Desalinizarea oceanelor sau cum se poate reduce deficitul de apă

Pe măsură ce resursele plantei se epuizează, omenirea trebuie să găsească soluții pentru a compensa lipsa lor. Penuria de apă curată la nivel mondial este o realitate de care nu se poate face abstracție. Aproximativ 844 de milioane de oameni nu au acces în momentul de față la apă potabilă. Scenariul devine și mai sumbru dacă luăm în calcul că schimbările climatice vor dicta noi tipare de funcționare pentru agricultură, domeniu total dependent de existența apei. Și atunci ce este de făcut? În ultimii 30 de ani desalinizarea a devenit o alternativă viabilă de alimentare cu apă, variantă care ne permite să exploatăm resurse de apă netradiționale și care au un potențial mare de a furniza apă durabilă. Potrivit datelor Asociației Internaționale a Apei, în 2016 prin desalinizare se asigura doar aproximativ 1% din apa potabilă din lume, dar acest procent era în creștere.

Știința va trebui să caute soluții

Conform definiției, apa desalinizată este produsă fie folosind apă cu conținut de sare mai mic de 10.000 mg/l, numită apă salmastră, fie folosind apă de mare, cu o salinitate cuprinsă între 30.000 și 44.000 mg/l.

Economic vorbind, desalinizarea apei salmastre presupune costuri mai mici, dar având în vedere resursele limitate de apă salmastră este puțin probabil ca aceasta să fie o sursă principală de aprovizionare cu apă desalinizată în viitor. Potrivit Asociației Internaționale a Apei, volumul total de apă salmastră la nivel mondial reprezintă mai puțin de 1% din apa lumii și în majoritatea regiunilor aride este aproape pe deplin utilizat. Oceanele lumii reprezintă peste 97,2% din resursele de apă ale planetei, dar, din nefericire, costurile pe care le implică desalinizarea apei oceanice sunt mult mai mari. De aceea, în momentul de față aprovizionarea cu apă a lumii se realizează majoritar din surse de apă dulce subterane și supraterane. Cu toate acestea, în fața scenariilor prefigurate de schimbările climatice și de creșterea demografică, știința și tehnologia vor trebui să găsească soluții pentru explotarea apei oceanelor și să asigure astfel o sursă de apă durabilă și ieftină.

Privit ca sursă de , oceanul are două caracteristici unice, și anume faptul că efectele secetei nu se resimt asupra lui și este practic nelimitat. Potrivit statisticilor, peste 50% din populația lumii trăiește în centre urbane care se învecinează cu oceanul, iar în multe părți aride ale lumii, cum ar fi Orientul Mijlociu, Australia, Africa de Nord și California de Sud, concentrația populației de-a lungul coastei depășește 75%. Așadar, exploatarea apei oceanice este cu atât mai potrivită, iar desalinizarea apei de mare reprezintă o soluție în gestionarea durabilă, pe termen lung, a cererii crescute de apă. Potrivit Asociației Internaționale a Apei, la sfârșitul anului 2015, în întreaga lume existau aproximativ 18.000 de instalații de desalinizare, cu o capacitate totală de producție instalată de 86,55 milioane m3 /zi sau 22,870 milioane galoane pe zi. Aproximativ 44% din această capacitate (37,32 milioane m3 / zi sau 9.860 MGD) se află în Orientul Mijlociu și Africa de Nord. În timp ce desalinizarea în acea regiune este prognozată să crească continuu cu o rată de 7 până la 9% pe an,  se așteaptă ca „punctele fierbinți“ pentru dezvoltarea accelerată a desalinizării în următorul deceniu să fie Asia, SUA și America Latină.

Tehnologii

Două tehnologii de bază au fost folosite pe scară largă pentru desalinizarea apei oceanice, și anume evaporarea termică și separarea membranelor. În ultimii 10 ani, desalinizarea realizată cu ajutorul membranelor de osmoză inversă cu apă de mare semipermeabilă a ajuns să domine piețele de desalinizare din afara Orientului Mijlociu. Deși această tehnologie a câștigat teren în Orientul Mijlociu, accesul la combustibil mai ieftin și folosirea tradițională a instalațiilor care cogenerează energie și apă au făcut ca tehnologia dominantă să fie evaporarea termică.

Potrivit Asociației Internaționale a Apei, unul dintre factorii cheie care au contribuit la scăderea costului desalinizării apei de mare este avansarea tehnologiei membranei SWRO. Elementele de membrană cu productivitate ridicată sunt proiectate cu caracteristici care asigură o producție mai mare de apă proaspătă per element de membrană (o suprafață mai mare și o ambalare mai densă a membranei). Creșterea suprafeței active a membranei permite niveluri mărite de productivitate folosind elementul membranei cu același diametru. Unul dintre cele mai mari costuri asociate cu desalinizarea apei de mare este energia folosită, dar progresele tehnologice și echipamentele inovatoare au dus la o reducere de 80% a energiei utilizate pentru producția de apă în ultimii 20 de ani. Astăzi, energia necesară pentru desalinizarea apei pentru o gospodărie este mai mică decât cea utilizată de frigiderul gospodăriei, ~ 2.000 kW/an. (D.Z.)

Se așteaptă ca progresele tehnologice să reducă costul de producere a apei desalinizate cu până la 60% în următorii 20 de ani și astfel oceanele să devină furnizoare de apă potabilă.

Tehnologiile convenționale pentru tratarea apei, cum ar fi sedimentarea și filtrarea, au înregistrat progrese modeste de la utilizarea lor inițială cu câteva secole în urmă, dar noile metode de desalinizare termică sunt inovatoare și vor cunoaște îmbunătățiri constante.