMA DO PROCESSO DE EVAPORA O MULTI FLASH ee 22 FIGURA 3 5 ESQUEMA DO PROCESSO DE DESTILA O M LTIPLO EFEITO 23 FIGURA 3 6 PART CULAS FILTRADAS EM CADA PROCESSO DE MEMBRANAS 24 FIGURA 3 7 ESQUEMA DO PROCESSO DE OSMOSE INVERSA sessesssseesterstersseessnensees 25 FIGURA 3 8 CAPACIDADE DE DESSALINIZA O POR TIPO DE PROCESSO 26 FIGURA 6 1 CUSTO DE PRODU O DE GUA DE ACORDO COM A CAPACIDADE DA CENTRAL DE DESSALINIZACAO ecceesetessnteessneessseeuseaesesneeseseeessaesesaeesasneeseseessnaesnanenenes 63
57. ODU O DE GUA PARA CONSUMO HUMANO NA REGI O DE CABO VERDE cceccesssssssssssneessneeseseeesnaesesneesesneeseaeeesnesaaneesesneeseaeseaneeeseneneas 81 QUADRO 8 1 ANALISE SWOT REFERENTE A DESSALINIZACAO ENQUANTO TECNICA DE ABASTECIMENTO DE Eeer 82 XVII XVIII LISTA DE ABREVIATURAS M Milh es B Bili es US D lares Norte Americanos Mm Milh es de Metros C bicos SDT S lidos Totais Dissolvidos SDI ndice Densidade de Sedimentos IDA International Dessalination Association FAO Food and Agriculture Organization of the United Nations WHO World Health Organization GWI Global Water intelligence OI Osmose inversa OD Oxig nio Dissolvido MSF Multi Stage Flash Evapora o Multi Flash MED Destila o M ltiplo Efeito UF UltraFiltra o NF NanoFiltra o FO Forward Osmosis ZLD Zero Liquid Discharge SWOT Strenghts Weaknesses Opportunities Threats UNEP United Nations Environment Programme USGS United States Geological Survey PNUD Programa das Na es Unidas para o Desenvolvimento PNUMA Programa das Na es Unidas para o Meio Ambiente WRI World Resources Institute IWMI International Water Management Institute EPA Environmental Protection Agency IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change NRC National Rese
58. P 2003 A energia restante normalmente el ctrica utilizada para opera o de equipamentos auxiliares quer sejam sistemas de dosagem ou bombas UNEP MAP 2003 O grau de consumo de energia depende do tipo de processo envolvido na dessaliniza o da temperatura e da qualidade da gua de origem WHO 2007 Como consequ ncia principal do input de energia est o aumento da temperatura da salmoura descarregada e a rejei o de calor e emiss es atmosf ricas associadas gera o de energia UNEP MAP 2003 De acordo com WHO 2007 estima se que uma unidade de dessaliniza o com uma capacidade de produ o de 26 500m dia necessite de 5Omilh es de kWh ano o que se traduz numa necessidade semelhante a uma pequena siderurgia ou refinaria de petr leo Os impactes ambientais est o fortemente relacionados com o consumo de energia e consequentemente com o aquecimento das guas devido ao efeito de estufa provocado pela emiss o de gases para a atmosfera e com a origem e transporte do combust vel que pode resultar em acidentes provocando derrames e contamina es no meio ambiente Lattemann e H pner 2008 A combust o de combust veis f sseis e o aumento do consumo de energia provoca polui o do ar e emiss es de gases para a atmosfera podendo provocar chuvas cidas As emiss es atmosf ricas incluem gases como o mon xido de carbono CO xido n trico NO di xido de azoto NO2 e di xido de enxofre S02
59. Tipo de Capta o Custo da energia Factores Ambientais Deposi o do Concentrado Opera o e manuten o Financiamento e Amortiza o 61 e PROCESSO DE TRATAMENTO Quadro 6 1 Custo de produ o de gua de acordo com o m todo de dessaliniza o utilizado adaptado de Bernat et al 2010 M todo de Tipo de gua Capacidade de Custo Dessaliniza o de Origem Produ o m dia m MSF Salgada 23 000 528 000 0 42 1 40 Ol Salobra lt 20 4 50 10 32 20 1 200 0 62 1 06 40 000 46 000 0 21 0 43 Salgada lt 100 1 20 15 00 250 1 000 1 00 3 14 1 000 4 800 0 56 1 38 15 000 60 000 0 38 1 30 100 000 320 000 0 36 0 53 O Quadro 6 1 traduz o custo da gua dessalinizada com diferentes origens em rela o ao m todo de dessaliniza o utilizado e capacidade de produ o da unidade Para a gua do mar o custo varia entre 0 42 e 1 40 m para a tecnologia de MSF importante notar que as unidades que recorrem a esta tecnologia t m geralmente maiores capacidades de produ o da o facto de apenas se considerar capacidades compreendidas entre 23 000 a 528 000m dia Para a tecnologia da Osmose Inversa verifica se que o custo de dessaliniza o para uma esta o de capacidade m dia 1 000 a 60 000m dia se situa entre 0 38 e 1 38 m enquanto que para esta es de grande capacidade 100 000 e 320 000m dia os valores s o de 0 36
60. a o s o vitais para o desenvolvimento econ mico em pa ses com baixos recursos de gua doce GWI 2006 O processo de dessaliniza o tem sido utilizado durante anos nas regi es mais ridas do M dio Oriente no entanto cada vez mais regi es est o a explorar o uso da dessaliniza o como uma fonte potencial de fornecimento de gua actualmente em pa ses como a Austr lia China e at em zonas costeiras da Calif rnia esta tecnologia encontra um lugar de destaque medida que os custos inerentes decrescem tornando a cada vez mais competitiva em rela o s alternativas tradicionais Os Estados Unidos da Am rica assumem j cerca de 18 da capacidade total de dessaliniza o instalada importante referir que existem ilhas n o representadas na Figura 2 4 que dependem da dessaliniza o numa grande percentagem das suas necessidades totais de gua como s o exemplo as Ilhas Caim o Ilhas do Arquip lago de Cabo Verde Aruba ou Bahamas Globalmente apenas 0 3 do consumo total mundial de gua doce prov m de unidades de dessaliniza o Cooley et al 2006 GWI 2006 13 Uma das grandes caracter sticas da tecnologia da dessaliniza o e que lhe confere um grande potencial a vantagem de conseguir processar a gua proveniente de diversas fontes De acordo com Wangnick 2005 56 da capacidade de dessaliniza o concebida para processar gua do mar e 24 da capacidade total permite processar gua salobra
61. a concentra o de SDT na gua de origem requer menos energia de tratamento quando comparada com uma gua de origem com uma grande concentra o de SDT O n vel baixo de SDT permite maiores taxas de convers o podendo operar com menor dosagem de produtos qu micos anti incrustantes Tamb m o pr tratamento das guas de superf cie como a gua do mar sair mais caro em compara o com gua subterr nea salobra devido poss vel exist ncia de mais contaminantes nestas guas De acordo com Levy 2008 a forma como efectuada a capta o influencia n o s a qualidade da gua mas tamb m consequentemente o custo de tratamento final Investir numa capta o cara pode tornar se mais vantajoso pois ao permitir uma qualidade de gua superior reduz os custos na unidade de dessaliniza o No caso das estruturas de capta o de guas superficiais o custo pode variar entre 10 a 20 do custo total de constru o da esta o de dessaliniza o WHO 2007 Para al m dos incovenientes j referidos em termos da qualidade de gua associados a este tipo de estruturas Idealmente uma estrutura enterrada no fundo do mar reduziria a necessidade de pr tratamento da gua o que reduziria os custos associados Tamb m de acordo com WHO 2007 uma boa estrutura de capta o de gua protege os equipamentos a jusante reduz os impactes ambientais criados no ambiente aqu tico e contribui para a performance do sistema Reduz
62. a constant evolution in the processes and techniques involved in desalination so that it can become more and more economic to produce drinking water KEYWORDS Water Scarcity Desalination Environmental Impacts Costs Reverse Osmosis Multi Flash Evaporation XII NDICE GERAL 1 1 1 2 2 1 2 2 2 3 3 3 1 3 2 3 3 3 4 3 5 4 2 4 3 4 4 INTRODUCAO E 1 A PROBLEM TICA DA ESCASSEZ DE GUA NO NOSSO PLANETA 1 DESSALINIZA O COMO RECURSO usa atira afora spa da da ad aa 9 DESSALINIZA O ENQUANTO T CNICA DE PRODU O DE GUA PARA ABASTECIMENTO eebe EA ie ve de TA 9 DESSALINIZA O CONCEITO E ENQUADRAMENTO HIST RICO 10 DESSALINIZA O CONTEXTO GLOBAL EEN 11 LINHA CONVENCIONAL DE TRATAMENTO DE GUA POR DESSALINIZA O 15 CAPTA O EE 16 3 1 1 Origem da gua ninani Pa aa earch 16 3 1 2 Estruturas de Capta o de Ae seed 18 PRE TRATAMENTO EE 19 T CNICAS PROCESSOS ENVOLVIDOS NA DESSALINIZA O n s ssie11s101e1e11n 20 3 31 Rrocessos T rmicoS assar i aE Sar nisi OE add Beet atin ea eae 20 3 3 1 1 Destila o Solar sorrette aeeie erian ani EA Ee an OE i aaia 21 3 3 1 2 Evapora o Multi Flash MESSE 21 3 3 1 3 Destila o de M ltiplo Efeito A 22 3 3 1 4 Compress o de Vapor see aeararereaaaaaaaaaanareneannanaa 23 3 3 2 Processos de Tecnologia de Membranas areas 24 3 3 2 1 See EE 24 3 32 2 Osmose
63. a da gua que resulta das unidades de dessaliniza o por processos t rmicos pode ser reduzida pela mesma mistura caso esta seja feita por gua fria A temperatura da gua pode tamb m ser reduzida ao longo dos emiss rios recorrendo a torres de refrigera o que efectuam a dissipa o m xima de calor a partir da corrente de res duos para a atmosfera antes do fluxo entrar no corpo de gua A temperatura do efluente deve ser restrita at 10 C acima do valor de temperatura do meio receptor UNEP MAP 2003 No que se refere densidade elevada do fluxo que sedimenta no fundo do mar principalmente no caso da Ol pode recorrer se a um sistema de difus o promovendo a mistura e dispers o e permitindo simultaneamente localizar a descarga num local mais favor vel A an lise das condi es de mistura e dispers o do fluxo rejeitado dever ser efectuada para cada localiza o especifica em rela o unidade de dessaliniza o para um conhecimento aprofundado das condi es ambientais e operacionais antes e durante o funcionamento da instala o de dessaliniza o Lattemann e H pner 2008 importante referir que no entanto a maioria dos organismos adaptam se a pequenos desvios nas condi es ptimas de salinidade e temperatura e podem mesmo tolerar situa es extremas temporariamente embora n o de forma continuada Lattemann e H pner 2008 54 e Deple o de Oxig nio De forma a mitigar os impactes ca
64. a melhoria significativa em v rios aspectos do processo de dessaliniza o reduzindo os custos de manuten o e gest o A combina o destas e outras medidas analisadas permitem evitar ou reduzir o impacte dos poluentes a custos similares aos sistemas convencionais O custo da Ol inferior MSF quer em termos energ ticos quer ambientais no entanto esta ltima tecnologia disp e de maior conhecimento e evolu o cient fica dispon vel do que a tecnologia de Ol Para al m disso o mercado da distribui o da gua dessalinizada tem respondido com custos cada vez mais baixos pois o custo da gua produzida por uma central dessalinizadora tem vindo a descer consideravelmente medida que e ao longo dos anos os pre os dos equipamentos o nivel da energia requerida e os avan os na constru o manuten o das centrais de dessaliniza o t m descido tamb m Contudo um correcto planeamento pr vio implementa o de projectos de dessaliniza o pode permitir resultados t o satisfat rios como qualquer outra t cnica de tratamento de gua e minimizar os riscos quer para o ambiente quer para a sa de humana quer do ponto de vista econ mico e mesmo social A import ncia de um trabalho continuado nesta rea futuramente poder envolver uma an lise pormenorizada a cada etapa da linha de tratamento que constitui a dessaliniza o de gua com o objectivo de diminuir o custo global por m dia de gua produzida P
65. adaptado de Levy 2008 Custo de Investimento M z Regi o Processos de Processos Gusto KC SC Membranas T rmicos Am rica 2 811 69 2 880 647 sia 1 625 77 1 705 331 Mediterr neo 4 713 2 148 6 861 1 363 Golfo e Mar Vermelho 3 889 7 531 11 420 2 626 Total 13 038 9 825 22 866 4 967 No entanto de acordo com Amy et al 2013 os custos de dessaliniza o s o decrescentes para todas as tecnologias em particular na ltima d cada com a maior redu o de custos a ocorrer na tecnologia de Ol A redu o do custo do tratamento Ol foi favorecida pela taxa de crescimento capacidade de esta o a competi o com outras tecnologias e as grandes melhorias em sistemas de osmose inversa melhores processos membranas e materiais e menor consumo de energia assim como a simplicidade e flexibilidade de propostas em 73 projectos recentes No entanto os autores acreditam que os custos de dessaliniza o n o v o continuar a diminuir ao mesmo ritmo no futuro pr ximo apesar das melhorias cont nuas nas tecnologias existentes Os custos dos equipamentos mat rias primas e energia est o tamb m a subir rapidamente e isso ir representar um consequente impacte no capital de investimento de uma unidade bem como nos custos operacionais inerentes mesma As directrizes ambientais s o cada vez mais rigorosas o que pode incrementar ainda mais os custos associados Apesar de tudo os custos dever o ser cada vez mais aproximados 74
66. ais comum associada a esta es de dessaliniza o a gua directamente proveniente de mares e oceanos Para o uso directo deste recurso necess ria a constru o de um conjunto de infra estruturas que permitam extrair grandes volumes de gua Este tipo de estruturas normalmente estruturas submersas e abertas provoca dois tipos de efeitos prejudiciais s esp cies aqu ticas O arrastamento para o interior das esta es de organismos de pequenas dimens es e a colis o ou enclausuramento no caso de seres de maiores dimens es como peixes tartarugas entre outros Em ambos os casos a probabilidade destes organismos morrerem elevada Para al m deste aspecto quando os organismos mais pequenos como o pl ncton larvas e ovos s o arrastados para o interior das unidades dessalinizadoras as elevadas temperaturas e ou as elevadas press es a que est o sujeitos tornam se obst culos imposs veis de superar e por isso de sobreviver Ao decomporem se aumentam os n veis de mat ria org nica presentes na gua Para York and Foster 2005 como citado em NRC 2008 na entrada de gua para uma estrutura de grandes dimens es estima se que a magnitude de perda de organismos marinhos seja equivalente perda de centenas de hectares de habitats de produ o biol gica A morte de um n mero elevado de organismos marinhos representa uma quebra ecol gica no meio bastante acentuada sendo um dos principais impactes ambientais provoca
67. aneamente a diminui o da concentra o de oxig nio Um efluente com n veis reduzidos de oxig nio ao ser 39 descarregado numa determinada rea poder induzir um consumo de oxig nio no meio em causa o que poder ser prejudicial s esp cies marinhas e Cloro O cloro um dos compostos qu micos adicionados gua a dessalinizar de modo a evitar a incrusta o biol gica 6 um poderoso oxidante e um biocida altamente eficiente Lattemann 2005 Os n veis de cloro residual livre e combinado provenientes de uma esta o de dessaliniza o t rmica representam em m dia 10 a 25 da concentra o inicial de dosagem Lattemann e H pner 2008 Em unidades de osmose inversa devido sensibilidade das membranas a gua inicialmente injectada com cloro mas este depois retirado para que n o venha a danificar as membranas O rejeitado proveniente destas unidades apresenta uma redu o significativa nas concentra es dos n veis de cloro residual livre e combinado quando comparado com as unidades t rmicas O n vel situa se abaixo dos 10 da concentra o de dosagem inicial Lattemann e H pner 2008 As concentra es de cloro na gua podem ser altamente nocivas para a vida aqu tica caso n o sejam neutralizadas previamente descarga Segundo a EPA os n veis recomendados sao de 7 5ug l para uma exposi o a longo prazo de n vel de cloro e 13ug l para uma exposi o a curto prazo Um dos g
68. apidamente numa procura constante de uma solu o para a escassez de gua em alguns locais A dessaliniza o de gua do mar conta actualmente com uma produ o de 66 milh es de m dia mundialmente atrav s de 15 988 de esta es de dessaliniza o instaladas IDA 2011 Devido a este r pido crescimento surgiu igualmente uma preocupa o tamb m crescente associada aos impactes que esta tecnologia possa provocar A an lise destes impactes essencial de forma a mitigar os preju zos que possam ser gerados garantido a sustentabilidade econ mica e ambiental destes sistemas Um dos instrumentos adequados para este tipo de avalia o o desenvolvimento de um estudo de impacte ambiental EIA que recorre a um procedimento sistem tico para identificar e avaliar todos os potenciais impactes de um projecto contribuindo simultaneamente para o desenvolvimento de medidas adequadas de redu o dos mesmos e recorrendo a monitoriza es frequentes para o acompanhamento ambiental necess rio fazendo cumprir as medidas impostas Este tipo de estudo permite ponderar caso a caso os benef cios e inconvenientes tra ando alternativas e constituindo uma base de decis o para as autoridades nacionais De acordo com o UNEP MAP 2003 as linhas gerais que devem ser focadas num estudo deste tipo e para estas infraestruturas devem ter em considera o 1 Usos do solo e selec o do local tendo em considera o Interesses diferentes n
69. ara al m deste aspecto a quantifica o da pegada ecol gica da dessaliniza o de gua poder ser outro aspecto relevante no estudo da dessaliniza o de gua para consumo humano pois permitir efectuar uma cr tica detalhada aos aspectos ambientais mais relevantes envolvidos neste processo contribuindo para um conhecimento detalhado das vertentes ambientais e ecol gicas associadas a todo este processo 98 12 BIBLIOGRAFIA Al Odwani A El Sayed E E Al Tabtabaei M e Anmed M 2006 30 Novembro Corrosion Resistance and Performance of Steel Alloys in MSF Distillation Plants Desalination 201 1 3 pp 35 45 AWWA Membrane Residuals Management Subcommittee 2004 Committee Report Current Perspectives on Residuals Management for Desalting Membranes Banco Mundial 2007 Making the most of scarcity Accountability for better water management results in the Middle East and North Africa 2007 Bernat X Campos C Guiu R Tobella J e Gibert O 2010 The Economics of Desalination for Various Uses In A Garrido L Martinez Cortina amp E Lopez Gunn Eds Re thinking Water and Food Security Fourth Botin Foundation Water Workshop pp 329 346 Fundacion Botin Carvalho M L S Brito AM e Monteiro E P 2010 Plano Nacional de Saneamento B sico Cidade da Praia Cabo Verde Chauhan K Kumar R Kumar M Sharma P e Chauhan G S 2012 1 Novembro Modified Pectin based Polymers as Gre
