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Potencial redox
Potencial de oxidação/redução ou ORP (Oxidation Reduction Potential)é a espontaneidade, ou a tendência de uma espécie química adquirir electrões e, desse modo, ser reduzido.
“habilidade” de uma molécula, átomo ou ião perder electrões para uma outra molécula, átomo ou ião ganhar electrões.
Potencial Redox » Cloro
O potencial de redução da oxidação (ORP) mede a
actividade da eficácia do cloro.
Segundo a OMS (Organização Mundial de Saúde), é
necessário um poêncial Redox de 600 mV para obter água
potável.
Recomenda-se um potencial Redox na água da piscina
entre 650 e 700 mV
Quando se controla cloro com base no valor Redoxtemos de ter em atenção:
• Valor de cloro diferente, para o mesmo valor redox
• Maior exigência no controlo de pH
• Outros factores além do cloro, causam variação do valor Redox
• Maior dificuldade em manter um residual constante
• Maior consumo de cloro
Para melhor e mais eficiente tratamento com cloro
• Cloro deve ser sempre analisado através de equipamentos de leitura de cloro residual (potencioestáticos ou amperimétricos)
• Deve-se ter um controlo automático de pH
• Se possível»»»»»»leitura de Redox
Obs: a temperatura também influencia a leitura de cloro
Obs: Nos tratamentos com cloro, há diferentes métodos:
Tradicionais:
1) Hipoclorito de sódio (liquido)
a) adquirido em contentores/barricas
b) produzido no local por electrolise
2) Hipoclorito de cálcio (granulado)
3) Tricloro / Dicloro
4) Cloro gás (menos usual, mas é o mais económico)
» Oxidação por hidróliseSistema combinado mediante caixa electrónica como tratamento alternativo ao produto
químico tradicional, combinando através da mesma caixa electrónica os seguintes
tratamentos: HIDROLISE + Ionização de cobre e prata
A água é composta de 2 partes de hidrogénio e 1 parte de oxigénio (H2O). Hidrólise
significa, decomposição pela água. A electrólise é um processo para gerar hidrógenio e
oxígenio por meio de electricidade e água.
Quando a corrente eléctrica passa através da água rompe-se a ligação química, das
cargas negativas, os iões de oxígenio emigram para o eléctrodo positivo (ánodo). Os
iões de hidrógenio carregados positivamente são atraidos pelo eléctrodo negativo
(cátodo). A decomposição que se produz é a seguinte:
Energía eléctrica +2 H2O ==> 2 H2 + O2
Isto dá como resultado um elemento negativo extra, já que na combinação o número de
electrões supera em um o de protões. Agora o único hidróxido carregado
negativamente, é um ião de OH-.
Na HIDRÓLISE existem numerosas reacções químicas secundarias, que também
produzem especies iónicas com poder oxidante e desinfectante, como o ozono (O3),
oxigénio monoatómico (O1) e peróxido de hidrógeno (H2O2).
» Electrolise salinaA electrolise salina gera cloro natural partindo de uma água ligeiramente salgada (cada
vez que a água salgada passa pela célula de electrolise, separa a molécula de sal
NaCl) e deixa o cloro por um lado e o sodio pelo outro (o cloro gerado não tem outros
productos para sua conservação (ácido cianúrico) como acontece com o cloro
granulado, mas com vantagem de não estar sujeito aos seus efeitos secundários, mas
com a desvantagem de quando a electrolise salina desliga, a molécula de sal volta a
unir, voltando a ter-se apenas uma água salgada e NÃO uma água tratada.
A electrolise salina para um correcto funcionamento necessita manter na água uma
concentração mínima de 4gr de sal por litro de água.
O cloro gerado pela electrolise salina tem um pH 8, o da piscina deve estar entre 7,2 e
7,4 pelo que é indispensável um correcto controlo do pH (aumentando a quantidade de
ácido a dosear) assim como se verifica que o cloro que se produz é instável. Para
manter uma piscina com electrolise salina o equipamento deve manter-se sempre em
funcionamento.
Para se conseguir uma satisfação com uma electrolise salina, deve ter-se em atenção:
O sistema estar bem dimensionado
Controlo automático do pH e Redox
» OxigénioO tratamento da água com oxigénio permite uma desinfecção da água sem originar o
aparecimento de cloraminas, pois trata-se de um produto não clorado.
As piscinas tratadas com oxigénio, apresentam uma água mais macia e não agressiva
aos banhistas. O ar da nave é também mais agradável, pois não existe a libertação de
cloro para a atmosfera.
A experiência adquirida em piscinas com este tratamento, mostra um menor número de
análises com parâmetros negativos e uma maior satisfação dos utentes.
O inconveniente deste tratamento é o seu preço, pois é mais elevado que o valor de
cloro.
