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Uma economia circular para o sal, que mantém os rios limpos

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    Crescendo no norte de Wisconsin,
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    desenvolvi naturalmente
    uma conexão com o Rio Mississippi.
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    Quando era pequena,
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    minha irmã e eu competíamos
    para ver quem soletrava
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    "M-i-s-s-i-s-s-i-p-p-i" mais rápido.
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    Durante o ensino fundamental,
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    aprendi sobre os primeiros
    exploradores e suas expedições,
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    Marquette e Joliet, e como usaram
    os Grandes Lagos e o Rio Mississippi
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    e seus afluentes
    para descobrir o Centro-Oeste
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    e mapear uma rota comercial
    para o Golfo do México.
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    Na faculdade,
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    tinha a sorte de ver o Rio Mississippi
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    pela janela do meu laboratório de pesquisa
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    na Universidade de Minnesota.
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    Durante esse período de cinco anos,
    conheci o Rio Mississippi.
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    Eu conheci sua natureza temperamental,
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    onde inundava as margens em um momento
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    e, logo em seguida,
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    dava para ver suas costas secas.
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    Hoje, como físico-química orgânica,
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    estou comprometida em usar meu treinamento
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    para ajudar a proteger rios,
    como o Mississippi,
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    do excesso de sal que pode
    advir da atividade humana.
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    Porque o sal pode contaminar
    os rios de água doce.
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    Eles têm níveis de sal de apenas 0,05%.
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    E a este nível, a ingestão é segura.
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    Mas a maioria da água em nosso planeta
    está localizada em nossos oceanos
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    e eles têm um nível
    de salinidade superior a 3%.
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    Se alguém a ingerisse,
    ficaria doente muito rápido.
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    Então, se quisermos comparar
    o volume relativo de água do oceano
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    ao da água de rio que há no nosso planeta;
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    e digamos que conseguimos
    colocar a água do oceano
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    em uma piscina olímpica;
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    então a água de rio do planeta
    caberia num jarro de 3,7 litros.
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    Podem ver que é um recurso precioso.
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    Mas, nós o tratamos como tal?
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    Ou o tratamos como aquele velho tapete
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    que colocamos na porta na frente
    e usamos para limpar nossos pés?
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    Tratar os rios assim
    tem consequências graves.
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    Vamos dar uma olhada.
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    Vejamos o que apenas uma colher
    de chá de sal pode fazer:
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    se a adicionarmos
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    a esta piscina olímpica com água do mar,
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    a água permanecerá a mesma.
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    Mas se adicionamos a mesma quantidade
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    a este jarro de 3,7 litros de água do rio,
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    de repente, ela se torna
    salgada demais para beber.
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    Então, o ponto aqui é,
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    como o volume dos rios é pequeno
    comparado ao dos oceanos,
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    eles são especialmente
    vulneráveis à atividade humana
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    e precisamos protegê-los com cuidado.
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    Recentemente, pesquisei na literatura
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    estudando a saúde dos rios no mundo todo.
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    Eu imaginava ver rios doentes
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    em regiões de escassez de água
    e forte desenvolvimento industrial.
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    E vi isso no norte da China e na Índia.
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    Mas me surpreendi lendo um artigo de 2018
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    que dizia que havia 232 locais
    de amostragem de rios
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    em todos os Estados Unidos.
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    E desses lugares,
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    37% com níveis crescentes de salinidade.
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    O que foi mais surpreendente
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    é que aqueles com os maiores aumentos
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    foram encontrados na parte leste
    dos Estados Unidos,
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    e não no árido sudoeste.
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    Os autores deste artigo postulam
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    que isso pode ser devido ao uso
    de sal para descongelar estradas.
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    Potencialmente, outra fonte deste sal
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    viria de águas residuais
    industriais salgadas.
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    Como vocês veem, atividades humanas
    podem converter nossos rios de água doce
  • 3:55 - 3:58
    em água similar a dos nossos oceanos.
  • 3:58 - 4:01
    Precisamos agir e fazer algo
    antes que seja tarde demais.
