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

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Showing Revision 63 created 10/24/2019 by Maricene Crus.

  1. Crescendo no norte de Wisconsin,
  2. desenvolvi naturalmente
    uma conexão com o Rio Mississippi.
  3. Quando era pequena,
  4. minha irmã e eu competíamos
    para ver quem soletrava
  5. "M-i-s-s-i-s-s-i-p-p-i" mais rápido.
  6. Durante o ensino fundamental,
  7. aprendi sobre os primeiros
    exploradores e suas expedições,
  8. Marquette e Joliet, e como usaram
    os Grandes Lagos e o Rio Mississippi
  9. e seus afluentes
    para descobrir o Centro-Oeste
  10. e mapear uma rota comercial
    para o Golfo do México.
  11. Na faculdade,
  12. tinha a sorte de ver o Rio Mississippi
  13. pela janela do meu laboratório de pesquisa
  14. na Universidade de Minnesota.
  15. Durante esse período de cinco anos,
    conheci o Rio Mississippi.
  16. Eu conheci sua natureza temperamental,
  17. onde inundava as margens em um momento
  18. e, logo em seguida,
  19. dava para ver suas costas secas.
  20. Hoje, como físico-química orgânica,
  21. estou comprometida em usar meu treinamento
  22. para ajudar a proteger rios,
    como o Mississippi,
  23. do excesso de sal que pode
    advir da atividade humana.
  24. Porque o sal pode contaminar
    os rios de água doce.
  25. Eles têm níveis de sal de apenas 0,05%.
  26. E a este nível, a ingestão é segura.
  27. Mas a maioria da água em nosso planeta
    está localizada em nossos oceanos
  28. e eles têm um nível
    de salinidade superior a 3%.
  29. Se alguém a ingerisse,
    ficaria doente muito rápido.
  30. Então, se quisermos comparar
    o volume relativo de água do oceano
  31. ao da água de rio que há no nosso planeta;
  32. e digamos que conseguimos
    colocar a água do oceano
  33. em uma piscina olímpica;
  34. então a água de rio do planeta
    caberia num jarro de 3,7 litros.
  35. Podem ver que é um recurso precioso.
  36. Mas, nós o tratamos como tal?

  37. Ou o tratamos como aquele velho tapete
  38. que colocamos na porta na frente
    e usamos para limpar nossos pés?
  39. Tratar os rios assim
    tem consequências graves.
  40. Vamos dar uma olhada.
  41. Vejamos o que apenas uma colher
    de chá de sal pode fazer:
  42. se a adicionarmos
  43. a esta piscina olímpica com água do mar,
  44. a água permanecerá a mesma.
  45. Mas se adicionamos a mesma quantidade
  46. a este jarro de 3,7 litros de água do rio,
  47. de repente, ela se torna
    salgada demais para beber.
  48. Então, o ponto aqui é,
  49. como o volume dos rios é pequeno
    comparado ao dos oceanos,
  50. eles são especialmente
    vulneráveis à atividade humana
  51. e precisamos protegê-los com cuidado.
  52. Recentemente, pesquisei na literatura

  53. estudando a saúde dos rios no mundo todo.
  54. Eu imaginava ver rios doentes
  55. em regiões de escassez de água
    e forte desenvolvimento industrial.
  56. E vi isso no norte da China e na Índia.
  57. Mas me surpreendi lendo um artigo de 2018
  58. que dizia que havia 232 locais
    de amostragem de rios
  59. em todos os Estados Unidos.
  60. E desses lugares,
  61. 37% com níveis crescentes de salinidade.
  62. O que foi mais surpreendente
  63. é que aqueles com os maiores aumentos
  64. foram encontrados na parte leste
    dos Estados Unidos,
  65. e não no árido sudoeste.
  66. Os autores deste artigo postulam
  67. que isso pode ser devido ao uso
    de sal para descongelar estradas.
  68. Potencialmente, outra fonte deste sal
  69. viria de águas residuais
    industriais salgadas.
  70. Como vocês veem, atividades humanas
    podem converter nossos rios de água doce
  71. em água similar a dos nossos oceanos.
  72. Precisamos agir e fazer algo
    antes que seja tarde demais.
  73. E eu tenho uma proposta.
  74. Podemos usar um mecanismo
    de defesa do rio em três etapas,

