Ozônio

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DO RIO GRANDE DO SUL ENGENHARIA DE BIOPROCESSOS E BIOTECNOLOGIA BIORREATORES PROFESSOR DR. ROGÉRIO LUIS THUM ROSÁLIA BENVEGNÚ DA SILVEIRA OZÔNIO BENTO GONÇALVES, JUNHO DE 2012. 1 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO _______________________________________________ 4 2 OZÔNIO ____________________________________________________ 5 2.1 CONSIDERAÇÕES GERAIS __________________________________ 5 2.2 CARACTERÍSTICAS E PROPRIEDADES DO OZÔNIO _____________ 6 2.2.1 Características _________________________________________ 6 2.2.2 Propriedades Físico-químicas _____________________________ 7 2.3 OZÔNIO PRODUZIDO NATURALMENTE _______________________ 7 2.3.1 O Ozônio Estratosférico __________________________________ 8 2.3.2 O Ozônio Troposférico ___________________________________ 9 2.3.3 A Camada de Ozônio ___________________________________ 10 2.4 OZÔNIO PRODUZIDO COMERCIALMENTE ____________________ 11 2.5 GERAÇÃO DE OZÔNIO _____________________________________13 2.5.1 Geração a partir do Oxigênio _____________________________ 13 2.5.2 Geração a partir do Ar __________________________________ 15 2.5.3 Fatores Relevantes na Geração do Ozônio __________________ 16 2.6 USOS MÚLTIPLOS DO OZÔNIO ______________________________18 2.7 VANTAGENS DO USO DO OZÔNIO ___________________________19 2.8 TOXICIDADE DO OZÔNIO __________________________________ 19 2.9 CÂMARAS DE CONTATO ___________________________________ 20 2.9.1 Reator Descontínuo (Batelada) ___________________________ 22 2.9.2 Reator Contínuo _______________________________________ 23 2.9.3 Difusores e Misturadores Estáticos ________________________ 25 2.9.4 Ozônio de Excesso _____________________________________ 27 2.10 APLICAÇÕES DO OZÔNIO ________________________________ 27 2.10.1 O uso do ozônio como desinfetante alternativo ______________ 27 2.10.1.1 Ozônio/peróxido de hidrogênio _______________________ 29 2 2.10.2 Tratamento de Efluentes _______________________________ 29 2.10.2.1 Remoção da Cor __________________________________ 29 2.10.2.2 Desinfecção de Efluentes ___________________________ 30 2.10.3 Tratamento de Água ___________________________________ 31 2.10.3.1 Aplicação no Processo de Engarrafamento de Água ______ 32 2.10.3.2 Aplicação no Trat. de Águas de Torres de Resfriamento ___ 32 2.10.3.3 Aplicação no Tratamento de Água de Piscinas ___________ 32 2.10.4 Ambientes ___________________________________________ 33 2.10.5 Saúde _______________________________________________34 2.10.5.1 Ozônio na Medicina ________________________________ 34 2.10.5.2 Ozônio na Odontologia ______________________________ 34 2.10.5.2 Ozônio na Veterinária _______________________________ 35 2.10.6 Agricultura e Alimentação _______________________________ 35 3 CONCLUSÕES _____________________________________________ 37 4 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS _____________________________ 38 3 1 INTRODUÇÃO O ozônio, O3, é um gás incolor com alto poder oxidante, presente na atmosfera terrestre. Apresenta odor peculiar e irritante, é muito volátil e pouco solúvel em água. É capaz de oxidar compostos orgânicos e inorgânicos na água. Além de ser produzido naturalmente na atmosfera, o O3 pode ser produzido industrialmente. A técnica mais comumente empregada na geração de ozônio é a descarga corona. Por se tratar de um gás instável, a sua produção tem de ser feita no próprio local de aplicação. O primeiro gerador ozônio foi construído em 1857, por Simens. Em 1892 Ohlmuller descobriu o poder desinfetante do ozônio, em ensaios realizados com Salmonella Typhirium, Vibrio cholerae e Bacillus antracis. A primeira instalação de tratamento de água com aplicação de ozônio foi construída em 1893, na cidade de Oudshoorn, na Holanda. Logo depois em 1902, nas cidades de Paderbon e Weisbaden na Alemanha e mais tarde, em 1906, na cidade de Nice, na França. Hoje em dia, no mundo todo, existem milhares de estações de tratamento de água com aplicação de ozônio. O presente trabalho se propõe a apresentar as diversas características, tanto físico-químicas, quanto toxicológicas deste gás, bem como seus meios de produção, e algumas de suas inúmeras aplicações na atualidade. 4 2 OZÔNIO 2.1 CONSIDERAÇÕES GERAIS A palavra ozônio vem do grego ozein que quer dizer mau cheiro. O significado do nome reflete uma de suas características, ou seja, o forte odor que exala quando em alta concentração, característica observada pela primeira vez em 1785, por Van Mauren, próximo a uma descarga elétrica. (JÁNNUZZI, Hernán, ABC do Ozônio). Em 1840 durante a oxidação lenta do fósforo branco e da eletrólise da água, o odor característico foi inicialmente identificado como sendo de um composto indeterminado, pelo cientista alemão Christian Friedrich Schonbein. A identidade e estrutura deste composto foram confirmadas em 1867, como oxigênio tri atômico. Naquela época descobriu-se que o ozônio é 50% mais denso que o oxigênio. (TOMASONI, Marco Antonio, Kên Rodrigues, ATMOSFERA EM TRANSFORMAÇÃO: o ozônio e os CFCs, certezas e incertezas). O ozônio (O3) é um gás formado por três átomos de oxigênio, instável à temperatura ambiente, altamente reativo e oxidante. Dois átomos de oxigênio constituem a base da molécula do oxigênio presente no ar que respiramos. O terceiro átomo, muito instável, pode se desligar facilmente do ozônio para se ligar à moléculas de outras substâncias orgânicas, alterando sua composição química. A habilidade do ozônio para desinfecção de água foi descoberta em 1886 e em 1891 testes pilotos já eram realizados em Martinkenfelde, na Alemanha. No entanto, a primeira instalação de ozônio em escala industrial ocorreu em 1893, em Oudshoorm, na Holanda, objetivando a desinfecção de água na estação de tratamento de água potável desta cidade. Passou a ser utilizado comercialmente em 1903 para tratamento de água potável. A evolução da utilização do ozônio é descrita também pelo Instituto Nacional de Preservação Ambiental. Até 1914 o número de estações de tratamento de água utilizando ozônio cresceu significativamente e na Europa já haviam pelo menos 49 instalações. O crescimento do ozônio caiu muito na época da primeira guerra mundial, quando pesquisas relacionadas a gases 5 venenosos levaram a descoberta do cloro, que do ponto de vista econômico era mais vantajoso. Mesmo assim, o número de instalações de ozônio continuou crescendo, principalmente na Europa, e em 1936 já haviam aproximadamente 100 instalações na França e 140 no mundo. O desenvolvimento de tecnologias muito econômicas de produção de Ozônio em baixas concentrações (geração de ozônio em lâmpadas de luz ultravioleta) fez com que fosse retomado o interesse por sua aplicação. Hoje em dia o ozônio, é conhecido como o mais poderoso agente oxidante que pode ser utilizado em escala para aplicações em tratamento de água e vem sendo adotado por diversos países e em milhares de sistemas de tratamento. No Brasil a utilização do ozônio começou em 1983 devido a necessidade de alternativas para os métodos convencionais de pré-cloração e pré-aeração no tratamento de águas superficiais. A partir de 1985, o setor industrial também iniciou o uso do ozônio com a aquisição de equipamentos e procedimentos laboratoriais. 