17.08.27 Seminário ( Relatorio) R3

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ALEX SANDRO DE SOUSA – RA: C1492F-7 
HENRIQUE LOPES PERES – RA: B76251-9 
LUIZ GUILHERME NOVAES AMARO – RA: B8125F-6 
LUCAS OLIVEIRA GALVÃO – RA: C376HE-5 
RAFAEL DE LIMA OLIVEIRA – RA: C31BFA-7 
 
 
 
 
 
 
TRATAMENTO DE ÁGUA: 
Osmose Reversa 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Bauru 
2017 
 
 
SUMÁRIO 
 
 
1. INTRODUÇÃO ................................................................................................................ 3 
2. OBJETIVOS .................................................................................................................... 3 
3. OSMOSE NATURAL ...................................................................................................... 4 
4. OSMOSE REVERSA ....................................................................................................... 5 
4.1 Vantagens e desvantagens .............................................................................................. 7 
4.2 Aplicações da Osmose Reversa ...................................................................................... 8 
4.2.1 Produção de água para indústria de bebidas e alimentos ......................................... 9 
4.2.2 Irrigação ................................................................................................................ 9 
4.2.3 Dessalinização de água ........................................................................................ 10 
5. UTILIZAÇÃO DO SISTEMA DE OSMOSE REVERSA ............................................ 11 
6. CONCLUSÃO ................................................................................................................ 13 
 
 
 
 
3 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
A água ideal para o consumo humano deve possuir outras características que vão muito 
além da simples purificação e filtragem. Ela deve ser alcalina, ionizada, com boa 
condutibilidade elétrica, com baixa tensão superficial (com alto poder de hidratação) e rica em 
minerais, especialmente o magnésio. A água é o principal nutriente para nosso corpo, é fonte 
de vida, e com estas características torna-se um energético natural e promotor de saúde. 
Este trabalho visa levantar informações referente ao estudo sistemas de tratamento de 
água, principalmente por ser uma das questões mais importantes no cenário que atualmente 
vive-se a sociedade, apesar do planeta ser emanado de água, bem pouco desta pode ser utilizada 
para o consumo humano como também para as demais necessidades de seu uso. 
Desta forma torna-se salutar conhecer e desenvolver técnicas que possam promover o 
tratamento da água, neste contexto temos o sistema denominado de Osmose Reversa, através 
de pesquisas de conteúdo desta temática e sua aplicação. 
Este sistema de tratamento é baseado no conceito de Osmose realizado pela própria 
natureza, é um fenômeno que ocorre em vários sistemas naturais. Nas células do nosso corpo, 
a osmose é responsável pelo equilíbrio de sais nas células, a membrana separa o meio 
intracelular do meio extracelular e permite a passagem de substâncias em ambos os sentidos. 
A Osmose Reversa é o processo de separação da água dos sais minerais. Esta se constitui 
de duas soluções, uma com concentração maior de sais em relação à outra concentração, 
diferentemente da osmose natural, a solução mais concentrada. 
Este processo não é muito comum no Brasil, por conta deste processo ser mais usual em 
outros países para o tratamento das águas do mar. O Brasil por ter mais fontes de água doce, 
não têm esta necessidade tão veemente como em outros lugares do mundo, apesar disso torna-
se importante o conhecimento sobre este e outros tipos de tratamento de águas, principalmente 
devido aos recentes casos de falta de água por conta da estiagem nos rios. 
 
2. OBJETIVOS 
 
Estudar e demonstrar a utilização do processo de Osmose Reversa para Sistema de 
Tratamento de águas. 
 
