Superestabilização: mito ou realidade?

Revistas Edição 62

SUPERESTABILIZAÇÃO: MITO OU REALIDADE?

Fonte: Revista Pool-life Edição. 62

Publicado em 20/07/2003

*Jonas Gruber e Rosamaria Wu Chia Li

Introdução

Em artigo anterior, publicado nesta revista, apresentamos breve histórico sobre a desinfecção de águas por meio de vários agentes de cloração e os enormes benefícios sociais associados a essa prática, tais como a redução (e/ou extinção) dos casos de várias doenças transmissíveis pela água (cólera, tifo, etc.) e o consequente aumento da expectativa de vida. No mesmo artigo, mostramos também que a má interpretação de informações, muitas vezes veiculadas por instituições não científicas, visando exclusivamente interesses comerciais, pode levar a catástrofes como a ocorrida na América Latina em 1991, quando 1 milhão de pessoas desenvolveram a cólera (resultando em 10 mil mortes), após a proibição da cloração das águas de abastecimento pelo governo do Peru, preocupado com os níveis de trihalometanos (THMs) eventualmente presentes nas águas.

Rumores, aparentemente criados por profissionais não ligadas à área acadêmica, contestando o uso de produtos denominados “cloro estabilizado” (ácidos dicloro-e tricloroisocianúrico), alegando que o uso de tais produtos levaria a piscina a uma superestabilização, condição na qual a eficácia da sanitização ficaria supostamente reduzida.

Considerando que esses produtos começaram a ser utilizados em piscinas na década de 1960 (mais de 40 anos de experiência acumulada) e são cada vez mais empregados no mundo inteiro, sendo sua produção mundial estimada em mais de 80.000 toneladas/ano, provavelmente devido à sua fácil e segura manipulação (são sólidos com elevado teor de cloro), achamos importante mostrar à comunidade de usuários de piscinas, de forma imparcial, os fatos mais importantes associados à sua utilização segura.

ESTABILIZAÇÃO DO CLORO LIVRE PELO ÁCIDO ISOCIANÚRICO

Quando uma piscina contém um residual adequado de cloro livre (2 a 4 ppm), há o seguinte equilíbrio químico principal, cuja posição depende do pH:

A luz solar incidente sobre à terra contém grande quantidade de radiação eletromagnética na região espectral do ultravioleta (UV). Felizmente, boa parte dessa radiação é retida pela camada de ozônio presente na estratosfera, especialmente aquela com comprimento de onda inferior a 290 nm (nanômetros). Entretanto, radiações com comprimento de onda maior que 290 nm acabam atingindo a superfície da terra e são as responsáveis pela rápida decomposição dos ânions hipoclorito (ClO) em piscinas expostas à luz solar. Assim, estima-se que, aproximadamente, 90% do cloro adicionado às piscinas é perdido por decomposição fotoquímica, sendo somente 10% aproveitado para o processo de desinfecção.

A adição de ácido isocianúrico (H₃Cy) à piscina permite estabilizar o cloro livre, diminuindo drasticamente as perdas acima citadas. Isto devido à reação reversível entre hipoclorito (e/ou ácido hipocloroso) e ácido isocianúrico, conduzindo a produtos de mono, di ou tricloração deste último, conforme ilustrado no esquema a seguir:

As espécies H₂ClCy, HCl₂Cy (“dicloro”) e Cl₃Cy (“tricloro”) são fotoquimicamente bem mais estáveis do que hipoclorito (ClO), pois absorvem radiação UV justamente na região espectral bloqueada pela camada de ozônio (ao redor de 220 nm)³. Assim, a adição de ácido isocianúrico (25 – 50 ppm) a uma piscina tratada com hipoclorito permite estabilizar o “cloro livre”, mantendo residuais ótimos por períodos mais longos, garantindo processo mais uniforme e contínuo de desinfecção. É importante ressaltar que as reações representadas acima são todas reversíveis e rápidas, isto é, as espécies indicadas coexistem em equilíbrio químico dinâmico. Portanto, sempre quando ocorre uma demanda de cloro livre os equilíbrios se deslocam para a esquerda, liberando moléculas de ácido hipocloroso (HOCl) que, por sua vez, se mantêm em equilíbrio com ânions hipoclorito (vide Eq.01), garantindo a desinfecção da água. Concluindo: o ácido isocianúrico atua como um armazenador de “cloro livre”, isto é, HclO/ClO – em uma forma quimicamente estável à radiação UV incidente sobre a piscina, podendo regenerá-lo rapidamente quando a água sofre uma contaminação microbiológica (bactérias, vírus, etc.) ou mesmo química (urina, suor, etc.).

USO DE “DICLORO” OU “TRICLORO” COMO SANITIZANTES

Também a partir da década de 1960, passou-se a utilizar formas cloradas do ácido isocianúrico, como por exemplo “dicloro” (HCl₂Cy) e “tricloro” (Cl₃Cy) na sanitização de águas de piscinas expostas ao sol. A vantagem desses produtos é o fato de serem “cloros” estabilizados, isto é, conterem elevado teor de cloro (60 e 90%, respectivamente) e já se apresentarem ligados ao estabilizante, i.é, ao ácido isocianúrico.