2.2 CARACTERÍSTICAS E PROPRIEDADES DO OZÔNIO O ozônio é o segundo oxidante mais poderoso, excedido em seu potencial de oxidação somente pelo flúor. É poderoso contra germes e vírus, ataca trato respiratório, e sua concentração máxima considerada segura para o homem é da ordem de 0,1 ppm. É um gás instável, incolor nas condições atmosféricas, relativamente instável em solução aquosa, com tempo de meia vida de 165 minutos. À temperatura de 20 ºC. Por outro lado, é muito estável no ar, com tempo de meia vida de cerca de 12 horas em condições normais de pressão e temperatura. 2.2.1 Características  O ozônio é o mais poderoso oxidante utilizável (1,5 vezes mais forte do que o cloro); 6  O ozônio é 3.125 vezes mais rápido do que o cloro na inativação de bactérias;  O ozônio não produz toxinas na água;  O ozônio é gerado no local de utilização;  Quando não consumido, decompõe-se naturalmente em oxigênio;  O transporte, manuseio e estoque não são necessários. 2.2.2 Propriedades Físico-químicas  Forma triatômica do oxigênio;  Gás com odor característico mesmo a baixas concentrações;  Fórmula química: O3;  Massa molecular: 48,0;  Ponto de fusão a 1 atm: - 192,5 ºC;  Ponto de ebulição a 1 atm: - 111,9 ºC;  Massa específica do gás nas CNTP: 2,14 g/litro. O gás O3 se liquefaz à temperatura de -112° C, seu ponto de congelamento se dá a -251,4° C e sua decomposição ocorre acima de 100° C, ou em temperatura ambiente quando usados catalisadores. Liquefeito, sua coloração é azul-escura. 2.3 OZÔNIO PRODUZIDO NATURALMENTE A produção do ozônio ocorre naturalmente na estratosfera, a segunda camada da atmosfera em ordem crescente em relação à superfície planetária, que abrange aproximadamente dos 15 até 50 quilômetros de altitude; e também na troposfera, camada mais próxima à superfície terrestre, através de uma complexa rede de reações físico-químicas. (TOMASONI, Marco Antonio, Kên Rodrigues, ATMOSFERA EM TRANSFORMAÇÃO: o ozônio e os CFCs, certezas e incertezas). A atmosfera possui uma estrutura básica, definida, ao longo de sua extensão, pela variação de temperatura e pressão, conforme a altitude aumenta. A Figura 1 mostra a estrutura da atmosfera. O comportamento dos elementos presentes na atmosfera varia com a temperatura nas diferentes 7 camadas e com o decréscimo abrupto da pressão, a medida em que elevamonos na atmosfera. Estes dois fatores interferem de modo determinante nas reações físico-químicas dos componentes gasosos que ocorrem no seu conjunto. Figura 1: Estrutura geral da atmosfera e comportamento da temperatura e pressão. 2.3.1 O Ozônio Estratosférico O processo de formação do ozônio em altitudes elevadas (estratosfera) ocorre através da ação fotoquímica dos raios ultravioleta (UV) sobre as moléculas de oxigênio. Esses raios são suficientemente intensos para separar os dois átomos que compõem a molécula de O2, produzindo assim o oxigênio atômico, O. A produção de ozônio é realizada numa etapa imediatamente posterior, resultando da associação de um átomo de oxigênio e uma molécula de O2 na presença de um catalisador. (TOMASONI, Marco Antonio, Kên Rodrigues, ATMOSFERA EM TRANSFORMAÇÃO: o ozônio e os CFCs, certezas e incertezas). O ozônio absorve luz ultravioleta solar na faixa de 220-320 nm, o que o torna um „escudo‟ natural da Terra. A formação desse escuro natural, a chamada camada de ozônio, impede que esses raios solares nocivos cheguem a superfície planetária, sendo indispensável para os seres humanos e demais formas de vida da Terra. 8 Assim, sabe-se que a produção não-catalítica natural de ozônio ocorre com a colisão de uma molécula de O2 com um átomo de oxigênio. A destruição não-catalítica se deve ao fato do gás absorver as radiações ultravioleta solares, sendo destruído por esse processo ou por reações com átomos de oxigênio. A destruição catalítica do ozônio ocorre devido a existência de átomos e moléculas, chamados de catalisadores, que reagem eficientemente com o ozônio, retirando um átomo de oxigênio de sua estrutura molecular. Exemplos de catalisadores são o cloro e bromo. As reações a seguir mostram as reações fotoquímicas de formação e destruição não catalítica de ozônio, levando a um ciclo continuo de produção e destruição do ozônio. O2 + UV (241 nm) 2O O + O2 + M O3 + M + calor O3 + UV (< 320 nm) O2* + O*(4) Do ozônio total existente na atmosfera, 85 a 90% estão acima da tropopausa e abaixo da mesosfera. 2.3.2 O Ozônio Troposférico Em contraste com o papel protetor que geralmente é atribuído ao ozônio estratosférico, o ozônio presente na troposfera, camada atmosférica mais próxima a superfície planetária, é um perigoso poluente. Além de provocar problemas respiratórios e o chamado smog (nevoeiro fotoquímico) em regiões urbanas, também degrada tecidos e danifica plantas. (TOMASONI, Marco Antonio, Kên Rodrigues, ATMOSFERA EM TRANSFORMAÇÃO: o ozônio e os CFCs, certezas e incertezas). O ozônio é considerado um poluente secundário, ou seja, formado a partir de substâncias presentes na atmosfera, tendo como reagentes principais para sua formação o óxido nítrico (NO) e compostos orgânicos voláteis (COVs). Essa forma de produção de ozônio pode ter implicações extensas, uma vez que foi descoberto que as moléculas de O3 viajam por grandes distâncias (até 800 km) a partir das fontes de emissão e produção. 