Este tratamento reduz:
Perigos para saúde (ausência de THMs)
Cheiros
Ambientes corrosivos
Danos nos equipamentos da piscina (corrosão)
Obs: por imposição da DGS, recomenda-se a existência de um valor residual de
0,5ppm de cloro
» Ozono
O ozono é uma molécula energética e instável, formada por 3 átomos de oxigénio.
É considerado um dos oxidantes naturais mais potentes que existem, já que o seu potencial
eletroquímico é de 2,07 eV, em relação ao hipóclorito (1,9 eV) e ao cloro gas (1, 6 eV).
Com o ozono, podem ser realizados tratamentos em águas de piscinas e spas, bem como,
tratamentos mais específicos como em piscinas terapêuticas, aquários, parques aquáticos,
assim como para desinfecção de água salgada
» OzonoBenefícios do Ozono:
Redução da formação de THM,
Diminuição das cloraminas, evitando os problemas de odor, irritação nos olhos e pele
Incremento da biodegradabilidade da matéria orgânica;
Oxidação de micro contaminantes orgânicos (fenóis, detergentes pesticidas);
Oxidação de cianetos, sulfitos e nitritos;
Efeito do ozono na coagulação/ floculação;
Remoção da turbação e sólidos em suspensão;
Remoção do carbono orgânico dissolvido;
Eliminação de microorganismos muito resistentes ao cloro e outros;
Mecanismo de acção mais rápido que o cloro e outros;
Diminui após cloração (não deixa residual)
Melhora as características organolépticas da água.
Melhor desinfecção da água: acção sobre os vírus, fungos e algas.
Completamente ecológico
O Ozono fixa-se na circulação da água fácil e rapidamente. Durante este processo, o
ozono destrói biologicamente as bactérias, vírus e algas, além de que oxida os metais
para que sejam eliminados facilmente pelo filtro.
A desvantagem principal é não deixar residual.
» Bromo
O bromo é um potente oxidante ideal para desinfectar a água da piscina com o mesmo grau
de eficácia que o cloro.
VANTAGENS:
Grande poder oxidante
Grande tolerância ao pH (até 9)
A sua efectividade não se vê reduzida com a presença de compostos nitrogenados.
Reduz a irritação dos olhos e mucosas.
Não produz cheiros desagradáveis.
Menos corrosivo que o cloro (menos volátil, especialmente a altas temperaturas).
Fácil manutenção.
Autonomia.
O bromo é um excelente desinfectante para qualquer tipo de água de piscina com o mesmo
grau de eficácia do cloro.
Ideal para piscinas cobertas, piscinas com bombas de calor ou spas
» Cloro
As aplicações mais usuais em piscinas:
Solução liquida (hipoclorito de sódio), não requer dissolução e actua imediatamente.
Apresenta-se em solução com uma concentração de 15% cloro.
Solução sólida (hipoclorito de cálcio). Apresentação granulada com um conteúdo útil de 65 a
70% de cloro.
Obs: as soluções de hipoclorito não tem estabilizante incorporado, recomenda-se a sua
adição em especial piscinas de exterior.
Tricloro é um desinfectante sólido composto de base orgânica de dissolução lenta, altamente
estabilizado, com conteúdo útil de 90% de cloro.
Resumo
Vantagens:
Solução com baixa concentração (mais estável)
Funcionamento e manutenção de fácil execução
Baixo custo de operação
Desvantagens:
Elevado investimento inicial
Elevado consumo de sal
O que é a Legionella?
•Bacilo de Gram negativo, pleomórfico,
aeróbio,
móvel
•Ubíquo na água doce ambiente, associado a
biofilmes e parasita intracelular de
protozoários
(amibas e outros)
•56 espécies e 70 serogrupos distintos;
•Pelo menos 20 espécies de Legionella estão
associadas a doenças no ser humano, como
por
exemplo, Legionella micdadei, L. bozemanii,
L.
dumoffii, e L. longbeachae;
•Legionella pneumophila (16 serogrupos) é responsável por 70 a 90% das infeções no
Homem.
Onde se Encontra?
Ambientes Aquáticos Naturais
Nascentes Quentes
Rios
Lagos
Águas de Profundidade
Biofilmes
Nascentes
Onde se Encontra?
Ambientes Aquáticos Artificiais ou de Intervenção Humana
Sistemas de
Distribuição
Torres de
Arrefecimento
Chuveiros
Piscinas Solo / JardinagemFontes
Biofilmes
A maior parte da actividade bacteriana na natureza
ocorre, não com as células individualizadas, mas com as
bactérias organizadas em comunidades sob a forma
de um biofilme.
Esses biofilmes são constituídos por uma comunidade
estruturada de células aderentes a uma superfície inerte
(abiótica) ou viva (biótica),embebidas numa matriz de
exopolissacárido.
