Agentes Desinfectantes Para O Tratamento De Água

A água é origem da vida, e um item fundamental para sobrevivência de todos os seres vivos, mas por outro lado, se não tratada de forma adequada, também pode trazer alguns problemas e ser um transmissor de doenças


A água é origem da vida, e um item fundamental para sobrevivência de todos os seres vivos, mas por outro lado, se não tratada de forma adequada, também pode trazer alguns problemas e ser um transmissor de doenças. As condições sanitárias e a falta de conhecimento dos princípios básicos de saneamento é uma prova disso.
Pensando no tratamento de água em geral, agentes desinfectantes são os responsáveis por promover a desinfecção da água destinada ao consumo humano e seus usos domésticos. Marcio Cipriani, gerente da Bauminas Ambiental, explica que são utilizados para garantir e assegurar a inativação ou destruição de organismos patógenos ou indesejáveis para o homem, presentes na água e que podem ser transmitidos por uma água que não tenha sido bem desinfectada.
Existem diversos produtos e que devem ser aplicados e/ou dosados quando necessários sempre em sinergia. Não existe mais uma solução única. As legislações, tanto a Brasileira como as demais, apresentam diversas limitações e exigências. De acordo com José Eduardo Gobbi, gerente municipal Latin Americ da Nalco, isso significa que os operadores e responsáveis pelo tratamento das águas com diversas finalidades devem estar preparados para sempre agir e entender os diferentes produtos para que eles sempre tenham resultados positivos em sinergia tanto no fator técnico como no financeiro.
"A aplicação da maioria de desinfectantes têm suas consequências nos termos dos subprodutos gerados nos processos de desinfecção que causam impactos adversos potenciais a longo prazo na saúde da população atendida, como a geração de diversos tipos de câncer. Nos processos de desinfecção lembramos que a exigência mínima para um desinfectante no tratamento de água é a de atingir a inativação de protozoários, vírus, fungos, bactérias e outros indivíduos danosos ao ser humano e ao meio ambiente", destaca José.
O representante da Nalco explica ainda que uma estação de tratamento de água com capacidade completa de tratamento (coagulação/floculação, sedimentação, filtração) e sem desinfecção, pode alcançar remoções satisfatórias, mas não atendem as necessidades reais das legislações e das de 2,5 log (99,5%) de Giardia e 2 log (99%) remoção para vírus.
Por outro lado, a redução-inativação de 4 log (99,99%) de Giardia, ou mais, pode ser necessário para um manancial de água bruta desprotegida e exposta a fatores de água de efluentes sem tratamento, que é uma característica comum no Brasil. Na maioria dos casos, a exigência de inativação de desinfecção para Giardia excede a exigência de vírus.

