Uma economia circular para o sal que mantém os rios limpos
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0:01 - 0:03Como cresci no norte de Wisconsin,
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0:03 - 0:07estabeleci naturalmente uma ligação
com o Rio Mississippi. -
0:07 - 0:09Quando era miúda,
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0:09 - 0:12a minha irmã e eu competíamos
para ver quem conseguia soletrar -
0:13 - 0:16"M-i-s-s-i-s-s-i-p-p-i"
mais depressa. -
0:17 - 0:19Quando andava na escola primária,
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0:19 - 0:24descobri os primeiros exploradores
e as suas expedições, Marquette e Joliet -
0:24 - 0:27e como eles utilizaram
os Grandes Lagos e o Rio Mississippi -
0:27 - 0:30e os seus afluentes,
para descobrir o Midwest -
0:30 - 0:33e para traçar um caminho comercial
no mapa até ao Golfo do México. -
0:34 - 0:37Na faculdade, tive a sorte
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0:37 - 0:38de ter o Rio Mississippi
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0:38 - 0:41ao alcance da janela
do meu laboratório de investigação, -
0:41 - 0:43na Universidade de Minnesota.
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0:44 - 0:47Durante esse período de cinco anos,
fiquei a conhecer o Rio Mississippi. -
0:47 - 0:50Descobri a sua natureza temperamental,
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0:50 - 0:53as margens que ele inundava
em determinadas alturas -
0:53 - 0:55e, pouco tempo depois,
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0:55 - 0:57víamos as margens novamente secas.
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0:58 - 1:01Hoje, enquanto especialista
em química orgânica, -
1:01 - 1:03estou empenhada em usar a minha formação
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1:03 - 1:06para proteger os rios,
como o Mississippi, -
1:06 - 1:10do excesso de sal resultante
da atividade humana. -
1:10 - 1:12Porque, é preciso saber,
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1:12 - 1:16o sal é uma coisa que pode
contaminar os rios de água doce. -
1:17 - 1:22Os rios de água doce só têm
níveis de sal de 0,05%. -
1:23 - 1:26A este nível, podemos beber essa água.
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1:26 - 1:30Mas a maior parte da água
no nosso planeta está no oceano -
1:30 - 1:34e a água do oceano tem um nível
de salinidade de mais de 3%. -
1:34 - 1:38Se bebermos essa água,
adoecemos rapidamente. -
1:38 - 1:43Portanto, se compararmos
o volume relativo da água do oceano -
1:43 - 1:46com o da água dos rios
que existem no nosso planeta -
1:46 - 1:49— digamos que conseguimos
pôr a água do oceano -
1:49 - 1:52numa piscina de tamanho olímpico —
-
1:52 - 1:57a água dos rios do planeta
caberiam num garrafão de 5 litros. -
1:57 - 2:00Como veem, é um recurso precioso.
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2:00 - 2:02Mas será que o tratamos
como um recurso precioso? -
2:03 - 2:05Ou será que o tratamos
como um tapete velho -
2:05 - 2:09que pomos na porta da rua
para limpar os pés? -
2:09 - 2:13Tratar os rios como um tapete velho
tem graves consequências. -
2:13 - 2:15Vejamos.
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2:15 - 2:19Vejamos o que uma simples
colher de chá de sal pode fazer. -
2:20 - 2:22Se juntarmos uma colher de chá de sal
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2:22 - 2:25a essa piscina olímpica
de água do oceano, -
2:25 - 2:28a água do oceano continua a ser
água do oceano. -
2:28 - 2:30Mas se juntarmos a mesma
colher de chá de sal -
2:30 - 2:33ao garrafão de cinco litros
de água doce dos rios, -
2:33 - 2:37de repente, ela fica
salgada demais para beber. -
2:37 - 2:39A questão é esta,
-
2:39 - 2:42como o volume da água dos rios
é tão pequena, -
2:42 - 2:44em comparação com o oceano,
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2:44 - 2:47é muito mais vulnerável
à atividade humana -
2:47 - 2:49e precisamos de a proteger.
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2:50 - 2:52Recentemente, procurei na literatura
-
2:53 - 2:56para ver qual a saúde dos rios
em todo o mundo. -
2:56 - 2:59Esperava encontrar
problemas de saúde nos rios -
2:59 - 3:04em regiões de escassez de água
e de forte desenvolvimento industrial. -
3:04 - 3:07Encontrei isso
no norte da China e na Índia. -
3:08 - 3:12Mas fiquei surpreendida
quando li num artigo de 2018, -
3:12 - 3:17que há 232 locais de rios-amostra
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3:17 - 3:19em todo o território dos EUA.