A associação dos organismos em biofilmes constitui uma
forma de protecção ao seu desenvolvimento, fomentando
relações simbióticas e permitindo a sobrevivência em ambientes
hostis.
Biofilmes
Em ecossistemas aquáticos, mais de 99,9% das
bactérias crescem em biofilmes associadas a
uma grande variedade de superfícies.
Os biofilmes mais comuns na natureza são heterogéneos,
compostos por duas ou mais espécies, podendo os produtos
do metabolismo de uma espécie auxiliar o crescimento das
outras e a adesão de uma dada espécie fornecer substâncias
que promovem a ligação de outras.
Inversamente, a competição pelos nutrientes e a acumulação
de metabolitos tóxicos produzidos pelas espécies
colonizadoras poderão limitar a diversidade de espécies num
biofilme.
Os ambientes naturais são raramente associados a casos de legionelose.
As legionellas multiplicam-se muito lentamente a baixas temperaturas, o que resulta num equilíbrio
natural entre a concentração das bactérias e dos seus hospedeiros. Concentração esta abaixo do
limite mínimo necessário para causar infecção em humanos.
A maioria dos casos está associada a ambientes sujeitos a intervenção humana onde temperatura
da água é superior, alterando a concentração quer das bactérias quer dos seus hospedeiros
naturais.
Assim, variações na temperatura da água podem alterar o equilíbrio entre as legionellas e os
protozoários, resultando num aumento rápido da concentração das bactérias, podendo causar
doença.
•Doença dos Legionários - pneumonia, com período de
incubação de 2 a 10 dias (febre, cefaleias, mialgias, tosse
frequentemente não produtiva, diarreia, alterações SNC,
insuficiência respiratória grave).
•Febre de Pontiac – infeção brônquica, autolimitada, com
período de incubação de algumas horas a 2 dias (febre,
cefaleias, mialgias).
• Percentagem de doentes: 1 - 5 % dos indivíduos que inalam o
aerossol contaminado
• Percentagem de Mortes: até to 30 % dos indivíduos infectados
• Número de Infecções estimadas na Europa*:
• Infectados : 150.000 - 200.000 / ano
• Mortes: 15.000 - 25.000 / ano
Não existe transmissão homem a homem
O que Provoca a Legionella?
Legionella em Portugal
A Doença dos Legionários é reconhecida como
uma doença sub–notificada uma vez que nem
todos os casos diagnosticados pelos laboratórios
do País são notificados. Além de sub–notificada,
esta doença é também sub–diagnosticada.
Legislação Nacional
Portaria 1220/2000 de 29 de Dezembro, aplicada às águas minerais naturais e às
águas de nascente.
Decreto-Lei 79/2006 de 4 de Abril, aprova o Regulamento dos Sistemas
Energéticos de Climatização em Edifícios (RSECE).
NOTA TÉCNICA NT-SCE-02, 2009 - Metodologia para auditorias
periódicas de QAI em edifícios de serviços existentes no âmbito do
RSECE
Decreto-Lei 118/2013, Transposição da Diretiva Europeia sobre o Desempenho
Energético de Edifícios, integra num único diploma o Sistema de Certificação
Energética dos Edifícios (SCE), o Regulamento de Desempenho Energético dos
Edifícios de Habitação (REH) e o Regulamento de Desempenho Energético dos
Edifícios de Comércio e Serviços (RECS).
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Parâmetros Valores Máximos Recomendados
Por ingestão e em contacto
com as mucosasPor via externa
Microrganismos Viáveis 22ºC 20/ml 100/ml
Microrganismos Viáveis 37ºC 5/ml 20/ml
Legionella pneumophila Não detectada/L Não detectada/L
Legionella spp. não
pneumophila100 ufc/L 100 ufc/L
Portaria 1220/2000
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Água mineral natural utilizada nos estabelecimentos termais
Decreto-Lei 79/2006
Artigo 29.º - Requisitos de qualidade do ar
Artigo 9º.
“Em edifícios com sistemas de climatização em que haja produção de aerossóis,
nomeadamente onde haja torres de arrefecimento ou humidificadores por água líquida, ou
com sistemas de água quente para chuveiros onde a temperatura de armazenamento seja
inferior a 60ºC as auditorias da QAI incluem também a pesquisa da presença de colónias
de Legionella em amostras de água recolhidas nos locais de maior risco,
nomeadamente tanques das torres de arrefecimento, depósitos de água quente e tabuleiros
de condensação, não devendo ser excedido um número superior a 100 UFC”.