9 2.3.3 A Camada de Ozônio Hoje, sabe-se que a camada de ozônio é fundamental para a vida na superfície do planeta. Ela age como um filtro e previne que a radiação ultravioleta nociva UV-B atinja a Terra. (IBAMA, Ministério do Meio Ambiente, Manual de ajuda para o controle das substâncias que destroem a camada de ozônio – SDOs). A depleção da camada de ozônio, que ocorre devido a diminuição da concentração de ozônio em algumas regiões do planeta, levará à redução da sua capacidade de escudo, aumentando a exposição à radiação UV-B, que é a principal responsável pelos danos à saúde e pelos impactos negativos ao ambiente. A radiação UV-B pode causar câncer de pele, além de causar graves efeitos adversos na agricultura e danos às florestas, alterações na composição química de várias espécies de plantas e danos aos organismos marinhos, em especial ao plâncton e às plantas aquáticas. Com a crescente industrialização mundial, a emissão de poluentes para a atmosfera tornou-se efetiva, e a camada de ozônio começou a sofrer os efeitos dessa poluição. Algumas substâncias químicas têm potencial para reagir com as moléculas de ozônio, as chamadas substâncias destruidoras de ozônio (SDOs). As SDOs na estratosfera são compostas à base de cloro, flúor ou hidrocarbonos à base de bromo. Produtos químicos como halogênios, tetracloreto de carbono (CTC), hidroclorofluorcabono (HCFC), clorofluorcarbono (CFC) e brometo de metila, são substâncias que quando liberadas no meio ambiente, deslocam-se atmosfera acima, degradando a camada de ozônio. Os CFCs foram muito usados até o fim da década de 1980 e meados dos anos 1990 como propelentes na fabricação de aerossóis, como expansores de espumas, na fabricação de equipamentos de refrigeração e de plásticos. Além disso, esses gases também contribuem para o aquecimento global. Além disso, existe o chamado “buraco” na camada de ozônio, que é um fenômeno que ocorre somente durante uma determinada época do ano, entre agosto e início de novembro, a primavera no hemisfério sul. Quando a 10 temperatura se eleva na Antártica, em meados de novembro, a região ainda apresenta um nível abaixo do que seria considerado normal de ozônio. No decorrer do mês, em função do gradual aumento de temperatura, o ar circundante à região onde se encontra o buraco inicia um movimento em direção ao centro da região de baixo nível do gás. Desta forma, o deslocamento da massa de ar rica em ozônio (externa ao buraco) propicia o retorno aos níveis normais de ozonificação da alta atmosfera, fechando assim o buraco. A Organização Meteorológica Mundial (WMO), em seu relatório de 2006 prevê que a redução na emissão de CFCs, resultante do Protocolo de Montreal, que resultará numa diminuição gradual do buraco de ozônio, com uma recuperação total por volta de 2065. A Figura 2, a seguir, ilustra o processo de destruição da camada de ozônio. Figura 2: Mecanismo de destruição da camada de ozônio. 2.4 OZÔNIO PRODUZIDO COMERCIALMENTE Na indústria, o ozônio é utilizado em misturas com outros gases devido à sua poderosa capacidade como agente oxidante, sobretudo na transformação de alcenos em aldeídos, cetonas ou ácidos carboxílicos. Também é um poderoso germicida, empregado em engenharia sanitária para a desinfecção da água potável e na remoção de sabores e odores indesejáveis. Serve 11 também como agente branqueador para compostos orgânicos. (Di Bernardo,1993 p.467). A produção comercial do ozônio é realizada pelo “processo corona” o qual consiste em aplicar uma descarga elétrica em um fluxo de ar ou oxigênio. De difícil transporte e armazenamento, o ozônio é geralmente produzido próximo ao local onde será utilizado. Sendo um gás instável de alto poder oxidante torna-o atrativo para a desinfecção de esgotos domésticos. A instabilidade desse gás é uma característica desejável, pois quando o efluente é lançado no meio ambiente não haverá residual de oxidante que possa ser danoso à biota aquática. O alto poder de oxidante é desejável porque diminui muito as concentrações e o tempo necessário para a desinfecção. Sendo o tempo de contato e as concentrações reduzidas haverá economia na construção e operação das instalações. Um gerador típico do processo de produção de ozônio, requer cerca de 16,5 kWh para produzir 1 Kg de ozônio a partir do ar. Desde a construção do primeiro ozonizador, por Marius Otto, os equipamentos utilizados atualmente funcionam baseados no mesmo principio, isto é, ar ou oxigênio puro, escoando através de uma célula onde se gera a descarga elétrica, produzida por uma fonte elétrica de alta voltagem ocorrendo a seguinte reação: O ozônio pode ser gerado de diversas maneiras, sendo que a maioria delas requer que as ligações estáveis da molécula de oxigênio sejam divididas em dois átomos de oxigênio. Os átomos divididos reagem quase que imediatamente com a molécula do oxigênio para formar o ozônio. O funcionamento da célula geradora de ozônio é esquematicamente mostrado na Figura 3. 12 Figura 3: Célula geradora de ozônio. Geralmente, no gerador de ozônio, a voltagem varia de 9 a 15 Kv e a freqüência é menor que 1000 Hz (~600 Hz). Como é produzido calor na geração de ozônio, é necessário o uso de água de refrigeração. As instalações necessitam de vários equipamentos tais como termômetro, medidores de vazão de ar, equipamentos de preparação do ar, filtros, compressor, resfriador, dispositivo de controle da voltagem, dispositivo de refrigeração de água, unidades de eliminação do excesso de ozônio, medidor (da concentração de O3 no ar antes da aplicação e na saída do excesso de gás “off gás“). A composição de um sistema de ozonização depende das características do ar de alimentação isento de impurezas e com ponto de orvalho próximo a -50 ºC. Como o ar ambiente contém entre 5.000 e 10.000 mg/l de água é necessário o dispositivo de secagem para reduzir a concentração de água a valores menores que 25 mg/l. 2.5 GERAÇÃO DE OZÔNIO Há dois sistemas usuais na geração de ozônio: um a partir do oxigênio puro e outro a partir do ar. 2.5.1 Geração a partir do Oxigênio A geração a partir do oxigênio puro pode ser realizada de duas maneiras, a primeira é alimentando um gerador a partir de um tanque de oxigênio liquido que alimenta um evaporador, a segunda é utilizando cilindros de oxigênio. Entre as principais vantagens do processo de geração a partir do oxigênio estão: o menor custo de manutenção devido a maior simplicidade do 13 equipamento e um rendimento maior em massa de transformação de O 2 e O3, com geração de concentração econômica na ordem de 60 a 70 g/Nm3, com a possibilidade de se atingir até 130 g/Nm3. Essas duas vantagens acabam por produzir uma menor demanda de energia associada a geração pelo oxigênio. A principal desvantagem do uso de oxigênio para geração de ozônio consiste no custo do oxigênio. No entanto, quando se compara o custo global da instalação, isto é, a soma dos custos com equipamentos, custo do capital, custo de energia e custo com oxigênio, a geração a partir do oxigênio geralmente resultam em menor valor de custo total, entretanto, a escolha entre um sistema e outro depende das condições locais, sendo necessário um estudo econômico especifico. A Figura 4 mostra o fluxograma da ozonização quando se usa oxigênio na alimentação. Figura 4: Fluxograma da ozonização quando se usa oxigênio na alimentação. 