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    E eu tenho uma proposta.
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    Podemos usar um mecanismo
    de defesa do rio em três etapas,
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    e se os usuários
    de água industrial o adotarem,
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    deixaremos nossos rios
    numa situação muito mais segura.
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    Isso envolve, número um:
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    extrair menos água dos nossos rios
  • 4:24 - 4:28
    implementando operações de reciclagem
    e reutilização de água.
  • 4:28 - 4:30
    Número dois:
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    precisamos tirar o sal dessas águas
    residuais industriais salgadas,
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    recuperá-lo e reutilizá-lo em outros fins.
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    E número três: precisamos fazer
    com que os consumidores de sal,
  • 4:42 - 4:45
    que atualmente o extraem das minas,
  • 4:45 - 4:49
    passem a consumir o sal
    de fontes de sal reciclado.
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    Esse mecanismo de defesa
    em três etapas já está em ação.
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    É isso que o norte da China
    e a Índia estão implementando
  • 4:56 - 4:59
    para ajudar a reabilitar os rios.
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    Mas a proposta aqui
  • 5:01 - 5:05
    é usar esse mecanismo de defesa
    para proteger nossos rios
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    e não precisarmos reabilitá-los.
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    A boa notícia é que temos
    tecnologia para fazer isso,
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    usando membranas,
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    que podem separar sal e água.
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    Elas existem há vários anos
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    e são feitas com materiais poliméricos
    que se separam com base no tamanho
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    ou na carga.
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    As membranas usadas pra separar sal e água
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    os separam normalmente com base na carga.
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    São carregadas negativamente
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    e ajudam a repelir os íons cloreto
    com carga negativa
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    presentes nesse sal dissolvido.
  • 5:44 - 5:48
    Então, como eu disse,
    essas membranas existem há vários anos
  • 5:48 - 5:55
    e, atualmente, purificam 25 milhões
    de galões de água a cada minuto.
  • 5:55 - 5:57
    Até mais que isso, na verdade.
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    Mas elas podem fazer mais.
  • 6:00 - 6:05
    Essas membranas são baseadas
    no princípio da osmose reversa.
  • 6:05 - 6:10
    Osmose é o processo natural
    que acontece em nosso corpo,
  • 6:10 - 6:12
    é como nossas células funcionam.
  • 6:12 - 6:16
    E nela temos duas câmaras
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    que separam dois níveis
    de concentração de sal.
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    Um com baixa concentração de sal
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    e outro com alta.
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    E separando as duas câmaras
    está a membrana semipermeável.
  • 6:28 - 6:30
    Sob o processo de osmose natural,
  • 6:30 - 6:34
    a água transporta naturalmente
    através dessa membrana
  • 6:34 - 6:36
    da área de baixa concentração de sal
  • 6:36 - 6:39
    para a de alta,
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    até que um equilíbrio seja alcançado.
  • 6:42 - 6:46
    A osmose reversa é o inverso
    deste processo natural.
  • 6:46 - 6:48
    E, para alcançar essa reversão,
  • 6:48 - 6:53
    aplicamos uma pressão
    no lado de alta concentração,
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    dirigindo a água na direção oposta.
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    Assim o lado de alta concentração
    se torna mais salgado,
  • 7:01 - 7:02
    mais concentrado,
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    e o de baixa concentração
    se torna água purificada.
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    Então, usando osmose reversa,
    podemos converter um efluente industrial
  • 7:11 - 7:16
    em até 95% em água pura,
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    deixando apenas 5%
    desta mistura salgada concentrada.
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    Os 5% dessa mistura não é desperdiçado.
  • 7:26 - 7:29
    Então, os cientistas também
    desenvolveram membranas
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    modificadas para permitir
    a passagem de alguns sais
  • 7:33 - 7:34
    e não de outros.
  • 7:35 - 7:36
    Usando essas membranas,
  • 7:36 - 7:39
    comumente referidas como de nanofiltração,
  • 7:39 - 7:43
    esta solução salgada concentrada de 5%
  • 7:43 - 7:46
    pode ser convertida em sal purificado.
