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Formas de evitar o estresse hídrico

por redação

Responsabilidade, experiência e contribuições de uma empresa global

A pandemia de coronavírus nos mostrou, ainda mais, a importância da higiene. No entanto, higiene sem água é quase impossível. Água potável é vital, mas não está disponível em quantidades adequadas em todos os lugares. A agricultura e a indústria também dependem da água para produzir seus produtos. Mesmo hoje, a escassez de água não está restrita aos países em desenvolvimento ou regiões desérticas. O aumento da competição por esse recurso escasso significa que novas e melhores soluções são constantemente necessárias para garantir que a água esteja e continue disponível em qualidade e quantidades adequadas.

Intimamente ligado aos desafios do crescimento populacional e das mudanças climáticas, a batalha contra a escassez de água exige vontade de mudar e um compromisso responsável. As abordagens para resolver o problema devem ser tão variadas quanto as condições regionais ou locais. Isso deve começar com a valorização da água como recurso, em linha com o tema central do Dia Mundial da Água deste ano: “Valorizando a Água”.

Os requisitos qualitativos para água potável são tão altos que, até hoje, muitas pessoas em todo o mundo não têm acesso a ela. Alguns processos de produção, como produtos farmacêuticos ou componentes eletrônicos semicondutores, exigem água ainda mais pura. Essa água ultra-pura pode ser obtida em particular a partir da troca iônica com sistemas especializados de resina e técnicas de membrana. Contribuem, assim, para garantir um abastecimento confiável de medicamentos, além de desempenhar um papel significativo em nossa tecnologia de informação e comunicação, que se baseia na microeletrônica.

Medidas para combater o estresse hídrico

Existem diferentes abordagens para superar o “estresse hídrico”, ou seja, um desequilíbrio local entre disponibilidade e demanda. Esses incluem:

  • Abrir fontes de água adicionais que não eram utilizáveis ​​anteriormente ou cujo uso era limitado
  • Tratamento de água contendo contaminantes antropogênicos antes de retornar aos ecossistemas
  • Implementação de circuitos fechados de água nos processos produtivos

Uma análise cuidadosa do status quo é um pré-requisito para uma gestão eficiente da água e permite que recomendações e medidas prioritárias sejam determinadas. Isso se aplica às autoridades locais, regiões e países, mas também a empresas com todas as suas instalações, produção e produtos. A LANXESS está fazendo isso como parte de um programa de água que foi lançado no final de 2020. A iniciativa engloba metas de todo o Grupo com compromissos voluntários, bem como medidas locais de gestão da água, e se concentrará inicialmente em quatro locais onde há um risco particularmente alto para um abastecimento de água estável.

Alguns exemplos relacionados à unidade de negócios Liquid Purification Technologies (LPT) ilustram a gestão eficiente da água pela LANXESS e as premissas subjacentes na prática.

Remoção das impurezas naturais

Abrir fontes adicionais de água significa superar obstáculos que até agora impediam seu uso. Um desses obstáculos são os poluentes dissolvidos. A contaminação natural da água potável com arsênico é a causa natural mais significativa de envenenamento em todo o mundo, especialmente na Índia e em Bangladesh. A água também está poluída com arsênico em partes da Argentina e do Chile e no oeste dos EUA. Assim como em doenças agudas e crônicas, isso pode resultar em aumento de tumores. Para poderem cumprir o limite de 10 µg / l estabelecido pela Organização Mundial da Saúde (OMS), milhões de pessoas dependem do tratamento de sua água potável. Os adsorventes de óxido de ferro especiais de nossa fábrica em Krefeld têm se mostrado muito eficientes nisso e são usados ​​em sistemas de filtro em todo o mundo.

Impurezas da superfície da água devido à matéria orgânica natural (NOM), como ácidos húmicos e fúlvicos ou polifenóis, que surgem durante a decomposição da matéria vegetal e dão à água uma cor amarelo-amarronzada, podem ser removidas com resinas de troca iônica fortemente básicas com especialmente porosidade ajustada. Estes se ligam ionicamente às impurezas ou as absorvem. É assim que a água potável é tratada na Holanda e no Reino Unido, por exemplo. A regeneração das resinas requer apenas cerca de um décimo de um por cento do volume de água potável obtido. Além disso, o regenerante gasto pode ser reutilizado várias vezes depois que a matéria orgânica é removida por precipitação.

Metais pesados ​​como níquel, cádmio e chumbo podem ser lixiviados dos minerais pela chuva ácida ou ácido sulfúrico gerado pela oxidação de minérios de sulfeto. O nitrato de fertilizantes naturais ou sintéticos também pode liberar metais de minerais sulfídicos por meio da oxidação. Trocadores de íons seletivos com grupos quelantes até mesmo ligam traços de tais impurezas de maneira confiável. Se os íons metálicos estiverem presentes em concentrações mais altas, por exemplo, em águas residuais industriais, pode valer a pena recuperá-los. Esta tecnologia foi estabelecida há muito tempo para metais preciosos e metais do grupo da platina.

Tratamento de vários tipos de águas residuais

Poluentes antropogênicos em águas subterrâneas e superficiais apresentam grandes desafios para a produção de água potável, mas também para o tratamento de águas residuais. Isso se aplica à descarga de metais pesados ​​da mineração e da indústria, por exemplo, bem como para impurezas orgânicas. Descarga de líquido zero, ou seja, evitar totalmente o desperdício de líquido e águas residuais, nem sempre é possível. Trocadores de íons específicos, conforme descrito acima usando o exemplo do níquel, permitem que as águas residuais sejam limpas nesses casos. Mesmo vestígios de cromato (VI), que é muito tóxico e cancerígeno, podem ser removidos altamente seletivamente da água subterrânea com um trocador de ânions regenerável fortemente básico, por exemplo. Essa tecnologia também pode ser aplicada para outros oxiânions, como clorato ou perclorato, que são frequentemente detectados em aquíferos de áreas nas quais combustíveis de foguetes e explosivos são ou foram produzidos, testados ou usados.