14 Considerando-se a questão econômica, o ar é mais utilizado como fonte de oxigênio, mas a concentração de ozônio gerado não ultrapassa a concentração de 40 g/Nm3, o que já é uma concentração 50% maior que a concentração ótima econômica situada em torno de 20 g/Nm3, as quais são bem menores que as do oxigênio puro. 2.5.2 Geração a partir do Ar A geração de ozônio a partir do ar necessita de um pré-tratamento do ar. As etapas desse pré-tratamento são: filtração compressão, resfriamento e desumidificação. (BASSANI, 2003). Em pequenas ou médias instalações, utiliza-se sistema de secagem a frio, seguido de materiais dessecadores como os usados nos grandes equipamentos. É recomendável que a temperatura de ponto de orvalho, seja igual ou inferior a 80 oC. Isto é indispensável, pois se o gás apresentar vapores de água o rendimento cai e produz óxidos de nitrogênio, os quais reagem com água e formam ácidos nítricos, que destrói as câmaras de geração de ozônio. A Figura 5 mostra o fluxograma da ozonização quando se usa ar na alimentação. Figura 5: Fluxograma da ozonização quando se usa ar na alimentação. 15 2.5.3 Fatores Relevantes na Geração do Ozônio Os fatores a serem levados em conta na produção de ozônio por descarga elétrica são: a diferença de potencial, a freqüência da corrente elétrica, a constante dielétrica, a espessura dos dielétricos, e o espaço de separação entre os dielétricos. Em condições otimizadas o rendimento é dado pela seguinte expressão (BASSANI, 2003): Onde: Y/A = produção de ozônio por unidade de superfície de eletrodo; K = constante dielétrica da mistura de gases O2+O3 ou ar+O3; n = freqüência da corrente elétrica; e = constante dielétrica do eletrodo; deltaE = diferença de potencial entre os dois eletrodos; ? = espessura do dielétrico. A diferença de potencial entre os eletrodos é dada por: Onde: P = pressão do gás; L = distância de separação entre os eletrodos. O rendimento do gerador de ozônio é proporcional ao quadrado da diferença de potencial, entretanto, quanto maior a diferença de potencial aplicada, maior é o risco de quebra dos eletrodos. Além do mais, para se obter uma diferença de potencial elevada, é necessário recorrer a uma pressão de oxigênio ou de ar elevadas, o que provoca a elevação da temperatura e temperaturas elevadas aumentam a taxa de destruição do ozônio. É preciso considerar que somente 5% da energia elétrica aplicada é efetivamente usada 16 na conversão O2 - O3, sendo a maior parte convertida em calor, o que implica na necessidade de sistemas de refrigeração para aplicações em escala real. O ozônio sendo relativamente instável, a sua formação e degradação obedecem as seguintes reações: O + O2 O3 O + O3 2 O2 Esta seqüência de reações implica que quanto maior for a concentração de O3 gerada, maior será a sua taxa de destruição para uma dada temperatura. O limite máximo de geração estaria então determinado pela igualdade das taxas de formação e destruição do ozônio. Na pratica este limite é atingido quando ocorre a produção de 4% em massa para geração a partir do ar e de até 10% para geração a partir do oxigênio. A otimização econômica do processo de geração é alcançada pela aplicação simultânea de baixa diferença de potencial associada a alta freqüência da corrente elétrica, isto porque uma baixa diferença de potencial favorece a durabilidade dos eletrodos e provoca menor aumento de temperatura, ao mesmo tempo que a alta freqüência da corrente elétrica fornece elétrons de alta energia para o rompimento das duplas ligações da molécula de oxigênio. Os geradores comerciais operam a baixas freqüências (60 Hz) e médias freqüências (entre 60 e 1000 Hz), sendo os últimos aplicados geralmente para grandes demandas de O3. A eficiência da absorção do ozônio na água a ser ozonizada depende de vários fatores, destacando-se a sua solubilidade na água. A solubilidade do ozônio na água segue a lei de Henry, significando que concentração de saturação é proporcional à pressão parcial do ozônio a uma determinada temperatura, Di Bernardo (1993, p.473). A transferência do ozônio para água inicia com a dispersão do gás na fase liquida, em forma de pequenas bolhas, posteriormente o ozônio é incorporado à massa liquida através da interface gás-líquido. A resistência na transferência de massa durante a fase gasosa pode ser considerada praticamente desprezível. “A única resistência que pode ser encontrada durante a absorção do gás no líquido, é na membrana líquida, perto da interface gás-líquido.” (Hassemer, 2000 p.36). 17 2.6 USOS MÚLTIPLOS DO OZÔNIO Utilizado no tratamento de efluentes industriais, o ozônio reduz a concentração de DQO (demanda química de oxigênio, ou seja, a quantidade de oxigênio necessária para oxidação da matéria orgânica através de um agente químico; um valor de DQO alto indica uma grande concentração de matéria orgânica e baixo teor de oxigênio) e destrói alguns compostos químicos, como fenóis e cianetos. O ozônio é eficiente na remoção de cor por oxidar matéria orgânica dissolvida e formas coloidais presentes nos corantes, restabelecendo a coloração natural do efluente. O processo de ozonização é capaz de converter rapidamente a molécula de corante com um concomitante reduzindo a DQO e gerando compostos intermediários biodegradáveis. Estes compostos podem ser identificados como oxalatos e benzenosulfonatos. (CETESB). As principais aplicações incluem:  tratamento de água para consumo humano;  água de resfriamento;  efluentes industriais, com alto teor de orgânicos, como a indústria química, alimentícia, farmacêutica, de celulose e papel, têxtil, etc.;  redução de cor, odor, NOX;  água mineral (enxágüe de desinfecção de reatores, tanques e garrafas);  processos de lavagem e desinfecção de frutas, verduras e carnes;  tratamento de lixívia e chorume;  uso em lavanderias industriais;  processos de branqueamento;  tratamento de efluentes domésticos e industriais;  limpeza de piscinas; Todas as aplicações utilizam-se das vantagens e das propriedades extremamente reativas e fortemente oxidantes do ozônio. 18 2.7 VANTAGENS DO USO DO OZÔNIO  O amplo uso do ozônio em áreas não especializadas e até mesmo populares decorre do baixo custo de implantação e do rápido retorno do investimento do capital;  O ozônio é o mais potente oxidante disponível no mercado, a preços competitivos;  Comparado ao cloro é 20 vezes mais eficiente, 3.120 vezes mais rápido e letal para bactérias e microrganismos, sendo 100 vezes mais solúvel em água;  A tecnologia moderna proporcionou pequenos geradores com alta produção de ozônio;  Os ozonizadores modernos são fixos no local e instalados uma única vez para funcionar de forma continua e automática, em condições préajustadas;  O uso do ozônio no tratamento de águas e alimentos configura tecnologia de fácil manejo, baixo custo e excelentes resultados;  Os subprodutos orgânicos da ozonização de efluente domésticos tratados a nível secundário, geralmente apresentam pouca ou nenhuma toxicidade a nível agudo;  A redução da cor mesmo nas dosagens relativamente baixas necessárias para desinfecção, tem se mostrado efetiva. 