Uma economia circular para o sal, que mantém os rios limpos
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0:01 - 0:03Crescendo no norte de Wisconsin,
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0:03 - 0:07desenvolvi naturalmente
uma conexão com o Rio Mississippi. -
0:07 - 0:08Quando era pequena,
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0:08 - 0:13minha irmã e eu competíamos
para ver quem soletrava -
0:13 - 0:16"M-i-s-s-i-s-s-i-p-p-i" mais rápido.
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0:17 - 0:19Durante o ensino fundamental,
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0:19 - 0:23aprendi sobre os primeiros
exploradores e suas expedições, -
0:23 - 0:27Marquette e Joliet, e como usaram
os Grandes Lagos e o Rio Mississippi -
0:27 - 0:30e seus afluentes
para descobrir o Centro-Oeste -
0:30 - 0:33e mapear uma rota comercial
para o Golfo do México. -
0:34 - 0:36Na faculdade,
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0:36 - 0:38tinha a sorte de ver o Rio Mississippi
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0:38 - 0:41pela janela do meu laboratório de pesquisa
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0:41 - 0:43na Universidade de Minnesota.
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0:44 - 0:47Durante esse período de cinco anos,
conheci o Rio Mississippi. -
0:47 - 0:50Eu conheci sua natureza temperamental,
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0:50 - 0:53onde inundava as margens em um momento
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0:53 - 0:55e, logo em seguida,
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0:55 - 0:58dava para ver suas costas secas.
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0:58 - 1:01Hoje, como físico-química orgânica,
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1:01 - 1:03estou comprometida em usar meu treinamento
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1:03 - 1:06para ajudar a proteger rios,
como o Mississippi, -
1:06 - 1:09do excesso de sal que pode
advir da atividade humana. -
1:10 - 1:16Porque o sal pode contaminar
os rios de água doce. -
1:16 - 1:22Eles têm níveis de sal de apenas 0,05%.
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1:23 - 1:26E a este nível, a ingestão é segura.
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1:26 - 1:30Mas a maioria da água em nosso planeta
está localizada em nossos oceanos -
1:30 - 1:34e eles têm um nível
de salinidade superior a 3%. -
1:34 - 1:38Se alguém a ingerisse,
ficaria doente muito rápido. -
1:38 - 1:43Então, se quisermos comparar
o volume relativo de água do oceano -
1:43 - 1:46ao da água de rio que há no nosso planeta;
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1:46 - 1:49e digamos que conseguimos
colocar a água do oceano -
1:49 - 1:52em uma piscina olímpica;
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1:52 - 1:57então a água de rio do planeta
caberia num jarro de 3,7 litros. -
1:57 - 2:00Podem ver que é um recurso precioso.
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2:00 - 2:03Mas, nós o tratamos como tal?
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2:03 - 2:05Ou o tratamos como aquele velho tapete
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2:05 - 2:08que colocamos na porta na frente
e usamos para limpar nossos pés? -
2:09 - 2:13Tratar os rios assim
tem consequências graves. -
2:13 - 2:15Vamos dar uma olhada.
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2:15 - 2:19Vejamos o que apenas uma colher
de chá de sal pode fazer: -
2:20 - 2:22se a adicionarmos
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2:22 - 2:25a esta piscina olímpica com água do mar,
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2:25 - 2:28a água permanecerá a mesma.
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2:28 - 2:30Mas se adicionamos a mesma quantidade
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2:30 - 2:33a este jarro de 3,7 litros de água do rio,
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2:33 - 2:36de repente, ela se torna
salgada demais para beber. -
2:37 - 2:38Então, o ponto aqui é,
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2:38 - 2:44como o volume dos rios é pequeno
comparado ao dos oceanos, -
2:44 - 2:47eles são especialmente
vulneráveis à atividade humana -
2:47 - 2:49e precisamos protegê-los com cuidado.
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2:50 - 2:53Recentemente, pesquisei na literatura
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2:53 - 2:56estudando a saúde dos rios no mundo todo.
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2:56 - 2:59Eu imaginava ver rios doentes
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2:59 - 3:04em regiões de escassez de água
e forte desenvolvimento industrial. -
3:04 - 3:07E vi isso no norte da China e na Índia.
