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De todo o sistema biológico, a água é o componente que brinda às plantas, animais e seres humanos, a vida. A água doce de fontes naturais, é um recurso muito limitado (menos de 2% de água da terra é doce) e assim se define limites de aproveitamento dos outros recursos, como o espaço e os limites de condições para a agricultura. O mar contém 98% da água do planeta. Entre 25.000 e 45.000ppm (2,5 a 4,5%) da água do mar são sólidos dissolvidos. (Total Dissolved Solids: TDS). É considerado água doce aquela que o conteúdo em sal é inferior a 1000 ppm.

Para estes sistemas são necessárias altas pressões que possam vencer a alta pressão osmótica da água do mar (375-500psi), e assim, assegurar altos níveis de produtividade. As membranas de osmose reversa para estas aplicações, deveriam ser capazes de operar com pressões entre 800 e 1200psi, e devem ter retenções salinas de 99% ou mais, para produzir água produto dentro dos níveis da World Health Organization (WHO). A recuperação total do sistema está limitada a aproximadamente 50 ou 60%, dependendo da concentração de água de alimentação, a máxima concentração permitida de rejeito e a máxima pressão de entrada que a membrana pode tolerar.

PRÉ-TRATAMENTO

As técnicas de pré-tratamento da água do mar são basicamente as mesmas para água salobra.

Mesmo assim, deveria prestar cuidadosa atenção ao pré-tratamento da água marinha, porque geralmente, ela é obtida de fontes superficiais, as quais estão sujeitas a variações temporais de salinidade, temperatura, atividade biológica, e também a perturbações produzidas por tormentas. Uma opção é construir dentro do mar ou próximo a ele, cisternas que forneçam uma água de alimentação livre de substâncias em suspensão e que sejam menos suscetíveis a perturbações e variações temporais. Os sistemas de pré-tratamento, devem ser cuidadosamente desenhados, monitorados e operados para evitar inconvenientes.

Os sistemas de pré-tratamento típicos incluem:

  • Filtração por camadas.
  • Filtros auto-limpantes.
  • Ultrafiltração.
  • Filtros de cartucho.
  • Cloração.
  • Injeção de bisulfito.
  • Injeção de anti-incrustante.

PÓS-TRATAMENTO

A água produzida pela membrana da osmose reversa, requer na maioria dos casos, algum pós-tratamento, que pode ser cloração ou ajuste de pH. A necessidade de um pós-tratamento geralmente depende de diferentes fatores.
Dependendo do uso que se dá à água (por ex. água potável, uso industriais) modificará a quantidade de químicos necessários. Há muitas normas aplicáveis à água potável. É necessário ter completo conhecimento das normas governamentais antes de poder levar adiante uma avaliação do projeto. Geralmente, os municípios necessitam de algum tipo de cloração, ozonização, ou sanitização ultravioleta. Os processos de cloração ou brominação são usados para desinfetar a água potável a bordo dos barcos.
Geralmente, o pós-tratamento deve tratar a natureza agressiva (baixo pH) da água produto (permeado).

CORROSÃO

Por natureza, a água do mar é extremamente corrosiva a muitos materiais. Não deve deixar de ter uma avaliação exaustiva dos materiais da unidade que estará em contato direto com a água do mar (vide tabela abaixo). Há muitos fatores que determinam a seleção do material.

Dificuldade na construção de um componente, soldadura, maquinária e montagem.

Material Custo Vida
útil
Possibilidade
fabricação
Titânio Alto Longa Difícil
Hastalloy Alto Longa Difícil
Inconel 62.5 Alto Longa Difícil
70/30 CuNi Alto Longa Media
Aço inoxidável 316L Médio Média Média
Bronze Ni-Al Médio Média Média
PVC Baixo Média Fácil
GPR/FRP Baixo Longa Fácil

QUALIDADE DA ÁGUA PRODUZIDA

Um sistema de osmose reversa, produzirá água dentro dos níveis de água potável, que contém menos de 100ppm de cloruro de sódio (NaC1). Hoje em dia, há dois tipos de membranas utilizadas para a dessalinização de água marinha: membranas para água marinha standart, e membranas para água marinha de alto rejeição.

Quando for necessário mais pura, a água da osmose reversa pode passar através de um desmineralizador de leito mixto e polida a uma qualidade de aproximadamente 0.5 ppm de  NaC1. A água altamente polida é utilizada para turbinas de injeção de combustível, alimentação de caldeiras e água para a indústria eletrônica.

RECUPERAÇÃO DE ENERGIA

Os sistemas de recuperação de energia devem ser considerados na hora de desenhar um sistema para água do mar, devido a suas grandes quantidades de concentrado a alta pressão. Em sistemas como este, o concentrado que sai a alta pressão da etapa final da osmose reversa, alimenta uma unidade de recuperação de energia. Estas unidades podem ser hidro-turbinas diretamente acopladas ao eixo de uma bomba de alta pressão ou turbina de impulsão (ou roda de Pelton); estes são conectados normalmente a geradores ou motores de indução para produzir eletricidade que será devolvida à rede. O uso de unidades de recuperação de energia, pode reduzir o consumo de energia em si 30%, dependendo do tipo de sistema de recuperação e da recuperação do sistema.