70. arch Institute ETA Esta o de Tratamento de Agua ETAR Esta o de Tratamento de gua Residual XIX XX 1 INTRODU O 1 1 A PROBLEM TICA DA ESCASSEZ DE GUA NO NOSSO PLANETA A maioria das sociedades ocidentais consideram o f cil acesso gua como garantido e raramente questionam a fonte a sua confiabilidade ou at a sua qualidade supondo muitas vezes que este recurso infinito no entanto a gua um dos recursos mais importantes ainda mais importante do que o petr leo Morrison et al 2009 A gua um bem essencial para o desenvolvimento econ mico social e ambiental mas tamb m um recurso cada vez mais escasso Constata se uma crescente diminui o na sua disponibilidade e qualidade e as altera es clim ticas cada vez mais expressivas acentuam esta necessidade criando desafios significativos j no presente Morrison et al 2009 De acordo com a FAO 2007 75 da superf cie do nosso planeta coberta por gua Da totalidade de gua existente 97 5 gua salgada restando apenas 2 5 de gua doce Como se mostra na figura 1 1 de toda a gua doce existente apenas 0 4 superficial cerca de 30 1 gua subterr nea e cerca de 68 7 da gua existente encontra se no estado s lido calotes polares icebergues etc Distribui o de gua ee percentagem Oceanos 97 5 percentagem gua Doce 2 5 Glaciares 68 7 Agua Subterr nea 30 1 Pergelissolo 0 8
71. as costeiras ou de superf cie a cria o de janelas de opera o em que a admiss o de gua feita em alturas menos produtivas para as esp cies pode reduzir o n mero de organismos e ovos que s o eliminados 53 e Estruturas de Capta o de guas Subterr neas Para as capta es de gua efectuadas em aqu feros ou po os um dos maiores desafios assenta na manuten o da integridade deste recurso A avalia o espec fica de cada local dever ser de extrema import ncia permitindo analisar a quantidade e qualidade da gua que pode ser dessalinizada e dever assegurar simultaneamente a sustentabilidade e renova o deste recurso O recurso a monitoriza es frequentes permitir avaliar o estado deste recurso e promover uma adequada utiliza o 5 2 1 2 Efluente Concentrado e Descargas Qu micas Deposi o Superficial ou Submersa Para cada tipo de descarga superficial importante ter em conta diversos factores especialmente no que se refere s reas envolventes e s propriedades do meio receptor e Salinidade Temperatura e Densidade Os impactes causados pelo aumento de salinidade podem ser minimizados se for efectuada uma mistura do fluxo de rejeitado em gua o que diminuir a concentra o de sais a ser introduzida na gua A concentra o de sais presente no efluente n o deve estar acima de 10 do valor de salinidade presente no meio receptor UNEP MAP 2003 Tamb m o aumento da temperatur
72. ase de pr tratamento por UF O recurso UF comum revelou ser insuficiente para a baixa qualidade da gua de origem o que afectou a opera o reduziu a capacidade de produ o da esta o e conduziu a elevados custos de produ o J em 2003 implementou se o sistema de UF com membranas Multibore A qualidade do filtrado proveniente da UF pode ser medida pelo ndice de Densidade de Sedimentos IDS e pelo n vel de incrusta o nas membranas de Ol as quais s o alimentadas pelo efluente da UF Atrav s dos resultados obtidos neste estudo onde se verificaram baixos n veis de IDS e incrusta es nas membranas foi poss vel comprovar a elevada efic cia desempenho e confiabilidade das membranas enquanto alternativa promissora para o pr tratamento em unidades de Ol e Nanofiltra o A Nanofiltra o NF permite a remo o de part culas com di metros at 0 001um Este sistema de membranas permite a remo o de bact rias s lidos suspensos e at ides como o c lcio magn sio o carbono org nico dissolvido e alguma frac o de sais M nk 2008 Este sistema de filtra o assemelha se a um sistema de Ol embora necessite de press es significativamente mais baixas para o seu funcionamento Ao contr rio da UF as membranas da NF n o podem ser limpas atrav s de lavagens no entanto e em semelhan a Ol este tipo de membranas acumula s lidos e outras part culas na sua superficie o que contribui para a i
73. ativamente os impactes ambientais A energia nuclear hidroel ctrica a energia solar atrav s de pain is fotovoltaicos e a energia e lica s o algumas das op es a ter em conta Tamb m os biocombust veis e os sistemas geotermais de circuito fechado representam uma fonte praticamente nula de emiss o de gases poluentes NRC 2008 A oportunidade de envolver as energias renov veis neste processo e associar a sua produ o a uma unidade de dessaliniza o representa tamb m uma vantagem No caso dos combust veis f sseis serem usados para produ o de energia importante que as emiss es sejam limitadas por legisla o espec fica cumprindo os padr es de controlo da polui o do ar 5 3 QUALIDADE DA GUA E MITIGA O DE IMPACTES NA SA DE HUMANA A redu o do uso de produtos qu micos biocidas e outros que poder o afectar a qualidade da gua e causar problemas na sa de humana deve ser um aspecto emergente na optimiza o dos processos nas unidades de dessaliniza o No caso especifico do boro que permanece no final da linha de tratamento por Ol a preocupa o crescente Actualmente a passagem do boro ocorre devido ao pH baixo com que realizada a opera o de passagem da gua nas membranas de Ol o que acaba por n o remover a maioria do boro que se encontra presente na gua podendo no produto final serem encontrados alguns miligramas por litro deste composto NRC 2008 59 A implementa o de
74. bra e gua do rio s o as principais fontes do processo de dessaliniza o sendo que os n veis de salinidade s o baixos o que significa que o consumo de energia e de custo da gua dessalinizada acaba por ser baixo tamb m Enquanto grande parte da actividade de dessaliniza o nos EUA est concentrada no sul e nos estados a oeste na ltima d cada tem surgido a dessaliniza o tamb m a nordeste Mezher et al Riha e Vedachalam 2011 2012 A Ol o m todo de dessaliniza o mais utilizado nos EUA Riha e Vedachalam 2012 Quadro 7 4 Compara o entre 4 esta es de dessaliniza o nos EUA adaptado de Riha e Vedachalam 2012 Do par TT Amo TT eiso TT e l Rockando Par metros Cape May Brockton Swansea County Capacidade desProdu o 7 570 18 927 8 320 28 390 m dia Ano de Constru o 1998 2008 2011 2015 Custo Capital aquando da Constru o M 3 9 42 4 13 9 107 146 i Aquifero de F 3 5 Origem da Agua Atlantic City Rio Taunton Rio Palmer Rio Hudson SD1 na g adeorigem 1 9000 20 000 14 000 21 000 3 2000 mg l Custo Marginal de Produ o de agua m 0 27 0 25 0 69 0 42 Custo da gua m8 1 475 1 678 1 017 1 017 77 7 3 EMIRADOS RABES UNIDOS Os Emirados rabes Unidos contam com cerca de 14 da capacidade global de gua dessalinizada e encontram se em terceiro lugar no que respeita aos pa ses com maior capacidade de dessaliniza o de gua
75. cesso de dessaliniza o envolvido representando um risco acrescido para as esp cies semelhan a da deposi o em guas superficiais Os compostos qu micos resultantes da mistura destes dois efluentes podem causar ainda outro tipo de reac es nos sub produtos presentes bem como podem potenciar agrega es nos contaminantes o que resultaria em part culas de maiores dimens es alterando os n veis de sedimenta o e turbidez no meio aqu tico UNEP MAP 2003 Uma das grandes desvantagens desta op o a necessidade de constru o de tubagens de grandes di metros associadas a esta es de bombagem caso seja necess rio para conduzir o fluxo de concentrado para as esta es de tratamento e uma vez que as unidades de tratamento est o geralmente afastadas entre si pode traduzir se num processo dispendioso Younos 2005a Para al m disso a capacidade de descarga da unidade de dessaliniza o est dependente da capacidade da pr pria esta o de tratamento de guas residuais e Deposi o no Solo por Irriga o em Spray Este tipo de deposi o pode ser considerada como uma alternativa positiva face s restantes uma vez que a sua aplica o pode beneficiar culturas resistentes ao aumento da concentra o de sais no solo e pode ser uma boa alternativa a outra fonte de gua para irriga o No entanto este tipo de deposi o requer um sistema de armazenamento e distribui o pr prio o que resulta em capacidades r
76. ciados extrac o de gua e prendem se sobretudo com a sustentabilidade f sica dos pr prios recursos uma vez que a longo prazo podem causar uma descida do n vel fre tico ou a intrus o salina aumentando ainda mais o n vel de salinidade presente na gua por proximidade com o mar ou o oceano pondo em causa a sustentabilidade e a qualidade de gua dos mesmos Neste caso podem ocorrer tamb m sobretudo durante a fase de constru o perturba es ao n vel da re suspens o de sedimentos 4 2 1 2 Efluente Concentrado e Descargas Qu micas Deposi o Superficial ou Submersa O processo de dessaliniza o cria para al m do concentrado outros res duos produtos de limpeza reagentes e outras part culas que devem ser eliminados neutralizados ou mesmo reutilizados Malmrose et al 2004 Na descarga do efluente a pluma formada pode arrastar se ao longo de centenas de metros A dispers o natural da pluma est condicionada a vari veis externas como as ondas mar s correntes zonas mais ou menos profundas e at batimetria Mickley 2001 importante salientar que existem limites legais de descargas para a chamada zona de mistura zona essa que definida por uma rea a partir do ponto de descarga e at onde o meio receptor pode exceder os par metros de salinidade Younos 2005a Os efeitos ambientais provocados em determinado ponto n o se encontram restritos apenas s zonas pr ximas da descarga podend
77. custos quer de capital investimento inicial quer de opera o e manuten o bem como os aspectos ambientais e custos da explora o dos recursos definindo uma garantia de sucesso para a tecnologia da dessaliniza o Bernat Campos Guiu Tobella e Gibert 2010 De acordo com Bernat et al 2010 os custos totais s o afectados por factores vari veis de acordo com v rios pressupostos Um destes factores reside na localiza o das unidades n o sendo fi vel considerar a compara o dos custos unit rios de opera o em locais que n o partilhem as mesmas caracter sticas Segundo Bernat et al 2010 genericamente os grandes factores de heterogeneidade de custos devem se a Disponibilidade de recursos h dricos e mais especificamente sua quantidade qualidade e proximidade com os usu rios finais Tecnologia de dessaliniza o e capacidade da unidade Factores ambientais e custos de energia Impostos especificos de regulamenta o no sector da gua Efici ncia no servi o de entrega Os investimentos em manuten o da rede de distribui o O sucesso de uma esta o de dessaliniza o depende maioritariamente da vertente econ mica Cooley et al 2006 Segundo Levy 2008 o custo genericamente inerente a uma unidade de dessaliniza o o conjunto de v rios factores que interagem entre si sendo eles Processo de tratamento Capacidade da esta o Qualidade da gua e
78. dada de forma a que as condi es de deposi o de concentrado se mostrem eficazes na redu o dos impactes ambientais que poderiam ser provocados nomeadamente quando se fala no tipo de deposi o em guas superficiais ou subterr neas Lattemann e H pner 2008 N o s a esta o de dessaliniza o suscept vel de provocar efeitos no ambiente mas tamb m o pr prio ambiente deve ser escolhido de forma a minimizar impactes no processo de dessaliniza o neste caso especifico as condi es da gua a captar ser o um dos aspectos considerados fundamentais As caracter sticas e qualidade da gua devem ser par metros primordiais na escolha da localiza o da unidade pois permitir diminuir alguns dos impactes decorrentes dos processos a jusante da capta o 52 5 2 FASE DE OPERA O E MANUTEN O na fase de opera o e manuten o que as medidas de mitiga o dos impactes ambientais se revelam cruciais no que respeita aos limites impostos pelo EIA Nesta fase e de forma a contribuir para o sucesso da unidade de dessaliniza o as medidas mitigadoras s o determinantes A minimiza o de impactes induzidos pela nova constru o ap s a finaliza o da obra devem ser considerados para a esta o de dessaliniza o permitindo minimizar os impactes quer visuais quer auditivos Isto inclui por exemplo insonoriza o das estruturas onde as bombas est o alojadas altura limitada das instala es e um e
79. das urgentes para diminuir estas altera es Hoekstra et al 2000 Permanece a expectativa de uma mudan a global ao observar se as mudan as clim ticas cada vez mais not rias ano ap s ano V r smarty et al 2000 Um n mero crescente de rios agora seca antes de chegar ao mar por per odos significativos do ano Em muitas reas a gua subterr nea bombeada a taxas que excedem o reabastecimento esgotando os aqu feros e os fluxos de base dos rios Hoekstra et al 2000 Estes padr es de altera es extremas conduzem a desastres naturais como inunda es e per odos de seca extrema tornando o clima geral menos previs vel para al m do contributo no aumento do n vel da gua do mar desertifica o entre outros danos ambientais proporcionando uma altera o n o s na quantidade mas na qualidade das fontes dispon veis de gua doce UNEP 2008 Mukheibir 2010 Segundo o UNEP 2008 o IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change afirmou que entre 2000 e 2005 no hemisf rio norte as altera es clim ticas aceleraram mais rapidamente do que o previsto chamando aten o que o ciclo da gua pode mudar de forma imprevis vel levando possibilidade do aumento da ocorr ncia de condi es meteorol gicas extremas Estima se que cerca de 20 do aumento global da escassez de gua seja representando pelas altera es clim ticas FAO 2006 De acordo com um estudo citado pela FAO 2006 e por Morrison et
80. de do grau de salinidade presente na gua de origem e da configura o do pr prio sistema de OI WHO 2007 A recupera o de gua quando a gua salgada cerca de 30 a 50 do volume total inicial enquanto que quando a gua salobra o valor de recupera o sobe para valores de cerca de 60 a 85 do volume total inicial introduzido no sistema Younos 2005 Na Figura 3 7 mostra se esquematicamente em que consiste o processo de osmose inversa Press o Membrana semi perme vel Solu o dilu da Figura 3 7 Esquema do Processo de Osmose Inversa Ao contr rio da tecnologia t rmica de MSF a tecnologia da Ol n o tem um padr o de localiza o geogr fica espec fica estando disperso pelo mundo nomeadamente nos EUA Ar bia Saudita Espanha Jap o e Coreia Zhou e Tol 2004 25 Na Figura 3 8 mostra se a distribui o da capacidade de dessaliniza o instalada de acordo com o tipo de processo Outros gp NF ali NF ala Outros ED 1 o 4 Outros 1 3 ED z 2 Ce e xn 4 a 5 i Do o H MED MED S MED MED 2 ER EB MSF S 6 11 DI MED SG a COED NF AGUA DO MAR AGUA SALOBRA AGUA RESIDUAL OUTRAS Figura 3 8 Capacidade de dessaliniza o por tipo de processo NRC 2008 O processo de remo o de s lidos dissolvidos pode ser feito atrav s de v rios m todos no entanto 88 das centrais de dessaliniza o instaladas mundialmente recorrem ao processo de Evapora o Multi Flas
81. de incrusta es de s lica e uma vez que a inulina de origem vegetal n o possui efeitos adversos sobre o ambiente marinho 88 Num estudo recente de Chauhan et al 2012 foi poss vel identificar a efic cia de anti incrustantes formados por pol meros de pectina como um dos aditivos ecol gicos a substituir os aditivos anti incrusta es qu micos utilizados Dos dois pol meros anti incrustantes sintetizados pectinH g poli AAm e pectinH g poli AAm co Amina o ltimo exibia a efici ncia de inibi o m xima de incrusta es de 100 e 97 7 em pH b sico por Ca e SO4 respectivamente A tentativa de sintetizar anti incrustantes eficientes baseados em pol meros de pectina permitiu demonstrar n o s a sua rentabilidade como o facto de ser favor vel ambientalmente Este processo de s ntese de anti incrustantes foi bem sucedido pois foi ainda poss vel verificar a sua efic cia em aplica es espec ficas enquanto inibidores de incrusta es que respondem assertivamente varia o de pH e temperatura da gua Al m disso o anti incrustante sintetizado tamb m mostrou um n vel de inibi o de incrusta es em pH b sico em contraste com os anti incrustantes dispon veis comercialmente Em rela o aos custos e de acordo com M nk 2008 n o de esperar uma varia o significativa em termos de benef cios econ micos ao optar por este tipo de aditivos e Radia o UV De acordo com Lattemann e
82. de m dia o que representa uma taxa de crescimento de cerca de 7 ao ano Para o GWI 2007 a capacidade de crescimento dever mais que duplicar at 2015 De acordo com a Figura 2 3 38milh es m dia dever o estar presumivelmente instalados na regi o do Golfo e 59milh es m dia no resto do mundo Lattemann et al 2010 Presentemente a capacidade global de dessaliniza o ronda os 66 5milh es de m dia e de acordo com a IDA espera se que atinja os 100milh es de m dia em 2015 Ghaffour Missimer e Amy 2013 Capacidade Instalada Mm dia 1983 1985 1987 1989 1993 1995 1997 1999 1991 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 oo o q Figura 2 3 Projec o do crescimento da capacidade instalada de dessaliniza o ao longo do tempo GWI 2006 De acordo com Cooley et al 2006 em 2005 os pa ses l deres a n vel mundial em capacidade de dessaliniza o encontram se distribu dos da forma como se mostra na Figura 2 4 Capacidade Instalada Mm dia Figura 2 4 Pa ses com mais de 1 da capacidade de dessaliniza o instalada no mundo Wangnick 2005 De acordo com a Figura 2 4 em regi es do M dio Oriente como na Ar bia Saudita 18 da capacidade total instalada no ano de 2005 e nos Emirados rabes Unidos 13 da capacidade total instalada no ano de 2005 a fonte prim ria de gua para consumo prov m de unidades de dessaliniza o Estas instala es de dessaliniz
83. de subst ncias alcalinas como o carbonato de c lcio NRC 2008 Os anti incrustantes s o adicionados gua de origem n o s nas unidades de osmose inversa mas nas unidades que recorrem a processos t rmicos Lattemann e H pner 2008 O n vel de toxicidade que os anti incrustantes apresentam significativamente baixo para as esp cies marinhas sobretudo ao n vel em que s o utilizados na dessaliniza o 1 2ppm no concentrado Lattemann e H pner 2008 NRC 2008 A adi o de anti incrustantes ao dispersar e complexar i es como o c lcio e magn sio pode influenciar processos naturais de outros compostos met licos divalentes no ambiente marinho De acordo com Lattemann e H pner 2008 o uso de polifosfatos pode contribuir para o processo de eutrofiza o nas guas prolifera o de algas especialmente na presen a de temperaturas mais elevadas uma vez que estes s o hidrolis veis em ortofosfatos um dos nutrientes essenciais aos produtores prim rios O processo de eutrofiza o pode conduzir a uma deplec o nos n veis de oxig nio Por outro lado os cidos policarb nicos e os fosfanatos s o subst ncias com baixas taxas de degrada o o que resulta em longos per odos de resid ncia nas guas costeiras Lattemann e Hdpner 2008 Contudo estes compostos n o apresentam malef cios s comunidades aqu ticas e Coagulantes Os coagulantes cloreto de ferro III FeCls ou o cloreto de alum nio