2.8 TOXICIDADE DO OZÔNIO A alta toxicidade do ozônio ao ser humano torna extremamente perigosa sua aspiração direta. Entretanto, a ingestão indireta, através de água ozonizada, não representa perigo sério ao ser humano, pois a meia vida do ozônio dissolvido na água é relativamente curta. A tolerância do ser humano quando exposto em local com ozônio no ar pode ser observada na figura Figura 6. Quando exposto durante cerca de 2 horas a uma dosagem de ozônio no ar da ordem de 2 mg/l, o ser humano sente secura na boca e garganta, dores no peito, perda de habilidade mental, dificuldade de coordenação e articulação, tosse e perda de 13% da capacidade vital. (DI BERNARDO, 1993, p.481). 19 Para os organismos aquáticos, o ozônio é pouco tóxico, sendo que os riscos mais freqüentemente evocados referem-se à formação de compostos mutagênicos, a partir dos numerosos produtos residuais industriais. Figura 6: Tolerância do ser humano ao ozônio. Ainda não se pode contar com um tratamento específico para intoxicação com ozônio. O tratamento sintomático consiste em apenas repouso, oxigênio, analgésico, antibióticos e anti-tosse. A prevenção da intoxicação profissional pode ser obtida evitando a exposição das pessoas que sofrem de infecções ou outras doenças de vias respiratórias. Vários países fixaram TLV (threshold limit value) de 0,1 ppm de ozônio, para um período de quarenta horas por semana, e valor limite para tempo de exposição de 10 min igual a 0,3 ppm. 2.9 CÂMARAS DE CONTATO Existe uma grande variedade de câmaras utilizadas para introduzir o ozônio no meio líquido: câmara difusora de ar contra corrente, câmara de mistura com difusores, misturadores estáticos em linha e outros. As câmaras devem ser projetadas para realizarem uma alta eficiência de transferência do ozônio. (Hassemer, 2000). A superfície de contato entre o gás e o líquido influi sobre a taxa de absorção. Para aumentar a eficiência da absorção de bolhas em colunas ou câmaras relativamente profundas, com escoamento em sentido contrário, 20 conforme demonstra Figura 7. Geralmente, a dissolução do ar na água varia entre 5 e 10 m3 de ar por 100 m3 de água. Com base na teoria de transferências de gases na água, algumas observações são importantes:  A taxa de dissolução tem resultado maior com o aumento da altura da coluna líquida acima do difusor de gás.  A mistura auxilia a transferência do ozônio para a água mesmo com gradiente de velocidade e número de Reynolds inferior a, respectivamente, 2000 e 150 s-. Figura 7: Esquema do reator de contato. A figura 8 descreve as características de uma unidade de contato onde podem ocorrer as seguintes condições: 1. Escoamento preferencial da água; 2. Zona de possível de dosagem elevada de ozônio; 3. Zona de possível baixa dosagem de ozônio; 4. Escoamento indesejável de gás; 5. Saída auxiliar de gás; 6. Difusores. 21 Figura 8: Características da unidade de contato. Para dispersar o gás na unidade de contato, podem ser usados os dispositivos: difusores, bocais, misturadores mecânicos tipo turbina, etc. A escolha de um sistema de aplicação de ozônio na água leva em conta:  perda máxima admissível de ozônio (excesso) para um dado teor residual de ozônio na água;  custo global de operação, relacionado à capacidade da instalação;  possibilidade de haver câmaras ou colunas em série;  relação desejável entre o volume de ozônio aplicado e o volume de água;  possibilidade de obstrução dos difusores;  possibilidade de corrosão dos materiais construtivos da unidade de contato. 2.9.1 Reator Descontínuo (Batelada) No processo descontínuo, o reator é formado por uma coluna sem efluente. A alimentação do sistema ocorre através da adição de efluentes por bombeamento, sendo o ozônio introduzido na base da coluna através de um difusor poroso capaz de gerar bolhas. O efluente é recirculado em contra corrente à direção do fluxo do gás. 22 A variação da dosagem de ozônio é verificada através da variação do tempo de detenção no sistema descrito na figura 9. Figura 9: Esquema do sistema de ozonização em batelada. 2.9.2 Reator Contínuo No processo contínuo, apresentado na figura 10, o ozônio é introduzido na parte superior de um cilindro, contendo em seu interior, módulos de colméias metálicas dispostas transversalmente umas as outras (misturador estático). O líquido tem fluxo descendente o que provoca a sucção do gás para seu interior (efeito Venturi). As colméias provocam turbulência necessária para uma boa transferência do ozônio para a fase líquida. (BASSANI, 2003 P.70). A concentração de ozônio transferida é determinada pela diferença entre a concentração de ozônio no gás gerado pelo ozonizador (feed-gás) e a concentração de ozônio no gás excedente que sai da coluna (off-gás) conforme a equação: 23 Figura 10: Esquema do sistema de ozonização em contínuo com misturador estático. A figura 11 ilustra outra proposta de reator de fluxo contínuo, sem a presença do misturador e sim com a introdução de difusores. No reator de duas colunas, uma das colunas possui em sua base um difusor de ozônio (coluna A), na coluna seguinte (coluna B), não era injetado ozônio, sendo a função desta última coluna aumentar o fator C x T global do reator. Cada uma das colunas possui quatro pontos de amostragem para medição de ozônio residual em fase líquida. Uma vez determinada a concentração de ozônio residual em cada ponto de amostragem, e conhecendo-se a distância entre os pontos e a velocidade de escoamento da fase líquida é possível associar a cada ponto de amostragem um valor de tempo e uma concentração, determinando assim, para cada uma das colunas, uma curva de concentração de ozônio residual x tempo. A soma das duas áreas sob as duas curvas corresponde ao fator CT global do reator. (BASSANI, 2003 p.70). No topo das duas colunas o ozônio residual em fase gasosa, pode ser dirigido para a atmosfera ou ser desviado para a medição em iodeto de 24 potássio. O cálculo de concentração de ozônio aplicado e a eficiência são feitos da mesma maneira que para o reator de contato rápido. Figura 11: Esquema de um sistema de ozonização por difusão de bolhas. 