Observando a equação 02 (Eq.02), poder-se-ia intuitivamente supor que a adição periódica de “dicloro” ou “tricloro” à água da piscina elevaria indefinidamente o teor de ácido isocianúrico, visto que o processo de desinfecção desloca os equilíbrios para a esquerda, consumindo HOCl, gerando e acumulando H₃Cy. Alguns profissionais, por falta de experiência ou por má fé, chegaram a batizar este suposto acúmulo de “superestabilização”, associando a essa condição fictícia um poder de desinfecção reduzido, além de uma série de outros problemas, como, por exemplo a desestabilização do pH. Mas, afinal, por que na realidade não se observa um acúmulo exagerado de H₃Cy?

O tratamento adequado de águas de uma piscina inclui, além da desinfecção, acerto de pH, alcalinidade total, dureza, etc., e a retro lavagem do filtro, a qual implica numa drenagem e reposição de parte da água da piscina. Há outros processos que culminam na eliminação de uma pequena parcela da água, como, por exemplo, transbordamentos devido a chuvas e ejeção e remoção de água pelos próprios usuários (splash-out e carry-out). É curioso mencionar que este último fator, embora nos pareça pouco significativo, foi estudado recentemente4 e estimado como sendo, em média, 80 litros por semana para uma família de quatro pessoas. Se imaginarmos que essa família possui uma pequena piscina de 20 m³ de capacidade, a renovação da água só por splash-out e carry-out seria de 0,4% por semana! Tipicamente, considerando os demais fatores acima mencionados, 2% da água de uma piscina devem ser renovados a cada semana, equivalendo a uma troca completa de toda a água da piscina após um ano (51 semanas).

Estudos feitos nessas condições estão descritos na literatura recente. Um cálculo feito, a título de exemplo, para uma piscina de 75 m³, contendo uma concentração inicial de ácido isocianúrico de 50 ppm, à qual se adicionam 400 g de tricloro por semana, mostra que a concentração de ácido isocianúrico só atingirá o valor máximo recomendável de 150 ppm após 10 anos! Como na prática, por um motivo ou outro, dificilmente uma piscina permanece uma década sem esvaziamento e troca completa de sua água, podemos considerar altamente improvável atingir-se esses níveis.

Já quanto à questão da redução da eficiência desinfetante do cloro livre pelo ácido isocianúrico, estudos recentes² mostram que embora isso tenha sido notada in vitro, em águas de piscinas reais (estudos in vivo) não há diferença de eficiência entre cloro e cloroisocianuratos (dicloro ou tricloro).

É importante ressaltar, também, que o teor de sólidos totais dissolvidos (STD) é um fator que influência a qualidade global da água, e deve ser mantido normalmente abaixo de 1500 ppm, exceto em piscinas que contêm sal (geração eletroquímica de cloro), nas quais o valor limítrofe é ao redor de 1500 ppm mais o teor de cloreto de sódio adicionado. Muitas vezes, problemas decorrentes de um elevado teor de STD são erroneamente atribuídos à presença de cloroisocianuratos, que, na verdade, só contribuem com menos de 10% deste teor (máx. 150 ppm em 1500 ppm). A melhora nas condições da água observada após drenagem e substituição de parte dela se deve à consequente redução do teor de STD e não especificamente à diminuição da concentração de cloroisocianuratos.

Finalmente, não se deve esquecer que o sistema ácido isocianúrico/isocianurato é formado por um ácido orgânico fraco em equilíbrio com seu sal, o que caracteriza um sistema tampão de pH, isto é, opera sinergicamente com a alcalinidade total (sistema ácido carbônico/bicarbonato), ajudando a estabilizar o pH da piscina na faixa ideal entre 7,2 e 7,8.

CONCLUSÕES

Ácido isocianúrico pode ser usado com vantagens na estabilização do cloro adicionado a piscinas expostas à luz solar. A utilização de cloroisocianuratos (dicloro e tricloro) como agentes sanitizantes constitui-se em mais uma opção encontrada no mercado, cabendo a cada usuário avaliar a relação custo/benefício para seu caso específico. Porém, essa avaliação deve considerar fatores reais e não rumores fictícios. Assim, por exemplo, a superestabilização e os problemas a ela associados são altamente improváveis e não devem ser motivos de tormento para os usuários desses produtos, desde que sigam os passos básicos recomendados para o correto tratamento de água de piscinas⁵.

Procuramos neste artigo apresentar de forma clara as informações e opiniões mais recentes (2002) de especialistas japoneses e norte-americanos sobre a utilização desses produtos em piscinas residenciais ou públicas.

* Prof. Dr. Jonas Gruber é docente do Instituto de Química da Universidade de São Paulo. Rosamaria Wu Chia Li é Doutora em Ciências pelo Instituto de Química da Universidade de São Paulo.

Referências

1. J. Gruber. R. W. C. Li. e A. S. Santos. Revista da Piscina, 56. 15 - 19 (2001)

2. M. Tachikawa. C. Sayama. K. Saita. M. Tesuka e R. Sawamura. Water Research, 36. 2547 - 2554 (2002)

3. J. A. Wojtowicz, Journal of the Swimming Pool and Spa Industry. 4 (2) 9 - 16 (2002)

4. J. A. Wojtowicz, Journal of the Swimming Pool and Spa Industry. 4 (2) 17 - 22 (2002)

5. Guia Completo para tratamento de piscinas residencias. Genco Química Industrial Ltda. 1ª Edição Novembro 2000