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Alternativa Correta: D

Olá, aluno! Vamos analisar a questão referente ao uso e aplicação de membranas para tratamento de água. Primeiramente, é importante compreender que as membranas são utilizadas para a separação e purificação de componentes em soluções líquidas, sendo aplicadas em diversas áreas, incluindo o tratamento de água.

As tecnologias mencionadas na questão, como microfiltração, ultrafiltração, nanofiltração e osmose reversa, são métodos eficientes que variam em função do tamanho dos poros das membranas e da pressão necessária para a operação.

Agora, vamos revisar cada alternativa:

A: A dessalinização de águas para produção de água potável é a maior aplicação da osmose reversa e já se encontra consolidada a nível mundial.

Essa afirmação é verdadeira. A osmose reversa é amplamente utilizada para a dessalinização de água do mar e de águas salobras, sendo uma técnica consolidada e eficiente para a produção de água potável.

B: O processo de separação por membranas é caracterizado pela separação da corrente de alimentação em outras duas correntes: a de concentrado e a de permeado. Assim, uma dessas duas correntes será o produto de interesse no processo de separação.

Também está correta. No processo de separação por membranas, a corrente de alimentação é dividida em duas partes: a corrente de concentrado, que retém os contaminantes, e a corrente de permeado, que passa pela membrana. Dependendo da aplicação, uma dessas correntes será o produto desejado.

C: Sistemas de tratamento de água por osmose reversa requerem maiores pressões de operação, quando comparados aos sistemas de ultrafiltração.

Correto. Os sistemas de osmose reversa exigem pressões operacionais mais altas para vencer a pressão osmótica natural da água e forçar a passagem da água pelas membranas, em comparação com os sistemas de ultrafiltração, que operam a pressões mais baixas.

D: As membranas de osmose reversa não possuem a capacidade de remover sais de baixo peso molecular da água.

Essa afirmação está incorreta. As membranas de osmose reversa são altamente eficientes na remoção de sais, incluindo aqueles de baixo peso molecular, além de outras impurezas dissolvidas na água.

E: Sistemas de microfiltração podem ser empregados na esterilização bacteriana.

Correto. As membranas de microfiltração possuem poros que são suficientemente pequenos para reter bactérias, sendo utilizadas na esterilização bacteriana de líquidos.

Espero que essa explicação tenha ajudado você a entender melhor as aplicações das diferentes membranas no tratamento de água e a identificar a alternativa incorreta na questão. Caso tenha mais dúvidas, sinta-se à vontade para perguntar!

Alternativa d. 

d) ERRADA. Sua principal aplicação, inclusive, é essa. Na separação em membranas, utiliza-se um material semipermeável com microabertura de filtração, que permite a remoção de material, micromoléculas, moléculas dissolvidas e íons dissolvidos. 

A microfiltração (MF) é o processo de separação com membranas mais próximo da filtração clássica. Utiliza membranas porosas com poros na faixa entre 0,1 e 10 μm (100 e 10.000 nm), sendo, portanto indicado para a retenção de bactérias, protozoários, maioria dos vírus e materiais em suspensão e emulsão. Como as membranas de MF são relativamente abertas, as pressões empregadas como força motriz para o transporte são pequenas, dificilmente ultrapassando 3 bar. Na MF o solvente e todo o material solúvel permeia a membrana. Apenas o material em suspensão é retido (HABERT, BORGES e NOBREGA, 2006).  Ultrafiltração é também conhecido como filtração molecular. É uma técnica de separação por membrana utilizada para segregar substâncias de acordo com o peso e tamanho molecular, sendo baseada em um diferencial de pressão através da membrana semipermeável. É um processo conduzido de pressão, operando numa faixa mais baixa de 100-1.000 kPa (VIGNESWARAN et al., 2012). Sendo assim, é um processo utilizado quando se deseja purificar e fracionar soluções contendo macromoléculas. As membranas de UF apresentam poros na faixa entre 1 e 100 nm, portanto mais fechadas do que as membranas de MF. Soluções contendo solutos numa ampla faixa de massa molar (103 – 106 Dalton) podem ser tratadas por este processo. Como os poros das membranas de UF são menores, uma força motriz maior é necessária para obter fluxos de permeados elevados o suficiente para que o processo possa ser utilizado industrialmente. Por este motivo as diferenças de pressão através da membrana variam na faixa de 2 a 10 bar (HABERT, BORGES e NOBREGA, 2006). A nanofiltração (NF) é o processo de separação por membranas, cuja técnica é capaz de separar soluções heterogêneas e solutos que se encontram 15 dissolvidos na água. A membrana atua como uma barreira seletiva, ou seja, permite apenas a passagem de determinados componentes, enquanto impede a passagem de outros. Essa técnica retém os sais bivalentes com 0,001µm molecular e requer pressão de trabalho entre 10 a 25 bar. Atualmente, é muito comum o uso da tecnologia de nanofiltração nas indústrias farmacêuticas e alimentar, entre outros setores, como: mineração; biorrefinaria (recuperação de açucares); processo de dessalinização. A osmose inversa (OI) é um processo de separação com membranas usado quando se deseja reter solutos de baixa massa molar, tais como sais inorgânicos ou pequenas moléculas orgânicas como glicose. Por este motivo, as membranas de OI devem ser mais fechadas (poros menores) apresentando, portanto, uma maior resistência à permeação e, consequentemente, pressões de operação mais elevadas do que as utilizadas em UF. Na verdade, as membranas de OI apresentam características intermediarias entre as membranas porosas usadas em MF e UF e as membranas densas empregadas em pervaporação e permeação de gases. O nome Osmose Inversa se deve ao fato de que neste tipo de processo o fluxo permeado é no sentido inverso do fluxo osmótico total. 

Entre as membranas comercializadas no mercado, existe a chamada de “osmose reversa”, também conhecida “osmose inversa”, que são produtos desenvolvidos para tratamento de água com o objetivo de remover os sais dissolvidos no meio líquido.

Semipermeáveis, as membranas de osmose reversa permitem somente a passagem da água, e não do soluto (sais dissolvidos). Geralmente, são aplicadas quando é necessária a redução dos TDS (sólidos dissolvidos totais), ou seja, quando é preciso remover os compostos salinos que estão dissolvidos.