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    Então, no total, usando osmose reversa
    e membranas de nanofiltração,
  • 7:52 - 7:54
    convertemos águas residuais industriais
  • 7:54 - 7:58
    em um recurso de água e sal.
  • 7:59 - 8:00
    E ao fazermos isso,
  • 8:00 - 8:05
    realizamos as etapas um e dois
    desse mecanismo de defesa do rio.
  • 8:06 - 8:10
    Apresentei isso a vários
    usuários de água industrial
  • 8:10 - 8:13
    e a resposta comum é:
  • 8:13 - 8:16
    "Sim, mas quem vai usar meu sal?"
  • 8:16 - 8:19
    É por isso que a etapa
    número três é tão importante.
  • 8:19 - 8:23
    Precisamos fazer com que pessoas
    que usam sal de minas
  • 8:23 - 8:26
    tornem-se consumidores de sal reciclado.
  • 8:26 - 8:29
    Então, quem são esses consumidores?
  • 8:29 - 8:31
    Bem, em 2018 nos Estados Unidos,
  • 8:31 - 8:36
    descobri que 43% do sal consumido
  • 8:36 - 8:40
    foi usado para degelo de sal nas estradas.
  • 8:40 - 8:44
    E 39% pela indústria química.
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    Analisemos essas duas aplicações.
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    Fiquei chocada!
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    Na temporada de inverno 2018-2019,
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    um milhão de toneladas de sal
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    foram usadas nas estradas
    no estado da Pensilvânia.
  • 9:01 - 9:03
    É quantidade suficiente
  • 9:03 - 9:06
    para preencher dois terços
    do prédio Empire State.
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    Um milhão de toneladas
    de sal extraído da terra,
  • 9:11 - 9:13
    usados em nossas estradas
  • 9:13 - 9:16
    e depois carregados no meio ambiente
    até os nossos rios.
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    Portanto, a proposta aqui é
    que poderíamos pelo menos
  • 9:21 - 9:25
    extrair esse sal de uma água
    residual industrial salgada,
  • 9:25 - 9:27
    impedir que ele entre em nossos rios
  • 9:27 - 9:30
    e usá-lo em nossas estradas.
  • 9:30 - 9:33
    Quando ocorrer o derretimento na primavera
  • 9:33 - 9:36
    e houver o escoamento de alta salinidade,
  • 9:36 - 9:38
    os rios estarão em uma posição melhor
  • 9:38 - 9:41
    para se defenderem disso.
  • 9:42 - 9:43
    Como química,
  • 9:43 - 9:47
    a oportunidade que mais me empolga
  • 9:48 - 9:52
    é o conceito de introdução
    de sal circular na indústria química.
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    A indústria de cloro-álcali é perfeita.
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    É a fonte de epóxis,
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    de uretanos e solventes
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    e produtos úteis usados no dia a dia.
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    E usa sal de cloreto de sódio
    como principal alimentação.
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    A ideia aqui é...
  • 10:16 - 10:19
    antes de tudo, vamos
    analisar a economia linear.
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    Na economia linear,
    o sal é adquirido de uma mina,
  • 10:22 - 10:24
    passa pelo processo de cloro-álcali,
  • 10:24 - 10:26
    é transformado num produto químico básico
  • 10:26 - 10:29
    que pode ser convertido
    em outro novo produto
  • 10:29 - 10:31
    ou um mais funcional.
  • 10:31 - 10:34
    Mas durante esse processo de conversão,
  • 10:34 - 10:38
    muitas vezes o sal é
    regenerado como subproduto
  • 10:38 - 10:40
    e acaba nas águas residuais industriais.
  • 10:41 - 10:47
    A ideia é poder introduzir circularidade,
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    reciclar a água e o sal desses fluxos
    de águas residuais industriais,
  • 10:51 - 10:53
    das fábricas,
  • 10:53 - 10:57
    e enviá-lo para a parte frontal
    do processo de cloro-álcali.