4 
 
3. OSMOSE NATURAL 
 
A Osmose é uma propriedade coligativa conceituada como a passagem de solvente 
através de membranas semipermeáveis. Daí o significado da origem grega de seu nome: osmós 
= impulso. Neste processo, há a difusão de solvente da solução menos concentrada (ou mais 
diluída) para a mais concentrada (menos diluída), igualando assim a concentração de ambas as 
soluções. 
No processo natural, a Osmose é o nome dado ao movimento da água entre meios com 
concentrações diferentes de solutos separados por uma membrana semipermeável, definindo-
se como um processo físico-químico importante na sobrevivência das células. 
A Osmose retrata a passagem de água através de membranas seletivamente permeáveis, 
estas permitem a passagem do solvente e não de soluto, este processo não envolve mobilização 
de energia e o fluxo de água é dado sempre do meio com menor concentração em soluto (meio 
hipotônico) para o meio com maior concentração em soluto (meio hipertônico). Isso ocorre 
devido à Pressão Osmótica que pressiona o meio, conforme a figura 1. 
 
Figura 1 – Osmose: água doce X água salgada. 
 
Fonte: http://www.fatecgarca.edu.br/revista/Volume3/artigos_vol3/Artigo_6.pdf 
 
A pressão osmótica é o impulso (força) que a solução sofre para se deslocar do meio 
menos concentrado para o meio mais concentrado, esse fluxo de solvente (água) é interrompido 
no momento que a solução estiver em equilíbrio, ou seja, quando as concentrações forem iguais 
(isotônicas). 
 
 
5 
 
4. OSMOSE REVERSA 
 
A Osmose Reversa (R.O), ou osmose invertida (ou ainda inversa) é um processo de 
separação que usa pressão para forçar uma solução através de uma membrana que retém o soluto 
em um lado e permite que o solvente passe para o outro lado. Mais formalmente, é o processo 
de forçar a solução de uma região de alta concentração de soluto através de uma membrana para 
uma região de baixa concentração de soluto, através da aplicação de uma pressão externa que 
exceda a pressão osmótica. 
Isso acontece devido a uma pressão mecânica que aplicada, faz com que as moléculas 
de água passem pela membrana semipermeável separando a solução em duas partes distintas: 
permeado e rejeito, este último percorre a membrana sem atravessá-la para formar o que deve 
ser desprezado, já o permeado é a parte da solução que atravessa a membrana contendo alto 
grau de pureza. O processo de tratamento remove grande parte dos componentes orgânicos e 
até 99% dos sais dissolvidos. 
Esse processo exige que seja aplicada uma alta pressão no lado de alta concentração da 
membrana, geralmente de 2 a 17 bar (30 a 250 psi) para água doce ou com alguma concentração 
de sais e de 40 a 70 bar (600 a 1.000 psi) para água do mar, que tem uma pressão osmótica 
natural de 24 bar (350 psi) e que deve ser superada para que o processo ocorra. O diagrama 
esquemático do processo de Osmose Reversa é mostrado na figura 3. 
 
Figura 2 – Diagrama Esquemático de Osmose Reversa 
 
 
Fonte: http://brasilescola.uol.com.br/quimica/osmose-reversa-na-dessalinizacao-das-aguas-dos-mares.htm 
 
 Para o tratamento de água por osmose reversa é necessário seguir algumas etapas, 
primeiro a água captada passa pelo filtro de sedimentos, processo necessário para a remoção 
dos sedimentos e micropartículas, na etapa seguinte é necessário uma filtragem secundária pelo 
6 
 
filtro de carvão, responsável pela adsorção, ou seja, tem a função de reter os gases de produtos 
químicos e as demais impurezas da água, logo a água é submetida a outro filtro para a remoção 
do cloro, subsequente o tratamento passa por um conjunto de filtros semipermeáveis conhecidos 
como membrana de osmose reversa, que tem uma capacidade defiltração de cinquenta a 
noventa e nove por cento, para o termino do tratamento está água passa por mais um filtro, este 
responsável por reter o restante da química e dar sabor a água. Este procedimento purifica todo 
tipo de água. 
 
