A escolha do higienizador pode ter um impacto significativo nos custos de operação de uma grande instalação aquática. Este artigo aborda os custos potenciais associados a dois sanitizantes comummente utilizados: hipoclorito de cálcio (ou hipo) e ácido tricloroisocianúrico (ou tricloro).
Quando estes químicos são adicionados à água da piscina, aumentam claramente o cloro disponível, mas também afectam o pH, a alcalinidade e a dureza do cálcio ou os níveis de ácido cianúrico.
Pense desta forma: Cada vez que estes desinfetantes são adicionados à água, eles trazem químicos adicionais “dentro” deles também. Às vezes estes químicos “extras” são benéficos, às vezes você terá que pagar para se livrar deles.
Para comparar os custos do uso de hipo cal com os do uso de tricloro, uma estimativa foi feita com base nas taxas de água e esgoto de 2017 no condado de Fulton, Ga., combinado com os custos químicos de 2017. Esta estimativa mostra que os custos incorridos pelas instalações que utilizam hipo cal podem ser consideravelmente mais baixos do que os da mesma instalação que utiliza tricloro. O gráfico A mostra os custos estimados ao adicionar 10 partes por milhão de cloro disponível a uma piscina usando os dois higienizadores. Uma explicação das suposições usadas para a estimativa segue.
Explicação das suposições e estimativas
Quando se estimam os custos de tratamento da água da piscina, simplesmente olhar para o preço por quilo de desinfetante não contabiliza custos menos óbvios e pode levar a suposições falsas sobre economia.
É preciso considerar também como cada desinfetante afeta o equilíbrio da água. Além de elevar o cloro disponível, a hipoalinidade cal aumenta os níveis de pH, alcalinidade e dureza cálcica (CH).
Tricloro tem o efeito oposto no pH e na alcalinidade – reduzindo-o. E onde a hipo cal afecta o CH, o tricloro aumenta o ácido cianúrico (CYA).
Como resultado da escolha do higienizador, uma instalação pode necessitar de substituir alguma água da piscina para contrariar um aumento dos níveis de CH ou CYA. Isto pode resultar em maiores custos de água e esgoto. Além disso, como ambos os desinfetantes afetam o pH e a alcalinidade, isso normalmente precisará ser corrigido com produtos químicos adicionais, aumentando ainda mais os custos.
Cada piscina é diferente, e a contabilização de cada cenário pode ser impossível. Para estimar os custos incorridos pelo uso desses antissépticos, certas suposições foram feitas para esta comparação. As explicações seguintes descrevem o raciocínio por detrás destes pressupostos.
O uso da água
A quantidade de água consumida é um componente substancial do funcionamento de qualquer instalação aquática.
Como mencionado anteriormente, a hipoalimentação de cal adiciona à dureza do cálcio, enquanto que o tricloro adiciona ácido cianúrico. Nem o CH nem o CYA são destruídos pelo cloro, nem evaporam. Isto deixa a drenagem e substituição da água como única forma prática de diminuir as concentrações de CH e CYA.
Splashout e retrolavagem do filtro reduzem as concentrações, mas o seu impacto muda de piscina para piscina, tornando difícil estimar os efeitos no consumo de água. Portanto, o consumo de água destas actividades foi deixado de fora das estimativas deste artigo. O consumo de água por evaporação também não foi considerado, uma vez que a evaporação não remove nenhum dos químicos.
Hipoal
Dureza cálcica tem um papel vital na química da água, ajudando a proteger gesso, betão e objectos metálicos da corrosão causada por água agressiva.
É necessário um mínimo de 150 ppm CH para a água da piscina, conforme estipulado na ANSI/APSP-11. Para piscinas de gesso, o Conselho Nacional de Estucadores recomenda um CH de pelo menos 200 ppm. Quando a água cai entre 150 e 1.000 ppm de CH, o índice de saturação pode ser mantido para evitar a formação de calcário e água turva, de acordo com ANSI/APSP-11.
Adicionando 10 ppm de cloro disponível usando hipoclorito de cálcio, adicionar-se-á 8 ppm CH, de acordo com APSP. Para uma piscina a partir de 150 ppm CH, a adição diária de 10 ppm de cloro disponível com hipoclorito de cálcio fará com que o CH na água da piscina atinja 1.006 ppm em 107 dias.
Quando a água atingir 1.000 ppm CH, a remoção e substituição de 1% fará cair o CH 8 ppm, se a água da fonte for 200 ppm CH. Em uma piscina de 100.000 galões, a quantidade de reposição é igual a 1.000 galões. Isto irá neutralizar o CH adicionado pela dose diária de hipo cal a estas concentrações e taxas.
Triclor
Ácido cianúrico (CYA) ajuda a proteger o cloro disponível da decomposição causada pela luz UV.
Um máximo de 100 ppm de CYA é recomendado pela ANSI/APSP-11, enquanto que o Modelo Aquatic Health Code recomenda um máximo de 90 ppm de CYA. Para piscinas cobertas, o CYA é considerado desnecessário e não é recomendado, de acordo com ANSI/APSP-11.
