S.O.S. Suínos
Informativo Técnico nº 74
SUINOCULTURA
COMPANIA: Beraca
Sabara Químicos e Ingredientes Ltda
AUTOR: João Luís
dos Santos (Dept. Gerenciamento de Produtos/ Beraca Water Technologies)
Introdução
Nos últimos anos muito se tem publicado sobre a qualidade da água na
dessedentação de animais produzidos com finalidade de alimentação humana, seja
diretamente, como aves e suínos, ou indiretamente, como gado de leite.
Notavelmente satisfatório, os resultados já estão sendo colhidos por empresas
que adotaram simples processos de desinfecção como uma das fases de tratamento
e controle destes sistemas.
Entretanto, o grande número de artigos, trabalhos e divulgações não têm
contribuído com as técnicas de aplicação, medição, controle e principalmente
com a avaliação do sanitizante escolhido para tal aplicação.
Alguns pontos são fundamentais não apenas para se atingir o resultado esperado,
mas para que haja continuidade do processo adotado. Por isso procuraremos
apresentar aqui de forma prática e racional com base na experiência que temos,
comprovada em campo, no Brasil, dentro de nossa realidade.
Fatores que influenciam na eleição de
um Produto Sanitizante
De todas as fases do processo de tratamento de água, a desinfecção é a mais
simples e a que apresenta resultados mais rápidos.
Um tratamento completo de água deverá incluir um processo de remoção dos
sólidos em suspensão, que causam a cor e turbidez na água, chamados de matéria
orgânica; uma filtração, a possível remoção de metais interferentes; como ferro
e manganês. Em alguns casos mais complexos a necessidade de remoção da dureza, sais
dissolvidos na água. Porém, a desinfecção é fundamental em todo processo.
Em muitos casos não há uma estrutura para se desenvolver todas as fases
anteriores à desinfecção, entretanto, ainda assim é possível adequar sistemas
de desinfecção de água de forma muito simples como mostraremos a seguir.
Começamos com os principais pontos que influenciam na decisão da eleição de um
produto sanitizante:
FATORES |
DESCRIÇÃO |
INFLUÊNCIA |
EXEMPLO |
Logística |
Armazenamento e Distribuição |
A forma de apresentação
do produto deve contribuir para a minimização deste custo. |
Armazenar e
distribuir um produto líquido diluído é muito mais custoso que um sólido
concentrado. |
Aplicação |
Operacionalidade do Processo |
O processo de
aplicação é simples e pode ser executado sem necessidade de profissional
especializado. |
Produtos que
exigem operação de equipamento e geração local requerem maior especialização
se comparados com produtos prontos para uso. |
Sistema de Aplicação. |
Facilidade de Controle |
O sistema
adotado permite mensurar em tempo real o resultado efetivo do produto
aplicado. |
É possível
analisar no local, por meio de métodos simples e de baixo custo, o sanitizante aplicado. |
Mercado |
Disponibilidade |
Considerando o
grau de importância deste produto, ele é facilmente encontrado no mercado ou
tem fornecedores confiáveis, focados no negócio e mercado da empresa cliente. |
Produtos novos
ou com tecnologias complexas, importados ou com fornecedores que não tem foco
no mercado, poderão sofrer interrupção abrupta no fornecimento, prejudicando
os resultados de um longo trabalho. |
Legislação |
Aprovação |
O produto tem
aprovação para tal aplicação considerando o âmbito social e não apenas a
finalidade. |
As pessoas que
trabalham na aplicação deste sanitizante podem
consumir a mesma água. |
Meio Ambiente |
Impacto do Produto |
Subprodutos da
aplicação do sanitizante, consumo
de recursos para operacionalização, disposição de embalagens vazias, etc. |
O uso sistemático
e incorreto de qualquer produto causará impacto ao meio ambiente; seja pela
geração de subprodutos ou resíduos. |
Produto |
Características Químicas e Físicas |
O produto eleito
altera, interfere em aspectos que podem tornar a água imprópria para consumo. |
Apesar da
eficiência, o produto interfere na coloração, turvação, sabor ou odor da
água, tornando-a indesejável. |
Custo |
Valor e Benefício |
O custo do
processo de tratamento, incluindo logística, aplicação e produto oferecem a
melhor relação custo e benefício. |
A matéria prima
de alguns processos de produção in loco tem baixo custo, mas a operação dos
sistemas e até a geração de resíduos podem reduzir este suposto benefício. |
Considerando o mercado de produção animal, deparamo-nos com inúmeros pontos
de aplicação, nas mais diversas regiões do país, realizada por pessoas com
variados níveis de conhecimento, em regiões que exigem transporte contínuo do
produto e a necessidade de conciliar tudo isso com o valor percebido do
sanitizante eleito, passamos a destacar os principais produtos no mercado e um
comparativo entre eles dentro deste âmbito de ação.