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DGS/DSIA-Base de dados das DDO/Programa de vigilância
epidemiológica integrada da Doença dos Legionários (VigLab)
Sistemas de Águas Quentes Sanitárias
Sistemas de Água Fria
Torres de Refrigeração
Spa´s e Piscinas
Fontes
Humidificadores de frutas e legumes
Fontes de Legionella
Choque Térmico
UV
Tem
UF
NH2
CL
Cl2 Dosagem de Hipoclorito de Sódio
Dosagem de Dióxido de CloroClO2
Dosagem de Monocloramida
Desinfecção por UV
Ultrafiltração
CU
PTIonização de Cobre e Prata
Concentração de injecção. 0,5 ppm e conc. residual 0,1 - 0,2 ppm
ClO2 é o desinfectante residual com o maior poder desinfectante (ORP, Potencial
Redox ), dissolvido em água, pode ser armazenado por vários dias, sem uma
decomposição significativa
ClO2 dilui-se muito bem em água
ClO2 soluções tem uma cor esverdeada (c. laranja em conc. Elev.)
e cheira como uma mistura de cloro e ozono
ClO2 é um gás, instável que não pode ser armazenado
ClO2 tem que ser produzido no local
Dióxido de Cloro
Remove Biofilme e bactérias no biofilme (LEGIONELLA!!!)
Não cria Trialometanos (THM) ou Cloraminas (como o cloro)
Precipitação de Ferro e manganês ( filtração Recomendada)
Alto “Poder” de desinfecção (maior potencial redox comparado com cloro)
Praticamente independente do pH (de pH 6 – 10)
Vantagens / Propriedades do Dióxido de Cloro
Remoção de Odores: Reacção com subs. que contém Enxofre, e.g. H2S,
produzido em condições anaeróbias
Degradação de subs. industriais, tais como fenois e outras subs. aromáticas
Dióxido de Cloro
Produzido por dois métodos:
Clorito de sódio– metódo ácido (reagentes diluidos ou concentrados)
5 NaClO2 + 4 HCl 4 ClO2 + 5 NaCl + 2 H2O
rendimento teórico : 80 % (4 partes ClO2 por cada 5 partes NaClO2)
Clorito de Sódio – Cloro Gás:
2 NaClO2 + Cl2 2 ClO2 + 2 NaCl
rendimento teórico: 100 % (uma parte ClO2 por cada parte de NaClO2)
Dióxido de Cloro
Dióxido de Cloro remove efectivamente o Biofilme
Fotos de biofilme em tubos de silicone
Inicio do teste Após 2 dias tratamento ClO2 Após 6 dias de tratamento
Doses Tipícas: 0.2 - 0.5 ppm de acordo com as directivas de tratamento de água
Dióxido de Cloro
Vantagens:
• Mais eficaz do que o Cloro e
Cloraminas na inactivação de vírus,
Cryptosporidium e Giardia;
• Oxida Ferro, Manganês e Sulfuretos;
• Não forma subprodutos quando
produzido sem excesso de cloro;
• A actividade germicida não é
influenciada pelo pH;
•Assegura residual
• Fácil de produzir;
Desvantagens:
• O custo do Clorito de Sódio é elevado;
• O gás dióxido de cloro é explosivo, tendo que
ser gerado no local;
• Decompõe-se com luz;
• Origina subprodutos específicos: clorito e
clorato;
• Custos associados às determinações
laboratoriais de clorito e clorato
economicamente desfavoráveis;
Dióxido de Cloro
Conceito
Capacidades: 5, 10, 30 e 60 g/h
Opera com soluções standard de químicos diluídos
1 vol. clorito 7.5 % + 1 vol. HCl 9% + 20 vol. água
Concentração de ClO2: 2 g/l
Concentrações seguras no sistema, com óptima
estabilidade (-15 % após 3 dias)
Tempo de reacção < 20 minutos
Fácil de operar, pouca manutenção
Mais barato + Alta qualidade
Dados iniciais da instalação
Volume de água quente Dois depósitos de 2000L
Set-point da temperatura de água 65º C
Temperatura de saída para a rede 38 ºC
Temperatura de retorno 37º C
Média mensal de consumo 500 m³
Tratamento de prevenção Choque térmico 75ºC
TRATAMENTO COM DIÓXIDO DE CLORO
Volume de água quente Dois depósitos de 2000L
Set-point da temperatura de água 50 /55 ºC
Temperatura de saída para a rede 38 ºC
Temperatura de retorno 37º C
Média mensal de consumo 500 m³
Tratamento
Injecção de ClO₂ na entrada de água fria, proporcional ao
caudal (0,4 ppm)
Valor residual de ClO₂ de 0,4 ppm
Avaliação:
Redução dos gastos com energia com valores médios
de 1500 m³ de gás (≈ 945 €/mês)
Consumo de reagentes ( 20 €/mês)
6,5 L/ mês de HCl
6,5 L/ mês de NaClO₂
Potência do gerador < 100 Watt
Eliminada a necessidade de realizar choques térmicos
Bom resultado nas analises
José Guimarães
Actipail, lda
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