Figura 3 – Equipamentos Osmose Reversa 
 
 
Fonte:http://www.majop.com.br/ARTIGO%20T%C3%89CNICO%20OSMOSE%20REVERSA%20ENTEND
A%20O%20SEU%20FUNCIONAMENTO%20.pdf 
 
O Sistema Completo é composto por: 
 
1 – Um filtro de 5 micras para reter resíduos sólidos maiores e retirar substâncias 
orgânicas até 5 micras. 
2 – Um filtro de Carvão Ativado/Block que retém cloro e outros elementos, eliminando 
odores, cor e gosto (deixando a água realmente pura: inodora, incolor e insípida). 
3 – Coluna de Polimento responsável por reduzir a CONDUTIVIDADE. 
7 
 
4 – Uma Membrana de Osmose Reversa é um conjunto cilíndrico e duplo, composto 
por um invólucro de material inoxidante com membranas poliméricas em seu interior. Essas 
membranas devem ser resistentes o bastante para suportarem a pressão da água sem se 
romperem e seus furos devem ser pequenos o bastante para segurar as menores impurezas, 
deixando passar somente a água. 
5 – Lâmpada ultravioleta (U.V.) pode ser usada para desinfecção da água, pois pode 
haver alguns microrganismos que possam ter escapado da filtragem da membrana de Osmose 
Reversa. 
6 – Bomba de Alta Pressão 
 
A água obtida pelo processo de Osmose Reversa resulta em uma água ultrapura por um 
processo de comprovada confiabilidade, pois consegue remover todos os agentes contaminantes 
nocivos à saúde entre outras impurezas: sal, bactérias, vírus, sabores, metais, algas, cistos, 
turbidez e odores. Na tabela 1 são apresentadas a impurezas rejeitadas e seus percentuais 
eliminados pelo sistema de Osmose Reversa. 
 
Tabela 1 – Tabela de impurezas [http://www.marbella.com.br/industria-osmose-reversa.html] 
Porcentagem Impureza Porcentagem Impureza 
95/99% 
94/99% 
95/99% 
94/99% 
97/99% 
97/99% 
97/99% 
97/99% 
96/99% 
95/99% 
98/99% 
95/99% 
97/99% 
97/99% 
95/99% 
96/99% 
97/98% 
87/94% 
85/90% 
Cálcio 
Sódio 
Magnésio 
Chumbo 
Manganês 
Ferro 
Alumínio 
Cobre 
Mercúrio 
Radioatividade 
Pesticidas 
Prata 
Fosfato 
Sulfato 
Dureza Ca & Mg 
Estrôncio 
Cromo 
Brometo 
Silicato 
92/97% 
85/97% 
100% 
61/92% 
67/95% 
97/99% 
97/99% 
95/99% 
97/99% 
92/97% 
97/99% 
96/99% 
97/99% 
98/100% 
87/94% 
96/99% 
95/98% 
98/99% 
97/99% 
Nitrato 
Amônia 
Bactérias 
Borato 
Boro 
Cádmio 
Cloreto 
Cromato 
Níquel 
Cianureto 
Sílica 
Fluoreto 
Zinco 
Orgânicos 
Potássio 
Bário 
Bicarbonato 
Ferrocianeto 
Arsênio 
 
4.1 Vantagens e desvantagens 
 
O sistema de tratamento de águas por Osmose Reversa, assim como outros sistemas 
mais usuais, também implica numa série de vantagens e desvantagens na sua utilização. 
Principalmente no que condiz aos rejeitos deixados por qualquer sistema que podem ou não ser 
8 
 
agentes agressores do meio ambiente, de acordo com a forma como estes são destinados após 
o tratamento das águas, assim, deve-se estar a par de todas estas informações para saber 
balancear e até mesmo para procurar soluções viáveis que possam diminuir as desvantagens da 
utilização do sistema. Na tabela 2 são elencadas algumas vantagens e desvantagens do sistema 
de tratamento de águas por Osmose Reversa. 
 