Produtos Sanitizantes disponíveis no Mercado
Os pontos iniciais que devemos levar em conta são as características desejáveis
em um sanitizante e os aspectos a serem considerados no sanitizante ideal.
Para facilitar o entendimento segue um quadro exploratório deste tema.
Características |
Aspectos |
Ser ativo contra bactérias, esporos, vírus
e protozoários. |
Dever ter um
amplo espectro de ação. O que requer que o produto seja um oxidante e
biocida. |
Fácil determinação da concentração
de produto dosada na água como garantia da desinfecção. |
Produtos como
Ozônio e UV vão excelentes sanitizantes, mas não há
como medir em tempo real sua dosagem na água. |
Produzir residuais como
forma de prevenção a eventuais recontaminações
da água ‘ratada. |
A segurança de
que o processo de desinfecção será eficiente é a possibilidade de medir nos
pontos de consumo um residual oriundo da dosagem inicial. |
Metodologia de análise simples e de custo
acessível. |
Dada a
importância de se detectar a dosagem e o residual do produto aplicado, a
metodologia de analise deverá ser simples e de baixo custo viabilizando assim
a aplicação do produto. |
Destruir em tempo aceitável os
microrganismos patogênicos. |
O produto deve
ser eficiente dentro do tempo de contato que se dispõe no local de aplicação. |
Não ser tóxico a seres humanos e animais
nas dosagens usuais. |
Alguns produtos são
excelentes sanitizantes, mas são tóxicos ou
proibidos para uso. Ex: Bromo e ácido peracético. |
Não interferir na qualidade da água (cor,
odor e sabor) a ponto de prejudicar o consumo. |
Produtos como
amônia, iodo e permanganato são bons sanitizantes,
mas deixam cor, cheiro e gosto. |
Disponibilidade para fácil aquisição, com
custo acessível. |
Tecnologias como
dióxido de cloro são excelentes produtos, porém de custo inviável e acesso
restrito. |
Facilidade e segurança no transporte e
manuseio. |
O transporte de
produtos químicos segue uma regulamentação rígida. Devemos considerar que até
a chegada no usuário final o produto poderá ser transportado por 2 ou 3
pessoas diferentes. |
Com base nestes pontos, consideramos as principais tecnologias no mercado:
TECNOLOGIAS |
VATAGENS E DESVANTAGENS |
Pastilhas Sanitizantes |
Produto sólido em forma de pastilhas
aplicados por meio de dosadores simples que não requerem especialização. A
metodologia de analise é simples e confiável. Mantém um residual ao longo de
todo sistema de distribuição e consumo de água garantindo a desinfecção de
contaminações cruzadas. Tem custo baixo quando comparado aos outros sistemas
existentes hoje no mercado. |
Dióxido de Cloro |
O dióxido de cloro é, indiscutivelmente, o
mais eficiente dos sanitizantes, chega a ser 100
vezes mais eficiente que o cloro. Mas a tecnologia de produção é cara, exige
um reator que requer operação especializada. Os produtos apresentados em
solução são na faixa de 5% de ativo, muito diluído. O custo de analise do produto dosado é
altíssimo o que inviabiliza a aplicação para pequenos sistemas. |
UV |
As lâmpada ultravioleta em um determinado comprimento de onda
que queimam e matam os microrganismos. A tecnologia é cara e requer cuidados
e manutenção. As lâmpadas têm uma vida útil contada por
horas de operação e são mais efetivas em água limpa, previamente filtrada.
