Desinfeção ultrassónica da água de lastro

O sistema de tratamento ultrassónico demonstrou ser eficaz na eliminação de bactérias, plâncton e organismos de maiores dimensões.
A desinfeção ultrassónica da água de lastro é um tratamento mecânico/ físico que evita a dosagem de quaisquer produtos químicos ativos fortes e dispendiosos na água de lastro. Isto assegura uma aceitabilidade ambiental ideal, combinada com uma elevada eficácia biológica na destruição e inativação de organismos vegetais e animais e de microrganismos na água de lastro.

Enquadramento

“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, diversos organismos podem viajar na água, normalmente membros da comunidade planctónica que poderão ser estranhos ao destino (alóctones), e poderão 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 invasoras constituem uma das quatro maiores ameaças aos oceanos do mundo e podem causar impactos extremamente graves no ambiente, na economia e na saúde pública. Para evitar a introdução de moluscos nocivos (mexilhões-zebra, a amêijoa-asiática e outros), podem aplicar-se diversos 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 da regulamentação legal relativa à gestão da água de lastro, estão a ser integrados a bordo dos navios tratamentos alternativos da água de lastro – por exemplo, por desinfeção ultrassónica.

Esterilização ultrassónica da água de lastro

O tratamento ultrassónico da água de lastro é um método mecânico/ físico que evita a utilização de produtos químicos prejudiciais e dispendiosos. As forças de cavitação matam pequenos organismos aquáticos e microrganismos. Vários estudos já comprovaram que os ultrassons atingem um elevado nível de eficácia biológica em larvas véliger de mexilhão-zebra, nemátodes, bactérias e vírus.

Conjunto de unidades ultrassónicas com 120kW de potência de processo

Desinfeção ultrassónica por cavitação

As ondas ultrassónicas de alta potência geram bolhas de cavitação nos líquidos, que originam forças de cisalhamento intensas e tensões elevadas. Quando ondas ultrassónicas intensas são acopladas aos líquidos, as ondas sonoras que se propagam nos meios líquidos originam ciclos alternados de alta pressão e baixa pressão, a ritmos que dependem da frequência. Durante o ciclo de baixa pressão (fase de rarefação), as ondas ultrassónicas de alta intensidade criam pequenas bolhas de vácuo ou cavidades no líquido. Quando as bolhas atingem um volume no qual já não conseguem absorver energia, colapsam violentamente durante um ciclo de alta pressão (fase de compressão). Este fenómeno denomina-se cavitação. Durante a implosão, atingem-se localmente temperaturas muito elevadas (aprox. 5 000K) e pressões muito elevadas (aprox. 2 000atm). A implosão da bolha de cavitação também origina jatos de líquido com velocidades de até 280m/s.
Esta formação e este colapso de bolhas altamente energéticos originam forças de cisalhamento hidrodinâmico e oscilações ultrassónicas, que quebram e rompem as paredes celulares dos organismos – matando-os eficazmente.
Quanto à sua aceitabilidade ambiental, não existem preocupações ambientais conhecidas ou previstas associadas à tecnologia assistida por ultrassons.

Eficácia biológica dos ultrassons

Vários estudos comprovaram que os ultrassons podem afetar eficazmente vírus e bactérias. Estudos de desinfeção com dispositivos ultrassónicos para esterilizar caudais de 100 gpm (galões por minuto), equivalentes a 23 m3/h, demonstraram uma redução de cerca de 7 log para o vírus da poliomielite (< 5μm) e uma redução de 6–7 log para a bactéria Cryptosporidium parvum. Com o nemátode Heliminth ova, Ascaris (8–10μm) e as larvas véliger do molusco mexilhão-zebra (70μm), atingiu-se uma mortalidade de 100%. A mesma taxa de mortalidade do mexilhão-zebra foi demonstrada em sistemas de fluxo de 600 gpm (Buchholz et al., 1998).
Foram atingidas taxas de inativação de 100% em organismos de maiores dimensões e uma redução de 6–7 log em bactérias e vírus. Com uma exposição de 20 sec num sistema experimental de fluxo contínuo, atingiu-se uma inativação de 93–98,6% de Cryptosporidium ocyst e, com uma exposição de 10 sec. num reator laboratorial descontínuo, atingiu-se uma redução de 4 log. Também foram comunicadas taxas de inativação para Cryptosporidium parvum (7 log), ovos de helmintas viáveis (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 log representa o número de algarismos 9 na percentagem de redução. Por exemplo, uma redução de 2 log significa que 99% dos organismos originalmente presentes na água foram inativados. Uma redução de 3 log significa que 99,9% foram inativados, etc.
A capacidade dos sistemas ultrassónicos também depende da potência fornecida. Os dispositivos ultrassónicos de alta potência/ alta intensidade requerem um menor tempo de exposição para provocar a morte dos organismos, permitindo assim tratar caudais mais elevados. Estes sistemas ultrassónicos podem ser utilizados na lastragem e na deslastragem.
(cf. Sassi et al. 2005, p. 49)

Vantagens da neutralização ultrassónica da água de lastro

• sem produtos químicos
• amiga do ambiente
• eficaz e eficiente
• efeitos sinérgicos
• manutenção reduzida
• operação segura e fácil
• robusta e fiável
• dimensionável para qualquer escala

Equipamento ultrassónico

A Hielscher é especializada na conceção e no fabrico de equipamento ultrassónico de alta potência de nível industrial para instalação em ambientes exigentes. O pó e a sujidade, os níveis elevados de humidade e os ambientes adversos não danificam os sonicadores industriais (série UIP). Estes dispositivos para serviço intensivo são construídos para funcionamento permanente (24h/ 7d). Os armários são fornecidos pré-configurados e são fáceis de instalar e de colocar em funcionamento. O sistema ultrassónico apenas necessita de ser ligado à tubagem de alimentação proveniente do tanque de água de lastro (alimentação do meio) e à alimentação elétrica.
Os diferentes tamanhos de dispositivos ultrassónicos, com potências ultrassónicas de 500W, 1kW, 1,5kW, 2kW, 4kW, 10kW e 16kW, que podem ser instalados como unidade individual ou como conjunto de unidades, permitem obter a configuração e a capacidade de processamento ideais.
Fale connosco sobre o seu volume de processamento! Teremos todo o gosto em recomendar-lhe um sistema ultrassónico adequado às exigências do seu processo.

Sinergias com outros tratamentos da água de lastro

Estudos de tecnologias de tratamento combinadas demonstraram que os ultrassons atuam 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. Graças à facilidade de instalação e à reduzida necessidade de espaço, o equipamento ultrassónico é idealmente adequado para atualizar e melhorar sistemas de neutralização da água de lastro já existentes.
Fale connosco sobre o seu ambiente de processamento! Teremos todo o gosto em recomendar-lhe um sistema ultrassónico adequado para modernizar o seu sistema de bordo.