84. dioso devido quantidade de energia que requer 3 3 2 2 Osmose Inversa Os processos de membranas por gradiente de press o encontram se esquematicamente apresentados na Figura 3 6 de acordo com o tipo de part culas filtradas Part culas em suspens o Algas Protozo rios Bact rias Microfiltra o MF Macromol culas Col ides V rus Ultrafiltra o UF Mat ria org nica natural Dureza Ca Mg Nanofiltra o NF Contaminantes dissolvidos Osmose Inversa Ol Sal Na Cl Agua Figura 3 6 Part culas filtradas em cada processo de membranas NRC 2008 24 Como poss vel verificar pela Figura 3 6 apenas o processo de osmose inversa dentro dos processos de membranas indicado para processos de dessaliniza o pois o nico neste tipo de processo que ret m sais e outros constituintes da gua permitindo a forma o de gua doce Os outros processos poder o contudo fazer parte de uma central dessalinizadora mas apenas como parte integrante dos processos de pr tratamento gua a dessalinizar O processo de Osmose Inversa consiste na separa o de sais presentes na gua atrav s de um efeito de press o superior press o osm tica sobre uma membrana semi perme vel Neste processo a gua atravessa a membrana enquanto os minerais s o retidos e concentrados na membrana A press o aplicada no processo de Ol depen
85. dos pela introdu o e funcionamento de uma estrutura de capta o de gua As estruturas de capta o de gua provocam ainda uma destabiliza o no fundo do mar originando a re suspens o de sedimentos poluentes e nutrientes ao longo da coluna de gua n o s durante a fase de constru o destas estruturas mas tamb m aquando do funcionamento da unidade de dessaliniza o para al m dos efeitos nas correntes superficiais Tamb m os usos mar timos associados podem ser alterados pela introdu o destas estruturas no meio aqu tico afectando por exemplo rotas mar timas No entanto as tubagens da 37 capta o de gua podem ter um efeito positivo ao servir de suporte e instala o a comunidades marinhas actuando como recifes O facto da qualidade da gua ser inferior devido ao n vel de sais presentes e contaminantes requer um processo de pr tratamento para remo o dos mesmos onde ser o adicionados agentes qu micos Na maioria das vezes estes compostos qu micos permanecem at ao final da linha de tratamento sendo depois lan ados como concentrado ou outro efluente para o meio aqu tico e Estruturas de Capta o de guas Subterr neas A gua salobra proveniente de aqu feros ou po os tamb m considerada uma importante fonte para esta es de dessaliniza o Neste caso o arrastamento colis o ou enclausuramento de organismos n o existem Os impactes ambientais neste caso est o asso
86. elulares 89 presentes na superf cie da membrana s o diminu das quando a gua de alimenta o de UV irradiada reduzir o aumento na quebra de press o longitudinal um par metro estreitamente relacionada com a mat ria incrustante ter um efeito favor vel sobre a permeabilidade da gua nas membranas tamb m importante real ar que a efic cia da radia o UV n o por si s a solu o adequada para o pr tratamento isto porque para que esta op o seja realmente eficaz necess rio incluir dosagem de qu micos ou outro tipo de alternativas 9 1 3 Alternativas aos Materiais Utilizados Os materiais usualmente utilizados nas esta es de MSF constitu dos por cobre e n quel possuem uma baixa resist ncia corros o embora as suas caracteristicas condutoras sejam bastante favor veis O recurso a aditivos qu micos alguns de pH muito baixo a opera o a altas temperaturas e a salinidade presente na gua potenciam o alto grau de corros o a que estes materiais est o sujeitos o que leva deposi o das sust ncias presentes nos materiais no concentrado final que descarregado De acordo com Al Odwani El Sayed Al Tabtabaei e Ahmed 2006 o desempenho do material e a resist ncia corros o em v rios etapas do processo de MSF s o consideradas como quest es centrais para o desenvolviemento desta tecnologia Em dois estudos de Al Odwani et al 2006 e foi poss vel comprovar o elevad
87. en Antiscalants for Calcium Sulfate Scale Desalination 305 pp 31 37 Chung T S Zhang S Wang K Y Su J e Ling M M 2012 15 Fevereiro Forward Osmosis Processes Yesterday Today and Tomorrow Desalination 287 pp 78 81 Cooley H Gleick P H e Wolff G 2006 June Desalination With a Grain of Salt A California Perspective Disponivel em http www pacinst org reports desalination desalination_report pdf Acedido a 2 de Novembro de 2012 Czolkoss W e Bu Rashid K A 2007 5 February Desalination Pilot Tests of Multibore UF Membrane at Addur SWRO Desalination Plant Bahrain 203 1 3 pp 229 242 ELECTRA 2011 Empresa de Electricidade e Agua SARL Cabo Verde Relat rio e Contas 2011 Dispon vel em http www electra cv index php Relatorios View category html Acedido a 2 de Fevereiro de 2013 El Ghonemy A M 2012 Future Sustainable Water Desalination Technologies for the Saudi Arabia Renewable and Sustainable Energy Reviews 16 9 6566 6597 FAO Water Scarcity Dispon vel em http Awww fao org nr water topics_scarcity html Acedido a 17 de Dezembro de 2012 Fichetti M 2007 Setembro Fresh from the Sea Scientific American 297 pp 118 119 Ghaffour N Missimer T M amp Amy G L 2013 15 Janeiro Technical review and evaluation of the economics of water desalination current and future challenges for better water supply sustainability Desalination 309 pp 1
88. ente na Ar bia Saudita Israel e Jap o o esfor o por tornar esta t cnica como um meio vi vel para a crescente necessidade de gua para o abastecimento municipal a partir de grandes esta es de dessaliniza o e em que o custo n o o maior obst culo j uma realidade Goh Ismail e Ng 2013 Notavelmente a dessaliniza o por Ol de gua salgada superou os processos de dessaliniza o t rmica nesta d cada e espera se que seja a Ol a tecnologia que registar mais avan os significativos e determinar a implementa o actual e futura de maior n mero de esta es de dessaliniza o Al m disso tamb m a dessaliniza o de gua salobra por Ol cada vez mais considerada como uma fonte promissora de gua pot vel para um futuro pr ximo De acordo com Goh et al 2013 atrav s de um levantamento recente efectuado pela Associa o Internacional de Dessaliniza o poss vel afirmar que cerca de 19 das esta es de dessaliniza o instaladas globalmente t m a gua salobra como fonte de alimenta o A versatilidade reconhecida t cnica de osmose inversa para al m das suas vantagens ambientais e econ micas especialmente relacionadas com o consumo de energia e qu micos utilizados torna a engenharia de membranas para dessaliniza o como um caminho poss vel para a produ o sustent vel de gua doce Tr s tecnologias agora em estudo s o particularmente eficientes e salientam uma redu o de
89. epresenta uma perspectiva evolutiva das tecnologias associadas o que permitir uma crescente redu o de custos Num futuro pr ximo as energias renov veis poder o tornar se numa alternativa competitiva face aos pre os dos combust veis cada vez mais elevados e OPERA O E MANUTEN O FINANCIAMENTO E AMORTIZA O Os custos inerentes implementa o de uma esta o de dessaliniza o podem ser divididos em custos de constru o capital inicial de investimento e custos de explora o O custo total a soma destes custos parcelares sem esquecer a taxa de amortiza o comum a ambos que efectuada ao longo de v rios anos Para a IDA 2002 os custos totais s o divididos em custos de capital que representam 40 para juros e amortiza o do investimento e custos de funcionamento que representam 60 Younos 2005b Os custos de constru o incluem os custos relacionados com equipamentos a constru o de infra estruturas e os custos legais administrativos e financeiros Os custos de explora o englobam os custos relacionados com a opera o e manuten o da esta o Neste caso as vari veis incluem o custo de m o de obra energia produtos qu micos e manuten o algumas destas est o directamente relacionadas com os factores acima descritos MSF GB Electricidade 0 28 Im EB Amortiza o 0 21 m EB combustivel 0 45 Im GB Electricidade 0 17 m EEB Manuten o 0 03 m
90. es duos provenientes das unidades de dessaliniza o l quidos e s lidos dever ser alvo de um processo de optimiza o a fim de minimizar a quantidade de fluxo de descarga e poss vel contamina o do mesmo por agentes qu micos e Deposi o no Inicio ou Final do Processo de Tratamento de guas Residuais Este tipo de deposi o deve ser bem avaliado ainda na fase de estudo de uma unidade de dessaliniza o devido s diferen as entre o concentrado salino proveniente de uma unidade de OI ou de MSF poss vel concluir que a mistura de fluxo de res duos um m todo eficaz para o amortecimento do impacte pois reduz a concentra o de componentes salinos presentes na gua no final da dessaliniza o ao promover a mistura com outro efluente No entanto quanto aos compostos qu micos como n o sofrem dilui o ou diminui o nas suas 57 concentra es dever o ser alvo de normas espec ficas no que se refere a limites m ximos nas descargas e Deposi o no Solo por Irriga o em Spray Os crit rios de utiliza o neste tipo de deposi o devem contemplar a selec o do local um pr tratamento antes da deposi o as necessidades dos terrenos a selec o da vegeta o e o controle de escoamento superficial Desta forma poss vel avaliar e minimizar os danos que possam ser provocados ao recorrer a este tipo de deposi o Svensson 2005 A redu o da taxa de recupera o e a selec o do tipo de
91. est gio inicial da tecnologia de MSF O custo unit rio m dio inicial era de 9 0 US m em 1960 para cerca de 1 0 US m em 2001 A taxa de redu o m dia anual dos custos unit rios era de cerca de 5 3 nos ltimos 40 anos Ainda de acordo com Zhou e Tol 2004 os custos associados Ol em 2001 rondavam 0 6 US m para a dessaliniza o de gua salobra Para Bernat et al 2010 a redu o de custos total acentuada deve se redu o de custos em tr s reas principais energia capital financiamento e opera o e manuten o Neste sentido a redu o do pre o da gua dessalinizada deve se sobretudo a Evolu es tecnol gicas Aumento da capacidade das unidades Menores taxas de juros e custos de energia Altera es na gest o de desempenho das unidades Mercado competitivo de fornecedores de equipamentos em todo o mundo 71 J de acordo com Fritzmann et al Reddy e Ghaffour 2007 como citado por Bernat et al 2010 existem melhorias espec ficas para cada tipo de processo envolvido que t m contribu do para a redu o de custos Custo m 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 Ano Figura 6 5 Evolu o dos custos de gua dessalinizada ao longo dos anos adaptado de Amy et al 2013 De acordo com Amy et al 2013 e como se pode observar pela Figura 6 5 embora a dessaliniza o seja um processo que envolve custos elevados em compara o com o tratamento con
92. estritas de descargas Para al m disso o facto de poderem estar presentes qu micos ou outro tipo de poluentes pode causar efeitos adversos nas esp cies de plantas Munk 2008 A deposi o no solo est dependente de alguns factores como sejam a disponibilidade de terrenos o clima a toler ncia da vegeta o salinidade e a localiza o do len ol fre tico Younos 2005 Um dos exemplos destas depend ncias s o os ambientes ridos e semi ridos onde a aplica o deste m todo n o sustent vel uma vez que estas regi es sofrem j com a saliniza o dos solos NRC 2008 Em regi es onde a precipita o reduzida esta 45 deposi o torna se um obst culo pois os sais que n o s o assimilados pelas plantas ou seja em que a transpira o destas excede os valores de precipita o resultam na acumula o de sais no solo e Deposi o em Po os Profundos ou Aqu feros Dos problemas associados a este tipo de deposi o destaca se o perigo de contamina o de outros aqu feros de gua pot vel permitindo a degrada o deste recurso o aumento de press o do flu do o que pode contribuir para a forma o de tremores de terra e a expans o vertical da estrutura do pr prio aqu fero NRC 2008 por isso fundamental avaliar e reconhecer o volume a localiza o a composi o dos solutos presentes nos fluidos existentes e a forma como estes podem interagir ou influenciar a qualidade da gua presente
93. formas estruturalmente modificadas de materiais novos abriu novas portas para o desenvolvimento de membranas funcionais Prev se que a utiliza o de nanopart culas para a dessaliniza o de gua ir permitir a produ o de materiais mais competitivos e que requerem menos trabalho capital e energia Goh et al 2013 Actualmente uma ampla variedade de tecnologias de dessaliniza o da gua com base na incorpora o de nanomateriais est o dispon veis no mercado outros est o prestes a serem lan ados no mercado e alguns est o ainda em fase de desenvolvimento As propriedades nicas das part culas nanom tricas tornam esta tecnologia numa op o francamente adaptada para o tratamento de gua pois oferece uma alternativa atraente face s membranas polimer cas existentes A tecnologia nano oferece uma variedade de diferentes tipos de membranas com base em zedlitos nanotubos de carbono nanoporos de grafeno cer mica e outras part culas nano met licas Os nanotubos de carbono t m atra do grande aten o particularmente devido sua capacidade para apresentar maior durabilidade e s suas caracter sticas de separa o A introdu o de nanotubos de carbono constitui um avan o significativo potencial para a tecnologia de dessaliniza o pois as propriedades de transporte de nanotubos de carbono com base numa estrutura extremamente suave e oca facilitam o transporte r pido do l quido e as mol culas de g s nos ca
94. gua de grande qualidade s popula es Custos moderados em rela o aos custos elevados dos processos t rmicos Utiliza fundamentalmente gua salgada e gua salobra Unidades de menores dimens es com maior facilidade de opera o Custos de constru o menores Taxa de recupera o entre 30 a 50 no caso da gua salgada e at 90 no caso de gua salobra Grande concentra o de sais presente no concentrado Esta es de grande polui o sonora Polui o atmosf rica Substitui o das membranas e bombas frequentemente Grande utiliza o de qu micos Suporte ao desenvolvimento econ mico e ind stria Utiliza o em regi es afectadas por escassez de gua com fracos recursos Ambientais taxas de recupera o superiores conduzem a concentrados de grande grau de salinidade em rela o s tecnologias t rmicas contaminantes que persistem at ao efluente Recurso a fontes de gua salobra como aqu feros condicionado a factores hidrogeoldgicos ou climat ricos Fornecimento de agua de grande qualidade para as popula es Tempo m dio de vida util maior Aproveitamento do calor gerado como energia Grande Consumo de Energia Desenvolvimentos tecnol gicos no limite Grande custo de constru o Manuten o pode variar podendo ser baixa a m dia Temperaturas de efluente elevadas Sistema dependente de fornecime
95. gua doce quer subterr neas quer de superf cie para os sectores da agricultura dom stico e industrial intensificar se a press o nos recursos h dricos e agudizar se o os danos provocados pela sob explora o ambiental que conduzir o ao consequente esgotamento das fontes de gua doce Leusbrock 2011 V r smarty et al 2000 Outra das causas considerada como sendo a mais relevante no consumo de gua o consumo do sector agr cola Km ano 3 200 2 800 2 400 2 000 1600 1 200 D 1900 1925 1950 1975 2000 2025 1900 1925 1950 1975 2000 2025 1900 1925 1950 1975 2000 2025 BM Extrac o EE Extrac o EE Extrac o EB consumo EB consumo 3 consumo Figura 1 6 Consumo e extrac o de gua ao longo de v rios anos por sectores agr cola dom stico e industrial A banda cinzenta representa a diferen a entre o consumo e a extrac o indicando a intensidade crescente a que se consegue explorar a gua Shiklomanov 1999 A agricultura assume um papel crucial na contribui o para a escassez de gua sendo actualmente respons vel por 70 do consumo e por mais de 90 da sua utiliza o destrutiva FAO 2007 expect vel de acordo com Morrison et al 2009 que a procura de gua para o sector agr cola aumente principalmente para irriga o devido a per odos de seca prolongada e severa estiagem Algumas pesquisas estimam um aumento de mais de 40 do consumo de gua para a irriga o em 208
96. h ou Osmose Inversa Atrav s da Figura 3 8 poss vel observar que a tecnologia de Ol ocupa actualmente o primeiro lugar em termos de capacidade de produ o instalada A Ol maioritariamente uma t cnica de dessaliniza o da gua para tratar gua salobra proveniente de rios aqu feros e at guas residuais no entanto desde a ltima d cada tem sido cada vez mais utilizada para tratamento da gua do mar ainda de referir que outros processos nomeadamente a Destila o M ltiplo Efeito a Compress o de Vapor e a Electrodi lise contribuem significativamente para a dessaliniza o De acordo com a IDA 2011 existem 143 esta es de dessaliniza o que recorrem Destila o M ltiplo Efeito com uma capacidade instalada de cerca de 907 000 m dia 289 esta es que utilizam a tecnologia de Compress o de Vapor com capacidade instalada de 1 4milh es m dia e ainda 427 esta es por Electrodi lise com uma capacidade total de cerca de 1 3milh es m dia 3 4 P S TRATAMENTO Antes do armazenamento e distribui o da gua esta deve sofrer um processo de p s tratamento dessaliniza o Esta ltima etapa de tratamento da gua consiste numa estabiliza o da gua tornando a compat vel com o sistema de distribui o WHO 2007 Segundo Levy 2008 no processo de p s tratamento deve ser tido em conta a necessidade de Remo o de gases Ajustamento da alcalinidade e pH 26 Desinfec
97. he Design of Seawater Reverse Osmosis Desalination Technology Desalination 284 pp 1 8 Peters T e Pint D 2008 1 Mar o Seawater Intake and Pre Treatment Brine Discharge Environmental Issues Desalination 221 pp 576 584 Peters T Pint D e Pint E 2007 Improved Seawater Intake and Pre Treatment System Based on Neodren technology Desalination pp 134 140 Richardson S D Plewa M J Wagner E D Schoeny R amp DeMarini D M 2007 Occurrence genotoxicity and carcinogenicity of regulated and emerging disinfection by products in drinking water a review and roadmap for research Mutation Research Reviews in Mutation Research 636 178 242 101 Riha S J amp Vedachalam S 2012 Desalination in Northeastern U S Lessons from Four Case Studies Desalination 297 pp 104 110 Semiat R 2000 Desalination Present and Future Water International vol 25 N 1 Shiklomanov A Rodda J C World water resources at the beginning of the twenty first century Cambridge University Press 2003 Svensson M 2005 Desalination and the Environment Options and Considerations for Brine Disposal in Inland and Coastal Locations SLU Department of Biometry and Engineering Tang C Y Zhao Y Wang R H lix Nielsen C e Fane A G 2013 2 Janeiro Desalination by Biomimetic Aquaporin Membranes Review of Status and Prospects Desalination 308 pp 34 40 UNEP MAP MED POL 20