Tabela 2 – Vantagens e desvantagens da Osmose Reversa [autores, 2017l] 
VANTAGENS DESVANTAGENS 
O sistema pode se livrar da ferrugem e partículas 
microscópicas 
Alguns minerais alcalinos benéficos também são 
removidos juntamente com outros minerais nocivos, 
tornando a água mais ácida 
Pode filtrar manganês, ferro e sal, bem como outros 
minerais nocivos 
Água potável que tem um teor baixo ou zero alcalina 
absorve o cálcio e outros minerais do corpo 
Filtra produtos químicos como flúor e cloro pode ser 
removido 
Também a água pode tornar-se tubos muito ácidas e 
corroem e outros aparelhos do sistema de água 
Produtos químicos como flúor e cloro pode ser 
removido 
1 litro para cada galão de água produzida a partir de 
osmose reversa, 3-5 litros são desperdiçados. Isso 
torna o processo um pouco caro 
O sistema de osmose reversa não desperdiça tanta 
água, em comparação com outros sistemas de 
filtração 
O processo é bastante lento, um sistema de produção 
de 15 litros por dia 
A água resultante da filtragem é tratada e se torna 
mais eficaz contra as manchas 
Membranas de filtração precisa ser substituído de vez 
em quando, somando-se os custos 
A água se torna potável e você pode poupar algum 
dinheiro com água mineral 
O processo de instalação é bastante complicada e 
necessita de ajuda profissional 
 
 
Dos sistemas de Purificação de Água, o de Osmose Reversa é o mais ecologicamente 
correto, com baixíssimo consumo de água e energia elétrica. 
 
Tabela 3 – Características técnicas 
[http://www.majop.com.br/ARTIGO%20T%C3%89CNICO%20OSMOSE%20REVERSA%20ENTENDA%20
O%20SEU%20FUNCIONAMENTO%20.pdf 
 
 
4.2 Aplicações da Osmose Reversa 
 
Destacam-se como principais aplicações da Osmose reversa: 
a) Produção de água dessalinizada; 
b) Produção de água para indústria de bebidas; 
9 
 
c) Produção de água ultrapura; 
d) Produção de água para indústria de eletrônica e de semicondutores; 
e) Produção de água PW/WFI (fármacos); 
f) Produção de água de reuso; 
g) Tratamento de águas pluviais. 
 
4.2.1 Produção de água para indústria de bebidas e alimentos 
 
Entre todos os insumos utilizados na fabricação de bebidas e alimentos em geral, a água 
é o que se é utilizado, quase sempre em maior quantidade. A água deve apresentar um padrão 
estável em sua composição e não pode conter substâncias que possam alterar o sabor, aspecto 
ou a consistência do produto final. 
Na Industria alimentar e de bebidas, a filtração por membrana (Osmose Reversa), é a 
mais moderna tecnologia para a clarificação, concentração, fracionamento (separação de 
componentes), dessalinização e purificação da água. É aplicada, com o objetivo de melhorar a 
segurança alimentar dos produtos, sem ter que recorrer a tratamentos tão químicos. Tendo em 
vista que a água captada de poços artesianos, mananciais ou outras fontes devem restabelecer 
as características fisioquímicas originais da água pura e garantir o padrão microbiológico 
adequado, para a utilização da mesma nos processos de fabricação. 
 
4.2.2 Irrigação 
 
Um dos problemas na agricultura, é o excesso de sais minerais, contidos na água 
utilizada para a irrigação. Esta água normalmente é retirada de rios ou poços e este excesso de 
sais minerais a partir de certo patamar torna-se nocivo, podendo não somente destruir as 
plantações, mas também tornar o solo infértil para a agricultura, devido as reações químicas 
que podem ocorrer com solo, por causa deste excesso de sais minerais contidos naquela água 
que foi utilizada parra a irrigação. 
Deste modo a Osmose Reversa se apresenta como uma solução economicamente viável 
para o problema, sendo capaz de remover o excesso de sais minerais contidos nesta água 
coletada, deixando a água assim com as características apropriadas para que seja utilizada na 
irrigação, protegendo assim a plantação e o solo de problemas relacionados ao excesso de sais 
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minerais ou até mesmo de poluentes que podem estar presentes na água, tendo em vista que a 
Osmose Reversa, é capaz de fazer a filtração, separação e retirada de deste material da água. 
 
