upgrade da instalação

Maia, 27 de Abril de 2014

XXXVII CONGRESSO APTN

Upgrade da Instalação

Temas:

1) Cloro versus Redox

2) Tratamentos alternativos ao cloro

3) Tratamento Legionella em AQS

Cloro versus Redox

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

Conversão do valor ORP em Cl2

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

Analisador/Controlador de Cl2 e pH com leitura de Redox

» Oxidação por hidrolise

» Electrolise salina

» Oxigénio

» Ozono

» Bromo

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).

» Oxidação por hidrólise

» 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.

» Variantes de cloro

Cloro gasoso

100% cloro activo

Solução mais económica

Muito importante respeitar as regras de segurança e manuseamento

Esquema tipo de instalação

» Variantes de cloro

Gerador de cloro no local (via electrolise)

ELECTROCLORAÇÃO

O que é a Electrocloração

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

Tratamento Legionella em AQS

Bellevue Statford Hotel, Philadelphia

58ª Convenção da Legião Americana

21 – 24 de Julho de 1976

• 181 Doentes

• 29 Mortos


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.

Legionella e a Temperatura

Transmissão da Legionella

•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 na Europa

Legionella em Portugal

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).

51

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

52

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”.

53

DGS/DSIA-Base de dados das DDO/Programa de vigilância

epidemiológica integrada da Doença dos Legionários (VigLab)

Fontes de Legionella

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

Principais Sistemas de Tratamento da

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

Dióxido de Cloro

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

Solução

Oxiperm Pro

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

Variantesstruturro

Oxiperm Pro 30 e 60

g/h

Oxiperm Pro 5 e 10 g/h

Case Storie

TRATAMENTO DA ÁGUA DE AQS

PISCINA DA J.F.

BENFICA

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)

Ponto de injecção

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

Resumo

Período de amortização inferior a 12

meses

Tratamento eficiente

Baixo custo de operação

José Guimarães

Actipail, lda

Rua das Abóbodas, nº 15 – A

2790-506 Queijas (Oeiras)

Tel: +351 211 955 671

Fax: +351 211 955 844

Móvel: +351 918 705 628

Mail: [email protected]

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