98. ia 35 100mg l de SDT NRC 2008 Para que os sais presentes na gua possam ser removidos com recurso dessaliniza o necess rio o envolvimento de tratamentos e processos eficazes para esse efeito Para al m do teor em sais a gua pode conter s lidos contaminantes e organismos vivos Dependendo da origem da gua as etapas e tecnologia de dessaliniza o podem variar e alterar todo o sistema de tratamento NRC 2008 3 1 CAPTA O DE GUA 3 1 1 Origem da gua As unidades de dessaliniza o podem receber gua de v rias origens sejam elas superficiais como oceanos mares rios entre outros ou subterr neas como aqu feros po os ou outro tipo de galerias de infiltra o o que ir determinar o grau de salinidade presente Contudo um aspecto transversal a todas estas origens a presen a de contaminantes sejam estes naturais ou de proveni ncia antropog nica WHO 2007 Usualmente as guas superficiais cont m um maior n mero de contaminantes presentes bem como maior quantidade de mat ria org nica Para muitas guas superficiais existem descargas controladas ou n o de ind strias de campos agr colas de origem dom stica ou mesmo descargas naturais provenientes de escorr ncias do solo que poder o afectar a qualidade da gua e consequentemente adaptar a linha de tratamento para que se atinja um n vel adequado de qualidade da gua A maioria das guas subterr neas est por norma sufic
99. ia o custo oscila entre 0 63 m e 9 00 m e QUALIDADE DA GUA E TIPO DE CAPTA O Segundo Zhou e Tol 2004 entre 1957 a 2001 em 2 514 esta es de dessaliniza o que utilizam o processo de Ol com uma capacidade total de 12 7milh es de m dia foi poss vel avaliar os custos unit rios de capacidade de produ o di ria para guas de qualidade distintas de acordo com a sua origem Em geral foi poss vel verificar que os custos unit rios da gua do mar s o os mais elevados seguido da gua residual da gua salobra e por fim da gua pura 64 A an lise da Figura 6 1 evidencia tamb m que os custos de produ o di rios para duas tecnologias distintas superior para o tipo de gua neste caso gua salgada com concentra o de sais superior e para ambas as tecnologias o que faz aumentar os custos associados Segundo Bernat et al 2010 o custo de dessaliniza o da gua do mar cerca de 3 a 5 vezes superior ao custo da dessaliniza o de gua salobra De acordo com o Quadro 6 2 que indica os custos de dessaliniza o de acordo com a natureza da gua de alimenta o pode constatar se que a dessaliniza o de gua salobra mais econ mica com custos entre 0 21 a 0 43 m em grande escala unidades de dessaliniza o de grande capacidade face dessaliniza o de gua salgada onde os custos rondam entre 0 40 a 0 80 m tamb m em grande escala Segundo Younos 2005b uma baix
100. ia ao acesso gua pot vel suficiente e segura para uso dom stico Cria o de riqueza atrav s do turismo desenvolvimento industrial e agr cola ou mesmo novas oportunidades de emprego na ind stria da dessaliniza o Diminui o na press o sobre os recursos naturais protec o dos ecossistemas de gua doce prevenindo a desertifica o e saliniza o da gua subterr nea Estabilidade e paz na regi o Dos impactes negativos poss veis destacam se Um padr o de consumo que pode ser alterado atrav s do uso indevido de gua ao ter a gua sempre prontamente dispon vel Concentra o e desenvolvimento em determinadas regi es devido migra o de pessoas podendo provocar uma press o acrescida ao n vel dos recursos e promovendo um desenvolvimento descontrolado Depend ncia de uma tecnologia que pode por sua vez depender da importa o de know how ou energia e que vulner vel deteriora o da qualidade da gua do mar por exemplo derrames de leo e provavelmente centralizada em alguns locais o que requer o transporte de gua a grandes dist ncias 51 5 MEDIDAS DE MITIGA O DE IMPACTES ASSOCIADOS DESSALINIZA O DE AGUA Ap s a an lise dos impactes provenientes de uma esta o de dessaliniza o devem ser tomadas medidas mitigadoras de forma a reduzir os efeitos adversos provocados tanto quanto poss vel 5 1 FASE DE CONSTRU O Numa primeira abordagem que
101. ia de energia e melhoria da efici ncia do processo de Ol e T cnica das sponge ball De acordo com M nk 2008 a t cnica das sponge balls um m todo de limpeza f sica desenvolvido para remover os dep sitos das unidades de MSF As bolas de borracha flex vel com um di metro ligeiramente superior ao di metro do tubo circulam continuamente atrav s do sistema de tubagem e fazem a limpeza de dep sitos e incrusta es o que fundamental no caso dos tubos do permutador de calor que influenciam a efici ncia energ tica da unidade De acordo com Munk 2008 esta t cnica revela se eficaz na redu o de incrusta es nas tubagens de MSF Em conjunto com a dosagem qu mica moderada de anti incrustantes o recurso a outros aditivos qu micos pode ser evitado A efici ncia das unidades pode ser ligeiramente aumentada sendo esta uma boa solu o de pr tratamento para MSF eficaz e econ mica Algumas esta es de dessaliniza o na Ar bia Saudita recorrem a esta t cnica e Aditivos Ecol gicos A necessidade de agentes qu micos nas unidades de dessaliniza o muitas vezes incontorn vel Neste caso o recurso aos chamados aditivos ecol gicos ou verdes pode ser uma forma de minimizar os impactes ambientais decorrentes do uso de contaminantes qu micos De acordo com M nk um bom exemplo de um anti incrustante ecol gico um pol mero baseado em inulina que acabou por ser um inibidor eficiente
102. ia recorre ao aumento da temperatura da gua para provocar a separa o dos sais da gua A densidade do concentrado varia tamb m de acordo com a tecnologia a que se recorreu Mezher et al 2011 Younos 2005a A composi o do concentrado inclui os constituintes rejeitados da gua de origem numa forma mais concentrada quer estes sejam provenientes da gua de origem ou sejam adicionados ao longo do processo de tratamento Sub produtos como o cloro metais pesados compostos org nicos halogenados entre outros poder o estar presentes no concentrado em propor es vari veis de acordo com o tipo de tecnologia utilizada e de acordo com as necessidades verificadas para aumento da performance do sistema em cada tipo de processo de dessaliniza o a que se recorre A forma o dos sub produtos ocorre devido adi o de qu micos com propriedades de limpeza e desinfec o anti incrustantes coagulantes e anti espumas que podem subsistir no concentrado final No Quadro 3 4 apresenta se um resumo da caracteriza o e qualidade do efluente proveniente de duas das tecnologias mais importantes no processo de dessaliniza o a Ole a MSF de acordo com o tratamento inerente a cada uma 28 Quadro 3 4 Caracteriza o e qualidade do efluente proveniente de Ol e MSF Lattemann e Hopner 2008 Propriedades F sicas Ol MSF Salinidade Temperatura Densidade da Pluma Oxig nio Dissolvido OD 65 000 8
103. idade origem da gua e pelo tipo ou tipos de deposi o do concentrado a que se pode ou consegue recorrer 35 Os primeiros impactes associados a uma esta o de dessaliniza o s o os impactes relativos fase de constru o Uma nova esta o de dessaliniza o implicar altera es permanentes no uso do solo Movimenta es de terra escava es e aterros dragagens manobra de maquinaria pesada constru o de novos acessos e infra estruturas como esta es de bombagem tubagens estuturas de tomada de gua emiss rios entre outros conduzem a perturba es ao n vel do solo do ar e no meio de origem da gua rio mar oceano aquifero Das perturba es mais pertinentes destacam se as altera es visuais e ac sticas mudan as na matriz paisagistica altera es ao n vel da fauna e flora terrestre e aqu tica e outras emiss es que alteram a qualidade da gua e do ar Alguns destes manter se o mesmo ap s a fase de constru o Por este motivo e de acordo com Younos 2005a a proximidade a zonas populacionais e reas ambientalmente protegidas s o outros dos aspectos a considerar na pondera o da localiza o da nova esta o Os impactes ambientais gerados como ru dos emiss es e altera es nos usos do solo prolongar se o enquanto a unidade de dessaliniza o estiver em funcionamento e afectar o o valor recreativo socio econ mico e ambiental das reas adjacentes Para qualquer obra
104. ientemente protegida de forma a n o necessitar de qualquer tipo de tratamento ou necessitar apenas de desinfec o WHO 2007 No entanto e devido ao n vel de salinidade que pode ocorrer num aqu fero surgiu a necessidade de os classificar de acordo com v rios par metros Uma das classifica es que assume maior import ncia para o grau de salinidade de um aqu fero tem a ver com a sua localiza o geogr fica de acordo com a sua localiza o geogr fica que os aqu feros podem ser classificados como interiores continentais ou costeiros A gua proveniente de aqu feros bastante vari vel no que se refere concentra o de sais dissolvidos podendo ser ligeiramente salobra ou ter uma concentra o t o elevada de sais como a gua do mar Apesar de as guas de origem subterr nea estarem sujeitas a um processo de filtra o natural que ocorre pela passagem nos v rios n veis ao longo do subsolo a contamina o por origens semelhantes contamina o das guas superficiais igualmente um risco inerente 16 Na Figura 3 2 poss vel observar a distribui o e capacidade de produ o para as diferentes origens de gua que constituem a capacidade de tratamento de gua instalada atrav s de processos de dessaliniza o 454 441 8 40 Ague para amp O 39 E 30 27 9 25 1 gua salobra o 19 o 20 oO S 45 O 104 8 2 Agua residual 5 Aqua do mar 63 Todas as fo
105. imentarem deste material provocando uma contamina o em v rias cadeias tr ficas Como referido tamb m por Virga et al 2007 os metais pesados por n o serem biodegrad veis podem acumular se nos tecidos vivos ao longo da cadeia alimentar chegando ao ser humano sobretudo por meio da alimenta o As intoxica es por metais pesados como o alum nio chumbo ou n quel alteram as estruturas celulares as enzimas e substituem metais co factores de actividades enzim ticas J outros metais pesados como o cobre e o zinco s o considerados microelementos essenciais ao metabolismo dos organismos vivos no entanto o excesso destes elementos pode conduzir a dist rbios nos organismos e em casos extremos levar at morte dos mesmos Virga et al 2007 A concentra o de metais pesados excedente nos fundos naturais tamb m considerada como polui o ambiental sendo por isso imperativo que os limites de concentra es de metais pesados que podem estar presentes nas descargas em gua salgada sejam estabelecidos e Anti Incrustantes Subst ncias polimericas como cidos policarb nicos fosfonatos e polifosfatos s o utilizadas para impedir a forma o de precipitados como o carbonato de c lcio e dep sitos de sais de 41 modo a que a acumula o destas subst ncias n o provoque incrusta es nas unidades de dessaliniza o Dosagens de cido sulf rico podem ser tamb m utilizadas aumentando a solubilidade
106. ination 308 pp 122 130 Younos T 2005a Environmental Issues of Desalination Journal of Contemporary Water Research and Education 132 11 18 Younos T 2005b The Economics of Desalination Journal of Contemporary Water Research amp Education 132 39 45 Zhao S Zou L Tang C Y amp Mulcahy D 2012 Recent Developments in Forward Osmosis Opportunities and Challenges Journal of Membrane Science 396 1 21 Zhao Y Qiu C Li X Vararattanavech A Shen W Torres J 2012 Synthesis of Robust and High Performance Aquaporin Based Biomimetic Membranes by Interfacial Polymerization 102 Membrane Preparation and RO Perfomance Characterization Journal of Membrane Science 423 424 422 428 Zhou Y amp Tol R S 2004 Evaluating the Costs of Desalination and Water Transport Working Paper FNU 41 revised 103
107. iniza o reduz o n vel de alcalinidade da gua podendo causar a corros o nos sistemas de distribui o de gua devendo se para tal proceder a um ajustamento final no pH e da alcalinidade Nesta ltima fase ainda fundamental recorrer a uma desinfec o assegurando que a gua estar pronta para consumo humano No caso da Osmose Inversa muitas vezes a gua cont m gases no final do processo que alteram o seu sabor e odor sendo necess rio corrigir essas situa es 3 5 GEST O DO CONCENTRADO E OUTROS RES DUOS GERADOS 3 5 1 Caracteriza o e Qualidade do Concentrado As esta es de dessaliniza o produzem dois produtos a gua para consumo e o concentrado salino tamb m designado neste trabalho como fluxo de rejeitado ou salmoura O concentrado muitas vezes o produto mais abundante que prov m de uma esta o de dessaliniza o 27 Concentrados s o na generalidade subst ncias l quidas que podem conter at 20 de gua tratada A salmoura um fluxo de rejeitado que cont m uma concentra o de SDT maior que 36 000mg Mezher et al 2011 Younos 2005a A caracteriza o do concentrado definida pela sua temperatura densidade e salinidade Embora o aumento da salinidade no fluxo de concentrado seja uma caracter stica comum a todas as tecnologias de dessaliniza o o aumento da temperatura uma caracter stica das unidades que recorrem tecnologia da destila o pois esta tecnolog
108. ir com i es met licos dissolvidos e interferir com os processos naturais destes elementos no meio ambiente Para al m disso n o s o facilmente degrad veis e consequentemente s o persistentes no meio marinho Os oxidantes e biocidas s o utilizados na desinfec o das membranas e representam tamb m um potencial de toxicidade para a vida marinha ao serem libertados As solu es de limpeza com pH baixo mesmo que sejam separadas e dilu das apresentam ainda um risco significativo pois s o susceptiveis de alterar o pH do meio receptor NRC 2008 Em suma o processo de dessaliniza o e os processos de pr tratamento aplicados assumem extrema import ncia nas caracter sticas f sico qu micas das descargas e por consequ ncia s o determinantes para o meio que as recebe ao induzir impactes significativos sobretudo no ambiente aqu tico Importa referir que nem todas as esp cies respondem da mesma forma s altera es do meio visto que existem organismos com maior grau de toler ncia salinidade Este tipo de organismos mais comum em zonas em que os gradientes de salinidade est o sujeitos a mudan as constantes como os estu rios por oposi o aos seres que habitam os oceanos e mares e est o adaptados a n veis de salinidade constantes podendo estes ser considerados como mais sens veis De acordo com v rios estudos tamb m os organismos mais jovens tendem a ser mais sens veis s altera es do que organism
109. is utilizada globalmente para o tratamento do efluente rejeitado sobretudo porque esta op o a de menor custo Uma solu o que permite minimizar os impactes ambientais negativos na rea de deposi o assenta na melhoria dos n veis de dilui o do concentrado Uma das op es passa por recorrer a uma alternativa tecnol gica que se baseia num sistemas de difusores m ltplos que proporcionam uma consider vel melhoria nas taxas de dilui o do concentrado O recurso a esta tecnologia economicamente vi vel e representa um custo praticamente semelhante utiliza o de sistemas de tubagens de descarga especialmente em presen a de m s condi es de mistura no ambiente marinho M nk 2008 A optimiza o das condi es de descarga especialmente no que respeita a geometria das tubagens ngulos de descarga 35 a 45 para plumas de elevadas densidades que n o flutuam e velocidades podem permitir uma melhoria consider vel no processo de mistura e dilui o do concentrado quando enviado para o meio receptor Munk 2008 91 10 FUTUROS AVAN OS TECNOL GICOS NA DESSALINIZA O DE GUA A dessaliniza o de gua um processo de tratamento de gua com grande potencial mas ainda pouco utilizada globalmente como fonte prim ria para abastecimento de gua no entanto ao passo que a tecnologia nesta rea evolui as perspectivas futuras s o cada vez mais promissoras Um pouco por todo o mundo especialm
110. l a FO oferece vantagens sobretudo no funcionamento com menor press o e baixa temperatura de opera o na obstru o das membranas ser potencialmente mais baixa e consumir menor energia o que acaba por representar um maior benef cio econ mico Chung et al 2012 Zhao et al 2012 V rias patentes foram concedidas para os diferentes m todos e sistemas para dessaliniza o de gua por FO Pefiate e Garcia Rodriguez 2012 Embora os processos de membrana por FO estejam a ser amplamente investigados e permitam uma variedade de aplica es a FO enfrenta ainda alguns desafios Estes desafios referem se aos seguintes aspectos a polariza o da concentra o a obstru o da membrana a difus o do soluto e a necessidade de desenvolvimento da membrana e a composi o do soluto de empate necess rio ao processo Zhao et al 2012 93 e NANOTECNOLOGIA NANOTUBOS DE CARBONO A r pida evolu o da nanotecnologia tem cativado cada vez mais investigadores para a associa o desta tecnologia dessaliniza o de gua O r pido desenvolvimento e avan o desta tecnologia reflecte se atrav s do n mero exponencialmente crescente da investiga o cient fica sobre a manipula o de nanomateriais aplicados em diversas tecnologias de dessaliniza o Goh et al 2013 De acordo com Goh et al 2013 a disponibilidade de diferentes tipos de materiais nanoestruturados aliada ao conhecimento e capacidade de produ o de v rias
111. l e Boa Vista a empresa Electra a concession ria respons vel pela produ o e distribui o de gua pot vel Para al m disso existem ainda mais tr s produtores independentes de gua dessalinizada as guas de Ponta Preta APP guas e Energia da Boavista AEB e guas do Porto Novo sendo as duas ltimas resultantes de parcerias p blico privadas Carvalho et al 2010 A capacidade instalada para produ o de gua dessalinizada em 2009 era cerca de 27 000m dia Esta capacidade manifestamente inferior s necessidades actuais pelo que a gua subterr nea continua a ter um papel fundamental no abastecimento da popula o De acordo com os dados de INGRH o volume global de gua subterr nea explorada em 2008 foi cerca de 99 409m dia sendo parte destinada ao abastecimento p blico Carvalho et al 2010 Em 2011 a empresa Electra dispunha de 3 centrais de produ o de gua dessalinizada e explorava 6 furos de capta o de gua subterr nea A dessaliniza o da gua do mar constitu a 88 da capacidade de produ o ELECTRA 2011 No Quadro 7 7 mostra se de acordo com dados da empresa Electra a produ o de gua para consumo humano no ano 2011 80 Quadro 7 7 Capacidade de Produ o de gua para Consumo Humano na Regi o de Cabo Verde ELECTRA 2011 CAPACIDADE DE PRODU O DE AGUA PARA CONSUMO HUMANO m d Agua Subterr nea Garantida m d Ilha Unidade de Produ o
