Desinfeção ultra-sónica da água de lastro

O sistema de tratamento por ultra-sons demonstrou ser eficaz na eliminação de bactérias, plâncton e organismos maiores.
A desinfeção ultra-sónica da água de lastro é um tratamento mecânico/físico, que evita a dosagem de quaisquer produtos químicos activos fortes e dispendiosos na água de lastro. Isto assegura uma aceitabilidade ambiental ideal combinada com uma elevada eficácia biológica no que diz respeito à destruição e inativação de organismos vegetais e animais e de microrganismos na água de lastro.

Antecedentes

“Se um navio navegar sem carga ou parcialmente carregado, necessitará de lastro para manter a sua estabilidade e segurança. A água é frequentemente utilizada como lastro, mas, quando é recolhida na origem, uma série de organismos pode viajar para a água, normalmente membros da comunidade planctónica que podem ser estranhos no destino (alóctones), e podem causar poluição biológica indesejada. Para evitar esta possível poluição, temos de utilizar um sistema eficaz para esterilizar a água de lastro.” [Mingorance Rodríguez: 2012, 163]
As espécies aquáticas invasivas são uma das quatro maiores ameaças aos oceanos do mundo e podem causar impactos ambientais, económicos e de saúde pública extremamente graves. Para evitar a introdução de moluscos nocivos (mexilhão-zebra, amêijoa asiática e outros), podem ser aplicados vários tratamentos de esterilização da água de lastro (também designados por desinfeção ou neutralização). Um tratamento comum é a limpeza química da água de lastro. Os produtos químicos utilizados são prejudiciais para o ambiente e dispendiosos. Com o aumento dos regulamentos legais para a gestão da água de lastro, tratamentos alternativos da água de lastro – por exemplo, por desinfeção ultra-sónica – estão integrados a bordo de embarcações marítimas.

Esterilização por ultra-sons da água de lastro

O tratamento ultrassónico da água de lastro é um método mecânico/físico que evita a utilização de produtos químicos nocivos e dispendiosos. As forças cavitacionais matam pequenos organismos aquáticos e microorganismos. Vários estudos já provaram que os ultra-sons atingem um elevado nível de eficácia biológica sobre o mexilhão Zebra veliger, nemátodos, bactérias e vírus.

Agregado ultrassónico com 120kW de potência de processamento

Desinfeção ultra-sónica por cavitação

As ondas de ultrassom de alta potência geram cavitação bolhas em líquidos, o que resulta em forças de cisalhamento intensas e alta tensão. Quando ondas de ultrassom intensas são acopladas a líquidos, as ondas sonoras que se propagam no meio líquido resultam em ciclos alternados de alta pressão e baixa pressão, com taxas que dependem da frequência. Durante o ciclo de baixa pressão (fase de rarefação), as ondas ultra-sónicas de alta intensidade criam pequenas bolhas de vácuo ou espaços vazios no líquido. Quando as bolhas atingem um volume em que já não conseguem absorver energia, entram em colapso violento durante um ciclo de alta pressão (fase de compressão). Este fenómeno é designado por cavitação. Durante a implosão são atingidas localmente temperaturas (aprox. 5.000K) e pressões (aprox. 2.000atm) muito elevadas. A implosão da bolha de cavitação também resulta em jactos de líquido com uma velocidade de até 280m/s.
Esta geração e colapso de bolhas altamente energéticas resulta em forças de cisalhamento hidrodinâmicas e oscilações ultra-sónicas, que quebram e rompem as paredes celulares dos organismos – matando-os efetivamente.
No que diz respeito à sua aceitabilidade ambiental, não existem preocupações ambientais conhecidas ou previstas associadas à tecnologia assistida por ultra-sons.