Além disso, não há como medir a eficiência no local ou manter um residual de
segurança ao longo da distribuição da água. Não uma metodologia de analise para
certificar-se da "dosagem" aplicada. |
Ozônio |
Muito eficiente mas
exige que o equipamento gerador de ozônio passe por revisão periódica. A
tecnologia é cara e requer cuidados e manutenção. A operação exigirá conhecimento para
melhor aplicação do produto. Não há metodologia para detectar o que
efetivamente foi dosado, além de não manter um residual ao longo do sistema
de abastecimento. |
Gerador de Cloro |
Gerador que produz uma solução clorada por
meio de uma corrente elétrica que passa por uma solução de sal e água. Consome muita energia elétrica e
obviamente depende desta para funcionar. Requer manutenções periódicas e
conhecimento para operar o sistema. |
Ácido Peracético
e outros ácidos |
São ácidos na forma líquida ou sólida
adicionados pontualmente na água ou de forma contínua por meio de bombas
dosadoras. Não são aplicáveis para o consumo humano,
por isso tem uso restrito apenas para consumo de animais. |
Sanitizante não é um medicamento mas sim um agente biocida de amplo
espectro que garante a desinfecção da água.
Podemos afirmar que a água esta doente quando está contaminada e essa doença é
transmissível a todos os animais, incluindo o ser humano que entrar em contato
com ela.
Abordaremos a seguir aspectos relevantes quanto à desinfecção da água com
cloro.
Mecanismo de ação do Cloro.
Cloro, em uma solução aquosa, mesmo em quantidades pequenas, apresenta rápida
ação biocida. Os mecanismos ainda não foram totalmente esclarecidas, apesar de
muita investigação feita neste domínio.
Andrewes et al. (1904) estavam entre os pesquisadores que provaram ser o ácido
hipocloroso o responsável pela destruição dos microrganismos. Quando o cloro
elementar ou hipocloritos são adicionados à água dissociam e formam o ácido
hipocloroso, principal agente desinfetante.
Formado o ácido hipocloroso ele também tende à dissociação o que depende do pH
e da manutenção do equilíbrio entre o HOCl (ácido hipocloroso) e o OCl- (íon
hipoclorito), embora o HOCl seja constantemente consumido devido à sua ação
germicida (Baker, 1959).
A eficiência desinfetante do cloro cresce com um aumento do pH, sendo que o
contrário também é verdadeiro. Paralelamente a isso, a concentração do ácido
hipocloroso também aumenta com a elevação do pH. Isto indica que HOCl tem ação
biocida muito mais forte do que o OCl-. Chang (1944) observou em seu trabalho
com cistos de Entamoeba histolytica, que o OCl- não teve poder penetrante nos
cistos e por isso não teria ação cisticida, embora tenha obtido resultado
satisfatório na ação do cloro contra os cistos. A explicação mais provável para
o resultado foi que, quando a forma HOCl é consumida no processo biocida, o
equilíbrio hidrolítico pode ser deslocado para a esquerda e o HOCl será formado
continuamente mantendo o efeito biocida.
O fato de que o OCl- conter íons de cloro ativo poderia ser considerado que ele
tenha um poder biocida. Entretanto, Fair et al. (1948) e Marris (1966)
calcularam uma curva de eficiência relativa à desinfecção entre HOCl e OCl-,
considerando a dosagem necessária para matar 99% de Escherichia Coli em vários
níveis pH dentro de 30 minutos, e provaram que o OCl- possui 1/80 da eficiência
biocida do HOCl nas mesmas condições de aplicação.
Fatores que interferem na atividade
biocida do Cloro
Com um consagrado histórico de aplicação, os compostos clorados já acumulam
inúmeros testes de laboratório e campo, objetivando a avaliação de sua
eficiência; a maioria dos testes relativos ao hipoclorito, mas com extensão a
todos os compostos de cloro ativo. O poder biocida do cloro depende grandemente
de sua não dissociação em solução aquosa que esta diretamente relacionada ao
pH.