Microrganismos na água
A água é normalmente habitada por vários tipos de microrganismos de vida livre e não parasitária, que delas extraem os elementos indispensáveis à sua subsistência. De acordo com Ronaldo Moraes, engenheiro e diretor da Kopagua Equipamentos, ocasionalmente, podem penetrar organismos parasitários e/ou patogênicos na água de distribuição, podendo seu consumo ou contato causar doenças, sendo assim um perigo para o usuário que a utiliza. Entre os principais tipos de organismos patogênicos que podem ser encontrados nas águas estão às bactérias, vírus, protozoários e vermes.
- Bactérias: são microrganismos vegetais, unicelulares e entre as doenças que causam, estão a febre tifóide (salmonela typhi), a febre para tifóide (salmonela paratyphi), a cólera (vibrio cholerae) e as disenterias bacilares.
- Vírus: são seres muito primitivos do ponto de vista de sua estrutura, situando-se no limiar entre seres vivos e matéria inerte e podem causar, através da água, a hepatite infecciosa e a poliomielite.
- Protozoários: são microrganismos animais, unicelulares; podem causar a Amebíase (Entamoeba histolítica), giardiose (Giárdia lamblia) e a balantidiose (Balantidium coli).
- Vermes: são organismos animais, de estrutura muito mais complexa e das mais variadas dimensões. Muitos são parasitas dos homens causando as verminoses intestinais. Alguns deles podem, eventualmente, entrar no organismo através da água sob a forma de ovos ou larvas. Os mais importantes desses parasitas são os: Ascaris lumbricóides, Trichuris trichiura, vermiculares, Ancylostoma duodenali, Necatur americanus, Strongyloides stercolaris, Taernia solium e o Schistosoma mansoni (causador da esquistossomose).
"Devido a grande dificuldade para a identificação dos vários organismos patogênicos encontrados na água, dá-se preferência, a métodos que permitam a identificação e quantificação de bactérias do "grupo coliforme" que, por serem habitantes normais do intestino humano, existem, obrigatoriamente, em águas poluídas por matéria fecal", destaca Ronaldo.
As bactérias coliformes são normalmente eliminadas com a matéria fecal, à razão de 50 a 400 bilhões de células por pessoa por dia. Há assim, uma perfeita relação entre tais bactérias e a matéria fecal que, eventualmente, poderá conter microrganismos patogênicos. Por causa do grande número de coliformes existentes na matéria fecal (até 300 milhões por grama de fezes), os testes para avaliação qualitativa desses microrganismos na água têm uma precisão ou sensibilidade muito maior do que a de qualquer outro teste.
De acordo com Rodrigo Alexandre, diretor comercial da Panozon, os desinfectantes possuem uma ampla área de atuação, sendo fungicidas, bactericidas, microbactericidas e viricidas. Dependendo da concentração e tempo de contato, sua ação será mais rápida e eficaz na eliminação microbiana. São utilizados para sanitização em superfícies, equipamentos, máquinas em geral e no tratamento da água para consumo, sendo considerados como principais métodos de prevenção de doenças.

Tipos de agentes e sistemas
Marcio explica que é possível classificar os agentes desinfectantes de acordo com o mecanismo de destruição e/ou inativação de microrganismos basicamente em dois grupos: agentes físicos (calor, radiação solar, raios ultravioletas) e os agentes químicos oxidantes ou não oxidantes (cloro e seus derivados, dióxido de cloro, peróxido de hidrogênio, ozônio, permanganato de potássio, entre outros). Ronaldo e Rodrigo destacam ainda como funciona cada processo:
Calor: Método de desinfecção doméstico, através da fervura ou ebulição que destrói quase todos os tipos de microrganismos. Quinze ou vinte minutos de ebulição destroem qualquer tipo de germe patogênico.
Luz: A luz ultravioleta, de comprimento de onda de 900 a 3.800 Angstroms, tem efeito bactericida. A zona mais letal está próxima de 2.800 Angstroms. Podem ser utilizadas lâmpadas de argônio-mercúrio em pequenas instalações e de mercúrio-quartzo em instalações maiores ou para tubulações funcionando sob pressão. As lâmpadas, em série, são dispostas sobre canais ou no interior de tubulações onde a água deve passar lentamente e deve ter baixa cor e turbidez.
Este processo é de custo elevado e não tem ação residual para estender a proteção até o consumidor final. Seu consumo de energia fica entre 10 e 30 watts/hora por metro cúbico de água tratada. São classificados como não oxidantes e oxidantes.

Não oxidantes
Íons de prata:
Nitrato de prata – Pode ser utilizado, em solução a 3%, numa concentração de 1 mg/litro e um tempo de contato de 30 minutos.
Álcool: Álcool etílico – É um desinfectante bastante fraco necessita de uma concentração de 50% e de 60 minutos de contato para desinfectar.
Álcalis: É uma base, sal iônico/metal alcalino que se dissolve na água.
Ácidos: Substância que quando em contato com a água, ele se ioniza e libera H+.