Eficácia biológica dos ultra-sons

Vários estudos provaram que os ultra-sons podem afetar eficazmente os vírus e as bactérias. Estudos de desinfeção com dispositivos ultra-sónicos para esterilizar fluxos de volume de 100 gpm (galões por minuto), equivalente a 23 m3/h, mostraram uma redução de cerca de 7 log para o vírus da poliomielite (< 5μm) e uma redução de 6-7 log para as bactérias Cryptosporidium parvum. Com Nemátodo Ovos de helmintos, Ascaris (8-10μm) e molusco veligros de mexilhão-zebra (70μm), foi atingida uma mortalidade de 100%. A mesma taxa de mortalidade com mexilhão-zebra foi demonstrado em sistemas de caudal de 600 gpm (Buchholz et al., 1998).
Foram alcançadas taxas de inativação de 100% em organismos maiores e uma redução de 6-7 log em bactérias e vírus. Com uma exposição de 20 segundos num sistema experimental de fluxo contínuo, 93-98,6% de inativação de Cryptosporidium ocyst e foi conseguida uma redução de 4 log com uma exposição de 10 segundos num reator descontínuo de laboratório. Foram também comunicadas taxas de inativação para Cryptosporidium parvum (7 log), viável ovos de helmintas (4.2 log), vírus da poliomielite (8 log), Salmonella sp. (9 log) e Echerichia coli (9 log) (Oemcke, 1999; Buchholz et al., 1998).
O número de registo representa o número de 9 na percentagem de redução. Por exemplo, uma redução de 2 log significa que 99% dos organismos originalmente presentes na água foram inactivados. Uma redução de 3 log significa que 99,9% foram inactivados, etc.
A capacidade dos sistemas ultra-sónicos depende também da potência fornecida. Os dispositivos ultra-sónicos de alta potência/alta intensidade requerem menos tempo de exposição para que ocorra a mortalidade, permitindo assim o tratamento de caudais mais elevados. Estes sistemas ultra-sónicos podem ser utilizados para a lastragem e a deslastragem.
(cp. Sassi et al. 2005, p. 49)

Benefícios da Neutralização Ultrassónica da Água de Lastro

• não químico
• Amigo do ambiente
• eficaz e eficiente
• efeitos sinergéticos
• Manutenção reduzida
• Funcionamento seguro e fácil
• robusto e fiável
• escalável para qualquer dimensão

Equipamento ultrassónico

A Hielscher é especializada na conceção e fabrico de equipamentos ultra-sónicos de alta potência de classe industrial para a instalação em ambientes exigentes. Poeira & sujidade, humidades elevadas e ambientes agressivos não danificam os ultrassons industriais (série UIP). Estes aparelhos de alta resistência são construídos para um funcionamento permanente (24h/7d). Os armários vêm pré-configurados e são fáceis de instalar e de pôr em funcionamento. O sistema de ultra-sons só tem de ser ligado ao tubo de alimentação do tanque de água de lastro (fornecimento de meios) e à fonte de alimentação.
Dispositivos de ultra-sons de diferentes tamanhos com uma potência de ultra-sons de 500W, 1kW, 1.5kW, 2kW, 4kW, 10kW e 16kWque podem ser instalados como unidade única ou como cluster, permitem a configuração e a capacidade de processamento ideais.
Fale connosco sobre o seu volume de processamento! Teremos todo o prazer em recomendar-lhe um sistema de ultra-sons adequado às exigências do seu processo.

Sinergias com outros tratamentos de águas de lastro

Estudos sobre tecnologias de tratamento combinado mostraram que os ultra-sons funcionam de forma muito sinérgica em combinação com outros métodos de desinfeção da água de lastro, como o ozono, a cloração, a luz UV, a temperatura ou pressões elevadas. Devido à facilidade de instalação e aos requisitos de espaço reduzidos, o equipamento ultrassónico é ideal para uma atualização e melhoria dos sistemas de neutralização da água de lastro já existentes.
Fale connosco sobre o seu ambiente de processamento! Teremos todo o prazer em recomendar-lhe um sistema ultrassónico adequado para reequipar o seu sistema de bordo.