„Apă, apă peste tot, dar nici o picătură de băut”. Aceasta este presupusa lamentare a unui marinar necunoscut, trebuind să se hidrateze, dar din apă proaspătă, totuși forțat să privească galoane nespuse de băut apa oceanului. Cei mai mulți oameni sunt conștienți de cât de salină sau sărată este apa și că aceasta o face de băut. Noi numim apă de băut nepotabilă, din cauza perturbării progresive a echilibrului chimic al organismului pe care aceasta o cauzează.
Apa oceanului reprezintă aproximativ 97% din apa Pământului; aproape toate cele 3 procente care sunt considerate „proaspete” sunt subterane sau indisponibile în alt mod pentru uz uman, doar aproximativ 1/400 din apa dulce a Pământului ocupând râuri, cursuri de apă și lacuri. Având în vedere câtă apă sărată există, nu ar trebui să existe un mijloc eficient de a o face adecvată pentru consumul uman?
De fapt, procesul numit desalinizare realizează tocmai acest lucru. Importanța desalinizării pe o planetă cu o populație în continuă creștere și cu multe penurii regionale de apă în orice moment crește în fiecare zi, iar avantajele desalinizării fac ca procesul să merite analizat detaliu.
Tipuri de desalinizare
Toate tipurile de desalinizare mecanică pot fi clasificate ca una desalinizarea termică sau desalinizarea membranei.
Plantele de desalinizare la scară comercială folosesc de obicei un fel de desalinizare a membranei care implică osmoza inversă, care are loc pe o membrană semipermeabilă. Distilarea cu membrană sau MD, în care un curent de apă fierbinte sărată este contrar unui curent de apă normală pe locul opus al unei membrane hidrofugă, vine în mai multe tipuri. Rezultatul său este de a împinge vaporii de apă fără sare prin pori către partea mai rece și cu presiune mai mică a membranei.
Desalinizarea termică implică adăugarea unor cantități semnificative de căldură și implică deseori și procese de distilare. Distilarea este fierberea unei soluții în care soluția are un punct de fierbere mai mare decât solventul (cum ar fi sare), permițând colectarea vaporilor de gaz produși sub formă de distilat, în timp ce restul de concentrat de saramură este aruncat.
Avantajele proceselor de desalinizare
Avantajele desalinizării în sine sunt directe: apă potabilă mai curată pentru cetățenii Pământului, dintre care o treime nu au acces regulat la această resursă vitală. În ceea ce privește avantajele anumitor tipuri față de altele, acestea sunt destul de ușor de descris.
Plantele termice de desalinizare, care au produs majoritatea apei desalinizate din lume începând cu 2020, sunt ușoare să construiască și să funcționeze, în principal pentru că nu au alte piese în mișcare decât pompele și constau în principal din etanșeitate bătătorit rețele de tuburi. Acești desalinizatori pot atinge, de asemenea, un nivel foarte ridicat de purificare.
Procesele conduse de membrană, inclusiv desalinizarea prin electroliză, sunt de obicei mult mai puțin consumatoare de energie decât cele termice și nu se bazează pe combustibili fosili sau energie nucleară, la fel ca majoritatea centralelor termice în funcțiune azi. Acestea oferă temperaturi și presiuni de funcționare scăzute decât omologii lor termici.
Dezavantaje ale proceselor de desalinizare
Provocările de desalinizare includ poluarea generată de instalațiile de desalinizare pe scară largă, în stil termic și cantitatea mare de energie necesară pentru a le opera. Pe măsură ce lumea se îndreaptă spre utilizarea din ce în ce mai mare a surselor alternative de energie, această preocupare ar trebui să diminueze în timp.
În timp ce procesele de membrană sunt mai curate și mai sigure, este, de asemenea, mai scump să construim plante de desalinizare la scară comercială de acest tip. De asemenea, membranele se degradează prin umectare excesivă și alte tipuri de contaminare, iar procesul nu este la fel de eficient în prezent ca majoritatea tipurilor de desalinizare termică.
Mai recent, în 2019, cercetătorii au reușit să creeze o tehnică de distilare solară care implică focalizarea soarelui pe anumite puncte ale unui membrană permeabilă selectiv, fierbând apa colectată acolo și forțând-o să treacă spre partea opusă a membranei, unde este colectată un nou.