Crescendo no norte de Wisconsin,
desenvolvi naturalmente uma conexão com o Rio Mississippi.
Quando era pequena,
minha irmã e eu competíamos para ver quem soletrava
"M-i-s-s-i-s-s-i-p-p-i" mais rápido.
Durante o ensino fundamental,
aprendi sobre os primeiros exploradores e suas expedições,
Marquette e Joliet, e como usaram os Grandes Lagos e o Rio Mississippi
e seus afluentes para descobrir o Centro-Oeste
e mapear uma rota comercial para o Golfo do México.
Na faculdade,
tinha a sorte de ver o Rio Mississippi
pela janela do meu laboratório de pesquisa
na Universidade de Minnesota.
Durante esse período de cinco anos, conheci o Rio Mississippi.
Eu conheci sua natureza temperamental,
onde inundava as margens em um momento
e, logo em seguida,
dava para ver suas costas secas.
Hoje, como físico-química orgânica,
estou comprometida em usar meu treinamento
para ajudar a proteger rios, como o Mississippi,
do excesso de sal que pode advir da atividade humana.
Porque o sal pode contaminar os rios de água doce.
Eles têm níveis de sal de apenas 0,05%.
E a este nível, a ingestão é segura.
Mas a maioria da água em nosso planeta está localizada em nossos oceanos
e eles têm um nível de salinidade superior a 3%.
Se alguém a ingerisse, ficaria doente muito rápido.
Então, se quisermos comparar o volume relativo de água do oceano
ao da água de rio que há no nosso planeta;
e digamos que conseguimos colocar a água do oceano
em uma piscina olímpica;
então a água de rio do planeta caberia num jarro de 3,7 litros.
Podem ver que é um recurso precioso.
Mas, nós o tratamos como tal?
Ou o tratamos como aquele velho tapete
que colocamos na porta na frente e usamos para limpar nossos pés?
Tratar os rios assim tem consequências graves.
Vamos dar uma olhada.
Vejamos o que apenas uma colher de chá de sal pode fazer:
se a adicionarmos
a esta piscina olímpica com água do mar,
a água permanecerá a mesma.
Mas se adicionamos a mesma quantidade
a este jarro de 3,7 litros de água do rio,
de repente, ela se torna salgada demais para beber.
Então, o ponto aqui é,
como o volume dos rios é pequeno comparado ao dos oceanos,
eles são especialmente vulneráveis à atividade humana
e precisamos protegê-los com cuidado.
Recentemente, pesquisei na literatura
estudando a saúde dos rios no mundo todo.
Eu imaginava ver rios doentes
em regiões de escassez de água e forte desenvolvimento industrial.
E vi isso no norte da China e na Índia.
Mas me surpreendi lendo um artigo de 2018
que dizia que havia 232 locais de amostragem de rios
em todos os Estados Unidos.
E desses lugares,
37% com níveis crescentes de salinidade.
O que foi mais surpreendente
é que aqueles com os maiores aumentos
foram encontrados na parte leste dos Estados Unidos,
e não no árido sudoeste.
Os autores deste artigo postulam
que isso pode ser devido ao uso de sal para descongelar estradas.
Potencialmente, outra fonte deste sal
viria de águas residuais industriais salgadas.
Como vocês veem, atividades humanas podem converter nossos rios de água doce
em água similar a dos nossos oceanos.
Precisamos agir e fazer algo antes que seja tarde demais.
E eu tenho uma proposta.
Podemos usar um mecanismo de defesa do rio em três etapas,
e se os usuários de água industrial o adotarem,
deixaremos nossos rios numa situação muito mais segura.
Isso envolve, número um:
extrair menos água dos nossos rios
implementando operações de reciclagem e reutilização de água.
Número dois:
precisamos tirar o sal dessas águas residuais industriais salgadas,
recuperá-lo e reutilizá-lo em outros fins.
E número três: precisamos fazer com que os consumidores de sal,
que atualmente o extraem das minas,
passem a consumir o sal de fontes de sal reciclado.
Esse mecanismo de defesa em três etapas já está em ação.
É isso que o norte da China e a Índia estão implementando
para ajudar a reabilitar os rios.
Mas a proposta aqui
é usar esse mecanismo de defesa para proteger nossos rios
e não precisarmos reabilitá-los.
A boa notícia é que temos tecnologia para fazer isso,
usando membranas,
que podem separar sal e água.
Elas existem há vários anos
e são feitas com materiais poliméricos que se separam com base no tamanho
ou na carga.
As membranas usadas pra separar sal e água
os separam normalmente com base na carga.
São carregadas negativamente
e ajudam a repelir os íons cloreto com carga negativa
presentes nesse sal dissolvido.
Então, como eu disse, essas membranas existem há vários anos
e, atualmente, purificam 25 milhões de galões de água a cada minuto.
Até mais que isso, na verdade.
Mas elas podem fazer mais.
Essas membranas são baseadas no princípio da osmose reversa.
Osmose é o processo natural que acontece em nosso corpo,
é como nossas células funcionam.
E nela temos duas câmaras
que separam dois níveis de concentração de sal.