Entretanto, juntamente com o pH, vários outros fatores, isoladamente ou em
combinação, irão determinar a ação biocida de cloro. A plena compreensão destes
fatores e a correta manipulação destes permitirão a utilização correta dos compostos
clorados e, conseqüentemente, a obtenção do resultado esperado.
Efeito do pH
O pH é o que tem maior influência sobre a atividade biocida do cloro na
solução. Um aumento no pH diminui substancialmente a atividade biocida de
cloro, e uma diminuição no pH aumenta essa atividade na mesma proporção.
Trabalhos apresentados por Rideal et al. (1921) e Johns (1934) mostraram esta
dependência do pH na formação do ácido hipocloroso e, conseqüentemente, na
eficácia do cloro. Charlton et aI. (1937), utilizando Bacilus metiens e
hipoclorito de cálcio, mostraram que 100 ppm disponíveis de cloro a pH 8,2
apresentam o mesmo resultado na eliminação dos esporos que uma solução com pH
11,3 e 1000 ppm, comprovando assim a interferência do efeito do pH. Mais tarde,
Rudolph et al. (1941) demonstraram o efeito do pH em solução de 25 ppm de cloro
disponível para reduzir 99% de esporos de B. metiens.
Os autores, dada as notórias mudanças no tempo de ação biocida, concluíram que
a concentração de HOCL está intimamente relacionada com a velocidade de ação do
hipoclorito em solução, sendo o pH um fator decisivo no processo sanitizante.
Fica evidenciado no gráfico ao lado que em pH menor que
Mercer (1957), utilizando esporos de B. macerans, mostrou que uma solução de 15
ppm de hipoclorito teria efeito 99% de redução dos microrganismos dentro de 8,5
minutos num pH 6, e que seriam necessários aproximadamente 42 minutos para o
mesmo efeito em um pH 8. Ele também não encontrou nenhuma diferença
significativa na atividade biocida utilizando cloro gasoso, hipoclorito de
sódio e hipoclorito de cálcio.
Friberg et al. (1956), em seu trabalho com bactérias e vírus, concluíram que o
efeito virucida do cloro livre disponível é afetado pelo pH da mesma maneira
que na ação biocida.
Watkins et aI. (1957) comprovaram a atividade virucida de NaOCl solução, com
12,5 ppm de cloro disponíveis, inativando completamente o Streptococcus
cremoris dentro de 30 segundos, sendo que, a eficiência crescia
progressivamente quando o pH foi baixando de 9 para 4,4. Este aumento de
atividade em níveis inferiores de pH foi algo semelhante aos resultados obtidos
com hipocloritos contra bactérias esporuladas e não esporuladas.
Eficiência da desinfecção com base na presença de HClO |
||||||||||
pH |
4,0 |
4,5 |
5,0 |
5,5 |
6,0 |
6,5 |
7,0 |
7,5 |
8,0 |
8,5 |
Eficiência |
100% |
100% |
100% |
99% |
97% |
95% |
92% |
85% |
18% |
6% |
Meio |
Ácido |
Neutro |
Alcalino |
Efeito da Concentração
Seria lógico supor que um aumento da concentração de cloro disponível em uma
solução traria um aumento correspondente na atividade biocida. Esta suposição
pode ser verdade, enquanto outros fatores, tais como pH, temperatura e teor de
matéria orgânica são mantidos constantes.
Mallman et aI. (1932), em seus experimentos com Staphylococcus aureus, mantendo
um pH 9 constante, mostraram que aumentando o cloro disponível em soluções de
0,3, 0,6, 1,2, a 2,0 ppm, o tempo foi reduzido ou a taxa biocida aumentou. Com
2 ppm disponíveis de cloro o tempo de inativação total foi de 5 minutos, sendo que
com 1,2 ppm o tempo foi de 10 minutos, enquanto 0,3, mesmo em 30 minutos, não
houve inativação completa.
Rudolph et al. (1941) testaram soluções de hipoclorito em concentrações de 25,
100 e 500 ppm de cloro disponível em um pH 10 e temperatura de
Foram necessários:
Concluíram que um quádruplo aumento da concentração de cloro em solução irá
resultar em uma redução de 50% no tempo de ação e num aumento de 30% de redução
(ver também Weber et aI., 1944).