112. la o e persist ncia de subst ncias Os efeitos globais de decl nio ambiental local 8 Potencial de crescimento na procura de gua avaliando Desenvolvimento futuro e a necessidade de dessaliniza o 9 Impactes s cio econ micos e impacte sobre os cidad os Seguran a de uma fonte de gua pot vel Riscos como padr o de consumo mudando para desperd cio de gua e uso indevido 10 Programas de monitoriza o antes e depois da instala o da dessaliniza o Importante ferramenta para avaliar a precis o das previs es feitas pelo EIA Monitoriza o pr operacional fornece dados do estado inicial do ecossistema Monitoriza o p s operacional fornece dados compar veis dos impactes ap s o in cio de opera o Uma esta o de tratamento de gua por dessaliniza o deve por isso corresponder a par metros ambientais estipulados ser economicamente vi vel quer em termos da sua constru o opera o e gest o quer em termos de monitoriza o e taxas legalmente estabelecidas Younos 2005a 4 1 FASE DE CONSTRU O 4 1 1 Localiza o e Uso do Solo Implanta o da Esta o A escolha da localiza o de uma unidade de dessaliniza o um dos primeiros aspectos fundamentais a ter em conta Segundo Younos 2005a esta escolha afectada n o s pela disponibilidade de fontes de energia mas tamb m pelos custos e riscos associados ao transporte e alimenta o de gua para a un
113. lacional e desenvolvimento econ mico que os problemas de escassez de gua s o mais expressivos De acordo com a UN WATER 2006 a situa o tem sofrido um agravamento a um ritmo alucinante medida que as crescentes reas urbanas imp em uma forte press o sobre os recursos h dricos locais Espera se um aumento populacional sobretudo em cidades asi ticas onde a expectativa de crescimento nos pr ximos 20 anos de 1 bili o de pessoas Estima se ainda que na totalidade se registe um aumento de 3 bili es de pessoas at 2050 90 das quais dever o nascer e viver em pa ses em desenvolvimento Leusbrock 2011 UE EE 6000 A Q as CH 1 i i i Popula o milh es 2000 F Figura 1 4 Popula o global e regional Leusbrock 2011 O crescimento da popula o em combina o com a press o econ mica sobre a popula o acentuar a tend ncia de migra o para as cidades contribuindo para um aumento global da urbaniza o V r smarty et al 2000 Em 2030 os 81 da popula o a residir em zonas urbanas corresponder o a pessoas que vivem em cidades ou vilas de pa ses em desenvolvimento e 60 do total da popula o do mundo viver em cidades localizadas em reas costeiras A urbaniza o maci a que esperada levantar graves problemas no fornecimento e tratamento de gua devido n o s aos recursos j limitados de energia mas tamb m concentra o local de habita
114. m aqu feros que n o s o utilizados para fornecer ou produzir gua pot vel De acordo com o NRC 2008 segundo Tsiourtis 2001 a profundidade atingida nas injec es de concentrado varia entre 320 a 2500m abaixo da superf cie da terra importante salientar que o n vel de armazenamento de concentrado num aqu fero confinado pequeno cerca de 1m por cada 10 000m de volume de aqu fero j para aqu feros n o confinados os valores s o significativamente diferentes podendo armazenar 1m por cada 10m de volume de aquifero NRC 2008 e Lagoas de Evapora o As lagoas de evapora o s o estruturas constru das nas quais se deposita a gua do concentrado permitindo assim que a gua evapore e se forme um dep sito de sais no fundo destas estruturas Mickley 2001 e T cnica ZLD Zero Liquid Discharge A t cnica de ZLD capaz de converter um l quido concentrado num s lido seco com recurso a um mecanismo semelhante a um evaporador A deposi o do s lido resultante normalmente efectuada em aterros apropriados para o efeito Mickley 2001 e Concentradores de Salmoura Outra das t cnicas a que se pode recorrer a concentra o da salmoura atrav s de permutadores de calor e compress o de vapor Assim torna se poss vel recuperar 95 da salmoura em gua destilada onde a concentra o de SDT menor que 10mg l Os 5 remanescentes s o reduzidos a s lidos secos que facilmente se transpo
115. madas e consequentemente incrusta es A configura o das fibras ocas n o possui a estabilidade mec nica para uma lavagem eficiente do filtrado No entanto mais recentemente t m vindo a ser utilizadas as membranas Multibore que combinam grande estabilidade a uma boa capacidade de limpeza De acordo com a empresa inge GmbH que desenvolveu a membrana patenteada Multibore esta uma grande inova o no campo de tratamento de gua Este tipo de membrana consiste num feixe de cabos de fibras pequenas que se encontram dentro de uma estrutura de suporte altamente resistente onde uma nica fibra possui sete capilares individuais com poros de di metros de 0 02 um As estruturas de suporte n o s o mais que caixas de pl stico m dulos Dizzer que garantem melhores propriedades hidr ulicas durabilidades extremamente altas e processos de tratamento limpos e seguros A dessaliniza o ocorre quando a gua ao entrar nos capilares empurrada atrav s dos cabos de fibras e recolhida pelo tubo de pl stico onde se encontra o sistema de fibras A disposi o das membranas aumenta significativamente a estabilidade da membrana o que virtualmente exclui a possibilidade de quebra da fibra A empresa inge GmbH desenvolveu um sistema de tal modo capaz de estabilizar as fibras que n o ocorreu at hoje nenhuma quebra nas membranas colocadas em opera o Para al m disso e de acordo com a empresa inge GmbH as membranas possuem pr
116. membranas poder o ser outras das medidas de mitiga o Mezher et al 2011 e Deposi o em Po os Profundos ou Aqu feros O impacte provocado pelo aumento da salinidade esperada pode ser reduzida ao desviar parte do volume de salmoura para outras alternativas vi veis de deposi o No caso de ser efectuado algum tipo de capta o num po o ou aqu fero pr ximo a injec o deve ter uma dist ncia adequada a fim de limitar a deteriora o da qualidade da gua de alimenta o Svensson 2005 Deve ainda ponderar se a deslocaliza o da posi o de elimina o da salmoura ou devem ser criados meios alternativos de elimina o recorrendo a outras formas de deposi o Mezher et al 2011 e Lagoas de Evapora o Neste tipo de deposi o a principal medida mitigadora dos impactes associados assenta na protec o e impermeabiliza o das lagoas atrav s de um forro duplo e a aplica o de um sistema de colecta de chorume Mezher et al 2011 e Deposi o em Aterro recorrendo T cnica ZLD Zero Liquid Discharge Ao recorrer t cnica de ZLD a forma o do s lido seco resultante que depois depositado em aterro deve ser o principal alvo das medidas mitigadoras pois aquele que causa potenciais efeitos adversos no ambiente Tal como noutro tipo de deposi o efectuada em aterro de res duos com potencial contaminante deve recorrer se protec o e impermeabiliza o do fundo do aterro atrav s
117. nais o que permite um elevado desempenho de fluxo de separa o por membrana Um maior fluxo de passagem e maior rejei o de sais conduzem a processos de efici ncia significativamente maiores exigindo menos mat ria de membrana e energia por unidade de gua dessalinizada Segundo Goh et al 2013 prev se que o surgimento dos nanotubos de carbono possa revolucionar o sector da tecnologia de dessaliniza o proporcionando maior rendimento e caracter sticas mais eficazes de separa o sem introduzir custos significativos no sistema de dessaliniza o 94 e MEMBRANAS BIOMIM TICAS AQUAPORIN MEMBRANES As membranas biomim ticas possuem uma combina o nica capaz de oferecer elevada permeabilidade com prote nas de alta rejei o de soluto e t m atra do um interesse consider vel ao longo dos ltimos anos sobretudo para a constru o de blocos funcionais de membranas para a dessaliniza o da gua Tang et al 2013 As membranas das unidades de Ol utilizadas actualmente oferecem um grau de permeabilidade relativamente baixa o que limita o seu desempenho No que se refere s membranas biol gicas poss vel afirmar que t m vindo a evoluir de forma eficaz especialmente no que respeita ao transporte de gua obtido por um gradiente de press o osm tica atrav s de um sistema de prote nas aquaporin As Aquaporins s o canais formados por prote nas com excelente permeabilidade gua e grande
118. ncrusta o das mesmas Violleau et al 2005 como citado por Munk 2008 A acumula o de s lidos na superficie das membranas um dos principais problemas em qualquer separa o de membrana no entanto no caso da NF pode ser mais complexa devido s interac es que conduzem forma o de dep sitos pois estas ocorrem em escala nano e s o portanto de dif cil compreens o As consequ ncias negativas s o bvias e incluem a necessidade de pr tratamento limpeza de membrana recupera es limitadas e perda de 87 gua de alimenta o e tempo curto de vida das membranas Van der Bruggen Manttari e Nystrom 2008 De acordo com M nk 2008 a an lise de alguns estudos confirmam que a NF aumenta as taxas de recupera o da Ol e MSF devido s excelentes qualidades de filtrado obtido no entanto conclui se que existe a necessidade de recorrer adi o de produtos qu micos na gua de alimenta o de modo a evitar a contamina o e incrusta es nas membranas NF Assim a efici ncia ambiental esperada da NF como alternativa ao pr tratamento n o ser para j a mais indicada especialmente no caso da Ol em que a utiliza o de aditivos quimicos j por si limitada Quanto ao custos e de acordo com Munk 2008 em duas unidade de dessaliniza o por OI na Ar bia Saudita foi poss vel concluir que uma redu o no custo unit rio entre 27 a 29 pela aplica o da NF como pr tratamento devido econom
119. niveis Figura 1 3 Disponibilidade de gua doce no mundo FAO 2007 Segundo dados do IWMI International Water Management Institute uma em cada tr s pessoas enfrenta actualmente alguma forma de escassez de gua constatando se ainda que um quarto da popula o vive em reas que j apresentam escassez de gua e mais de um bili o de pessoas vive em locais onde a gua economicamente invi vel O facto de a gua ser economicamente invi vel impossibilita que mesmo que se constate a sua presen a em rios ou aqu feros a falta de infra estruturas necess rias tornam na inacess vel Para o IWMI a problem tica da escassez de gua n o se restringe apenas quest o da quantidade e define se como um conceito relativo ao comparar a disponibilidade em rela o ao seu uso actual Lattemann Kennedy Schippers amp Amy 2010 Para a FAO 2007 as tr s principais dimens es que caracterizam a escassez de gua s o essencialmente a lacuna f sica de disponibilidade de gua para responder crescente procura o n vel de desenvolvimento das infra estruturas que controlam o armazenamento a distribui o e o acesso e a capacidade institucional de cada regi o para fornecer os servi os de gua necess rios No entanto a escassez de gua tem muitas vezes origem na falta de gua e nas regi es ridas e semi ridas frequentemente afectadas por secas e grande variabilidade clim tica combinada com o crescimento popu
120. nores A MSF sendo um processo t rmico a mais utilizada em pa ses do Golfo P rsico onde a energia obtida a um custo bastante menor Por fim descrevem se alguns dos futuros avan os tecnol gicos alguns ainda em fase de estudo e que permitir o uma constante evolu o nos processos e t cnicas envolvidas para que a dessaliniza o se venha a tornar uma forma eficaz e cada vez mais econ mica de produzir gua pot vel PALAVRAS CHAVE Escassez de gua Dessaliniza o Impactes Ambientais Custos Osmose Inversa Evapora o Multi Flash ABSTRACT Water scarcity is a problem that is increasing and already affects various sectors of society and threats environmental sustainability In response has emerged desalination as a technique for water treatment Desalination has long been used initially to supply municipalities and industries in arid and semi arid regions however this technology has become a great ally as primary resource for water treatment and especially in recent decades has been increasingly used The environmental and economic impacts are the main aspects that affect the proliferation of this technique of water treatment This work has as main objective to contribute to the knowledge of desalination as a water treatment technique and analyzes the environmental and economic aspects trying to focus in the aspects that differ from other types of water treatment techniques The major environmental impact
121. nquadramento paisag stico adequado 5 2 1 Mitiga o de Impactes Ambientais 5 2 1 1 Estruturas de Capta o de gua e Estruturas de Capta o de guas Superficiais De forma a reduzir a colis o e o arrastamento dos organismos nas estruturas de admiss o de gua e a sua poss vel entrada nas unidades de dessaliniza o poss vel recorrer a algumas tecnologias ou aplicar algumas pr ticas simples No caso de organismos vivos de maiores dimens es como peixes ou tartarugas a coloca o de telas com malhas de formas diferentes e a diminui o da velocidade de entrada da gua permite uma minimiza o na entrada e enclausuramento No caso de organismos de menores dimens es como pl ncton ovos ou larvas se as infra estruturas de entrada de gua estiverem localizadas em zonas mais profundas o arrastamento pode ser minimizado As zonas de maior profundidade s o usualmente reas de menor produtividade onde a presen a dos organismos j por si menor Para al m disso o facto de haver menos organismos que podem entrar nas unidades e o facto da qualidade da gua ser muitas vezes superior em rela o s guas costeiras e s guas de superf cie traduz se numa fase de pr tratamento m nima ou at inexistente Lattemann e H pner NRC 2008 No entanto as perturba es nos fundos marinhos durante a constru o s o mais elevadas especialmente quando isso envolve perfura es ou escava es No caso das gu
122. nsidade que a gua do mar resultante do n vel de salinidade que possui e tem tend ncia a sedimentar e espalhar se no fundo do mar afectando fundamentalmente as comunidades bent nicas Lattemann 2005 De acordo Lattemann e H pner 2008 a salinidade densidade e a temperatura s o importantes factores que condicionam a distribui o das esp cies marinhas que normalmente permanecem em reas que proporcionam condi es favor veis para as esp cies De acordo com Rinne 1971 a subida do n vel de salinidade pode provocar em organismos marinhos mais sens veis altera es na press o osm tica das c lulas podendo alterar os processos respirat rios e fotossint ticos e provocar uma redu o nas taxas de crescimento dos seres vivos Para Mickley 2001 este factor perturba os ecossistemas conduzindo desidrata o e at mesmo morte dos organismos e Deple o de Oxig nio O aumento da temperatura e da salinidade da gua do mar contribuem para a redu o da presen a de oxig nio dissolvido na gua Os n veis de oxig nio presentes no efluente s o j por si reduzidos em unidades de dessaliniza o t rmicas devido adi o de qu micos como o caso do bissulfito de s dio que se utiliza para diminuir a corros o que pela sua ac o eliminam o oxig nio No caso da Osmose inversa tamb m se utiliza o bissulfito de s dio que neste caso actua como um agente de neutraliza o do cloro provocando simult
123. nsist ncia na disponibilidade de gua do abastecimento fornecido pela diversifica o das fontes de origem de gua Este aspecto especialmente importante em regi es ridas e semi ridas sujeitas variabilidade das condi es climat ricas e que possam atravessar longos per odos de seca para al m das mudan as que possam ocorrer em padr es de escoamento e recarga de guas subterr neas criadas pela crescente impermeabiliza o das superf cies fruto do desenvolvimento aumentando tamb m a resist ncia a desastres naturais ou outras amea as aos sistemas de abastecimento de agua Cooley et al 2006 Ao passo que a popula o cresce o aumento da procura por este recurso limitado cresce tamb m e estas infra estruturas s o muitas vezes constru das com a preocupa o de garantir um servi o p blico com m ltiplas fontes de abastecimento com diferentes n veis e tipos aumentando a diversidade da oferta diminuindo o risco de esgotar o fornecimento de gua da mesma forma que as barragens e reservat rios s o utilizados para reduzir o risco de interrup o no fornecimento de gua devido seca Cooley et al 2006 A produ o de gua dessalinizada largamente independente de vari veis externas especialmente as que est o ligadas ao clima tendo apenas que se garantir a continua o do funcionamento da esta o de dessaliniza o Cooley et al 2006 4 4 2 Desenvolvimento Social e Econ mico Para al m
124. nte reage com a gua formando compostos n o prejudiciais ex a acidez consumida pela alcalinidade da gua e o pH da descarga tipicamente similar ou ligeiramente mais baixo que o pH da gua Abaixo dos limites de toxicidade Abaixo dos limites de toxicidade Aditivos Anti Espumas Agentes Anti Espuma ex poliglicol N o presente no tratamento tratamento n o necess rio Tipicamente abaixo dos n veis prejudiciais Contaminantes Provenientes da Corros o Metais Pesados Pode conter n veis elevados de Ferro Cr mio N quel e Molibd nio A o Inoxid vel de baixa qualidade nas tubagens Pode conter concentra es de Cobre e N quel Utiliza o de materiais de fraca qualidade Qu micos de Limpeza Qu micos de Limpeza Solu es Alcalinas pH 11 a 12 ou cidas pH 2 a 3 com aditivos como Detergentes Oxidantes e Biocidas ex Formalde do Pode conter concentra es de Cobre e N quel Utiliza o de materiais de fraca qualidade 29 3 5 2 Deposi o do Concentrado Um dos factores mais determinantes na constru o de uma unidade de dessaliniza o a disponibilidade de condi es adequadas para a deposi o do concentrado WHO 2007 Nas esta es de dessaliniza o comum que os subprodutos dos processos de pr tratamento e res duos qu micos sejam levados para o mar juntamente com o concentrado salino no entanto a deposi o de conce