Oxidantes
Lodo:
É um agente oxidante menos ativo, porém mais estável que o cloro. É menos afetado pelo pH da água e é muito eficaz no controle de cistos de amebas. É pouco solúvel na água e pode agir como molécula ou íon. É utilizado principalmente pelas forças armadas em situações de emergência na forma de tabletes para cantis.
Ozônio: É uma forma de oxigênio (em que a molécula possui 3 átomos) com cheiro peculiar, parecido ao do cloro. Além de desinfectante é também desodorante e descolorante. É utilizado na Europa, na dosagem de 0,6 a 0,8 mg/litro para água limpa e de 0,8 a 1,5 mg/litros para águas mais turvas ou de temperatura mais elevadas. É muito instável, pouco solúvel na água, muito volátil e se decompõe rapidamente em temperaturas mais elevadas. Mantém-se na água apenas durante alguns minutos e na sua aplicação perde-se cerca de 10% por volatização. Não deixa efeito residual e é difícil determinar sua concentração. O custo das instalações são relativamente elevados.
Rodrigo ressalta que uma característica importante do ozônio é que ele tem um tempo de reação para oxidar os contaminantes muito menor (ou seja, mais rápido) do que os outros agentes desinfectantes convencionais.
Além do que, com o uso do ozônio, não existe o conhecido problema das "superbactérias" que criam resistência a determinados produtos biocidas.
"Assim, pode-se usar continuamente o ozônio para desinfecção sem ser necessário aumentar a dose de tempos em tempos. Atualmente, o ozônio é largamente utilizado no Brasil para aplicações de retirada de Ferro e Manganês em águas de poços, para sanitização de água em processos industriais, para desinfecção final de efluentes para reúso, bem como eliminação de odores e também em piscinas (residenciais e comerciais)", completa.

 

Agentes Desinfectantes Para O Tratamento De Água


Permanganato de potássio - Suas características são semelhantes ao nitrato de prata.
Água oxigenada: É um desinfectante relativamente fraco. Em soluções de 3% necessita uma dosagem de 200 mg/litro e um tempo de cerca de 90 minutos para desinfectar.
Ácido peracético: é uma solução que se destaca como um oxidante forte com elevado poder sanitizante devido a sua reatividade até mesmo em mínimas concentrações. O ácido peracético tem sido largamente utilizado em indústrias do ramo alimentício, médico, farmacêutico e papel e celulose. É utilizado como desinfectante de uso hospitalar em superfícies, para uso profissional para as indústrias alimentícia, farmacêutica, têxtil e curtumes, para a pré-oxidação em estações de tratamento de água.
Como características, este ácido tem um pH muito baixo, não podendo ser descartado diretamente em efluentes sem que se equilibre previamente o mesmo. Também deve ser manipulado com equipamentos de segurança, pois é perigoso para contato com ser humano.
Cloro: O cloro (Cl2 ) é um poderoso agente oxidante e assim a cloração é um processo de desinfecção eficiente, barato, fácil de aplicar, e que, principalmente, deixa efeito residual, alem de fácil manutenção.
Ronaldo explica que para utilização de água potável que será armazenada é imprescindível a utilização do cloro, pois o mesmo garante que a água mantenha-se livre de microrganismo mesmo depois de armazenada em caixas d’água. Para uma utilização logo após a desinfecção, sem armazenamento, os demais agentes pode ser utilizados.
"Não existe restrição na utilização dos métodos de sistema de cloro, porém é importante lembrar que o equipamento deve garantir a qualidade de água para o consumidor final, alguns métodos podem ou não atender a capacidade da estação. Após a definição do sistema de desinfecção a ser utilizado, o mais importante é que seja sempre realizada uma manutenção para garantir à eficiência do sistema, assim como, a segurança dos operadores e da população que reside ao redor, pois para a desinfecção são utilizados produtos químicos corrosivos", completa Ronaldo.

 

Agentes Desinfectantes Para O Tratamento De Água



Ultra violeta
Constituído de uma luz com uma faixa de comprimento de onda específica que possui ação germicida promovendo uma reação fotoquímica no DNA dos microrganismos, alterando o material genético, que impede sua reprodução. Esta tecnologia é utilizada em várias aplicações como desinfecção de efluentes sanitários, residências e indústria, desinfecção industrial em água mineral, bebidas, eletrônica e farmacêutica.
"Para o bom funcionamento desta tecnologia, é imprescindível que a água tenha uma boa transparência, pois como é uma luz, qualquer turbidez impedirá a mesma de atingir e afetar os microrganismos. Importante notar que a luz ultravioleta não é um oxidante, ou seja, somente inativa microrganismos vivos, não eliminando matéria orgânica ou metais da água, completa Rodrigo. Nenhum desses produtos dá resultado sem um sistema adequado, a Kopagua Equipamentos, é uma empresa especializada em dosagem de cloro, Ronaldo explica como funcionam alguns dos processos:

Clorador
São utilizados em larga escala em áreas de vital importância tendo um vasto campo de aplicações. Em função da ação bactericida do cloro, uma das principais aplicações dos cloradores está na área de saneamento, no tratamento da água para consumo, eliminando os organismos patogênicos e no tratamento de esgotos, oferecendo toda segurança na eliminação de resíduos e elementos nocivos ou poluentes. Outro importante campo de aplicação está na área industrial, através da utilização da cloração nos processos industriais.

Geradores de cloro
Se baseiam no funcionamento através da eletrólise, transformando a mistura de sal e água em hipoclorito de sódio para ser dosado através de bombas dosadoras. Apesar de aparentemente representar um custo menor, devido a produção de cloro no local, com o tempo, os desgastes dos eletrodos resultarão numa diferente concentração de cloro da inicial e, mistura do sal com a água também pode diferenciar a concentração final do cloro.
De acordo com Ronaldo, como a dosagem é pré-determinada através da bomba dosadora para uma vazão fixa de água, para manter a concentração de cloro livre ideal (1,5 a 2 ppm), seria necessário a automação de todo o sistema para variar a dosagem de hipoclorito na bomba dosadora, atendendo assim a demanda, isso aumentaria ainda mais os custos. Deve-se também levar em conta os gastos com energia elétrica e custo de manutenção.

Dosadores
Com a vantagem de operação nas condições mais adversas, é uma excelente opção para: Tratamento de água potável com hipoclorito de sódio; Desinfecção de piscinas; Adição de algicidas em reservatórios e tanques de água de refrigeração; Adição de antiespumantes; Tratamento de efluentes de fossa; Adição de antiincrustantes para águas de caldeiras e adição de reagentes em indústrias químicas.

Sistema de dosagem de cloro através de pastilhas
Também é muito utilizado em estações pequenas ou em redes de distribuição, é um equipamento simples e não oferece riscos aos operadores e a população ao redor da estação. Porém, ele possui algumas limitações na dosagem correta e no teor de residual final, havendo em muitos casos perdas no material (pastilha), aumentando significativamente o custo, além disso, a concentração de cal na pastilha é muito grande, gerando diversos problemas na rede de distribuição.

Soluções de hipoclorito, hipocloradores
Os hipocloritos de sódio e de cálcio são os compostos de cloro mais utilizados para cloração de águas. O método usado é o da mistura descontínua que consiste no uso de uma solução de concentração de cloro predeterminada a sua adição à água a ser desinfectada. As soluções de hipoclorito são muito corrosivas, por conseguinte os hipocloradores devem ser feitos de vidro, etc., resistentes à corrosão.

Misturadores
Utilizado para dissolução de produtos químicos e manutenção de suspensões do tipo sulfato de alumínio, cal hidratada, polieletrólito, hipoclorito de sódio, entre outros. O misturador é acionado por um motor elétrico e a rotação é transmitida ao eixo de mistura através de acoplamento rígido rolamentado. O eixo de mistura é dimensionado de forma a resistir aos esforços atuantes, proporcionando resistência e durabilidade.

Sistema de controle das emissões acidentais de gás cloro
Destinado para os locais onde haja armazenamento, estoque e manuseio de gás cloro nas estações de tratamento de água (ETA) e esgoto (ETE). Os sistemas são dimensionados para cilindros de 40, 50, 68 e 900 Kg, e também, para carretas com capacidades entre 10 a 27 toneladas.
O Gás Cloro é um contaminante, e tem como característica principal causar a irritação das vias respiratórias e, em concentrações elevadas combinadas com tempo de exposição prolongado pode causar dificuldade na respiração e até morte. Assim, nosso sistema torna-se um dispositivo de segurança tanto para os profissionais que atuam dentro das Estações como para a sociedade circunvizinha.
"As emissões acidentais de gás cloro podem ocorrer em caso de ruptura acidental das válvulas de descarga de cilindros de armazenagem ou carretas de transporte de gás cloro. O sistema é, geralmente, instalado em Estações de Tratamento de Água, onde o uso de cilindros/carretas é constante. Porém pode ser instalado em locais onde haja o armazenamento do gás", completa Ronaldo.