4.2.3 Dessalinização de águaA osmose Reversa é largamente utilizada na indústria com a finalidade de reuso da água 
do mar. No arquipélago de Fernando de Noronha, utiliza-se um sistema de osmose reversa com 
capacidade 36m³/h, mas ainda insuficiente para suprir a demanda da ilha por esse motivo, o 
equipamento terá capacidade acrescida em 14m³/h, com vasos de pressão de 6 metros. A 
empresa Acquapura é especializada na área de projetos e sistemas de dessalinização e foi a 
responsável pela ampliação do sistema no arquipélago. 
No ano de 2010, algumas refinarias da Petrobras localizadas no estado de São Paulo 
aumentaram sua capacidade de produção de água desmineralizada através de equipamentos de 
osmose reversa. No interior do estado em São José dos Campos, na Revap, são dois trens em 
operação com capacidade de 75m³/h e posteriormente foram instalados mais quatro trens cada 
um com capacidade de 100m³/h resultando em uma produção de quase 600m³/h de água 
desmineralizada. O Brasil possui um potencial grandioso em quantidade de água salobra, 
possibilitando a utilização do sistema de osmose reversa em diversas cidades litorâneas do país, 
na figura 5 é apresentado o sistema de osmose reversa utilizada pela Petrobras. 
 
Figura 4 – Sistema de osmose reversa utilizado nas refinarias da Petrobras 
 
Fonte: Hydro, junho 2010 
 
11 
 
5. UTILIZAÇÃO DO SISTEMA DE OSMOSE REVERSA 
 
Este processo passou a ser usado pelos cientistas por volta da década de 60, mas já na 
década de 50 foram iniciados os estudos sobre osmose reversa, pelos cientistas Reid e Breton, 
na Flórida. Loeb e Sourirajan deram continuidade aos estudos acerca deste assunto. Esses 
últimos desenvolveram a primeira membrana de acetato de celulose assimétrica. Em meados 
da década de 80 foi desenvolvida a primeira membrana de composto poliamídico, que facilitava 
o processo de osmose reversa por ter maior absorção de solvente e menor de soluto. 
Devido à má distribuição de água potável no país e a preocupante tendência de escassez 
de água no mundo, o sistema de osmose reversa é uma opção viável para a população. Com o 
sistema se pode obter água potável resultante do tratamento de águas pluviais ou águas salobras, 
com a separação dos minerais e poluentes presentes nessa água e com a obtenção de água pura, 
sendo possível a mineração desta, com quantidade adequada de cálcio, flúor, cloro entre outros 
minerais essenciais para o consumo humano desta água, tratando-a para que seja insípida, 
inodora e incolor. Este sistema já vem sendo utilizado em algumas regiões do país para 
tratamento de água salobra em água potável. A Osmose Reversa pode ser uma solução para a 
questão não resolvida do abastecimento de água potável para uma grande parcela da população 
mundial. O planeta possui 97,5% de água salgada e apenas 2,5% de água doce para uma 
população mundial de 7 bilhões de pessoas, de acordo com a ONU (Organização das Nações 
Unidas). 
Alguns destaques da utilização deste sistema podem ser encontrados em alguns países 
como Israel, que produz cerca de 624 mil m3/dia (dados de 2015). 
 
Figura 5 – Usina de dessalinização 
 
Fonte: http://agua.org.br/maior-usina-dessalinizacao-israel/ 
 
12 
 
A ideia de Israel em criar usinas para transformar a água do mar em água doce teve 
início em 2001. “Foi um período muito crítico. Simplesmente não havia água em Israel”, afirma 
o cônsul israelense Boaz Albaranes. 
Já em Dubai, consegue-se dessalinizar cerca de 2,1 bilhões de litros de água por dia, 
além disso, durante o processo a usina também produz quase 8.000 megawatts de eletricidade 
– para comparação, 1000 megawatts seria suficiente para abastecer uma cidade de mais de 1,5 
milhão de habitantes. 
 