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3:20 - 3:21Nesses locais,
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3:21 - 3:2537% tinham exagerados
níveis de salinidade. -
3:25 - 3:27O que ainda é mais surpreendente
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3:27 - 3:30é que os que tinham maiores aumentos
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3:30 - 3:33encontravam-se na zona leste dos EUA
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3:33 - 3:35e não no árido sudoeste.
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3:35 - 3:38Segundo os autores desse artigo
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3:38 - 3:43isso pode dever-se ao uso do sal
para descongelar as estradas. -
3:44 - 3:47Possivelmente, outra origem deste sal
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3:47 - 3:50pode ser proveniente
de águas residuais industriais salgadas. -
3:50 - 3:55Como veem, as atividades humanas
podem transformar a água doce dos rios -
3:55 - 3:58em água mais parecida com a do oceano.
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3:58 - 4:02Precisamos de agir e fazer qualquer coisa
antes que seja tarde demais. -
4:02 - 4:04E eu tenho uma proposta.
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4:05 - 4:09Podemos arranjar um mecanismo
de defesa do rio em três fases. -
4:09 - 4:14Se os utilizadores de água industrial
utilizarem este mecanismo de defesa -
4:14 - 4:19podemos colocar os nossos rios
numa posição muito mais segura. -
4:19 - 4:21Isto envolve, número um,
-
4:21 - 4:24extrair menos água dos rios,
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4:24 - 4:28implementando a reciclagem da água
e operações de reutilização. -
4:28 - 4:30Número dois,
-
4:30 - 4:34precisamos de tirar o sal
das águas residuais industriais salgadas -
4:34 - 4:38e recuperá-lo e reutilizá-lo
para outros fins. -
4:38 - 4:42E, número três, precisamos de reconverter
os consumidores de sal -
4:42 - 4:45que atualmente extraem sal das minas
-
4:45 - 4:50em consumidores de sal que extraiam
sal de origens recicladas de sal. -
4:50 - 4:53Este mecanismo de defesa
de três fases já está a funcionar. -
4:53 - 4:57Está a ser implementado
no norte da China e na Índia, -
4:57 - 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 este mecanismo de defesa
para proteger os rios, -
5:05 - 5:08para não precisarmos de os reabilitar.
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5:08 - 5:11Felizmente, temos tecnologia
para fazer isto. -
5:12 - 5:13É através de membranas.
-
5:14 - 5:17Membranas que podem separar
o sal da água. -
5:18 - 5:21Membranas que já existem
há uma série de anos -
5:21 - 5:26e que se baseiam em materiais poliméricos
que separam, com base no tamanho -
5:26 - 5:28ou que separam, com base na carga.
-
5:28 - 5:32As membranas que se usam
para separar o sal da água -
5:32 - 5:35separam normalmente com base na carga.
-
5:35 - 5:38Estas membranas têm uma carga negativa
-
5:38 - 5:40e ajudam a repelir os iões de cloreto
com cargas negativas -
5:40 - 5:43que existem no sal dissolvido.
-
5:44 - 5:48Assim, como já disse, essas membranas
já existem há uma série de anos -
5:48 - 5:55e, atualmente, estão a purificar
100 milhões de litros de água por minuto. -
5:55 - 5:57Até mesmo mais do que isso.
-
5:58 - 5:59Mas podem fazer ainda mais.
-
6:00 - 6:05Estas membranas baseiam-se
no princípio da osmose inversa. -
6:06 - 6:10A osmose é um processo natural
que ocorre no nosso corpo -
6:10 - 6:12— na forma como funcionam as células.
-
6:12 - 6:16A osmose ocorre quando temos duas câmaras
-
6:16 - 6:19que separam dois níveis
de concentração de sal. -
6:19 - 6:21Uma com baixa concentração de sal
-
6:21 - 6:24e outra com alta concentração de sal.
-
6:24 - 6:28Separando as duas câmaras
há uma membrana semipermeável. -
6:28 - 6:30E, segundo o processo natural da osmose,
-
6:30 - 6:34a água atravessa naturalmente
essa membrana -
6:34 - 6:36da área de baixa concentração de sal
-
6:36 - 6:39para a área de alta concentração de sal,
-
6:39 - 6:41até se atingir um equilíbrio.