125. ntes Mar Salobra Tipo de fonte de agua Outras Figura 3 2 Capacidade global de dessaliniza o por tipo de origem de agua Lattemann e H pner 2008 Atrav s da leitura da Figura 3 2 poss vel verificar que as duas principais fontes de gua que contribuem para a actual capacidade de produ o de gua dessalinizada s o a gua salgada com origem em guas de mar e oceanos e a gua salobra com origens diversas como estu rios aqu feros e po os Para a classifica o destas duas diferentes origens de gua o factor em causa est relacionado com a presen a de sais dissolvidos na realidade a concentra o de sais dissolvidos que diferencia a gua salobra da gua do mar No Quadro 3 1 poss vel verificar que a concentra o de sais presentes na gua salobra varia consideravelmente face concentra o de sais presentes em guas de mares e oceanos Quadro 3 1 Concentra o de sais em rela o origem da gua adaptado de Cooley et al 2006 Origem Tipo de gua guas Salgadas Mar do Norte Pr ximo de estu rios Golfo do M xico e guas Costeiras Oceano Atl ntico Oceano Pac fico Golfo P rsico Mar Morto Concentra o Aproximada de Sais g l 0 5a3 21 23 a 33 35 38 45 300 17 Dependente das condi es na origem da gua a sua qualidade na entrada das esta es de dessaliniza o variar e determinar os processos de tratamentos a efectuar
126. nto de energia constante o que aumenta os custos de produ o e torna esta op o vi vel apenas em pa ses onde a energia mais barata Suporte ao desenvolvimento econ mico e ind stria Associa o destas unidades a unidades geradoras de energia co gera o reduzindo os custos de produ o de gua Ambientais dependente do grau de salinidade presente no efluente e dos contaminantes que persistem at ao final da linha de tratamento 83 9 ALTERA ES LINHA DE TRATAMENTO CONVENCIONAL PARA BENEFICIO ECONOMICO E AMBIENTAL Normalmente associados aos custos relativos dos impactes ambientais encontramos as medidas de mitiga o O envolvimento de novos processos etapas e outro tipo de tecnologias associadas poder permitir uma redu o nos impactes ambientais mais expressivos embora isso possa representar normalmente custos acrescidos 9 1 ALTERACOES TECNOLOGICAS QUE PERMITEM REDUZIR OS IMPACTES NO MEIO AQUATICO As medidas de mitiga o propostas podem ser introduzidas ao longo da linha de tratamento desde a capta o de agua at a descarga do efluente algumas destas medidas foram j abordadas nos capitulos anteriores De acordo com Munk 2008 para a redu o dos impactes induzidos no meio aqu tico pela deposi o do efluente de uma unidade de dessaliniza o essencial que as altera es tecnol gicas assentem em tr s principios Redu o das concentra es de sais e
127. ntrado pode ser feita de outras formas De acordo com Mezher et al 2011 a escolha do m todo de deposi o depende de oito factores nomeadamente i o volume do concentrado ii a qualidade de componentes do concentrado iii a localiza o geogr fica do ponto de descarga do concentrado iv a disponibilidade do local em receber o concentrado v a permissibilidade da op o vi a aceita o p blica vii os custos de capital e operacionais e viii a capacidade de expans o da instala o Uma das hip teses melhor aceites que a deposi o do concentrado para uma mesma esta o de dessaliniza o possa ser feita para diferentes destinos Younos 2005a De acordo com Younos 2005a as op es de deposi o de concentrado s o as que ser o descritas em seguida 3 5 3 Tipos de Deposi o e Deposi o Superficie A forma mais comum de deposi o do concentrado a sua descarga em guas superficiais nomeadamente em rios riachos etc em guas costeiras como oceanos estu rios e ba as e ainda em lagos ou lagoas Younos 2005a A concentra o de sais da gua que sofreu dessaliniza o concentra o da salmoura chega a ser 2 5 vezes maior do que a concentra o da gua do mar ou oceano que lhe deu origem NRC 2008 Quando feita a descarga de concentrado desta forma medida que o concentrado recebido no meio receptor come a a formar uma pluma de elevada concentra o de salinidade
128. o devido s condicionantes naturais que influenciam a dispers o da pluma resultar em efeitos em reas transfronteiri as 38 e Salinidade Temperatura e Densidade A salinidade presente nas descargas depende do grau de salinidade da gua de origem e do grau de concentra o final de sais que cada m todo permite remover ou seja da taxa de recupera o do processo envolvido UNEP MAP 2003 No caso da densidade do efluente esta varia n o apenas de acordo com a tecnologia a que se recorreu no processo de dessaliniza o mas tamb m com o grau de mistura efectuada antes de uma descarga Estes aspectos determinam ainda a temperatura do efluente aquando da descarga As descargas provenientes das unidades que recorrem a processos t rmicos tendem a flutuar na superf cie e interferem com a produtividade da comunidade pel gica A flutuabilidade destas descargas deve se sobretudo aos grandes volumes de gua para arrefecimento da temperatura do fluxo antes da entrada no meio receptor Lattemann e Hdpner 2008 Younos 2005a O efluente proveniente de uma unidade t rmica situa se entre os 5 a 15 C acima da temperatura do meio receptor e altera n o s a temperatura na zona de descarga mas tamb m a variabilidade sazonal inerente ao local A distribui o biol gica alterada afectando a abund ncia e distribui o das esp cies No caso da salmoura proveniente dos processos de Osmose Inversa esta tem normalmente uma maior de
129. o abastecimento de gua pot vel WRI PNUMA PNUD Banco Mundial e Boswinkel 1998 2000 como citado por UNEP 2008 Ao constatar estes n meros percebe se que cada vez mais a gua doce existente sendo um recurso essencial vida insuficiente para responder acentuada procura dos diversos sectores e a busca constante deste recurso tem se tornado cada vez maior Segundo a FAO 2007 a escassez de gua ocorre quando a procura por este recurso excede a oferta num determinado dominio Ainda segundo a mesma fonte a escassez de gua pode ser definida de v rias formas De forma gen rica a escassez de gua vista como o ponto em que o impacto global de utiliza o colide com o fornecimento ou a qualidade da gua na medida em que a procura n o satisfeita plenamente A escassez de gua simultaneamente um conceito relativo A escassez pode ser por exemplo um produto social um produto da riqueza expectativas e comportamento habitual ou a consequ ncia de padr es alterados de abastecimento decorrentes de altera es clim ticas UN WATER 2006 Assim e para certas regi es a disponibilidade de gua doce determina o modo de vida de sa de p blica e at a economia podendo ser ainda determinante na estipula o de normas sociais Leusbrock 2011 Disponibilidade de gua doce m por pessoa e por ano 2007 Escassez Ei Vulnerabilidade 1000 1700 2500 6000 15000 70000 684000 Dados indispo
130. o da Ol Estes valores apresentam um car cter muito mais significativo do que comparados com o valor de 3 5 para cada parcela no caso da tecnologia de MSF As amortiza es representam claramente uma parcela significativa do custo total aproximadamente 1 3 do custo total tanto para MSF como para Ol e DEPOSI O DO CONCENTRADO Dentro dos factores ambientais que contribuem para o custo de uma unidade de dessaliniza o os mais relevantes s o os que se prendem com os custos associados deposi o do concentrado pois assumem um custo directamente relacionado com o custo de produ o de gua da unidade de dessaliniza o Das op es existentes para a deposi o do concentrado poss vel observar pelo Quadro 6 5 a sua utiliza o global e na Figura 6 3 poss vel verificar o modo como os custos e a produ o de concentrado interagem entre si 68 Quadro 6 5 Distriui o de utiliza o das diferentes t cnicas de deposi o de concentrado WHO 2007 Frequ ncia de Utiliza o de unidades de M todo de Deposi o do Concentrado dessaliniza o Descarga de guas Superficiais 45 Descarga em Esgoto ETAR 42 Injec o em Po os Profundos 9 Lagoas de Evapora o 2 Irriga o por Spray 2 0 T cnica ZLD Zero Liquid Discharge Concentradores Lagoas de da Evapora o j F S Salmoura Irriga o em Spray d n Pi a a 3 Pd a O Injec o em Po os A P
131. o grau de resist ncia do a o inoxid vel e do tit nio surgindo este materiais como duas grandes alternativas vi veis quando comparados com os materiais cobre n quel mais usados por esta es de MSF O custo do a o inoxid vel no entanto menor que o tit nio para al m dos pre os altos praticados para o cobre e n quel o que torna o a o inoxid vel uma op o economicamente vantajosa Al Odwani et al Munk 2006 2008 De acordo com M nk 2008 uma maior resist ncia corros o dos a os inoxid veis n o necessariamente alcan vel pelas concentra es elevadas de metais presentes na liga Um tipo de a o inoxid vel duplex com um tipo de estrutura austenitica ferritica mista fornece duas vezes mais a for a do que o a o austen tico convencional sendo que a espessura e o peso dos componentes reduzido Desta forma a mesma ou maior resist ncia corros o obtida com menores n veis de liga Para esta es MSF o recurso a materiais como o a o inoxid vel o tit nio n o s conferem um grande grau de resist ncia corros o como consequentemente acabam por ser alternativas ambientalmente vantajosas 90 Embora nas unidades por Ol a preocupa o com a corros o n o seja elevada devido s caracter sticas inerentes ao pr prio processo de dessaliniza o algumas destas esta es utilizam j materiais como o a o inoxid vel ou subst ncias pol mericas o que se traduz em op es ambientalmente
132. o podem ser mitigadas apenas por dilui o do concentrado antes da descarga UNEP MAP 2003 De forma a mitigar a presen a de metais pesados no concentrado essencialmente proveniente da corros o das tubagens deve manter se o pH elevado do concentrado ou promover a adi o de agentes quelantes quelantes s o subst ncias que permitem reter os i es met licos formando quelatos e possibilitam a posterior elimina o de metais pesados Deste modo poss vel reduzir a concentra o de cobre e por conseguinte o grau de toxicidade a ele associado Rinne 1971 como citado por NRC 2008 55 O n quel tamb m um metal pesado embora menos t xico que o cobre mesmo que apresente concentra es semelhantes NRC 2008 O tit nio um material que pode ser utilizado na constru o das tubagens e outros equipamentos em alternativa ao cobre pois apresenta uma resist ncia corros o bastante superior O nico impedimento o custo do tit nio face ao custo do cobre NRC 2008 e Anti Incrustantes O uso de anti incrustantes um meio mais barato do que recorrer ao amaciamento da gua de forma a proteger as incrusta es Ao longo dos ltimos anos os aditivos anti incrustantes mais utilizados s o os pol meros de cido maleico A utiliza o destes produtos elimina a possibilidade de problemas de eutrofiza o ap s a deposi o no meio marinho UNEP MAP MED POL 2003 O uso de cido sulf rico a fim de facilita
133. o por WHO 2007 De acordo com WHO 2007 tamb m O i o s dio poder estar presente na gua dessalinizada dependendo da efic cia do processo de remo o de sais e da mistura no processo de p s tratamento que poder envolver gua do mar n o dessalinizada O facto de a gua dessalinizada poder ter que vir a sofrer uma mistura final com outro tipo de gua influencia a sua qualidade final visto que a qualidade da gua usada para a mistura tamb m fundamental para a qualidade do produto final Segundo WHO 2008 importante considerar a import ncia do c lcio e magn sio para a protec o de doen as cardiovasculares isqu micas Segundo a OMS recomendada uma concentra o de 10mg l de magn sio e 30mg I de c lcio na gua pot vel O recurso remineraliza o uma pr tica comum numa fase final de tratamento da gua dessalinizada contribuindo para o processo de inibi o da corros o dos sistemas de distribui o de gua e de forma a repor os i es necess rios particularmente os i es c lcio e magn sio Em ltima inst ncia e tal como para outra fonte de gua o armazenamento e 49 distribui o da gua devem ter em considera o as contamina es que possam eventualmente surgir e alastrar se pelo sistema WHO 2007 4 4 IMPACTES S CIOECON MICOS 4 4 1 Diversidade e Fiabilidade no Abastecimento de gua Um dos grandes benef cios do recurso dessaliniza o a fiabilidade co
134. ogias alternativas que permitam corresponder procura crescente deste recurso necess rio encontrar uma origem fi vel e sustent vel Sendo a superf cie da terra coberta essencialmente por gua salgada encontra se aqui uma fonte alternativa que pode tornar se vi vel para o fornecimento de gua doce De acordo com o National Research Council NRC 2008 existem v rias formas de definir os graus de salinidade presentes na gua WHO 2007 considera que a gua com concentra es abaixo dos 1000mg l de SDT aceit vel para os consumidores no entanto esta concentra o pode variar de acordo com as circunst ncias Para a U S Environmental Protection Agency EPA um n vel de SDT superior a 500 mg l pode ser considerada como desagrad vel Da gua salgada existente no mundo mais de 97 cont m um grau de salinidade que oscila entre os 33 000 e 37 000mg l de SDT segundo Morgan e Stumm 1996 Para que a gua salgada ou salobra possa ser utilizada como origem de gua para produ o de gua pot vel necess rio recorrer a um processo que permita a remo o da excessiva concentra o de sais nela presente isto a uma tecnologia de dessaliniza o Podem ser diversas as origens de gua para o processo de dessaliniza o Para al m dos recursos superficiais como os mares e oceanos que fornecem gua salgada outras fontes de origem subterr nea como os aqu feros podem fornecer gua salobra e salgada Esta
135. omo po os e onde poss vel admitir 84 grandes volumes de gua A gua passa atrav s das camadas geol gicas dos fundos marinhos que actuam como um sistema de filtros naturais Desta forma poss vel captar gua de maior qualidade onde a mat ria suspensa reduzida e consequentemente a turva o tamb m para al m dos poluentes que possam estar presentes na gua de origem Estima se que esta redu o seja de 90 Peters et al 2008 De acordo com Peters Pint e Pint 2007 esta tecnologia permite Eliminar os impactes negativos relativos s esp cies marinhas fauna e flora sem criar problemas de enclausuramento arrastamento colis o e morte de esp cies aqu ticas Minimizar os impactes ambientais decorrentes da constru o deste sistema face ao sistema convencional de capta o de gua Reduzir drasticamente a necessidade de recorrer fase de pr tratamento especialmente no caso da Ol o que prolonga tamb m o tempo til de utiliza o das membranas Ao minimizar a fase de pr tratamento e a utiliza o de dosagem qu mica e todas as outras implica es causadas a jusante tamb m poss vel reduzir os custos associados fase de opera o e manuten o O sistema Neodren actualmente utilizado em esta es por Ol Em unidades de MSF a implementa o deste sistema teoricamente poss vel mas sendo que este tipo de esta es n o requer gua de grande qualidade esta
136. oncentrado Sulfato fica no de Carbonatos Concentrado Protecgao das Membranas Anti incrustantes Preven o de Agentes Complexos Formados ficam Incrusta es nas Dispersantes no Concentrado Membranas Coagula o Filtra o Preven o Incrusta es e Coagulantes Floculantes formados Entupimentos nas Floculantes Removidos por Filtra o Membranas Desinfec o Preven o de Cloro Biocidas Cloro Presente nos Produtos Incrusta es Biol gicas e UV Finais Remo o de Microrganismos das Membranas Remo o de Cloro Protec o das Bissulfato de Reage com o Cloro formando Membranas S dio ou Sulfatos Granulado de Cloro e Sulfatos presentes no Carv o Activado Concentrado 3 3 T CNICAS PROCESSOS ENVOLVIDOS NA DESSALINIZA O Os processos mais relevantes envolvidos na dessaliniza o podem dividir se em dois grupos Processos t rmicos Processos de tecnologia de membranas 3 3 1 Processos T rmicos O processo t rmico de obten o de gua doce a partir de gua salgada assegurado por m todos de destila o Genericamente o processo t rmico baseia se no processo que ocorre no ciclo natural da gua no qual a gua evapora condensa e precipita De acordo com WHO 2007 quando as solu es salinas s o conduzidas ebuli o o vapor formado consiste em gases sol veis de gua pura e compostos org nicos vol teis enquanto os sais e outros compostos org nicos permanecem na solu o n o evap
137. opriedades anti incrustantes excelentes alta resist ncia qu mica e toler ncia a grandes varia es de pH pH 1 a 13 As membranas Multibore proporcionam ainda uma barreira de seguran a contra os s lidos em suspens o bact rias v rus e outros microrganismos para al m de assegurarem um n vel consistente de alta qualidade do filtrado mesmo nos casos em que a composi o da gua original varia o que torna esta tecnologia numa excelente op o como etapa preliminar na osmose inversa Desta forma esta tecnologia inovadora da inge GmbH permite uma significativa redu o de custos e confiabilidade operacional m xima 86 De acordo com Czolkoss e Bu Rashid 2007 atrav s da instala o de uma unidade piloto na esta o de dessaliniza o por Ol de Addur no Bahrain foi poss vel comprovar a capacidade destas membranas na aplica o dessaliniza o de guas de muito fraca qualidade A gua do mar em Addur reconhecida pelos altos n veis de salinidade e o seu alto teor de mat ria org nica devido s descargas industriais e residenciais sendo considerada como das guas mais exigentes em termos de tratamento na regi o do Golfo P rsico A esta o de dessaliniza o de Addur implementou um sistema de UF em meados de 1999 no entanto cedo se percebeu que este sistema de membranas sofria de graves problemas de incrusta es biol gicas um problema an logo ao j enfrentado antes da implementa o da f
138. orada 20 Dos principais processos da dessaliniza o t rmica destacam se a Destila o Solar a Evapora o Multi Flash MSF a Destila o de M ltiplo Efeito MED e a Compress o de Vapor Os dois processos mais utilizados mundialmente s o a MSF e a MED Ambos os processos s o utilizados na dessaliniza o de gua salgada e salobra no entanto a maioria dedicada dessaliniza o de gua salgada Como referiu Levy 2008 as grandes unidades de dessaliniza o encontram se muitas vezes associadas a grandes esta es de produ o de energia uma vez que grandes unidades de grande capacidade de destila o requerem vapor como for a motriz tamb m por este motivo que estes m todos s o mais comuns no M dio Oriente onde o petr leo utilizado como fonte de energia prim ria para obten o de energia el ctrica 3 3 1 1 Destila o Solar Neste m todo recorre se energia solar de forma a promover a evapora o da gua e subsequente condensa o A gua a dessalinizar encontra se em tanques cobertos por vidro ou outro tipo de material transparente permitindo a entrada da luz solar o que ir promover o aumento da temperatura da gua e a consequente evapora o A acumula o de vapor no interior ir condensar e a gua escoa atrav s de pontos de recolha Assim ocorre uma separa o da gua dos sais minerais e impurezas transformando a em gua pot vel importante referir que e