Filtro de diatomácea
Podem ser fornecido com capacidade que variam de 1.500 litros/hora a 50.000 litros/hora e também como unidades estacionárias ou transportáveis montadas em um conjunto portátil. O conjunto portátil, facilmente transportável em reboques é de grande utilidade para as forças armadas, empreiteiras de obras, prefeituras de pequenas comunidades, etc.
É também muito útil em emergências no fornecimento de água potável uma comunidade quando houver acidente ou contaminação na rede de suprimento local. É bastante conhecido o emprego da "terra diatomácea" em quase todos os tipos de filtragem industrial, inclusive processamento de óleos, bebidas (alcoólicas ou não), solventes, etc.

Por que e onde usar?
Os agentes desinfectantes devem ser usados, pois além de serem itens regulamentados em legislações específicas trazem, proporcionam segurança no uso para as finalidades múltiplas das águas e também dos efluentes. Estes agentes são essenciais para a garantia da saúde publica e do meio ambiente, e consequentemente para a preservação da vida.
Ronaldo ressalta que os métodos convencionais de tratamento d’água que incluem coagulação, decantação e filtração, removem cerca de 98% dos microrganismos, fazendo-se necessário uma desinfecção adicional para assegurar a completa eliminação dos germes patogênicos, não só durante o processo de tratamento, como também durante o deslocamento da água, até o consumidor final.
"A aplicação dos agentes desinfectantes é de suma importância, sendo tratada como uma medida essencial de Saúde Pública, por diversos países do mundo, inclusive o Brasil. Entre as inúmeras doenças e enfermidades que podem ser transmitidas por uma água contaminada (não desinfectada) estão o cólera, a poliomielite, hepatites infecciosas, enterites e diarréias causadas por rotavírus e E.coli.", completa Marcio. 
As recentes pesquisas de desinfecção mostram que há um efeito de sinergia quando são usadas as combinações de desinfectantes, o crédito de inativação é maior que a soma dos dois desinfectantes individuais. José cita, por exemplo, o dióxido de cloro que sozinho é um desinfectante efetivo, mas, quando seguido de monocloramina ou cloro livre tem o efeito de desinfecção aumentado, para níveis maiores que a soma dos desinfectantes individuais.
O ozônio, também, isoladamente é um desinfectante muito bom, mas seguido de monocloramina ou cloro livre tem um efeito de desinfecção aumentado, maior que a soma dos desinfectantes individuais. Os desinfectantes alternativos com os processos de oxidação avançada baseado no ozônio (ozônio + peroxide), UV e permanganato de potássio não parecem ser eficazes no controle de Cryptosporidium na água potável.
"Atualmente, não há nenhuma tabela oficial de CT disponível para quantificar o efeito de sinergia de dois ou mais desinfectantes, mas desde que resultados de pesquisa mostraram isto, o uso de desinfectantes múltiplos permite margem de segurança adicional comparado ao uso de desinfectantes únicos como cloro ou cloraminas", completa José.
Ele ressalta ainda que o tratamento de água depende de instalações com finalidades técnicas específicas de um porte físico significativo para alguns casos e também que estas unidades tenham sido projetadas para receberem produtos químicos que possuem diversas finalidades no processo de tratamento como: oxidação, desinfecção, coagulação, flotação, fluoretação, desidratação, desmineralização, etc.