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3:08 - 3:12Mas me surpreendi lendo um artigo de 2018
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3:12 - 3:17que dizia que havia 232 locais
de amostragem de rios -
3:17 - 3:19em todos os Estados Unidos.
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3:19 - 3:21E desses lugares,
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3:21 - 3:2537% com níveis crescentes de salinidade.
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3:25 - 3:27O que foi mais surpreendente
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3:27 - 3:30é que aqueles com os maiores aumentos
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3:30 - 3:33foram encontrados na parte leste
dos Estados Unidos, -
3:33 - 3:35e não no árido sudoeste.
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3:35 - 3:38Os autores deste artigo postulam
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3:38 - 3:43que isso pode ser devido ao uso
de sal para descongelar estradas. -
3:44 - 3:46Potencialmente, outra fonte deste sal
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3:46 - 3:50viria de águas residuais
industriais salgadas. -
3:50 - 3:55Como vocês veem, atividades humanas
podem converter nossos rios de água doce -
3:55 - 3:58em água similar a dos nossos oceanos.
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3:58 - 4:01Precisamos agir e fazer algo
antes que seja tarde demais. -
4:02 - 4:04E eu tenho uma proposta.
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4:05 - 4:09Podemos usar um mecanismo
de defesa do rio em três etapas, -
4:09 - 4:14e se os usuários
de água industrial o adotarem, -
4:14 - 4:19deixaremos nossos rios
numa situação muito mais segura. -
4:19 - 4:21Isso envolve, número um:
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4:21 - 4:24extrair menos água dos nossos rios
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4:24 - 4:28implementando operações de reciclagem
e reutilização de água. -
4:28 - 4:30Número dois:
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4:30 - 4:34precisamos tirar o sal dessas águas
residuais industriais salgadas, -
4:34 - 4:37recuperá-lo e reutilizá-lo em outros fins.
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4:38 - 4:42E número três: precisamos fazer
com que os consumidores de sal, -
4:42 - 4:45que atualmente o extraem das minas,
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4:45 - 4:49passem a consumir o sal
de fontes de sal reciclado. -
4:50 - 4:53Esse mecanismo de defesa
em três etapas já está em ação. -
4:53 - 4:56É isso que o norte da China
e a Índia estão implementando -
4:56 - 4:59para ajudar a reabilitar os rios.
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4:59 - 5:01Mas a proposta aqui
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5:01 - 5:05é usar esse mecanismo de defesa
para proteger nossos rios -
5:05 - 5:07e não precisarmos reabilitá-los.
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5:08 - 5:12A boa notícia é que temos
tecnologia para fazer isso, -
5:12 - 5:13usando membranas,
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5:14 - 5:17que podem separar sal e água.
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5:18 - 5:21Elas existem há vários anos
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5:21 - 5:26e são feitas com materiais poliméricos
que se separam com base no tamanho -
5:26 - 5:28ou na carga.
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5:28 - 5:32As membranas usadas pra separar sal e água
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5:32 - 5:35os separam normalmente com base na carga.
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5:35 - 5:38São carregadas negativamente
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5:38 - 5:40e ajudam a repelir os íons cloreto
com carga negativa -
5:40 - 5:43presentes nesse sal dissolvido.
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5:44 - 5:48Então, como eu disse,
essas membranas existem há vários anos -
5:48 - 5:55e, atualmente, purificam 25 milhões
de galões de água a cada minuto. -
5:55 - 5:57Até mais que isso, na verdade.
-
5:58 - 6:00Mas elas podem fazer mais.
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6:00 - 6:05Essas membranas são baseadas
no princípio da osmose reversa. -
6:05 - 6:10Osmose é o processo natural
que acontece em nosso corpo, -
6:10 - 6:12é como nossas células funcionam.
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6:12 - 6:16E nela temos duas câmaras
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6:16 - 6:19que separam dois níveis
de concentração de sal. -
6:19 - 6:21Um com baixa concentração de sal
-
6:21 - 6:24e outro com alta.