139. os adultos NRC 2008 Genericamente diferentes ecossistemas marinhos ou costeiros s o susceptiveis de varia o em termos de sensibilidade deposi o do concentrado NRC 2008 p 126 4 2 1 3 Outras Formas de Deposi o do Efluente Concentrado e Deposi o no Inicio ou Final do Processo de Tratamento de guas Residuais Comum s duas situa es de deposi o envolvendo o processo de tratamento de guas residuais o facto de se tentar reduzir o m ximo poss vel o potencial salino que seria inicialmente lan ado para o meio marinho Ambas as op es permitiriam reduzir a carga de 44 SDT atrav s da dilui o do concentrado antes da deposi o e simultaneamente aumentariam os n veis de oxig nio dissolvido presentes no efluente final A op o da deposi o do fluxo numa esta o de tratamento de guas residuais deve ser avaliada especialmente no caso das unidades de Ol onde as descargas apresentam um alto teor de salinidade No entanto no caso das unidades t rmicas dado o teor de salinidade do concentrado ser reduzido esta op o n o considerada vi vel visto que a simples mistura do concentrado com gua se mostra eficaz A possibilidade de um aumento nos n veis de salinidade nos pontos de descarga o factor mais nocivo s esp cies aqu ticas para al m disso a este tipo de deposi o est associado tamb m o aumento de compostos qu micos presentes em ambos os efluentes de acordo com o pro
140. os usos do solo recreativo social etc Altera es na gua solo e ar durante a constru o 2 Alternativas de uso de energia e qualidade do ar tendo em considera o As emiss es atmosf ricas incluindo os gases de efeito estufa e outros poluentes O risco de acidentes devido ao transporte e manipula o de combust vel 3 Consumo de gua do mar ou de outra fonte tendo em considera o Risco de arrastamento e entrada de organismos vivos Perturba o dos ecossistemas aqu ticos durante a constru o Risco de intrus o de gua salgada para a gua subterr nea 4 Descargas de salmoura e qu micos tendo em considera o Os impactes potenciais de salinidade descargas t rmica produtos qu micos etc no meio ambiente 5 Combina o do fluxo de res duos com outras descargas tendo em considera o 34 Aspectos positivos na dilui o de fluxo de salmoura que se misturam com guas de refrigera o ou gua residual Adi o t rmica e qu mica ao meio atrav s da mistura de fluxo da salmoura 6 Condi es oceanogr ficas ou outras e uso de modelos de dispers o incluindo Avalia o de correntes e comportamento de mistura de efluentes avalia o de risco para o ambiente receptor e ecossistemas afectados como resultado da introdu o e forma o da pluma salina 7 Efeitos transfronteiri os tendo em considera o Poss veis efeitos fora da rea focada atrav s da acumu
141. para consequente protec o das membranas Em contraste as solu es de limpeza que s o usadas para restaurar periodicamente o desempenho de membranas de OI s o potencialmente mais nocivas do que os res duos produzidos durante a limpeza das unidades que recorrem a processos t rmicos como a MSF Outra das vantagens da dessaliniza o por Ol o facto de ser um processo energeticamente menos exigente o que o torna n o s num processo mais ecol gico que a MSF mas muitas vezes tamb m menos dispendioso Foi poss vel concluir que a forma mais utilizada para a descarga dos efluentes resultantes de uma unidade de dessaliniza o a deposi o aqu tica Das v rias estrat gias de deposi o do concentrado a t cnica mais vantajosa ambientalmente a t cnica ZLD embora seja tamb m a mais cara A aplica o de outras t cnicas ou adi o de outras s j existentes pode alterar positivamente os aspectos ambientais e econ micos mais relevantes O pr tratamento a UF e as Sponge Balls podem ser introduzidos nos sistemas e proporcionam uma melhoria significativa na fase de pr tratamento e removem muitos dos produtos qu micos utilizados A forma de capta o de gua por um sistema embebido nos fundos marinhos resulta noutra alternativa de pr 97 tratamento t o eficaz e ambientalmente vantajosa que embora os custos iniciais possam ser mais elevados face a outra capta o podem resultar num
142. r a ac o dos anti incrustantes nas membranas de Ol deve ser considerado Um estudo de impacte ambiental em refer ncia ao efluente de uma unidade de Ol em Malta Aguis 1988 mostrou que os valores de pH da salmoura foram mais baixos 7 3 do que o pH da gua do mar 8 28 quando se recorreu ao uso do cido s lfurico UNEP MAP 2003 e Coagulantes Para a mitiga o do impacte causado pela gua de lavagem proveniente dos filtros dever ser promovida a sua dilui o por exemplo por mistura cont nua com a gua salgada ou em alternativa a gua de lavagem dos filtros pode ser recolhida proceder a sedimenta o das part culas efectuar uma desidrata o e o res duo resultante dever ser transportado para um aterro Lattemann e H pner 2008 e Anti Espumas Tendo em conta que os agentes anti espumas n o s o considerados como potenciais causadores de impactes ambientais n o s o recomendadas medidas mitigadoras neste caso e Qu micos de Limpeza A maioria dos produtos qu micos de limpeza e desinfec o representam um risco para os seres marinhos sendo por isso essencial que a deposi o do concentrado nos ambientes aqu ticos deva ser estritamente regulada 56 importante que haja uma neutraliza o das solu es extremamente alcalinas ou cidas e que se proceda a um tratamento dos agentes de limpeza de forma a remover qualquer tipo de potencial toxicidade Lattemann 2005 As solu es de limpeza dever o
143. randes problemas associado ao cloro o facto de este ser potencialmente persistente bioacumulativo e produzir compostos org nicos halogenados e cancer genos Lattemann e H pner 2003 como citado em NRC 2008 Outro dos problemas que resulta directamente da utiliza o de cloro tem a ver com a forma o de sub produtos tais como derivados org nicos halogenados como o hipoclorito e hipobromito e que em associa o aos constituintes org nicos da gua salgada podem resultar na forma o de trihalometanos como o bromof rmio e cidos haloac ticos Lattemann e H pner 2008 Outros compostos como clorofen is e clorobenezenos podem surgir caso se registe a presen a de compostos de petr leo Todos estes compostos t m no entanto mostrado evid ncias de possu rem propriedades carcinog nicas ou outro tipo de riscos associados inerentes a per odos de longa exposi o No entanto e de acordo com Lattemann e H pner 2008 o cloro residual representa um risco de ecotoxicidade bastante superior para as esp cies marinhas do que os sub produtos que dele podem resultar e Metais Pesados Os metais pesados provenientes da corros o de materiais das esta es passam frequentemente para a solu o do concentrado e podem encontrar se em concentra es 40 vari veis podendo estes n veis chegar a ser t xicos para os organismos aqu ticos As composi es vari veis de metais pesados encontrados na salmoura s o fru
144. rejei o de soluto o que as torna promissoras para a prepara o de membranas biomim ticas de grande desempenho Zhao et al 2012 De acordo com Zhao et al 2012 estima se que uma membrana biomim tica aquaporin pode potencialmente atingir uma permeabilidade gua de duas ordens de magnitude superior em rela o s membranas de Ol mais comuns As membranas biomim ticas aquaporin ainda n o est o dispon veis no mercado no entanto os mais recentes resultados sugerem que o prazo para a sua disponibiliza o pode ser relativamente curto Tang et al 2013 Para al m destas tr s tecnologias de membranas tamb m outras tecnologias parecem poder constituir o futuro da dessaliniza o enquanto t cnica de tratamento de gua A destila o por membrana MD e tecnologias de membrana n o electroqu micas tais como a desioniza o capacitiva CDI t m vindo a ser exploradas como potenciais tecnologias de dessaliniza o afirmando se como alternativas que podem oferecer baixo consumo de energia com grande n vel de recupera o de gua De acordo com Ng Thu Kim Chakraborty e Amy 2013 uma outra tecnologia emergente na rea dos processos t rmicos a dessaliniza o por adsor o t rmica Este um m todo economicamente vantajoso em que os custos s o reduzidos pois a dessaliniza o apenas requer calor a baixa temperatura que pode ser disponibilizado em abund ncia tanto por fontes de energia
145. rofundos DO es a Aguas Superficiais i Esgoto ETAR Figura 6 3 Evolu o dos custos associados a diferentes t cnicas de deposi o de concentrado Mickley 2001 69 Quadro 6 6 Compara o de custos entre as diferentes formas de deposi o de concentrado adaptado de Bernat et al 2010 Opcoes e Refer ncia Custos Indicativos m Factores Criticos Op es de Deposi o do Concentrado guas Superficiais 0 023 0 23 Constru o de estruturas de sa da tubagem e bombagem Esgoto ETAR 0 23 0 50 Taxa de deposi o salinidade capacidade do esgoto limites permitidos Injec o em Po os 0 25 2 00 Di metro e profundidade das tubagens taxa Profundos de injec o e custos qu micos Lagoas de Evapora o 0 89 7 60 Volumes necess rios concentra o de sais Taxa de evapora o taxa de deposi o custos de protec o das lagoas T cnica ZLD Zero Liquid 0 50 20 00 Taxa de deposi o custos de energia Discharge salinidade Refer ncia Substitui o de Membranas 0 006 0 038 Qu micos 0 006 0 038 poss vel verificar que a t cnica economicamente menos vantajosa a ZLD Esta t cnica apesar dos seus in meros benef cios em termos ambientais o custo associado ainda bastante elevado devido energia requerida para o processo para al m disso acrescido o custo do transporte do s lido para o aterro A situa o mais vantajo
146. rso de vida minha av sempre presente na minha mem ria nos mais diversos momentos e que hoje compreendo me ajudou a ver as coisas sempre pelo lado mais pacifico e humano Nunca a esquecerei e s lamento n o lhe ter agradecido o suficiente tudo o que sempre fez por mim Ao meu mano Miguel que ser sempre o meu companheiro e amigo Ao meu marido Z que eu adoro e um exemplo de dedica o e for a de vontade em tudo o que faz agrade o a cont nua motiva o para que eu conseguisse ultrapassar mais esta etapa VII VIII RESUMO A escassez de gua cada vez mais um problema actual e afecta j v rios sectores da sociedade amea ando tamb m a sustentabilidade ambiental Como resposta tem surgido a dessaliniza o enquanto t cnica de tratamento de gua A dessaliniza o foi muito utilizada inicialmente para abastecer os munic pios e ind strias de regi es ridas e semi ridas no entanto esta tecnologia tem se tornado um excelente aliado como recurso prim rio para o tratamento de gua e sobretudo nas d cadas mais recentes tem sido cada vez mais utilizada Os impactes ambientais e econ micos s o os principais aspectos que condicionam a prolifera o desta t cnica de tratamento de gua Este trabalho tem como principal objectivo contribuir para o conhecimento da dessaliniza o enquanto t cnica de tratamento de gua analisando as vertentes ambiental e econ mica tentando focar sobretudo o
147. rtam e s o depositados com recurso a outro tipo de deposi o j mencionada ou podem mesmo vir a ser reutilizados por empresas de manufactura de sal Younos a 2005 3 5 4 Outros Res duos Resultantes do Processo de Dessaliniza o Os res duos resultantes de uma unidade de dessaliniza o excluindo os que j foram mencionados s o aqueles que t m uma ac o ao longo do processo de dessaliniza o mas 32 n o se constituem como um sub produto final presente no concentrado Podem no entanto ser adicionados ao concentrado formando o fluxo rejeitado que depois descarregado De acordo com WHO 2007 dos res duos gerados por uma unidade de dessaliniza o poss vel destacar Res duos do processo de pr tratamento Agua de lavagem dos filtros de pr tratamento Solu es de limpeza das membranas usadas A composi o destes res duos o resultado das solu es aplicadas de limpeza anti incrustantes coagulantes anti espumas etc bem como dos s lidos part culas em suspens o e at mesmo res duos de componentes dos filtros e membranas ap s o processo de remo o e lavagem dos mesmos Para a deposi o destes res duos usual recorrer se deposi o superficial em mares rios oceanos etc juntamente com o concentrado WHO 2007 33 4 IMPACTES ASSOCIADOS DESSALINIZA O DE GUA A instala o de infraestruturas de dessaliniza o de gua tem vindo a crescer r
148. s a fina camada de gua salgada entra em ebuli o assim que absorve o calor do vapor Ao vapor resultante retirada a salmoura antes desta prosseguir para outra etapa semelhante O processo repetido v rias vezes A gua que n o evapora regressa novamente fase inicial e o processo vai sendo repetido at que sejam atingidos os n veis de concentra o de sais desejados Levy 2008 AN 4 Agua do mar i f jjj p gua destilada Extra o de concentrado salino l 1 I l a See WE l I 1 Figura 3 5 Esquema do Processo de Destila o M ltiplo Efeito Tanto a evapora o Multi Flash como a Destila o M ltiplo Efeito adaptam se a qualquer tipo de fonte de calor e t m capacidade para dessalinizar grandes quantidades de gua salgada Guerreiro 2009 3 3 1 4 Compress o de Vapor Este processo semelhante ao processo de evapora o multi flash no entanto recorre utiliza o de um compressor para o vapor de gua gerado na evapora o da gua a altas temperaturas de forma a aumentar a temperatura da gua para que esta evapore mais rapidamente Levy 2008 Ao contr rio dos processos anteriores utilizado em unidades de reduzidas dimens es com uma capacidade instalada de cerca de 5 000 m dia de acordo com Semiat 2000 considerado por alguns autores como sendo um dos processos de destila o mais eficientes pois tem uma grande capacidade de dessaliniza o mesmo quando a
149. s aspectos que divergem de outros tipos de t cnicas de tratamento de gua Dos principais impactes ambientais destaca se a descarga do concentrado de salmoura rejeitado pelas unidades de dessaliniza o A descarga dos sub produtos provenientes de uma esta o de tratamento por dessaliniza o comummente efectuada no meio aqu tico provocando altera es significativas neste meio uma vez que a salmoura pode conter uma variedade de produtos qu micos com elevadas concentra es A potencial nocividade deste tipo de descargas no ambiente aqu tico e outras formas de destino final alvo de identifica o e an lise Foi ainda elaborada uma compara o dos custos mais relevantes entre as duas principais tecnologias a Ol Osmose Inversa e a MSF Multi Stage Flash Para al m disso incorporou se um conjunto de recomenda es que permitem diminuir n o s os impactes ambientais mas como os custos do processo Concluiu se que a t cnica da dessaliniza o de gua pode potencialmente destacar se como t cnica prim ria de abastecimento de gua pot vel verificando se um alargado crescimento em v rios pa ses do mundo mesmo em pa ses com menos recursos econ micos na medida em que os custos associados s o cada vez mais baixos A Ol e a MSF assumem o papel de maior destaque nesta t cnica e no caso da Osmose Inversa esta a t cnica onde os impactes ambientais os custos e o disp ndio energ tico s o me
150. s stands for the discharge of concentrated brine rejected by desalination plants The discharge of the by products from a desalination water treatment plant is commonly carried out into water causing significant changes in this environment since the brine may contain a variety of chemicals at high concentrations The potential harm of such discharges in the aquatic environment and other forms of final destination is target of identification and analysis Was even prepared a comparison of the costs between the two most relevant key technologies RO Reverse Osmosis and MSF Multi Stage Flash Additionally incorporated into a set of recommendations that will minimize not only the environmental impact but also the costs of the all process It was concluded that the technique of desalinating water can potentially stand out as primary technique for drinking water supply checking for an extended growth in many countries even in countries with fewer economic resources to the extent that associated costs are lower and lower The RO and the MSF assume greater role in this technique and in the case of reverse osmosis this is the technique where the environmental impacts costs and energy expenditure are smaller The MSF is a thermal process that is most used in the Gulf countries where energy is obtained at a much lower cost Xl Finally we describe some future technological advances some still in the study phase and that will allow
151. sa economicamente a deposi o do concentrado em guas superficiais pois para esta op o o investimento associado significativamente menor para al m de custos de opera o reduzidos o que torna esta t cnica de deposi o como preferencial no que respeita aos custos envolvidos 6 2 EVOLU O DOS CUSTOS ASSOCIADOS DESSALINIZA O A dessaliniza o considerada por muitos como dispendiosa no entanto a dessaliniza o tem vindo a expandir se rapidamente nas d cadas mais recentes face aos custos associados cada vez mais competitivos quando comparados com os sistemas comuns de tratamento e distribui o de gua GWI 2006 70 mmm Capacidade instalada Pre o da gua Pre o da gua im Capacidade instalada Mm dia 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 Ano Figura 6 4 Pre o da gua dessalinizada vs capacidade instalada de produ o adaptado de Cooley et al 2006 Verifica se pela leitura da Figura 6 4 que existe uma redu o de custos significativa ao longo do tempo medida que a capacidade de produ o instalada aumentou tamb m o custo deste recurso foi sendo cada vez menor Segundo Zhou e Tol 2004 num estudo que considerou 442 esta es de dessaliniza o a utilizar processos de MSF em todo o mundo entre 1957 a 2001 com uma capacidade total de 12 6 milh es de m dia concluiu se que o custo unit rio associado foi reduzido substancialmente desde o