-
6:42 - 6:46A osmose inversa é o contrário
deste processo natural. -
6:46 - 6:48Para conseguirmos esta inversão
-
6:48 - 6:53temos de aplicar uma pressão
do lado da alta concentração -
6:53 - 6:57o que obriga a água
a passar na direção oposta. -
6:57 - 7:01Assim, a água do lado da alta concentração
torna-se ainda mais salgada -
7:01 - 7:02mais concentrada
-
7:02 - 7:06e o lado da água de baixa concentração
passa a ser água purificada. -
7:06 - 7:09Usando a osmose inversa
-
7:09 - 7:11podemos agarrar
em águas residuais industriais -
7:11 - 7:16e transformá-las em água pura a 95%,
-
7:16 - 7:20deixando apenas 5%
nesta mistura com sal concentrado. -
7:21 - 7:24Estes 5% de mistura
com sal concentrado -
7:24 - 7:26não se perdem.
-
7:26 - 7:29Os cientistas também
desenvolveram membranas -
7:29 - 7:33modificadas para permitir
a passagem de alguns sais -
7:33 - 7:35mas outros não.
-
7:35 - 7:36Usando essas membranas,
-
7:36 - 7:39a que se chamam habitualmente
membranas de nanofiltração, -
7:39 - 7:43estes 5% na solução salgada concentrada
-
7:43 - 7:46podem ser transformados
numa solução de sal purificado. -
7:48 - 7:52No total, usando a osmose inversa,
e as membranas de nanofiltração, -
7:52 - 7:54podemos reconverter
as águas residuais industriais -
7:54 - 7:58em água e em sal.
-
7:59 - 8:00Ao fazer isso,
-
8:00 - 8:05estamos a cumprir os pilares
um e dois do mecanismo de defesa dos rios. -
8:06 - 8:10Apresentei isto a uma série
de utilizadores de águas industriais -
8:10 - 8:13e a resposta habitual é:
-
8:13 - 8:16"Ok, mas quem é que vai usar o meu sal?"
-
8:16 - 8:19É por isso que o pilar número três
é tão importante. -
8:19 - 8:23Precisamos de transformar
as pessoas que usam sal gema -
8:23 - 8:26em consumidores de sal reciclado.
-
8:26 - 8:29Quem são esses consumidores de sal?
-
8:29 - 8:31Eu vim a saber que, em 2018,
-
8:32 - 8:3643% do sal consumido nos EUA
-
8:36 - 8:40era usado para descongelar estradas.
-
8:40 - 8:44e 39% era usado pela indústria química.
-
8:44 - 8:46Analisemos estas duas aplicações.
-
8:48 - 8:50Fiquei chocada.
-
8:50 - 8:53Durante o inverno de 2018-2019,
-
8:53 - 8:56aplicou-se um milhão
de toneladas de sal -
8:56 - 9:00nas estradas do estado da Pensilvânia.
-
9:01 - 9:04Um milhão de toneladas de sal
é o suficiente para encher -
9:04 - 9:06dois terços do Empire State Building.
-
9:07 - 9:11É um milhão de toneladas de sal
extraídas da terra, -
9:11 - 9:13aplicado nas nossas estradas
-
9:13 - 9:17e depois despejado para o ambiente
e para os nossos rios. -
9:18 - 9:21A proposta aqui
é que podíamos, pelo menos, -
9:21 - 9:25ir buscar esse sal a águas residuais
salgadas industriais -
9:25 - 9:27e impedir que ele fosse parar aos rios
-
9:27 - 9:30mas fosse usado
para aplicar nas estradas. -
9:30 - 9:33Pelo menos, quando o degelo
ocorre na primavera -
9:33 - 9:36e temos um escoamento
de alta salinidade, -
9:36 - 9:38os rios ficariam em melhor posição
-
9:38 - 9:41para se defenderem contra isso.
-
9:42 - 9:44No entanto, enquanto química,
-
9:44 - 9:48a oportunidade que mais me entusiasma
-
9:48 - 9:52é o conceito de introduzir
sal circular na indústria química. -
9:54 - 9:57A indústria cloro-alcalina é perfeita.
-
9:58 - 10:01A indústria cloro-alcalina
é a origem dos epóxis, -
10:02 - 10:04é a origem dos uretanos e dos solventes
-
10:04 - 10:08e de muitos outros produtos úteis
que usamos na vida quotidiana. -
10:09 - 10:13Na base desta produção
encontra-se o cloreto de sódio. -
10:14 - 10:16A ideia aqui é...