  75. e se os usuários
    de água industrial o adotarem,
  76. deixaremos nossos rios
    numa situação muito mais segura.
  77. Isso envolve, número um:
  78. extrair menos água dos nossos rios
  79. implementando operações de reciclagem
    e reutilização de água.
  80. Número dois:
  81. precisamos tirar o sal dessas águas
    residuais industriais salgadas,
  82. recuperá-lo e reutilizá-lo em outros fins.
  83. E número três: precisamos fazer
    com que os consumidores de sal,
  84. que atualmente o extraem das minas,
  85. passem a consumir o sal
    de fontes de sal reciclado.
  86. Esse mecanismo de defesa
    em três etapas já está em ação.
  87. É isso que o norte da China
    e a Índia estão implementando
  88. para ajudar a reabilitar os rios.
  89. Mas a proposta aqui
  90. é usar esse mecanismo de defesa
    para proteger nossos rios
  91. e não precisarmos reabilitá-los.
  92. A boa notícia é que temos
    tecnologia para fazer isso,
  93. usando membranas,
  94. que podem separar sal e água.

  95. Elas existem há vários anos
  96. e são feitas com materiais poliméricos
    que se separam com base no tamanho
  97. ou na carga.
  98. As membranas usadas pra separar sal e água
  99. os separam normalmente com base na carga.
  100. São carregadas negativamente
  101. e ajudam a repelir os íons cloreto
    com carga negativa
  102. presentes nesse sal dissolvido.
  103. Então, como eu disse,
    essas membranas existem há vários anos
  104. e, atualmente, purificam 25 milhões
    de galões de água a cada minuto.
  105. Até mais que isso, na verdade.
  106. Mas elas podem fazer mais.
  107. Essas membranas são baseadas
    no princípio da osmose reversa.

  108. Osmose é o processo natural
    que acontece em nosso corpo,
  109. é como nossas células funcionam.
  110. E nela temos duas câmaras
  111. que separam dois níveis
    de concentração de sal.
  112. Um com baixa concentração de sal
  113. e outro com alta.
  114. E separando as duas câmaras
    está a membrana semipermeável.
  115. Sob o processo de osmose natural,
  116. a água transporta naturalmente
    através dessa membrana
  117. da área de baixa concentração de sal
  118. para a de alta,
  119. até que um equilíbrio seja alcançado.
  120. A osmose reversa é o inverso
    deste processo natural.

  121. E, para alcançar essa reversão,
  122. aplicamos uma pressão
    no lado de alta concentração,
  123. dirigindo a água na direção oposta.
  124. Assim o lado de alta concentração
    se torna mais salgado,
  125. mais concentrado,
  126. e o de baixa concentração
    se torna água purificada.
  127. Então, usando osmose reversa,
    podemos converter um efluente industrial
  128. em até 95% em água pura,
  129. deixando apenas 5%
    desta mistura salgada concentrada.
  130. Os 5% dessa mistura não é desperdiçado.
  131. Então, os cientistas também
    desenvolveram membranas
  132. modificadas para permitir
    a passagem de alguns sais
  133. e não de outros.
  134. Usando essas membranas,
  135. comumente referidas como de nanofiltração,
  136. esta solução salgada concentrada de 5%
  137. pode ser convertida em sal purificado.
  138. Então, no total, usando osmose reversa
    e membranas de nanofiltração,
  139. convertemos águas residuais industriais
  140. em um recurso de água e sal.
  141. E ao fazermos isso,
  142. realizamos as etapas um e dois
    desse mecanismo de defesa do rio.
  143. Apresentei isso a vários
    usuários de água industrial

  144. e a resposta comum é:
  145. "Sim, mas quem vai usar meu sal?"
  146. É por isso que a etapa
    número três é tão importante.
  147. Precisamos fazer com que pessoas
    que usam sal de minas
  148. tornem-se consumidores de sal reciclado.
  149. Então, quem são esses consumidores?
  150. Bem, em 2018 nos Estados Unidos,
  151. descobri que 43% do sal consumido
  152. foi usado para degelo de sal nas estradas.
  153. E 39% pela indústria química.
  154. Analisemos essas duas aplicações.