2.9.3 Difusores e Misturadores Estáticos As câmaras com difusores que dispersam o gás em forma de bolhas são os sistemas de contato mais amplamente usados para ozonização. A mistura do gás no meio líquido é realizada por difusores porosos ou tubos sintetizados, acoplados no fundo da câmara. A transferência do ozônio depende da turbulência entre as fases gasosa e líquida, do número e tamanho das bolhas e da área de transferência interfacial entre as duas fases dos fluidos. Os difusores devem produzir bolhas com diâmetro da ordem de 3 a 5mm, o que é conseguido com difusores porosos com vazios intergranulares de tamanho compreendido entre 50 a 100 mm. As bolhas maiores são caracterizadas por áreas menores de contato entre o gás e o líquido, tornando a eficiência menor. O tempo de contato entre as bolhas e o líquido também influi na eficiência do processo de transferência. Quanto mais lenta for a ascensão das bolhas no meio líquido, maior o tempo de contato. 25 A figura 12 mostra a relação entre o tamanho da bolha em água parada e a velocidade ascensional do gás. (Di Bernardo, 1993, p. 474). Figura 12: Velocidade ascensional das bolhas em função de suas dimensões. A perda de carga nos difusores varia geralmente de 0,3 a 0,5 mca e obtém–se em cada câmara (ou coluna) uma vazão de gás (condições normais de temperatura e pressão) da ordem de 10 % da vazão de água, de forma que, para bolhas com raio de 2 mm, a área total disponível para contato resulta em aproximadamente, 0,15 m2 de água. A pressão do gás na saída dos difusores deve ser da ordem de 0,7 atm. (DI BERNARDO, 1993). Os misturadores estáticos proporcionam uma ótima transferência do gás para o meio líquido, cerca de 80 a 85%, num tempo de contato muito reduzido (1 a 2 segundos). Estes dispositivos são normalmente confeccionados em aço inoxidável, em módulos, que são dispostos verticalmente em série no interior de uma tubulação. Cada módulo é composto por uma série de chapas onduladas, soldadas perpendicularmente, uma em relação à outra. O líquido flui através dos módulos no sentido descendente, enquanto o gás ozônio, injetado em linha, o montante dos módulos, é arrastado pela água enquanto tenta fluir em sentido contrário. Para se obter bom resultado na transferência deve-se observar a seguinte relação entre vazão do gás (Qg) e vazão do líquido (QL): Qg/QL £ 0,15.” (conforme a figura 13). 26 Figura 13: Esquema do misturador estático e módulo em aço inox. 2.9.4 Ozônio de Excesso Tendo em vista as características tóxicas do ozônio, este deve ser eliminado na saída de excesso da câmara de contato. Entre os procedimentos para a eliminação pode-se optar pelo aquecimento à temperatura de aproximadamente 350 – 400ºC, coluna de carvão ativado, diluição, decomposição catalítica ou decomposição em solução aquosa contendo NaOH e Na2SO3. (DI BERNARDO,1993, p. 469). 2.10 APLICAÇÕES DO OZÔNIO 2.10.1 O uso do ozônio como desinfetante alternativo Um desinfetante alternativo deve ser efetivo na inativação de bactérias, vírus e protozoários, entre outros organismos patogênicos. Sua aplicação deve ser confiável e feita por meio de equipamentos simples, tendo em vista o grau de desenvolvimento socioeconômico da comunidade. O ideal é que não produza qualquer composto secundário que cause risco à saúde pública e que apresente atributos similares ao do cloro, tais como fornecer resíduos persistentes na água. A concentração do desinfetante alternativo deve ser facilmente medida, assim como, não deve acarretar sabor e odor, e ser disponível no mercado a custos razoáveis. (QUÍMICA NOVA NA ESCOLA, Agentes desinfetantes alternativos para o tratamento de água). 27 Atualmente, houve um crescente interesse pelo uso de desinfetantes alternativos que minimizam a formação de trihalometanos, substâncias que, tais como o clorofórmio, foram identificadas como substâncias cancerígenas. Entre esses desinfetantes alternativos está o ozônio. Em 1893, na Holanda, o ozônio foi utilizado pela primeira vez no tratamento de água, não tendo sido muito utilizado no Brasil. Sabe-se que o ozônio apresenta odor peculiar e irritante, é muito volátil e pouco solúvel em água, pouco estável e um potente oxidante, capaz de oxidar compostos orgânicos e inorgânicos na água, os quais exercerão uma demanda do oxidante antes de ocorrer a desinfecção. Por ser um gás instável, a sua produção tem de ser feita no próprio local de aplicação. A técnica geralmente empregada na geração de ozônio é a descarga em plasma frio ou descarga corona, onde o ozônio é formado pela decomposição do oxigênio molecular e posterior combinação de um átomo de oxigênio radicalar com uma molécula de oxigênio. As como apresentam as seguintes reações: O2 → O• + O• O• + O2 → O3 O ozônio decompõe-se espontaneamente na água, por meio de mecanismos complexos que envolvem a geração de radicais livres hidroxilas (•OH). Os dois mecanismos de reação do ozônio na água são: • oxidação direta dos compostos pelo ozônio, em valores de pH neutros ou ácidos; • oxidação dos compostos pelos adicais livres hidroxilas produzidos durante a decomposição do ozônio, em valores de pH básicos. O ozônio se decompõe com rapidez, principalmente em temperaturas relativamente elevadas. Na sua aplicação, perde-se cerca de 10% por volatilização. Entre as desvantagens ao uso mais intenso do ozônio, principalmente no Brasil, estão os custos operacionais, nos quais incluem-se energia elétrica, instalação e operação, são altos, cerca de 10 a 15 vezes os do uso de cloro. 28 2.10.1.1 Ozônio/peróxido de hidrogênio No processo ozônio/peróxido de hidrogênio, existe um acréscimo na concentração de •OH em relação ao processo de ozonização, aumentando o potencial de oxidação e desinfecção. A eficiência de oxidação, nesse processo, é aumentada pela conversão de moléculas de ozônio em radicais hidroxila e pelo aprimoramento de transferência do ozônio da fase gasosa para a líquida, aumentando as taxas da reação em geral. (QUÍMICA NOVA NA ESCOLA, Agentes desinfetantes alternativos para o tratamento de água). Ambas as reações do ozônio ocorrerão e competirão pelo substrato. A principal diferença é que a ozonização depende em alto grau da oxidação direta da matéria orgânica pelo ozônio, enquanto o peroxônio depende principalmente da oxidação do radical hidroxila. Os potenciais de redução do ozônio e dos radicais hidroxilas são apresentados nas reações a seguir: •OH(aq) + e- → OH-(aq) E0 = 2,8 V O3(aq) + 2H+(aq) + 2e– → O2(aq) +H2O(l) E0 = 2,07 V O3(aq) + H2O(aq) + 2e– → O2(aq) + 2OH–(aq) E0 = 1,24 V O valor do tempo de contato para o processo com peroxônio não pode ser medido, apesar do alto poder desinfetante, pois não se tem certeza da geração de resíduo na rede. 2.10.2 Tratamento de Efluentes 2.10.2.1 Remoção da Cor A remoção da cor de efluentes contendo altas concentrações varia em função da dosagem de ozônio, do tempo de contato do gás com o efluente, da velocidade ascendente das bolhas do gás, a velocidade descendente do líquido e da concentração proporcionada pelo material colorido. O ozônio apresenta resultados efetivos na remoção da cor em efluentes têxteis pois ele quebra as duplas ligações dos corantes, que estão associadas à cor. O pH e a condutividade praticamente permanecem constantes, enquanto a cor diminui gradativamente durante a ozonização. 