A criação de novas tecnologias no campo de processos de separação, destacando colunas de destilação de filme descendente energeticamente intensificadas, podem ser uma alternativa para dessalinizar águas salobras/salgadas. Neste contexto, o objetivo deste estudo foi testar a viabilidade do uso de uma unidade, com capacidade de processamento de 250 L h⁻¹, aplicada à dessalinização de soluções sintéticas simulando a salinidade de água salobra e de água do mar. E avaliar o desempenho do processo, em termos de vazão de destilado, remoção de salinidade e consumo de energia elétrica, em função dos parâmetros operacionais: temperatura da corrente de alimentação e a potência dissipada no termossifão bifásico. O processo de dessalinização na unidade piloto, que integra energeticamente uma coluna de destilação de filme descendente multitubular e um termossifão bifásico em um único equipamento compacto, mostrou-se bastante eficaz, pois produziu consistentemente água dessalinizada com uma condutividade elétrica inferior a 10 μS cm⁻¹. Os resultados obtidos permitiram inferir que com a mesma temperatura de alimentação, quando elevada a potência dissipada na seção de evaporação, a produção de água dessalinizada basicamente aumenta linearmente. Além disso, verificou-se que o aumento da temperatura da corrente de alimentação favoreceu a produção de destilado. De acordo com os resultados obtidos na melhor condição estudada, a tecnologia proposta economizou cerca de 32,8% do consumo de energia em comparação com uma unidade de destilação flash simulada no software comercial Aspen HYSYS. Conclusivamente, este estudo contribuiu com o atual estado da arte apresentando resultados promissores visando consolidar a tecnologia de destilação de filme descendente intensificada energeticamente como uma nova alternativa viável para dessalinização de águas salobras e salgadas, incentivando pesquisas futuras sobre quantificação dos custos operacionais envolvidos no processo de dessalinização.