  155. Fiquei chocada!
  156. Na temporada de inverno 2018-2019,
  157. um milhão de toneladas de sal
  158. foram usadas nas estradas
    no estado da Pensilvânia.
  159. É quantidade suficiente
  160. para preencher dois terços
    do prédio Empire State.
  161. Um milhão de toneladas
    de sal extraído da terra,
  162. usados em nossas estradas
  163. e depois carregados no meio ambiente
    até os nossos rios.
  164. Portanto, a proposta aqui é
    que poderíamos pelo menos
  165. extrair esse sal de uma água
    residual industrial salgada,
  166. impedir que ele entre em nossos rios
  167. e usá-lo em nossas estradas.
  168. Quando ocorrer o derretimento na primavera
  169. e houver o escoamento de alta salinidade,
  170. os rios estarão em uma posição melhor
  171. para se defenderem disso.
  172. Como química,

  173. a oportunidade que mais me empolga
  174. é o conceito de introdução
    de sal circular na indústria química.
  175. A indústria de cloro-álcali é perfeita.
  176. É a fonte de epóxis,
  177. de uretanos e solventes
  178. e produtos úteis usados no dia a dia.
  179. E usa sal de cloreto de sódio
    como principal alimentação.
  180. A ideia aqui é...
  181. antes de tudo, vamos
    analisar a economia linear.
  182. Na economia linear,
    o sal é adquirido de uma mina,

  183. passa pelo processo de cloro-álcali,
  184. é transformado num produto químico básico
  185. que pode ser convertido
    em outro novo produto
  186. ou um mais funcional.
  187. Mas durante esse processo de conversão,
  188. muitas vezes o sal é
    regenerado como subproduto
  189. e acaba nas águas residuais industriais.
  190. A ideia é poder introduzir circularidade,
  191. reciclar a água e o sal desses fluxos
    de águas residuais industriais,
  192. das fábricas,
  193. e enviá-lo para a parte frontal
    do processo de cloro-álcali.
  194. Sal circular.
  195. Então, qual o impacto disso?

  196. Bem, vamos pegar um exemplo.
  197. Da produção mundial
    de óxido de propileno,
  198. 50% é feito pelo processo de cloro-álcali.
  199. De um total de cerca de 5 milhões
    de toneladas de óxido de propileno
  200. anualmente, produzido globalmente.
  201. São 5 milhões de toneladas
    de sal extraído da terra,
  202. convertidos pelo processo de cloro-álcali
    em óxido de propileno,
  203. e depois durante esse processo,
  204. 5 milhões de toneladas de sal que acabam
    em correntes de águas residuais.
  205. Essa quantidade toda
  206. é sal suficiente para encher
    três prédios Empire State.
  207. E isso é anualmente.
  208. Podem ver como o sal circular
    pode fornecer uma barreira
  209. aos nossos rios desta descarga
    salgada excessiva.
  210. Podem se perguntar:

  211. "Essas membranas existem há vários anos,
  212. por que as pessoas não implementam
    a reutilização de águas residuais?"
  213. O ponto principal é que
    fica caro implementá-la.
  214. E em segundo lugar,
  215. a água nessas regiões é subvalorizada.
  216. Até que seja tarde demais.
  217. Se não planejarmos
    a sustentabilidade da água doce,
  218. haverá algumas consequências graves.
  219. Perguntem a um dos maiores fabricantes
    de produtos químicos do mundo,
  220. que sofreu no ano passado
    um golpe de US$ 280 milhões
  221. devido aos baixos níveis
    do Rio Reno na Alemanha.
  222. Podem perguntar aos moradores
    da Cidade do Cabo, África do Sul,
  223. que viveram uma seca das reservas de água
  224. e, em seguida, foram solicitados
    a não dar a descarga no banheiro.
  225. Então como podem ver,

  226. temos soluções aqui, com membranas,
  227. com as quais podemos fornecer água pura,
  228. fornecer sal puro,
  229. usando ambas as membranas
  230. para ajudar a proteger nossos rios
    para as gerações futuras.
  231. Obrigada.

  232. (Aplausos)