A indústria da moda é a segunda maior consumidora de água, representando 15% de toda a água industrial do mundo. Todos os anos, a indústria têxtil consome 93 trilhões de litros de água, cerca de 4 \% da captação mundial de água doce anual. Para se cultivar 1 kg de algodão são necessários de 7 a 29 mil litros de água, sem contar com a utilização dela no processo de produção das peças, que é indispensável e está presente em várias etapas.
Com base nisto, além do alto consumo de água, outro fator que impacta o meio ambiente é a poluição por conta do descarte de efluentes gerados sem um tratamento adequado. Para a reutilização do efluente, técnicas mais modernas, como Processos de Separação com Membranas (PSM), vem surgindo como uma ideia promissora. Os PSM são processos físicos onde o efluente passa por uma barreira (membrana), removendo poluentes sólidos, microrganismos por microfiltração e sais e matérias orgânicas por osmose inversa e, principalmente, removendo os corantes. Os resultados desse tratamento fazem com que o efluente se torne propício para o reuso em diversos fins, além da recuperação de alguns compostos (como o látex e a goma) que podem ser reutilizados na produção.
Para que ocorra esse processo é necessário que as resultantes das pressões osmótica e mecânica apresentem
A) mesmo sentido e mesma intensidade.
B) sentidos opostos e mesma intensidade.
C) sentidos opostos e maior intensidade da pressão osmótica.
D) mesmo sentido e maior intensidade da pressão osmótica.
E) sentidos opostos e maior intensidade da pressão mecânica.

Passo 1

O enunciado trata do uso de Processos de Separação por Membranas (PSM) para purificar efluentes têxteis, em especial usando osmose inversa. Para entender por que a água atravessa a membrana no sentido desejado, precisamos comparar duas pressões atuantes: a pressão osmótica e a pressão mecânica (ou pressão de operação).

Passo 2

A pressão osmótica \pi é a tendência natural da água de migrar de uma solução menos concentrada para uma mais concentrada, e depende da concentração de solutos segundo a lei de van 't Hoff:
\pi = i\,M\,R\,T
onde i é o fator de van 't Hoff, M a molaridade de soluto, R a constante dos gases ideais e T a temperatura absoluta.

Passo 3

A pressão mecânica P_{\mathrm{mec}} é a pressão hidráulica que aplicamos no lado do efluente concentrado para forçar o fluxo de água puro no sentido contrário ao provocado pela osmose espontânea.

Passo 4

Como a osmose natural faria a água mover-se do lado puro para o lado concentrado (sentido da osmose), na osmose inversa precisamos aplicar P_{\mathrm{mec}} em sentido oposto à essa osmose. Para que haja fluxo de água do lado concentrado para o lado puro, é imprescindível que
P_{\mathrm{mec}} > \pi.

Resposta

E) sentidos opostos e maior intensidade da pressão mecânica.

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