Efeito do Tempo de Contato
Muitos ainda ignoram a importância do tempo de contato para o efeito biocida do
cloro.
O cloro não tem ação instantânea. Ele é como um antibiótico, precisa de tempo
para agir.
Obviamente, pH, concentração e temperatura podem diminuir o tempo de contato.
Muitos sistemas hoje ainda são montados sem considerar este aspecto. O cloro é
adicionado na água e imediatamente esta água é destinada ao seu consumo.
Neste caso, o usuário pode estar ingerindo água com cloro e microrganismos
prejudiciais à sua saúde.
Estudo de eficiência da desinfecção
variando Tempo, pH e Concentração
Considerando estes princípios, um estudo foi realizado segundo a "Norme
Européenne - EN 1040 (1997) - "Antiseptiques et desinfectants chimiques -
activité bactéricide de base _ Methode d'éssai et prescripitions (phase 1),
cujo objetivo foi justamente avaliar a eficiência do sanitizante em diversas
variáveis antes de indicar a forma de aplicação como referência de uso.
São estas as variáveis adotadas:
Além do cloro, foi utilizado ácido orgânico para correção do pH de 9 para
5.
Um teste controle foi realizado apenas com o ácido, objetivando avaliar o
potencial do ácido como sanitizante e sua sinergia com o cloro.
A tabela demonstra os resultados:
*Estudo realizado no Laboratório Bioagri. Laudo completo pode ser solicitado a
Beraca.
Teste 1 - 5ppm de cloro sem correção do pH
Teste 2 - 5ppm de cloro com pH 5
Teste 3 - 5ppm de cloro com pH 9
Teste 4 - 10ppm de cloro sem correção do pH
Teste 5 - 10ppm de cloro com pH 5
Teste 6 - 10ppm de cloro com pH 9
Teste 7 - amostra sem cloro e pH 5 alcançado com ácido orgânico
Considerações:
Fica
evidente no Teste 2 que o pH versus o tempo de contato foi determinante na
melhora do resultado.
No
Teste 3 observamos como o pH 9, alcalino, piorou o resultado em relação ao pH
5.
Com a
elevação da concentração para 10ppm observamos uma melhora geral nos
resultados. Ainda assim, o tempo de contato teve que ser superior a 20 minutos
e os resultados ideais (99,999%) foram alcançados no pH 5 em 30 minutos.
No
teste 7 observamos o potencial biocida apenas do ácido. Comparados com 5ppm de
cloro sem correção do pH, Teste 1, ou ainda com 5ppm em pH 9, observamos que os
resultados do Teste 7 são os melhores.
Manter o pH ácido e uma dosagem de cloro constante, de acordo com o
permitido para cada processo, é determinante para a desinfecção.
Porém, o tempo de contato tem que ser um fator de peso. A legislação que
regulamenta o tratamento de água para consumo humano fala de um mínimo de 30
minutos de contato antes da distribuição.
Considerando as distâncias a serem percorridas nas redes de abastecimento, é
óbvio que o tempo de contato é muito maior que 30 minutos.
Outros Fatores Interferentes no
Processo de Desinfecção:
Efeito da Temperatura
O efeito da temperatura foi demonstrada por Costigan (1936) sobre Micobacterium
tuberculose, utilizando 50ppm de cloro disponível em solução de cloro hipoclorito,
num pH 8,35, ocorrendo a eliminação total dos microrganismos em 30 segundos, a
Mais tarde, Weber et al. (1944), em outros trabalhos relacionados com soluções
de hipoclorito a 25 ppm de cloro disponível e pH em três diferentes níveis (10,
7, 5), variando a temperatura em
Efeito de Matéria Orgânica
A matéria orgânica em presença na água consome o cloro disponível, reduzindo a
sua capacidade de atividade biocida, o que é mais evidente, especialmente nas
soluções com baixos níveis de cloro. Foi relatado que os hipocloritos são
seletivos nos seus ataques em vários tipos de materiais orgânicos. Parece haver
uma diferença de opinião entre os vários pesquisadores sobre o assunto.