  • 10:58 - 11:00
    Sal circular.
  • 11:00 - 11:02
    Então, qual o impacto disso?
  • 11:02 - 11:05
    Bem, vamos pegar um exemplo.
  • 11:05 - 11:08
    Da produção mundial
    de óxido de propileno,
  • 11:08 - 11:11
    50% é feito pelo processo de cloro-álcali.
  • 11:11 - 11:17
    De um total de cerca de 5 milhões
    de toneladas de óxido de propileno
  • 11:17 - 11:19
    anualmente, produzido globalmente.
  • 11:20 - 11:24
    São 5 milhões de toneladas
    de sal extraído da terra,
  • 11:24 - 11:28
    convertidos pelo processo de cloro-álcali
    em óxido de propileno,
  • 11:28 - 11:30
    e depois durante esse processo,
  • 11:30 - 11:34
    5 milhões de toneladas de sal que acabam
    em correntes de águas residuais.
  • 11:35 - 11:36
    Essa quantidade toda
  • 11:36 - 11:39
    é sal suficiente para encher
    três prédios Empire State.
  • 11:40 - 11:42
    E isso é anualmente.
  • 11:42 - 11:47
    Podem ver como o sal circular
    pode fornecer uma barreira
  • 11:48 - 11:52
    aos nossos rios desta descarga
    salgada excessiva.
  • 11:52 - 11:54
    Podem se perguntar:
  • 11:54 - 11:58
    "Essas membranas existem há vários anos,
  • 11:58 - 12:02
    por que as pessoas não implementam
    a reutilização de águas residuais?"
  • 12:03 - 12:07
    O ponto principal é que
    fica caro implementá-la.
  • 12:08 - 12:10
    E em segundo lugar,
  • 12:10 - 12:13
    a água nessas regiões é subvalorizada.
  • 12:13 - 12:15
    Até que seja tarde demais.
  • 12:15 - 12:20
    Se não planejarmos
    a sustentabilidade da água doce,
  • 12:20 - 12:22
    haverá algumas consequências graves.
  • 12:22 - 12:25
    Perguntem a um dos maiores fabricantes
    de produtos químicos do mundo,
  • 12:25 - 12:29
    que sofreu no ano passado
    um golpe de US$ 280 milhões
  • 12:29 - 12:33
    devido aos baixos níveis
    do Rio Reno na Alemanha.
  • 12:34 - 12:38
    Podem perguntar aos moradores
    da Cidade do Cabo, África do Sul,
  • 12:38 - 12:42
    que viveram uma seca das reservas de água
  • 12:42 - 12:46
    e, em seguida, foram solicitados
    a não dar a descarga no banheiro.
  • 12:46 - 12:48
    Então como podem ver,
  • 12:48 - 12:50
    temos soluções aqui, com membranas,
  • 12:50 - 12:55
    com as quais podemos fornecer água pura,
  • 12:55 - 12:57
    fornecer sal puro,
  • 12:57 - 12:59
    usando ambas as membranas
  • 12:59 - 13:02
    para ajudar a proteger nossos rios
    para as gerações futuras.
  • 13:03 - 13:04
    Obrigada.
  • 13:04 - 13:06
    (Aplausos)
Title:
Uma economia circular para o sal, que mantém os rios limpos
Speaker:
Tina Arrowood
Description:

Durante o inverno de 2018-2019, um milhão de toneladas de sal foram usadas apenas nas estradas geladas do estado da Pensilvânia. O sal de usos industriais como esse geralmente acaba em rios de água doce, tornando a água não potável e contribuindo para uma crescente crise global. Como podemos proteger melhor esses preciosos recursos naturais? A físico-química orgânica Tina Arrowood compartilha um plano de três etapas para manter o sal fora dos rios, e criar uma economia circular de sal que transforme subprodutos industriais em recursos valiosos.

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Video Language:
English
Team:
TED
Project:
TEDTalks
Duration:
13:19

Portuguese, Brazilian subtitles

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