152. seg DADe Ana Carolina Silv rio Pires de Abreu Ara jo Licenciatura em Arquitectura Paisagista Ce S S Somsa non St Contribui o para o Estudo da Viabilidade Sustentabilidade da Dessaliniza o enquanto T cnica de Tratamento de Agua Disserta o para obten o do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente Perfil Engenharia Sanit ria Orientador Prof Doutora Rita Maur cio Rodrigues Rosa Prof Auxiliar FCT UNL J ri Presidente Prof Doutor Ant nio Pedro de Macedo Coimbra Mano Arguente Prof Doutor Ant nio Pedro de Macedo Coimbra Mano Vogais Prof Doutora Leonor Miranda Monteiro do Amaral Prof Doutora Rita Maur cio Rodrigues Rosa FACULDADE DE CI NCIAS E TECNOLOGIA UNIVERSIDADE NOVA DE LISBOA Mar o 2013 BS DADe Ana Carolina Silv rio Pires de Abreu Ara jo Licenciatura em Arquitectura Paisagista Ce s S Somsa non St Contribui o para o Estudo da Viabilidade Sustentabilidade da Dessaliniza o enquanto T cnica de Tratamento de Agua Disserta o para obten o do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente Perfil Engenharia Sanit ria Orientador Prof Doutora Rita Maur cio Rodrigues Rosa Prof Auxiliar FCT UNL J ri Presidente Prof Doutor Ant nio Pedro de Macedo Coimbra Mano Arguente Prof Doutor Ant nio Pedro de Macedo Coimbra Mano Vogais Prof Doutora Leonor Miranda Monteiro do Amaral Prof Doutora Rita Maur cio Rodrigues Rosa FACULDADE DE CI
153. simultaneamente os custos iniciais para a fase de pr tratamento e reflectiar se nos custos de opera o da unidade de dessaliniza o e CUSTO DA ENERGIA O custo da energia o factor que representa maior preponder ncia no custo da explora o O consumo de energia e a sua disponibilidade s o dos elementos mais importantes e muitas 65 vezes determinantes na escolha do m todo de dessaliniza o A energia determina que a maioria das unidades de MSF operem em pa ses produtores de petr leo enquanto as unidades de Ol s o mais comuns em regi es onde se regista uma quebra nas reservas de agua doce mas existe uma boa fonte de gua do mar dispon vel Lattemann e H pner 2008 Quadro 6 3 Energia Requerida para o processo de MSF gua salgada e Ol gua salgada e gua salobra adaptado de Mezher et al 2011 MSF Ol Energia El ctrica com ou sem co gera o 3 5 gua Salgada 4 8kWh m Requerida 5 0kWh m kWh m T rmica 69 44 83 33kWh m gua Salobra 2 3kWh m T rmica em co gera o 44 44 47 22kWhlm3 Dae tae d Quadro 6 4 Custo de produ o de gua de acordo com o tipo de sistema de abastecimento de energia adaptado de Bernat et al 2010 Tipo de gua 8 F de Origem Tipo de Energia Custo m Salobra Convencional 0 21 1 06 Fotovoltaica 4 50 10 32 Geot rmica 2 00 Salgada Convencional 0 35 2 70 E lica 1 00 5 00 Fotovoltaica 3 14 9 00 Solar 3
154. sso as dosagens utilizadas s o baixas e as concentra es das descargas sofrem uma dilui o pr via O polietiloglicol usado apenas nas unidades dessalinizadoras por Multi Stage Flash temporariamente sendo que nem sempre necess rio recorrer a estes aditivos nas esta es de dessaliniza o apenas quando existe a probabilidade de ocorrer a forma o de espumas Lattemann e H pner 2003 e Qu micos de Limpeza O uso de qu micos para limpeza utilizado v rias vezes nas unidades de dessaliniza o de forma a melhorar o desempenho dos equipamentos ou processos envolvidos no tratamento da gua No caso das unidades de osmose inversa as solu es alcalinas de pH 11 12 s o utilizadas para remover dep sitos org nicos como lamas e biofilme das membranas e as solu es cidas de pH 2 3 s o utilizadas para os res duos inorg nicos como os xidos met licos e dep sitos calc rios incrusta es A limpeza das unidades t rmicas recorre apenas a lavagens com solu es cidas pH2 s solu es de limpeza s o muitas vezes adicionados outro tipo de qu micos tais como detergentes antioxidantes agentes complexantes ou biocidas no caso da desinfec o de membranas e inibidores de corros o no caso das dessalinizadoras t rmicas de forma a proteger os materiais da corros o O hipoclorito de s dio per xido de hidrog nio ou o formalde do s o alguns dos agentes qu micos envolvidos nestes processos NR
155. st o da mitiga o dos impactes ambientais provocados por uma unidade de dessaliniza o a fase de constru o dever ser referida Os trabalhos de constru o devem ser agendados por per odos de tempo que garantam uma baixa interfer ncia com a recrea o e turismo bem como com a reprodu o e migra o das esp cies quer terrestres quer aqu ticas que poder o ser potencialmente afectadas Ao manter as esp cies de fauna flora e os seus habitats protegidos tamb m uma forma de contribuir para o m nimo de entropia causada nos ecossistemas garantindo um m nimo de equil brio ecol gico no local Como ac es preventivas devem ser criadas zonas de buffer de forma a minimizar o ru do e a polui o do ar diminuindo o impacte causado nas reas populacionais mais pr ximas bem como as emiss es geradas para a atmosfera 5 1 1 Localiza o e Uso do Solo Implanta o da Esta o As unidades de dessaliniza o devem quando poss vel ser localizadas nas proximidades de outro tipo de estruturas id nticas para que se possa aproveitar as infra estruturas j constru das como estradas tubagens ou outras minimizando a necessidade de ocupa o do solo e consequentes perturba es Deve se tanto quanto poss vel evitar a localiza o de unidades desta natureza em reas protegidas ou em que esp cies ou determinados tipos de habitats tamb m o sejam UNEP MAP 2003 A localiza o da unidade deve ser estu
156. ste m todo ao utilizar a energia solar pouco dispendioso em termos energ ticos embora necessite de grandes reas de implanta o para a constru o de tanques de grandes dimens es Levy 2008 o que torna a sua escolha enquanto tecnologia dif cil de aplicar em determinadas zonas Segundo Semiat 2000 s o necess rios 250m para obter 1m dia de gua 3 3 1 2 Evapora o Multi Flash MSF At ao inicio da d cada de 90 a evapora o multi flash foi a t cnica mais comum no processo de dessaliniza o da gua A evapora o multi flash ou tamb m designada de evapora o instant nea consiste na ebuli o da gua em etapas sucessivas onde controlada a press o e a temperatura Neste m todo recorre se a um conjunto de evaporadores com press es ligeiramente menores entre eles A diminui o da press o entre evaporadores proporciona imediatamente a ebuli o da gua medida que esta atravessa cada um dos evaporadores Este r pido processo de ebuli o induz uma imediata evapora o da gua salgada ou literalmente a uma evapora o flash 21 O vapor sobe at aos condensadores arrefecendo depois ao longo de v rios tubos onde circula a salmoura A gua doce conduzida para o exterior da c mara e a salmoura enviada para o meio receptor ou para destino final conforme mostra a Figura 3 4 Permutador C mara C mara C mara de calor Calor J proveniente da ebuli o Agua do mar di
157. te no que respeita Ol alguns desenvolvimentos recentes tais como o aumento da capacidade da unidade as melhorias na concep o do processo e de materiais bem como a utiliza o de sistemas h bridos sistemas de dessaliniza o associadas a unidades geradoras de energia t m contribu do para a redu o de custos bem como para a redu o no consumo de energia Amy et al 2013 Da mesma forma os avan os tecnol gicos na rea das membranas e integra o de sistemas tamb m diminuiu o custo da gua dessalinizada de origem salobra para metade nas ltimas duas d cadas Em alguns sistemas a quantidade de energia necess ria para produzir 1m de gua fresca diminuiu mais de 64 No entanto no caso da gua salobra o custo mais dificil de estimar devido qualidade da gua e mudan as na quantidade dispon vel de gua na origem Mas o custo da gua salobra sempre inferior no caso da Ol principalmente devido menor salinidade da gua de alimenta o o que exige menor press o aplicada permite uma maior recupera o e provoca um menor consumo de energia por unidade de volume de gua produzido e um custo substancialmente mais baixo de investimento No Quadro 6 7 e segundo dados da GWI em 2004 mostram se as perspectivas para o mercado mundial da dessaliniza o para os pr ximos dez anos 2014 para as tr s principais tecnologias Quadro 6 7 Perspectivas para o mercado mundial da dessaliniza o at 2014
158. tion Science 31 2005 242 281 Lattemann S e H pner T 2003 Seawater Desalination Impacts of Brine and Chemical Discharge on the Marine Environment L Aquila Italy Balaban Desalination Publications Lattemann S e H pner T 2008 Environmental Impact and Impact Assessment of Seawater Desalination Desalination 220 pp 1 15 Lattemann S Kennedy M D Schippers J C amp Amy G 2010 Global Desalination Situation In C Escobar amp A Schafer Edel Sustainable Water for the Future Water Recycling Versus Desalination Vol 2 pp 7 38 Oxford U K Elsevier B V Leusbrock 2011 Removal of Inorganic Compounds Via Supercritical Water Fundamentals and Applications Dissertation University of Groningen Netherlands Levy J Q 2008 Novas Fontes de Abastecimento Reutiliza o e Dessaliniza o 1 ed Ecoservi os Magara Y Tabata A Kohki M Kawasaki M amp Hirose M 1998 Development of boron reduction system for seawater desalination Desalination 118 pp 25 33 Malmrose Lozier P J Mickley M Reiss R Russell J Schaefer J Sethi S Manuszak J Bergman R amp Atasi K 2004 Committee Report Current Perspectives on Residuals Management for Desalting Membranes Journal AWWA 96 pp 73 87 Marconnet C Houari A Seyer D Djafer M Coriton G Heim V 2011 2 Agosto Membrane Biofouling Control by UV Irradiation Desalination 276 1 3 pp 75 81 Me
159. tizadas diminui os custos de explora o muito embora o disp ndio energ tico seja bastante elevado pois estas unidades requerem grandes quantidades de energia para a produ o de calor Em suma nos pa ses onde a energia mais barata ou onde os recursos naturais como a energia solar est o dispon veis a custos baixos que os processos t rmicos s o normalmente mais vantajosos Pelo contr rio em pa ses onde a energia cara a osmose inversa ganha vantagem porque o custo da energia francamente superior ao da substitui o das membranas Levy 2008 Os custos de explora o das unidades de dessaliniza o t rmica s o economicamente vi veis quando inseridas em infra estruturas duais onde a produ o de energia el ctrica e a dessaliniza o se encontram associadas Levy 2008 Paiva 2008 e CAPACIDADE DA ESTA O O custo de produ o de gua dessalinizada est fortemente associado capacidade da esta o A Figura 6 1 mostra a forma como estes dois factores se relacionam Destilagao agua a 7 salgada E g w 6 S H St 55 Osmose Inversa D E O gua do mar Lei ao 4 2 2 3 3 2 1 Electrodi lise gua Osmose Inversa salobra gua salobra 0 O 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 Capacidade da Central Mm dia Figura 6 1 Custo de produ o de gua de acordo com a capacidade da central de dessaliniza o adaptado de Levy
160. to de diversos factores nomeadamente dos diferentes materiais de constru o da esta o e da tecnologia associada As esta es de tratamento por osmose inversa utilizam sobretudo materiais n o met licos e a o inoxid vel o que se traduz em pequenas quantidades de ferro n quel cr mio e molibd nio enquanto as unidades de tratamento de gua com processos baseados na destila o t m o cobre como principal contaminante da salmoura Lattemann 2005 De acordo com o NRC 2008 as unidades que operam por MSF operam a temperaturas elevadas que propiciam a corros o Estima se que os n veis de cobre provenientes destas unidades atinjam concentra es entre 5 a 33ug l na salmoura encontrando se claramente acima dos valores parametrizados pela EPA que estipula uma concentra o de 3 8 ug l e 4 8ug l para exposi es longas e curtas respectivamente EPA Lattemann e H pner 2003 O cobre um metal essencial mas alguns organismos como as algas e os moluscos s o extremamente sens veis a concentra es relativamente elevadas NRC 2008 Uma das formas que o cobre pode assumir a do i o livre Cu e apesar de ser a forma mais t xica a que apresenta a menor probabilidade de ocorr ncia na coluna de gua uma vez que o cobre se associa com facilidade aos materiais em suspens o acumulando se posteriormente nos sedimentos marinhos no entanto existe o risco das comunidades bent nicas e outros seres marinhos se al
161. uma segunda passagem pelas membranas de Ol onde se efectuaria um ajuste do pH permitiria colocar o cido b rico na sua carga negativa formando boratos e proporcionaria a sua remo o eficaz Magara et al 1998 No entanto isto representa custos acrescidos poss vel controlar a presen a de produtos indesejados como o boro brometo e outros sub produtos provenientes da desinfec o aumentando assim a qualidade da gua e minimizando os riscos que esta apresenta para os consumidores optimizando os processos envolvidos nas v rias etapas de dessaliniza o 5 4 MITIGA O DE IMPACTES S CIOECON MICOS essencial que o desenvolvimento induzido por uma unidade de dessaliniza o devido disponibilidade de gua que introduz seja equilibrado e previamente planeado representando e potenciando novas formas de crescimento quer ao n vel econ mico quer social Dever o ser impostos limites de forma a criar um desenvolvimento sustent vel O planeamento integrado dos recursos o desenvolvimento de novas reas sociais urbanas e outras deve ser alvo de um estudo cuidado no mbito de planos directores que permitam o melhor reconhecimento nestas reas 60 6 FACTORES ECON MICOS QUE DETERMINAM A VIABILIDADE SUSTENTABILIDADE DE UMA UNIDADE DE DESSALINIZA O 6 1 AN LISE DE CUSTOS De forma a promover a efici ncia e sustentabilidade de uma gest o integrada dos recursos de gua devem ser tidos em linha de conta os
162. usados pela redu o de oxig nio no concentrado recomenda se que numa fase anterior ao lan amento dos sub produtos no ambiente marinho se promova o arejamento e a adi o de oxig nio evitando desta forma a morte dos organismos por insufici ncia de oxig nio As condi es oceanogr ficas devem promover condi es para uma eficaz mistura do efluente e permitir a adapta o dos n veis de oxig nio numa curta dist ncia a partir do ponto de descarga UNEP MAP 2003 e Cloro Devido aos problemas ambientais e de sa de causados pelos biocidas especialmente o cloro residual e outros produtos de desinfec o v rias alternativas relativas etapa de pr tratamento devem ser consideradas Uma das alternativas pode passar pela substitui o do uso do cloro em instala es de dessaliniza o Dentro dos biocidas alternativos incluem se por exemplo o ozono e a monocloramina Como o cloro um componente bastante t xico para os biotas marinhos pode recorrer se tamb m sua neutraliza o NRC 2008 A neutraliza o do cloro pode ser feita de forma eficaz por diferentes produtos qu micos tais como o bissulfito de s dio no caso da Ol o di xido de enxofre e per xido de hidrog nio para unidades t rmicas Lattemann e H pner 2008 e Metais Pesados Uma vez que o problema neste caso n o apenas a concentra o real dos metais mas sim a carga total que poder permanecer no ambiente as consequ ncias n
163. utros tipos de deposi o Para al m disso o facto da deposi o final poder ser efectuada em aterros acaba por tornar este m todo como uma op o quando outros n o s o pass veis de ser 46 utilizados Younos 2005a No entanto na fase de deposi o destes s lidos em aterro que se levantam ainda quest es ambientais como riscos de fuga de sais e contaminantes e consequente contamina o dos solos aqu feros e len ol fre tico e Concentra o de Salmoura A esta t cnica associam se sobretudo os impactes que decorrem do recurso a outras t cnicas quando feita a deposi o dos s lidos secos finais Ap s o concentrado sofrer um processo de tratamento do qual resultam apenas s lidos secos feita a deposi o destes recorrendo a outra t cnica de deposi o aterro ou outras ou at pode ser considerada a op o de entrega deste concentrado a empresas de manufactura de sal 4 2 1 4 Energia Emiss es e Mudan as Clim ticas Outra das caracter sticas principais do processo de dessaliniza o que necessitam de energia t rmica dessaliniza o t rmica ou mecanica el ctrica dessaliniza o por membranas a fim de conseguir separar a gua doce a partir da solu o salina No entanto este um processo que requer um consumo bastante elevado de energia usualmente 90 da energia despendida numa esta o de dessaliniza o empregue no processo de dessaliniza o propriamente dito UNEP MA
164. vencional de gua doce poss vel verificar que os custos associados a esta tecnologia t m vindo a cair substancialmente medida que os custos de desenvolvimento de novas fontes de gua pot vel de abastecimento est o a aumentar ou deixam at de ser vi veis No caso da MSF a optimiza o do processo no que diz respeito a equipamentos e configura es a efici ncia termodin mica o uso de materiais mais recentes com melhores propriedades de transfer ncia de calor e o desenvolvimento de novas t cnicas de constru o foram fundamentais para a redu o dos custos destas unidades No caso da Ol o custo das membranas tem decrescido significativamente nas ltimas d cadas Para a tecnologia de Ol as melhorias tecnol gicas ao n vel das membranas com maior superf cie por unidade de volume factores maiores de rejei o de sal e fluxos e vida til prolongada a optimiza o da fase de pr tratamento e o uso de dispositivos de recupera o de energia s o os que mais se destacam 72 Para al m disso ao passo que os desenvolvimentos tecnol gicos provocam uma redu o no custo do equipamento os custos globais das unidades diminuem Esta tend ncia tem vindo a tornar a dessaliniza o que antes era considerada como uma alternativa cara para o fornecimento de gua pot vel numa solu o vi vel e economicamente competitiva com outras op es para o abastecimento de gua Amy et al 2013 Mais especificamen
165. zher T Fath H Abbas Z e Khaled A 2011 31 Janeiro Techno economic assessment and environmental impacts of desalination technologies Desalination 266 1 3 pp 263 273 Micale G Cipollina A Rizzuti L 2009 Seawater Desalination for Freshwater Production Seawater Desalination Conventional and Renewable Energy Processes pp 1 16 Mickley M Hamilton C Gallegos R L amp Truesdall J 1993 Membrane Concentrate Disposal Mickley and Associates Boulder CO AWWARF and AWWA 100 Mickley M 2001 Membrane Concentrate Disposal Practices and Regulation U S Department of the Interior Bureau of reclamation Technical Service Center Water Treatment Engineering and Research Group Denver Mickley M 2004a Membrane Concentrate Disposal Practices and Regulation Second Edition U S Department of the Interior Bureau of Reclamation Technical Service Center Water Treatment Engineering and Research Group Denver Mickley M 2004b Costs of Concentrate Management Apresentado em MEDRC International Conference on Desalination Costing Cyprus Morgan J Stumm W 1996 Aquatic Chemistry 3rd edition New York John Wiley and Sons Morrison J Morikawa M Murphy M Schulte P 2009 Water Scarcity amp Climate Change Growing Risks for Businesses amp Investors Pacific Institute Dispon vel em http www pacinst org reports business water climate full report pdf Acedido a 2 de Novembro de 2012
Download Pdf Manuals
Related Search