Oppsummering

A)OZÔNIO –O3

Geradores de ozônio são utilizados para a produção do gás ozônio, que é injetado para dentro da água. O ozônio é altamente tóxico, de modo que os organismos do cultivo e do biofiltro não devem ser expostos a este gás. Para evitar a exposição, a ozonização precisa ocorrer em uma parte separada do sistema, em que uma corrente secundária de água flua. A água é, em seguida, deixada em repouso, com ou sem aeração, durante o tempo necessário para o ozônio seja convertido para oxigênio molecular (O2). O ozônio

pode também ser removido passando a água sobre carvão vegetal ativado (STICKNEY, 2005a).

O ozônio, às vezes chamado trioxigênio, é um gás incolor com um ponto de ebulição -112o_{C. O gás ozônio é instável e vai rapidamente ser quebrado para O}

2; a meia-

vida do O3 é de cerca de 15 minutos. Portanto, é necessário produzir o ozônio no local de

sua utilização. A produção do ozônio é feita quando o ar ou o gás oxigênio passa por um campo elétrico de alta voltagem (Figura 38) (LEKANG, 2013j).

Figura 38 - Produção do gás ozônio quando o ar ou oxigênio flui através de um campo elétrico de alta voltagem.

.

Fonte: Adaptado de LEKANG, 2013j.

De acordo com Huguenin e Colt (2002f) a produção de ozônio é sensível à incrustação de hidrocarbonetos e compressores isentos de óleo são necessários. Para aplicações em aquicultura, monitoramento da concentração de ozônio no gás oriundo do processo é altamente recomendado. O poder oxidante do ozônio é maior a um pH mais elevado, como o encontrado na água do mar.

A produção de ozônio realiza o mesmo processo que ocorre com raios durante uma tempestade, o que explica o cheiro de ozônio nessas circunstâncias. A energia é adicionada à molécula de oxigênio e ozônio é produzido:

Como um gerador de ozônio (Figura 39) pode usar oxigênio puro ou ar para produzir ozônio, quando utilizar ar, para obter uma melhor relação benefício/ custo, pois reduz o custo, este deve estar o mais seco possível antes de entrar no gerador de ozônio (LEKANG, 2013j).

Figura 39 - Sistema de produção de ozônio: (A) Gerador para produção do gás ozônio; e (B) Painel de controle de um gerador de ozônio.

Para Liltved e Summerfelt (2013) o ozônio tem tido uma larga utilização em aquicultura, porque tem uma velocidade de reação rápida, a reação produz poucos subprodutos e o oxigênio é produzido como um produto final desta reação. O ozônio é um oxidante extremamente reativo no controle de vírus e bactérias, devendo ser gerado no local. Além disso, a geração de ozônio alimentado com o gás oxigênio puro pode produzir 10-15% (em peso) de concentração de ozônio, quase o dobro da concentração de ozônio que pode ser gerada utilizando ar como gás de alimentação (Figura 40).

(A) (B)

Figura 40 - Modelo de gerador de ozônio.

Fonte: LILTVED; SUMMERFELT, 2013.

Segundo Chinn (2009) a exposição a 0,05 ppm 24 h por dia, 7 dias por semana, é relatado ser prejudicial. Uma concentração de 10.000 ppm é letal em 1 minuto e 500 ppm após 16 h. A geração de ozônio resulta na produção de calor, que pode ser utilizado para o aquecimento da água. Ozônio livre de 0,2 a 0,4 mg L-1 _{durante 4 minutos, foi}

demonstrado ser eficaz para inativar vírus.

Stickney (2000) destacou que o ozônio produz água limpa e otimiza a ação do biofiltro. Um sistema para produção de ozônio bem projetado, é seguro para os organismos cultivados. No entanto, o custo do equipamento e de utilização é relativamente alto. O trabalho necessário para monitorar resíduos também pode ser elevado. O conteúdo orgânico da água reduz rapidamente o poder e ação oxidativa do ozônio. Na prática, um ataque eficaz em patógenos viáveis requer alguns ajustes para compensar a influência da matéria orgânica dissolvida e suspensa.

B)ULTRAVIOLETA –UV

Luz ultravioleta é a radiação electromagnética com um comprimento de 1-400 nm (1 nm – nanômetro = 10-9 _{m – micrômetro ) localizada na extremidade inferior do espectro}

visível e mais além (Figura 41) (o espectro da luz visível se estende até 380 nm). A extremidade oposta do espectro visível é a região de raios infravermelhos (IR), a radiação de calor com comprimentos de onda mais longos que não podem ser detectados pelo olho humano (LEKANG, 2013j)

Figura 41 - Diferentes comprimentos de onda da luz.

Fonte: Adaptado de LEKANG, 2013j.