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6:24 - 6:28E separando as duas câmaras
está a membrana semipermeável. -
6:28 - 6:30Sob o processo de osmose natural,
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6:30 - 6:34a água transporta naturalmente
através dessa membrana -
6:34 - 6:36da área de baixa concentração de sal
-
6:36 - 6:39para a de alta,
-
6:39 - 6:41até que um equilíbrio seja alcançado.
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6:42 - 6:46A osmose reversa é o inverso
deste processo natural. -
6:46 - 6:48E, para alcançar essa reversão,
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6:48 - 6:53aplicamos uma pressão
no lado de alta concentração, -
6:53 - 6:57dirigindo a água na direção oposta.
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6:57 - 7:01Assim o lado de alta concentração
se torna mais salgado, -
7:01 - 7:02mais concentrado,
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7:02 - 7:06e o de baixa concentração
se torna água purificada. -
7:06 - 7:11Então, usando osmose reversa,
podemos converter um efluente industrial -
7:11 - 7:16em até 95% em água pura,
-
7:16 - 7:20deixando apenas 5%
desta mistura salgada concentrada. -
7:21 - 7:26Os 5% dessa mistura não é desperdiçado.
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7:26 - 7:29Então, os cientistas também
desenvolveram membranas -
7:29 - 7:33modificadas para permitir
a passagem de alguns sais -
7:33 - 7:34e não de outros.
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7:35 - 7:36Usando essas membranas,
-
7:36 - 7:39comumente referidas como de nanofiltração,
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7:39 - 7:43esta solução salgada concentrada de 5%
-
7:43 - 7:46pode ser convertida em sal purificado.
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7:47 - 7:52Então, no total, usando osmose reversa
e membranas de nanofiltração, -
7:52 - 7:54convertemos águas residuais industriais
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7:54 - 7:58em um recurso de água e sal.
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7:59 - 8:00E ao fazermos isso,
-
8:00 - 8:05realizamos as etapas um e dois
desse mecanismo de defesa do rio. -
8:06 - 8:10Apresentei isso a vários
usuários de água industrial -
8:10 - 8:13e a resposta comum é:
-
8:13 - 8:16"Sim, mas quem vai usar meu sal?"
-
8:16 - 8:19É por isso que a etapa
número três é tão importante. -
8:19 - 8:23Precisamos fazer com que pessoas
que usam sal de minas -
8:23 - 8:26tornem-se consumidores de sal reciclado.
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8:26 - 8:29Então, quem são esses consumidores?
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8:29 - 8:31Bem, em 2018 nos Estados Unidos,
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8:31 - 8:36descobri que 43% do sal consumido
-
8:36 - 8:40foi usado para degelo de sal nas estradas.
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8:40 - 8:44E 39% pela indústria química.
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8:44 - 8:46Analisemos essas duas aplicações.
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8:47 - 8:49Fiquei chocada!
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8:50 - 8:53Na temporada de inverno 2018-2019,
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8:53 - 8:56um milhão de toneladas de sal
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8:56 - 9:00foram usadas nas estradas
no estado da Pensilvânia. -
9:01 - 9:03É quantidade suficiente
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9:03 - 9:06para preencher dois terços
do prédio Empire State. -
9:07 - 9:11Um milhão de toneladas
de sal extraído da terra, -
9:11 - 9:13usados em nossas estradas
-
9:13 - 9:16e depois carregados no meio ambiente
até os nossos rios. -
9:18 - 9:21Portanto, a proposta aqui é
que poderíamos pelo menos -
9:21 - 9:25extrair esse sal de uma água
residual industrial salgada, -
9:25 - 9:27impedir que ele entre em nossos rios
-
9:27 - 9:30e usá-lo em nossas estradas.
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9:30 - 9:33Quando ocorrer o derretimento na primavera
-
9:33 - 9:36e houver o escoamento de alta salinidade,
-
9:36 - 9:38os rios estarão em uma posição melhor
-
9:38 - 9:41para se defenderem disso.
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9:42 - 9:43Como química,
-
9:43 - 9:47a oportunidade que mais me empolga
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9:48 - 9:52é o conceito de introdução
de sal circular na indústria química. -
9:53 - 9:57A indústria de cloro-álcali é perfeita.