Adicionar 10 ppm de cloro disponível utilizando tricloro irá elevar o CYA em 6 ppm, de acordo com APSP. Para uma piscina a partir de 30 ppm de CYA, a utilização de tricloro para adicionar 10 ppm de cloro disponível a cada dia faria com que o CYA atingisse 90 ppm em 10 dias e 102 ppm em 12 dias.
Quando os níveis de CYA atingem 90 ppm, 6,7% do volume de água deve ser removido e substituído para contrariar esta adição diária de tricloro. A 100 ppm de CYA, a remoção e substituição de 6,0% da água irá contrariar o CYA adicionado diariamente pelo uso do tricloro. Para uma piscina de 100.000 galões, isso equivale a 6.700 galões e 6.000 galões respectivamente.
Aumento dos custos de água e esgoto
Minimizar os custos de água e esgoto representa uma oportunidade substancial para os operadores de piscinas pouparem dinheiro.
Exemplos mostram que, para fornecer a mesma quantidade de cloro disponível, a higienização com tricloro pode levar seis ou mais vezes a água adicionada para manter o CYA numa faixa recomendada do que a quantidade necessária para manter o CH numa faixa recomendada quando se usa hipo cal.
Desde que esta água deve ser drenada e reabastecida, os custos sobem ainda mais em locais onde as taxas de esgoto são baseadas no consumo. Nessas áreas, não só os custos da água seriam seis vezes mais elevados, como também os custos do esgoto.
Os custos da água e do esgoto variam muito em todo o país, pelo que o seu cálculo pode ser complexo. Nesta análise, usamos os custos da água e do esgoto do condado de Fulton em 2017. As taxas de água e de esgoto aumentam dependendo do uso mensal.
Para comparar maçãs com maçãs, assumimos que a água da fonte contém 200 ppm CH; as recomendações máximas de CH ou CYA foram atingidas, tornando necessário drenar e reabastecer; e o preço máximo da água foi atingido pelo consumo de água não associado ao higienizador (a água custa $0,0100 por galão e o esgoto custa $0,0055 por galão). A perda de água devido à evaporação, respingos e retrolavagem do filtro foi excluída.
Custos químicos
Além de alterar a dureza cálcica ou os níveis de ácido cianúrico, estes desinfetantes afetam o pH e a alcalinidade da água.
Hipoal contém pequenas quantidades de hidróxido de cálcio e carbonato de cálcio, resultando num ligeiro aumento do pH e da alcalinidade total. Em teoria, 10,5 onças de hipo cal adicionadas a uma piscina de 10.000 galões (adicionando 5,1 ppm de cloro disponível) irá aumentar o pH em 0,009 e a alcalinidade carbonatada em 0,29 ppm, se as condições iniciais da água fossem um pH de 7,5, 100 ppm de alcalinidade carbonatada e 1.000 ppm de sólidos dissolvidos totais, como declarado em “Balanço hídrico da piscina – Parte 2: Fatores que afetam o Índice de Saturação de Carbonato de Cálcio”, por J.A. Wojtowicz.
Conversamente, na mesma piscina, 7 onças de tricloro (adicionando 4,7 ppm de cloro disponível) teoricamente diminuirá o pH em 0,14 e a alcalinidade total em 3,3 ppm, sob as mesmas condições, também de acordo com Wojtowicz.
Ácido muriático e carbonato de sódio são escolhas comuns para grandes piscinas comerciais e municipais para neutralizar as mudanças de pH na água da piscina. Embora existam outros métodos, este trabalho assume o uso de ácido muriático para neutralizar o aumento do pH causado pela hipo cal, e carbonato de sódio para neutralizar a diminuição do pH causada pelo tricloro. Um estudo realizado pela Olin Corporation descobriu que, em média, 1,56 onças de ácido muriático a 32% neutralizaram o pH de 1 libra de cal hipo. No mesmo estudo da Olin, 0,93 libras de carbonato de sódio foram encontradas para neutralizar o pH de 1 libra de tricloro.
Custos químicos combinados foram determinados usando as taxas de uso químico acima para neutralização do pH e os seguintes custos químicos:
– Hipo cal: $2,30 por libra
– Ácido muriático a 32%: $0.055 por onça/ $7,00 por galão
– Tricloro: $2,16 por libra
– Carbonato de sódio: $1,80 por libra
– O custo químico para neutralizar o efeito do pH de 1 libra de hipo cal adiciona $0,09, onde o custo químico para neutralizar o efeito do pH de 1 libra de tricloro adiciona $1,67 por libra.
O custo químico combinado por libra de hipo cal seria de $2,39, e por libra de tricloro seria de $3,83.
Com hipo cal a 68% de cloro disponível, e tricloro a 90%, os custos químicos combinados por libra de cloro disponível para hipo cal seria $3,51; para tricloro, $4,26. Com 10 ppm de cloro disponível adicionados diariamente, o Gráfico B estima os custos diários e mensais de produtos químicos, água e resíduos para vários tamanhos de piscinas.