 

Agentes Desinfectantes Para O Tratamento De Água



A escolha dos produtos

De maneira geral a grande maioria dos agentes desinfectantes atua por penetração da parede celular dos microrganismos com posterior reação com as enzimas de dentro das células, ou seja, agem destruindo as proteínas celulares. O dióxido de cloro, por exemplo, é um oxidante seletivo, devido ao seu mecanismo de transferência de um único elétron, apresentando alta reatividade para oxidação e desinfecção, com um poder 260% maior que o gás cloro. O dióxido de cloro solução, não hidrolisa permanecendo como gás dissolvido em água.
"A escolha do melhor agente desinfectante depende de uma série de fatores, sendo necessário conhecer muito bem a natureza e a concentração dos microrganismos que deseja eliminar, a concentração do desinfectante, sua mistura com a água a ser tratada, o tempo de contato disponível na estação de tratamento, além das características físico-químicas da água (pH, temperatura, teor de matéria orgânica, etc)", completa Marcio.
Ele explica que alguns microrganismos são mais resistentes aos desinfectantes mais comuns (cloro e hipoclorito de sódio), como Cryptosporidium sp e cistos de Giardia sp, mas que são eliminados com o uso do dióxido de cloro. "Outra situação é a encontrada em sistemas de tratamento de água potável cuja água bruta possui alto teor de matéria-orgânica (ácidos húmicos e fúlvicos)", destaca Marcio.
Estes precursores podem levar a formação de trihalometanos (compostos indesejáveis) acima dos níveis exigidos pela Portaria 2914-MS, caso a oxidação/desinfecção seja feita com cloro ou hipoclorito de sódio. Também algumas cidades estão proibindo ou restringindo o uso do cloro gás (em cilindros) devido ao risco ambiental de vazamento e acidentes, buscando uma nova solução para sua desinfecção focada em alternativas mais seguras do ponto de vista de operação.  
Como referência para comparação entre os produtos químicos José explica que é possível definir os diversos usos como segue e em relação sempre ao pH da água aonde este produto seria aplicado. "O cloro é menos eficiente a valores de pH mais altos, enquanto o dióxido de cloro praticamente não é afetado com a variação de pH. Ao pH 6, o dióxido de cloro é 1,6 vezes mais efetivo que cloro mas a pH 9, dióxido de cloro é 4,8 vezes mais efetivo que o cloro", destaca.
As cloraminas requerem períodos de contato muito longos quando comparado a outros desinfectantes enquanto ozônio requer o menor tempo de contato. Ainda de acordo com José, os únicos desinfectantes práticos para inativar adequadamente o cryptosporidium são ozônio ou dióxido de cloro. Devido os mananciais de água bruta receberem descarga de efluentes sem tratamento, os pesquisadores acreditam que oocysts de cryptosporidium estão presentes a qualquer tempo em concentração variada devido a numerosos fatores. 
"Então, devemos assumir que a ocorrência de cryptosporidium é difundida em águas de mananciais. Portanto, e também considerando os diversos fatores do PSA (Plano de Segurança da Água), como temos neste momento na nossa atual legislação para regular a água produzida para consumo humano, as estações de tratamento de água deveriam proteger contra isto com o tratamento de ozônio e/ou de dióxido de cloro. Na ausência de pré-tratamento de ozônio ou de dióxido de cloro, as plantas de água têm que confiar somente com a baixa turbidez do efluente de filtro, que deve estar a menos de 0,20 NTU para remover cryptosporidium", enfatiza.
Para Ronaldo, o método/equipamento ideal será determinado pela vazão da estação. Não existe um caso especifico para cada método, porém existem métodos que não atendem determinadas capacidades ou métodos que possam ser mais seguros ou menos seguros dependendo da localização da estação. Para saber qual caso é o mais indicado, é muito importante consultar um especialista na área de saneamento e fazer um estudo completo da utilização, manutenção, operação e resultado final.
"Deve-se levar em conta o custo x benefício de cada sistema. Existe uma variação enorme nos valores da distribuição de matéria prima (cloro gás, sal, energia, hipoclorito, etc...) dependendo da localização da estação. O resultado final também deve ser avaliado, a água deve chegar ao consumidor final com a proteção (cloro) e qualidade necessária, atendendo as portarias da saúde, a eficiência no controle e na dosagem. O custo com manutenção e operação e a qualidade dos equipamentos também são questões importantes", destaca o engenheiro da Kopagua.

 

Contato das empresas:
Bauminas: www.bauminas.com.br
Kopagua: www.tetis.com.br
Nalco: www.nalco.com.br
Panozon: www.panozon.com.br

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