Figura 6 – Usina em Dubai 
 
Fonte: http://www.destinodubai.com.br/2015/02/20/dubai-dessaliniza-21-bilhao-de-litros-de-agua-por-dia/ 
 
Figura 7 – Usina em Dubai 
 
Fonte: http://www.destinodubai.com.br/2015/02/20/dubai-dessaliniza-21-bilhao-de-litros-de-agua-por-dia/ 
 
O Sistema de Osmose Reversa tem sido analisado e utilizado positivamente nos diversos 
setores: industrial, hospitalar, ambiental e social. A sua utilização visa a manutenção e 
conservação do bem mais precioso que o planeta possui, a água potável. 
 
13 
 
A Osmose Reversa já está sendo utilizada no Nordeste do Brasil, para o tratamento da 
água salobra de poços tubulares profundos em Fernando de Noronha dessalinizações 
transformam água do mar em água doce. 
Este sistema de tratamento é uma opção pontual para suprir está discrepância de 
distribuição do país e também pode ser utilizada nas indústrias e instituições. O sistema de 
Osmose Reversa além de preservar os recursos naturais, o sistema ajuda a embasar a 
consciência sustentável da população. 
 
6. CONCLUSÃO 
 
As pesquisas sobre o assunto nos fizeram conhecer um sistema ainda pouco usual 
principalmente no Brasil, mas que se destaca em outros países como tecnologia de ponta, dando 
resultados extremamente satisfatórios. 
Este sistema de tratamento de águas se mostrou extremamente eficaz na filtração e 
remoção de até 99% dos sais minerais dissolvidos na água, material orgânico, poluentes ou 
qualquer outro soluto de baixa massa molecular. 
A osmose reversa, hoje é o principal método utilizado para obtenção de água potável a 
partir da água do mar, fazendo a dessalinização da água, porém cerca de um terço apenas da 
água do mar tratada, se torna potável enquanto os outros dois terços, são descartados em forma 
de uma salmoura, mais precisamente um liquido com grande concentração de sais minerais que 
sobram desta separação. O descarte deste resíduo é o grande problema do processo, pois quando 
descartado no solo, inibe o crescimento das plantas, já se descartado em água doce, pode 
facilmente matar a vida aquática sensível ao sal, mesmo assim com a evolução deste processo 
e aplicação de novos procedimentos como auxilio, ele pode ser a grande solução para a escassez 
de água do planeta. 
No Brasil, a osmose reversa ainda não é muito comum ela é mais vista na região 
Nordeste do país, onde é aplicada para obtenção de água potável a partir da água salobra da 
região, ou seja, ainda são poucas as empresas que tem tecnologia e capacidade para instalação 
do processo no país. 
Isto torna o custo da obtenção do mesmo relativamente caro dependendo da sua 
finalidade, porém, observou-se que ao mesmo tempo o investimento no processo pode ser 
economicamente viável de acordo com o determinado empreendimento, já que o mesmo pode 
14 
 
trazer inúmeros benefícios para produção diversos produtos como alimentos, bebidas, cultivo e 
até mesmo para produção de água potável. 
Pode assim afirmar que é de total interesse dos engenheiros saberem da existência e 
compreenderem os meios de aplicação deste como de outros sistemas de tratamento de águas 
que podem ser necessários, e, desta forma estarem aptos para a resolução de problemas 
referentes ao abastecimento e ao tratamento das águas. 
Desta maneira pode-se constatar que conforme a necessidade e a tomada de 
conhecimento sobre este sistema, o mesmo pode se tornar cada vez mais comum e viável, 
passando assim, a ser aplicado não somente em grandes empreendimentos como também 
consequentemente vai evoluir naturalmente, possibilitando um melhor cuidado e manejo com 
o meio ambiente e trazendo cada vez mais benefícios para o ser humano.