Um com baixa concentração de sal
e outro com alta.
E separando as duas câmaras está a membrana semipermeável.
Sob o processo de osmose natural,
a água transporta naturalmente através dessa membrana
da área de baixa concentração de sal
para a de alta,
até que um equilíbrio seja alcançado.
A osmose reversa é o inverso deste processo natural.
E, para alcançar essa reversão,
aplicamos uma pressão no lado de alta concentração,
dirigindo a água na direção oposta.
Assim o lado de alta concentração se torna mais salgado,
mais concentrado,
e o de baixa concentração se torna água purificada.
Então, usando osmose reversa, podemos converter um efluente industrial
em até 95% em água pura,
deixando apenas 5% desta mistura salgada concentrada.
Os 5% dessa mistura não é desperdiçado.
Então, os cientistas também desenvolveram membranas
modificadas para permitir a passagem de alguns sais
e não de outros.
Usando essas membranas,
comumente referidas como de nanofiltração,
esta solução salgada concentrada de 5%
pode ser convertida em sal purificado.
Então, no total, usando osmose reversa e membranas de nanofiltração,
convertemos águas residuais industriais
em um recurso de água e sal.
E ao fazermos isso,
realizamos as etapas um e dois desse mecanismo de defesa do rio.
Apresentei isso a vários usuários de água industrial
e a resposta comum é:
"Sim, mas quem vai usar meu sal?"
É por isso que a etapa número três é tão importante.
Precisamos fazer com que pessoas que usam sal de minas
tornem-se consumidores de sal reciclado.
Então, quem são esses consumidores?
Bem, em 2018 nos Estados Unidos,
descobri que 43% do sal consumido
foi usado para degelo de sal nas estradas.
E 39% pela indústria química.
Analisemos essas duas aplicações.
Fiquei chocada!
Na temporada de inverno 2018-2019,
um milhão de toneladas de sal
foram usadas nas estradas no estado da Pensilvânia.
É quantidade suficiente
para preencher dois terços do prédio Empire State.
Um milhão de toneladas de sal extraído da terra,
usados em nossas estradas
e depois carregados no meio ambiente até os nossos rios.
Portanto, a proposta aqui é que poderíamos pelo menos
extrair esse sal de uma água residual industrial salgada,
impedir que ele entre em nossos rios
e usá-lo em nossas estradas.
Quando ocorrer o derretimento na primavera
e houver o escoamento de alta salinidade,
os rios estarão em uma posição melhor
para se defenderem disso.
Como química,
a oportunidade que mais me empolga
é o conceito de introdução de sal circular na indústria química.
A indústria de cloro-álcali é perfeita.
É a fonte de epóxis,
de uretanos e solventes
e produtos úteis usados no dia a dia.
E usa sal de cloreto de sódio como principal alimentação.
A ideia aqui é...
antes de tudo, vamos analisar a economia linear.
Na economia linear, o sal é adquirido de uma mina,
passa pelo processo de cloro-álcali,
é transformado num produto químico básico
que pode ser convertido em outro novo produto
ou um mais funcional.
Mas durante esse processo de conversão,
muitas vezes o sal é regenerado como subproduto
e acaba nas águas residuais industriais.
A ideia é poder introduzir circularidade,
reciclar a água e o sal desses fluxos de águas residuais industriais,
das fábricas,
e enviá-lo para a parte frontal do processo de cloro-álcali.
Sal circular.
Então, qual o impacto disso?
Bem, vamos pegar um exemplo.
Da produção mundial de óxido de propileno,
50% é feito pelo processo de cloro-álcali.
De um total de cerca de 5 milhões de toneladas de óxido de propileno
anualmente, produzido globalmente.
São 5 milhões de toneladas de sal extraído da terra,
convertidos pelo processo de cloro-álcali em óxido de propileno,
e depois durante esse processo,
5 milhões de toneladas de sal que acabam em correntes de águas residuais.
Essa quantidade toda
é sal suficiente para encher três prédios Empire State.
E isso é anualmente.
Podem ver como o sal circular pode fornecer uma barreira
aos nossos rios desta descarga salgada excessiva.
Podem se perguntar:
"Essas membranas existem há vários anos,
por que as pessoas não implementam a reutilização de águas residuais?"
O ponto principal é que fica caro implementá-la.
E em segundo lugar,
a água nessas regiões é subvalorizada.
Até que seja tarde demais.
Se não planejarmos a sustentabilidade da água doce,
haverá algumas consequências graves.
Perguntem a um dos maiores fabricantes de produtos químicos do mundo,
que sofreu no ano passado um golpe de US$ 280 milhões
devido aos baixos níveis do Rio Reno na Alemanha.
Podem perguntar aos moradores da Cidade do Cabo, África do Sul,
que viveram uma seca das reservas de água
e, em seguida, foram solicitados a não dar a descarga no banheiro.
Então como podem ver,
temos soluções aqui, com membranas,
com as quais podemos fornecer água pura,
fornecer sal puro,
usando ambas as membranas
para ajudar a proteger nossos rios para as gerações futuras.
Obrigada.
(Aplausos)