-
10:16 - 10:19Mas, primeiro, vejamos
a economia linear. -
10:19 - 10:22Numa economia linear,
vão buscar sal gema, -
10:22 - 10:24que passa pelo processo
cloro-alcalino, -
10:24 - 10:26transforma-se num químico básico
-
10:26 - 10:29que depois pode ser transformado
noutro produto novo -
10:29 - 10:31ou num produto mais funcional.
-
10:31 - 10:34Mas, durante esse processo
de transformação, -
10:34 - 10:38muitas vezes, o sal é regenerado
como subproduto -
10:38 - 10:41e acaba nas águas residuais industriais.
-
10:42 - 10:46A ideia é que podemos
introduzir a circularidade -
10:47 - 10:51e podemos reciclar a água e o sal,
a partir das águas residuais industriais, -
10:51 - 10:53a partir das fábricas
-
10:53 - 10:57e podemos enviá-lo para a primeira linha
do processo cloro-alcalino. -
10:58 - 11:00Sal circular.
-
11:00 - 11:02Qual é o impacto disto?
-
11:02 - 11:05Vejamos um exemplo apenas.
-
11:05 - 11:0850% da produção mundial
do óxido de propileno -
11:08 - 11:11faz-se através do processo cloro-alcalino.
-
11:12 - 11:17Isto significa um total de cinco milhões
de toneladas de óxido de propileno -
11:17 - 11:19numa base anual, a nível mundial.
-
11:20 - 11:24São cinco milhões de toneladas de sal
extraídos da terra, -
11:24 - 11:28transformados no processo cloro-alcalino
em óxido de propileno -
11:28 - 11:30e, durante esse processo,
-
11:30 - 11:34cinco milhões de toneladas de sal
que acabam em águas residuais. -
11:35 - 11:36Cinco milhões de toneladas
-
11:36 - 11:40é sal suficiente para encher
três Empire State Buildings. -
11:40 - 11:42Isto numa base anual,
-
11:42 - 11:47Como veem, o sal circular
pode proporcionar uma barreira -
11:48 - 11:52aos nossos rios, contra esta
descarga excessiva de sal. -
11:52 - 11:54Podem estar a pensar:
-
11:54 - 11:58"Meu Deus, essas membranas
já existem há uma série de anos. -
11:58 - 12:01"Então, porque é que as pessoas
não implementam -
12:01 - 12:03"a reutilização das águas residuais?"
-
12:03 - 12:05O problema é que
-
12:05 - 12:08custa dinheiro implementar
a reutilização das águas residuais. -
12:08 - 12:10Em segundo lugar,
-
12:10 - 12:13a água, nessas regiões,
é pouco valorizada. -
12:13 - 12:15Até ser demasiado tarde.
-
12:15 - 12:20Se não planearmos
a sustentabilidade da água doce, -
12:20 - 12:22haverá consequências muito graves.
-
12:22 - 12:25Podem perguntar a um dos maiores
fabricantes químicos do mundo -
12:25 - 12:29que, no ano passado, teve um prejuízo
de 280 milhões de dólares, -
12:29 - 12:33devido aos baixos níveis
do Rio Reno, na Alemanha. -
12:34 - 12:38Podem perguntar aos residentes
da Cidade do Cabo, na África do Sul -
12:38 - 12:42que sofreram uma seca ano-a-ano
que esgotou as reservas de água -
12:42 - 12:46e tiveram de deixar
de usar os autoclismos. -
12:46 - 12:48Como veem,
-
12:48 - 12:50temos soluções, com membranas
-
12:50 - 12:55de modo a podermos obter água pura,
-
12:55 - 12:57podermos obter sal puro,
-
12:57 - 12:59utilizando estas membranas
— as duas coisas — -
12:59 - 13:02para proteger os rios
para as gerações futuras. -
13:03 - 13:04Obrigada.
-
13:04 - 13:07(Aplausos)
- Title:
- Uma economia circular para o sal que mantém os rios limpos
- Speaker:
- Tina Arrowood
- Description:
-
Durante o inverno de 2018-2019, utilizou-se um milhão de toneladas de sal para descongelar as estradas, apenas no estado da Pensilvânia. O sal para usos industriais como este acaba quase sempre nos rios de água doce, tornando a água imprópria para beber e contribuindo para uma crescente crise global. Como podemos proteger melhor este precioso recurso natural? Tina Arrowood, química física orgânica, fala de um plano de três passos para impedir o sal de acabar nos rios — e cria uma economia circular de sal que transforma os subprodutos industriais em recursos valiosos.
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 13:19
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