Para Liltved e Summerfelt (2013) a luz UV natural e artificial (190-400 nm de comprimento de onda) podem danificar microrganismos direta e indiretamente alterando seus ácidos nucleicos. Os prejuízos diretos são devido à absorção de radiação pelo DNA com consequente formação de foto produtos. No entanto, antes da dose de UV possa mesmo atingir o organismo alvo, ela deve ser capaz de ser transmitida através da água. Aplicações de UV em água altamente turva, como é frequentemente o caso em sistemas de recirculação, serão totalmente ineficazes, porque a transmissão na coluna de água é muito menor, quase não matando microrganismos. Portanto, a menor transmitância UV esperada no processo da água deve ser estabelecida e usada para prever quanta

intensidade da radiação UV deve ser gerada para transmitir a dose desejada, através da água entre o organismo alvo e a fonte de luz.

Lekang (2013j) afirmou que a luz UV vai danificar o material genético (ADN e/ ou ARN) no microrganismo por ruptura das cadeias, o que resulta em inativação ou morte. A inativação (D) é proporcional à dose de radiação por unidade de área (intensidade) da luz

UV (I) e o tempo de exposição (t):

D = I x t

A dose de radiação é normalmente dada em unidades de μWs cm-2 _{(microwatt por}

segundo/ centímetro quadrado), ou seja, a intensidade da radiação (energia) por unidade de área.

De acordo com Huguenin e Colt (2002f) para as condições de produção, onde os sistemas de UV são adicionados para a proteção geral contra microrganismos, uma "dose” de 30.000 a 35.000 µWs cm-2 _{é comumente utilizada. Se o sistema UV é para ser}

utilizado contra os agentes patogênicos específicos, seria aconselhável adquirir dados mais específicos para a dosagem a ser aplicada. Infelizmente, os dados específicos para este tipo de aplicação não estão prontamente disponíveis. Radiação UV é ideal para a desinfecção na aquicultura, porque nada é adicionada à água que possa ser tóxico para os organismos de cultivo.

Segundo Danner e Merrill (2006) a luz ultravioleta (UV), produzida pela luz solar e as lâmpadas de vapor de mercúrio, desinfeta por danificar o ADN celular de microrganismos. A luz ultravioleta produz principalmente uma desinfecção superficial, porque não penetra profundamente em muitos materiais (em torno de 2 m em águas claras e menos em águas turvas). Desinfecção por luz UV pode ser onerosa. Lâmpadas têm uma vida limitada e devem ser substituídas regularmente. Além disso, o descarte de lâmpadas usadas deve ser cuidadoso, uma vez que muitas contêm mercúrio.

De acordo com Lekang (2013j) as lâmpadas UV podem ser colocadas tanto na água (Figuras 42A e B), como acima da superfície da água (Figuras 42C e D). Normalmente, as lâmpadas são colocadas numa câmara através da qual a água flui. Câmaras UV podem ser equipadas com refletores ou discos de turbulência para irradiar o fluxo total de água de forma mais eficaz. A lâmpada UV normalmente é colocada dentro de um tubo de vidro de quartzo para protegê-la do resfriamento direto pela água e incrustações na superfície da lâmpada.

Figura 42 - Planta de UV pode ser construída com lâmpadas de UV colocadas no fluxo de água, que é o arranjo normal (A, B), ou acima do fluxo de água (C, D).

(A) (B)

(C) (D)

Fonte: Adaptado de LEKANG, 2013j.

Stickney (2005a) relatou que a esterilização UV é consideravelmente mais segura para o pessoal e as espécies cultivadas do que a ozonização, embora esta não tenha alguns inconvenientes do UV. Esterilizadores UV empregam lâmpadas fluorescentes UV em que passa um fluxo de água. Vários modelos têm sido utilizados, nos mais eficazes a água passa pela luz, numa corrente fina (Figura 43). Normalmente, várias lâmpadas são utilizadas dentro de uma câmara através do qual a água flui. As lâmpadas são colocadas no interior de uma estrutura de vidro ou de quartzo transparente, para separá-las do contato direto com a água e os microrganismos expostos à luz UV são mortos.

Figura 43 - Unidade de esterilização ultravioleta para grande volume.

Fonte: STICKNEY, 2005a.

A desvantagem da esterilização UV é que a eficácia das lâmpadas UV se deteriora com o tempo. Além disso, a matéria em partículas tende a ficar depositada nas estruturas em torno das lâmpadas, dependendo do tipo de sistema usado. À medida que o vidro se torna cada vez mais opaco, a eficácia da luz UV é perdida. Lâmpadas UV devem ser substituídas com frequência e o material em que a matéria se deposita deve ser limpo conforme necessário (STICKNEY, 2005a).