A tecnologia que utiliza radiação UV tem se mostrado uma opção vantajosa para evitar a contaminação biológica. Mas como calcular a dosagem de luz ultravioleta para a desinfecção de água para garantir a eficiência adequada? E como é definida a dosagem de radiação? Para responder em detalhes esses questionamentos, preparamos esse artigo que esclarece esses conceitos fundamentais na especificação de um sistema de desinfecção por luz ultravioleta.
A dosagem de luz UV (D UV ) é o parâmetro de processo que deve ser controlado e estipulado para garantir determinada eficiência de remoção do microrganismo desejado. Ela é quantificada em mJ/cm² .
A dosagem de radiação para determinado equipamento depende da intensidade de radiação ultravioleta emitida pela lâmpada em mW/cm² e do tempo de residência da água dentro da câmara de contato em segundos. A dosagem como uma função da intensidade de radiação e do tempo de residência no interior do reator pode ser calculada utilizando a Equação 1.
Considere que D UV é a dosagem de radiação aplicada na água (mJ/cm²), I UV,254 é a intensidade de radiação emitida pela lâmpada em 254 nm (mW/cm²) e τ é o tempo de residência da água dentro da câmara de contato (s).
O tempo de residência pode ser calculado utilizando a Equação 2.
Aqui V reator é o volume da câmara de contato entre a água e a luz UV e Q é a vazão operacional do sistema.
O volume do reator depende da forma construtiva do sistema de esterilização por luz UV e normalmente pode ser calculado por relações geométricas básicas. Nesta etapa, é importante esclarecer que o volume do reator é o volume da câmara de contato menos o volume do tubo de quartzo que envolve e protege a lâmpada UV. Para um reator cilíndrico com tubo de quartzo cilíndrico, o volume do reator pode ser calculado pela Equação 3.
Considere que d representa o diâmetro e L o comprimento e os subscritos câmara e qtz se referem à câmara de contato e ao tubo de quartzo, respectivamente.
Dosagem de luz ultravioleta para desinfecção de microrganismos específicos
A eficiência de remoção pode ser obtida consultando literaturas especializadas sobre inativação de microrganismos por luz UV e verificando a dosagem necessária para eliminação do patógeno desejado. A Tabela 1 apresenta uma lista de microrganismos e a dosagem de UV necessária para diferentes eficiências de remoção.
Por exemplo, se desejássemos remover os coliformes fecais (Faecal coliforms) com uma eficiência de 99,9%, seria necessária uma dosagem de 13 mJ/cm 2 . Com as equações apresentadas acima poderíamos calcular o tempo de residência necessário em determinado sistema de desinfecção por luz UV para atender aos requisitos do projeto.
Para saber mais sobre esse mecanismo e as principais diferenças entre as lâmpadas de baixa e média pressão, confira também o artigo “Como ocorre a desinfecção da água por luz ultravioleta”.
