Um sistema de luz ultravioleta inativa os microrganismos presentes na água causando danos ao seu DNA, impedindo assim sua reprodução e proliferação. Contudo, para que a tecnologia seja eficaz o microrganismo deve ser exposto a dosagem de radiação adequada, o que irá propiciar o grau de remoção desejado. Alguns destes conceitos foram abordados no texto Como calcular a dosagem de luz ultravioleta para desinfecção de água?
Todos os fatores citados acima são afetados pela transmitância da água, chamada de UVT. A UVT da água pode ser entendida como a quantidade de luz que é transmitida por uma amostra, de caminho óptico fixo, em um comprimento de onda fixo. A Figura 1 ilustra este conceito de UVT da água, onde inicialmente um feixe de luz com intensidade I0 é emitido através de uma cubeta de comprimento l, contendo uma amostra com determinada concentração c, a qual é capaz de atenuar o feixe de luz a uma intensidade final I.
Figura 1 – Atenuação de um feixe de luz emitido em um comprimento de onda específico (λ) por uma amostra líquida com concentração c.
A parcela de luz absorvida pela amostra pode ser calculada pela Equação 1, sendo que sua relação com a transmitância é representada pela Equação 2.
A(λ)= log(I_0/I) (1)
T(λ)=10^(-A(λ) ) (2)
Ao analisarmos a Figura 1 e as Equações 1 e 2, fica claro que a absorbância e a transmitância de uma amostra de água dependem do comprimento de onda do feixe de luz emitido. Em aplicações de sistemas ultravioleta esta medida é realizada em 254 nm, pois corresponde ao comprimento de emissão das lâmpadas de baixa pressão. Para sistemas de média pressão, onde a lâmpada irá apresentar um espectro de emissão policromático, a medida de UVT da água pode ser feita em diferentes comprimentos de onda, cobrindo a faixa de emissão da lâmpada e melhorando a precisão do dimensionamento do equipamento.
A Figura 2 apresenta a faixa de emissão das lâmpadas de baixa e média pressão.
Figura 2 – Espectro de emissão de luz das lâmpadas de baixa e média pressão.
(Fonte: Adaptado de Crittenden et al., 2012.)
Quanto menor for o valor de UVT da água, maior terá que ser a potência da lâmpada para aplicar a mesma dosagem, mantendo fixo o tamanho do reator e a vazão do sistema. Isso ocorre devido a maior absorção da luz pela água. Veja abaixo alguns valores de referência para UVT em diferentes matrizes de água, levando em conta tanto absorbância quanto transmitância (λ = 254 nm):
– Águas subterrâneas: A = 0,0706-0,0088 e T = 85-98%
– Águas superficiais sem tratamento: A = 0,3010-0,0269 e T = 50-94%
– Águas superficiais após coagulação, floculação e sedimentação: A = 0,0969-0,0132 e T = 80-97%
– Águas superficiais após coagulação, floculação, sedimentação e filtração: A = 0,0706-0,0088 e T = 85-98%
– Águas superficiais após microfiltração: A = 0,0706-0,0088 e T = 85-98%
– Águas superficiais após osmose reversa: A = 0,0458-0,0044 e T = 90-99%
Os valores acima podem ser utilizados como diretrizes, porém, recomenda-se que a medição laboratorial da UVT da água seja feita sempre que necessário, confirmando o valor presente na matriz de água a ser tratada.
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Leia também: Como ocorre a desinfecção da água por luz ultravioleta.