29 A remoção da cor por ozonização é bastante efetiva e rápida. Dosagens razoáveis de ozônio permitem uma boa eficiência na remoção da cor para corantes ácidos, mordentes, catiônicos, diretos, reativos e enxofre. Corantes dispersos e tintas são mais difíceis de se remover, mesmo com a aplicação de altas concentrações de ozônio. (HASSAMER, 2000 p.40). Com base em dados de pesquisa relata-se que a pré-ozonização aumenta a remoção tanto da cor verdadeira como da cor aparente, quando associado a outros processos de tratamento. A figura 14 mostra a progressão de remoção de cor do efluente industrial em função do tempo de aplicação do ozônio. Figura 14: Progressão de remoção de cor do efluente (em segundos). 2.10.2.2 Desinfecção de Efluentes A desinfecção é considerada o principal mecanismo de inativação ou destruição de organismos patogênicos com o objetivo de prevenir a proliferação de doenças causadas pela água. O potencial de desinfecção do ozônio, uma de suas mais marcantes propriedades, foi descoberta em 1886. Hoje sabe-se que ozônio é um poderoso oxidante capaz de promover a desinfecção com menor tempo de contato e concentração que outros, tais como cloro, dióxido de cloro. A desinfecção por ozônio é muito efetiva principalmente contra bactérias, sendo a efetividade da desinfecção depende da susceptibilidade do organismo que se pretende eliminar, do tempo de contato e da concentração de ozônio. 30 Estudos têm mostrado os efeitos de pequenas concentrações de ozônio dissolvido (0.6 mg/L) na E. coli.e Legionella pneumophila. Os níveis de E. coli. são reduzidos por 4 logs (remoção de 99.99%) em menos de um minuto com ozônio residual de 9 mg/L em uma temperatura de 12ºC. Níveis de Legionella pneumophila são reduzidos por mais de 2 logs (remoção de 99%) em um tempo de contato mínimo de 5 minutos a uma concentração de ozônio de 0,21 mg/L. Resultados semelhantes a este foram obtidos para Staphyloccus sp. E Pseudomonas fluorescens inactivation. (UNITED STATES. ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY, 1999). O mecanismo de desinfecção utilizando ozônio inclui:  Oxidação/destruição da parede celular com o vazamento dos componentes celulares para fora da célula;  Reações com radical pelos produtos da decomposição do ozônio;  Danos aos constituintes dos ácidos nucleares;  Ruptura dos elos de carbono-nitrogênio pela depolimerização. 2.10.3 Tratamento de Água O uso do ozônio aplicado nos processos de tratamento de água possui diversos benefícios, tais como (OZONE & LIFE – Tecnologia em geradores de Ozônio):  Redução da formação de THM (tendência mundial);  Incremento da biodegradabilidade da matéria orgânica;  Remoção do ferro e manganês dissolvidos;  Oxidação de micro contaminantes orgânicos (fenóis, detergentes pesticidas);  Oxidação de cianetos, sulfitos e nitritos;  Efeito do ozônio na coagulação/ floculação;  Remoção da turbidez e sólidos em suspensão;  Remoção do carbono orgânico dissolvido;  Eliminação de microorganismos muito resistentes ao cloro e outros;  Mecanismo de ação mais rápido que o cloro e outros;  Diminui a pós cloração. 31 2.10.3.1 Aplicação no Processo de Engarrafamento de Água Nas engarrafadoras de água o ozônio é utilizado para promover a desinfecção d‟água e aumentar a vida útil em prateleira, evitando a formação de algas. A aplicação de ozônio é importante no processo de limpeza dos vasilhames, promovendo a desinfecção e sem efeito residual, quando comparados com outros produtos. 2.10.3.2 Aplicação no Tratamento de Águas de Torres de Resfriamento Nas águas de torres de resfriamento a aplicação do ozônio tem como objetivo promover a desinfecção, evitando a formação de algas e biofilmes. Uma das vantagens do ozônio é que não tem efeito residual prejudicial às tubulações de aço inoxidável. Quando se tem tubulações de outros materiais é recomendado utilizar o ozônio de forma adequada, evitando a oxidação direta dos materiais. 2.10.3.3 Aplicação no Tratamento de Água de Piscinas A contaminação da água de piscina é causada principalmente pelos usuários. Este tipo de contaminação é dinâmica, depende do número de usuários. A contaminação da piscina pode ser dividida por três grupos: por microorganismos, por substâncias solúveis e por substâncias insolúveis. Cada banhista carrega um grande número de microrganismos, tais como bactérias, fungos e vírus. Muitos destes microorganismos podem ser patogênicos e podem causar doenças. Os contaminantes insolúveis consistem principalmente de partículas visíveis, flutuando ou em suspensão, tais como: os cabelos, os tecidos da pele e as partículas coloidais (tecidos da pele e sabão remanescente). Os contaminantes dissolvidos podem ser constituídos da urina, do suor e da saliva. O suor, a urina, além disso, amônia, a kreatinina e os aminoácidos, quando estão dissolvidos na água, não podem prejudicar os banhistas. Entretanto quando estes compostos reagem com o cloro na água da piscina, a oxidação incompleta pode causar a formação das cloraminas, que são irritantes 32 nos olhos e no sistema respiratório. Estes contaminantes podem ser removidos por um tratamento adequado com aplicação de ozônio e sistemas de filtração. Para evitar possíveis contaminações, com vírus ou bactérias na água tratada com ozônio, deve ser utilizado o cloro residual em baixas concentrações e pelo menos ter um tempo de contato de 20 segundos. A figura 15 a seguir mostra um esquema do funcionamento deste processo. Figura 15: Esquema de funcionamento do processo de tratamento de água de piscinas. 2.10.4 Ambientes O ozônio aplicado no tratamento de ambientes desinfeta, elimina fungos e odores, não deixa residual tóxico e não necessita de transporte de produtos. (OZONE & LIFE – Tecnologia em geradores de Ozônio). Esse processo de tratamento pode ser usado na higienização de salas hospitalares, de veículos, de ambientes em processos de alimentos, de ambientes de avícolas; na desinfecção de ovos; em hotéis e motéis (elimina odores, e promove desinfecção) e em banheiros públicos. A higienização de veículos é realizada por oficinas mecânicas que oferecem serviços de higienização, previamente capacitadas em cursos específicos, em parcerias com Institutos de Pesquisa. A higienização de salas e ambientes de processos, onde a concentração de ozônio e o tempo de aplicação são dimensionados de acordo com o ambiente a ser tratado e o gás 33 ozônio é aplicado por sistema de ar forçado para distribuir de forma uniforme no ambiente. 