Os poluentes também podem ser introduzidos nas águas subterrâneas em regiões que são usadas para fins agrícolas. Na Alemanha, em particular, o nitrato de campos que foram fertilizados em excesso é atualmente um problema. Uma solução pode ser encontrar um uso alternativo para o estrume aplicado. Mas mesmo que seja engrossado e processado para formar fertilizante sólido, a fase residual líquida contendo amônia não deve ser descarregada. Resinas de troca iônica não tratadas facilitam a separação eficiente de nitrato e íons amônio e, em última análise, permitem que eles sejam convertidos em sólidos que podem ser descartados ou usado como fertilizantes.

Também há atualmente um foco na contaminação generalizada da água em todo o mundo com as substâncias perfluoroalquil e polifluoroalquil (PFAS), que são encontradas em produtos como espumas extintoras, agentes de impregnação para produtos têxteis, papel e lubrificantes. Os compostos desta classe, que são quase completamente não biodegradáveis, acumulam-se no tecido corporal de homens e animais após a ingestão. Sua durabilidade significa que até mesmo vestígios devem ser removidos das águas residuais e que as águas subterrâneas contaminadas devem ser limpas. Isso pode ser conseguido por uma resina heterodispersa, do tipo gel, de troca aniônica fortemente básica da família de produtos Lewatit®, que reduz até mesmo traços de PFAS até a faixa de ppt. Por isso e por sua maior capacidade de absorção, esse processo é muito superior à filtração convencional com carvão ativado. Um sistema móvel que esteve em operação por vários anos nos aeroportos australianos levou a uma vantagem de custo de quase 60% em comparação com a filtragem de carvão ativado, mesmo quando a resina foi usada apenas uma vez sem regeneração. Em concentrações mais altas de PFAS, a regeneração pode aumentar ainda mais a viabilidade dessa tecnologia.

Circuitos industriais de água

Se a água circula em processos industriais, a quantidade de água de alimentação necessária é significativamente reduzida – em casos extremos, chega a zero. Um exemplo clássico disso são os circuitos água-vapor, em usinas de energia ou no uso industrial de vapor. O uso de torres de resfriamento pode impedir que a água de resfriamento aqueça as águas superficiais. Se o calor residual também for usado no processo, isso abrirá um potencial adicional de economia de energia.

As melhorias na eficiência das resinas de troca iônica também abrem caminho para um menor consumo de água quando são usadas. Trocadores de ânions especializados e fortemente básicos, como os mencionados acima, têm capacidade cerca de cinco vezes maior para oxiânions complexos, como o cromato, do que as resinas padrão. Isso significa que eles precisam ser regenerados com menos frequência, o que reduz os volumes gerais de produtos químicos e água necessários. Ao mesmo tempo, possui resinas com maior durabilidade, o que reduz ainda mais sua pegada hídrica.

Até mesmo a fabricação de resinas de troca iônica na LANXESS se beneficia dos circuitos de água. Os grânulos de resina recém-produzidos são classificados por fluidização em torres de enxágue, ou seja, eles são separados em graus com base em seu tamanho em um fluxo ascendente de água. Dependendo dos requisitos de separação, o volume de água necessário é várias vezes o da resina. A água do transbordamento é filtrada, coletada, complementada com água doce se necessário e, em seguida, reutilizada no mesmo processo de classificação.

Um desafio contínuo

Em vista dos poluentes naturais e antropogênicos nas águas subterrâneas e superficiais, a demanda constantemente crescente por água potável para uma população global em crescimento, bem como a demanda igualmente crescente por produtos agrícolas e industriais estão colocando demandas cada vez mais complexas em tecnologias de tratamento de água e produtos.

O uso econômico da água e a minimização da contaminação antropogênica são essenciais para a gestão sustentável da água. Tratamento de água inovador e circuitos de água inteligentes podem desempenhar um papel importante nisso.

O programa hídrico da LANXESS

Cerca de 80% da água usada pela LANXESS em todo o mundo é usada para resfriamento, enquanto o restante é usado para fins de processo ou como vapor. Em linha com seu compromisso de usar a água com responsabilidade, o Grupo deseja encerrar o vínculo entre o crescimento econômico mundial e o consumo de água e a contaminação de águas residuais. O objetivo é tornar o uso da água do Grupo cada vez mais eficiente e aproveitar melhor as águas pluviais ou residuais. O consumo específico de água já diminuiu cerca de 18% desde 2015. O Grupo também se fixou como meta de redução anual de 2% tanto no consumo específico de água como no COT específico (carbono orgânico total) nas águas residuais.

O contexto local desempenha um papel fundamental na gestão da água. Apenas cerca de 1,8% de toda a captação de água pela LANXESS em 2019 ocorreu em quatro locais com estresse hídrico extremamente alto na Índia, Itália e China. Até 2023, a captação absoluta de água nesses locais deve ser reduzida em 15% em comparação com 2019. Além disso, a responsabilidade pela água não termina nas portas da planta. O Grupo deseja, portanto, levar em consideração todas as partes interessadas relevantes e, em particular, as comunidades locais em uma abordagem integrada. A LANXESS garantirá isso implementando programas locais de gestão da água nesses locais até 2023.

 

Por Dr. Stefan Neufeind, Head de Marketing Técnico da unidade de negócios de Tecnologias de Purificação de Líquidos (LPT) da LANXESS na Alemanha

 

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