Se a matéria orgânica contém formas de amônia (NH), o cloro reage e forma
cloraminas, mantendo algumas das suas formas biocidas ativas, apesar dos níveis
de cloro disponíveis serem consideravelmente reduzidos. Isto explica alguns
resultados questionáveis na literatura quanto ao desaparecimento de esporos de
antraz na ausência de cloro livre disponível (Tilley e al. 1930) ou que a
solução de hipoclorito a 130 ppm de cloro disponível elimine completamente
Salmonella pullorum na presença de 5% de matéria orgânica na forma de fezes de
frango. Resultados semelhantes foram reportado com Salmonella typhosa em fezes
humanas (McCulloch, 1945).
Interferência da Dureza
Compostos que promovem a dureza da água, tais como bons de Mg++ e Ca++ não
apresentam qualquer efeito sobre a desaceleração ação biocida do cloro. Saqui
(1948) avaliou uma solução de 5 ppm disponíveis de cloro e 0 e 400 ppm de
dureza a
Microrganismos Resistentes ao Cloro
Vários tipos de bactérias, vírus, fungos e algas apresentam diferentes níveis
de resistência ao cloro sob diversas condições práticas. Esta resistência pode
ser compensada por um aumento da concentração, através de uma diminuição do pH,
ou pelo aumento da temperatura. Tonney et al. (1928 e 1930), em seus estudos
com bactérias na forma vegetativa e esporulada, concluíram que diversas
linhagens de culturas exibem diferentes resistências ao cloro. Observaram que a
forma vegetativa das células são menos resistentes ao cloro do que a forma
esporulada, e que
Heathman et aI. (1936) observaram variações na resistência ao cloro por
estirpes frescas isoladas de Salmonella typhosa e do grupo Coli-aeróbica.
Kabler et al. (1939) relataram que linhagens frescas e isoladas de S. typhosa
são consideravelmente mais resistentes do que aquelas que foram cultivadas em
meios artificiais por algum tempo. Phillips (1952) e Odlang (1981) fizeram um
estudo comparativo da resistência entre as formas esporuladas versus a forma
vegetativa bacteriana. Notaram que a resistência dos esporos se deve à mudança
na configuração molecular das proteínas protegidas pelo grupo sulfídrico de
enzimas essenciais, que no caso das formas vegetativas pareceram ser
desprotegidas. Clarke et aI. (1954, 1959) revelaram que alguns vírus, sendo
mais resistentes, exigiriam níveis de cloro consideravelmente mais elevados
para inativá-los.
Trabalhando com Aspergillus níger e Trichophyton rosaceum, Costigan (1931,
1941) mostrou que elevadas concentrações de esporos são muito mais resistentes
e que
Considerações Finais
O cloro é certamente o produto sanitizante que reúne as melhores
características para aplicação.
Tem baixo custo, é mensurável, permanece na água como um residual de segurança,
é ativo contra esporos, vírus e mesmo protozoários, está ao alcance de todos e
sua aplicação é simples e prática.
Entretanto, desconhecer as características de aplicação do produto pode induzir
a erros e, conseqüentemente, obter resultados não esperados com graves perdas.
Portanto, a desinfecção deve ser orientada por profissionais conhecedores do
tema e o fato de se estar adicionando um desinfetante na água nunca desobriga
os responsáveis pelo acompanhamento físico, químico e microbiológico do
processo.
Para o mercado agroindustrial, cujas aplicações requerem praticidade aliada a
segurança e resultado efetivo, adotar a desinfecção imediata como primeira fase
do tratamento, preparando-se para posteriores adequações se necessário, será
sempre o mais recomendado. Neste caso, o uso de um produto sólido, com alta
concentração de cloro e na forma de pastilhas para fácil aplicação é o ideal.
Referências Bibliográficas:
DISINFECTION, STERILIZATION, AND PRESERVATION - 4ª Edição.
Autor: BLOCK, SEYMOUR S.
ÁGUAS E ÁGUAS.
Autor: MACÊDO, J. A. BARROS, - 2ª Edição - 2005.
TRATAMENTO DE AGUA
Autor: RICHTER, CARLOS A., - 1ª Edição - 1995