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9:58 - 10:02É a fonte de epóxis,
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10:02 - 10:04de uretanos e solventes
-
10:04 - 10:08e produtos úteis usados no dia a dia.
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10:09 - 10:13E usa sal de cloreto de sódio
como principal alimentação. -
10:14 - 10:16A ideia aqui é...
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10:16 - 10:19antes de tudo, vamos
analisar a economia linear. -
10:19 - 10:22Na economia linear,
o sal é adquirido de uma mina, -
10:22 - 10:24passa pelo processo de cloro-álcali,
-
10:24 - 10:26é transformado num produto químico básico
-
10:26 - 10:29que pode ser convertido
em outro novo produto -
10:29 - 10:31ou um mais funcional.
-
10:31 - 10:34Mas durante esse processo de conversão,
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10:34 - 10:38muitas vezes o sal é
regenerado como subproduto -
10:38 - 10:40e acaba nas águas residuais industriais.
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10:41 - 10:47A ideia é poder introduzir circularidade,
-
10:47 - 10:51reciclar a água e o sal desses fluxos
de águas residuais industriais, -
10:51 - 10:53das fábricas,
-
10:53 - 10:57e enviá-lo para a parte frontal
do processo de cloro-álcali. -
10:58 - 11:00Sal circular.
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11:00 - 11:02Então, qual o impacto disso?
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11:02 - 11:05Bem, vamos pegar um exemplo.
-
11:05 - 11:08Da produção mundial
de óxido de propileno, -
11:08 - 11:1150% é feito pelo processo de cloro-álcali.
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11:11 - 11:17De um total de cerca de 5 milhões
de toneladas de óxido de propileno -
11:17 - 11:19anualmente, produzido globalmente.
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11:20 - 11:24São 5 milhões de toneladas
de sal extraído da terra, -
11:24 - 11:28convertidos pelo processo de cloro-álcali
em óxido de propileno, -
11:28 - 11:30e depois durante esse processo,
-
11:30 - 11:345 milhões de toneladas de sal que acabam
em correntes de águas residuais. -
11:35 - 11:36Essa quantidade toda
-
11:36 - 11:39é sal suficiente para encher
três prédios Empire State. -
11:40 - 11:42E isso é anualmente.
-
11:42 - 11:47Podem ver como o sal circular
pode fornecer uma barreira -
11:48 - 11:52aos nossos rios desta descarga
salgada excessiva. -
11:52 - 11:54Podem se perguntar:
-
11:54 - 11:58"Essas membranas existem há vários anos,
-
11:58 - 12:02por que as pessoas não implementam
a reutilização de águas residuais?" -
12:03 - 12:07O ponto principal é que
fica caro implementá-la. -
12:08 - 12:10E em segundo lugar,
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12:10 - 12:13a água nessas regiões é subvalorizada.
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12:13 - 12:15Até que seja tarde demais.
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12:15 - 12:20Se não planejarmos
a sustentabilidade da água doce, -
12:20 - 12:22haverá algumas consequências graves.
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12:22 - 12:25Perguntem a um dos maiores fabricantes
de produtos químicos do mundo, -
12:25 - 12:29que sofreu no ano passado
um golpe de US$ 280 milhões -
12:29 - 12:33devido aos baixos níveis
do Rio Reno na Alemanha. -
12:34 - 12:38Podem perguntar aos moradores
da Cidade do Cabo, África do Sul, -
12:38 - 12:42que viveram uma seca das reservas de água
-
12:42 - 12:46e, em seguida, foram solicitados
a não dar a descarga no banheiro. -
12:46 - 12:48Então como podem ver,
-
12:48 - 12:50temos soluções aqui, com membranas,
-
12:50 - 12:55com as quais podemos fornecer água pura,
-
12:55 - 12:57fornecer sal puro,
-
12:57 - 12:59usando ambas as membranas
-
12:59 - 13:02para ajudar a proteger nossos rios
para as gerações futuras. -
13:03 - 13:04Obrigada.
-
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.
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 13:19
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