2.10.5 Saúde O ozônio é um gás que atua desde a saúde preventiva até nos tratamentos de doenças, técnica denominada ozonioterapia. No caso preventivo considera-se: o saneamento básico (tratamento de água, efluentes e desinfecção de ambientes), a aplicação em processos de tratamentos de alimentos (evitando a formação de subprodutos tóxicos), e em processo de armazenamento de alimentos (promovendo desinfecção sem efeitos residuais tóxicos). (OZONE & LIFE – Tecnologia em geradores de Ozônio). Em alguns países a ozonioterapia está sendo incorporado nos cursos de medicina. Em junho de 2010, em Madrid, durante o Encontro Internacional de Ozonioterapia, foi fundado um Comitê Científico Internacional de Ozonioterapia (ISCO3), com o objetivo de recomendar fontes de referência a todos os médicos praticantes da ozonioterapia. 2.10.5.1 Ozônio na Medicina Entre os benefícios da aplicação de ozônio na medicina, relacionam-se: alto poder oxidante, distúrbios circulatórios arteriais, tratamento Úlcera externas e lesão de pele, tratamento de fístulas, tratamento de gangrena diabética e pé diabético, patologias intestinais, doenças infecciosas (bacterianas, viróticas, fungicas, parasitárias), terapia adicional em condições carcinogênicas, condições geriátricas, doenças reumáticas (condições inflamatórias e degenerativas ), queimaduras,oftalmologia, dermatologia, doenças renais, ortopedia, artroses, hepatites A, B e C, hérnias de disco, fibromialgia, vulvovaginites de repetição, infecções urinárias de repetição, tendinites de repetição. 2.10.5.2 Ozônio na Odontologia De acordo com pesquisas realizadas, o uso de ozônio em odontologia apresenta-se como uma nova alternativa no tratamento da cárie dental. A aplicação de ozônio no dente elimina 99% dos microorganismos presentes nas lesões da cárie, permitindo a remineralização do dente cariado. 34 Alguns benefícios da aplicação do ozônio na odontologia: atividade antimicrobiana, desinfecção e remineralização da lesão, oxidação das biomoléculas da placa bacteriana, diminuição da atividade ácida na placa bacteriana, oxidação de aminoácidos nas lesões de cárie, difusão de íons cálcio e fosfato nas lesões cariosas, esterilização de fissuras e indução da sua mineralização. 2.10.5.2 Ozônio na Veterinária Na medicina veterinária, iniciou-se recentemente o uso da ozonioterapia. Os estudos de pesquisas realizados em animais comprovam que os benefícios da ozonioterapia em animais são bastante amplos, tanto em animais de pequeno porte (gatos e cachorros), como em animais grande porte ( bovinos, eqüinos, entre outros). Benefícios da aplicação do ozônio na medicina veterinária: tratamento de feridas, mastites em vacas leiteiras (evitando desperdício de leite por efeitos colaterais), displasia coxofemoral, fraturas, acanthosis nigricans, dermatofitosis, gastroenteritis hemorrágica, giardiasis e fungos. 2.10.6 Agricultura e Alimentação Devido ao alto poder oxidante do ozônio, ele atua como um poderoso germicida e também contribui na eliminado de odores, cores, além de não produzir subprodutos tóxicos, também tem potencial para degradação de agrotóxicos. Na agricultura, o ozônio atua como um desinfetante de alto poder sem deixar resíduos tóxicos, evita a formação de algas e aumenta o nível de oxigenação d‟água. As formas de aplicação devem ter cuidados, de forma a evitar altos resíduos de ozônio na água. Em relação a agricultura hidropônica, sabe-se o ozônio é um excelente desinfetante radicular das plantas, com sua aplicação nas medidas certas ele pode garantir uma planta mais saudável. Entre os benefícios, evita a proliferação de bactérias e fungos provenientes da composição da água e aumenta o nível de oxigênio na água. Os equipamentos utilizados para o processo são dimensionados de acordo com o volume de água/nutriente. 35 Em concentrações e tempos de aplicação adequados, o gás ozônio tem capacidade de eliminar os insetos presentes nos grãos, além disso, eliminam os fungos, causadores de muitas doenças em animais e humanos. Assim, conserva os grãos evitando o uso de produtos tóxicos. Em processos de alimentos, as aplicações específicas podem ser: limpeza de superfícies, empacotamento de produtos frescos, engarrafadoras de água, conservação de alimentos frescos, como carnes, frutas e verduras, desinfecção de água de indústrias cervejeiras e refrigerantes, desinfecção de alimentos minimamente processados. 36 3 CONCLUSÕES  O ozônio é altamente eficiente para a desinfecção e utilizado cada vez mais nas indústrias, nos processos de tratamento de efluente, de água, na área da saúde e agricultura;  O processo de desinfecção por ozônio revela viabilidade econômica, sendo absolutamente conveniente com respeito a seu custo operativo, somente a energia elétrica envolvida;  O ozônio possui uma velocidade de desinfecção milhares de vezes superior ao cloro;  Elimina eficientemente bactérias, vírus, fungos, algas e esporas;  Oxida compostos orgânicos e biológicos sem deixar subprodutos não desejados;  Evita os manuseios de risco de outros produtos químicos;  É uto-degradável em curtos períodos, deixando como resíduo oxigênio;  A ozonioterapia é conhecida a mais de 100 anos, vem sendo difundida cada vez mais. Muitos países como Alemanha, Canadá, Cuba, Espanha, Itália, Rússia, entre outros, utilizam esta técnica com sucesso. Existem muitos trabalhos científicos comprovando sua eficiência; 37 4 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BASSANI, Leandro, Desinfecção de efluente sanitário por ozônio: parâmetros operacionais e avaliação econômica. Florianópolis, 2003. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) – Universidade Federal de Santa Catarina, 2003. BASSANI, Leandro; Hassemer, Maria Eliza Nagel; Damásio, Diedre Lauffer; Lapolli, Flávio Rubens, Utilização do ozônio na desinfecção de efluentes sanitários. Disponível em: . Acesso em Junho de 2012. CETESB, Compilação de técnicas de prevenção à poluição nas indústrias do setor têxtil. Manuais Ambientais CETESB. Disponível em: . Acesso em Março de 2012. DI BERNARDO, Luiz, Métodos e técnicas de tratamento de água. Rio de Janeiro : ABES, 1993. v.2. 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