DESINFECÇÃO DE ÁGUA CONTAMINADA SOB
DIFERENTES TEMPERATURAS E
TEMPOS DE CONTROLE
A. P. A. B. Damasceno1; D. G. Alves2; C. A. Salvador2; M. F. Pinto2; V. de F. Grah2; T. A. Botrel3
RESUMO: A presença de coliformes na água limita seu uso devido à inúmera quantidade de
doenças que podem causar. A fervura é um dos meios mais eficazes na erradicação de
microorganismos. O objetivo deste trabalho foi testar qual a temperatura mais baixa e qual o
menor tempo para utilizá-la na eliminação de coliformes. A água utilizada neste estudo foi
coletada do Ribeirão Piracicamirim, localizado na cidade de Piracicaba-SP, Brasil. Para
execução deste trabalho empregou-se um regulador automático de temperatura desenvolvido no
Departamento de Engenharia de Biossistemas da ESALQ/USP. Controlou-se a temperatura do
banho-maria, onde se inseriu as amostras de água, em 40, 50 e 60 oC , sob o tempo de exposição
de 5, 10 e 15 minutos. Foram feitas três repetições para cada ensaio realizado. Avaliou-se o
número de coliformes em uma amostra controle para comparações posteriores. Verificou-se que
com a temperatura de 60°C foi possível à eliminação dos coliformes. Para a temperatura de
50°C seria necessário realizar mais testes para resultados mais conclusivos, contudo foi possível
observar redução no número de coliformes a partir de 15min.
PALAVRAS-CHAVE: água contaminada, coliformes, esterilização.
DISINFECTION OF CONTAMINATED WATER UNDER
DIFFERENT TEMPERATURES AND
TIMES OF CONTROL
ABSTRACT: The presence of coliforms in water limits its use due to the innumerable number
of diseases that can cause. Boiling is one of the most effective in the eradication of
microorganisms. The objective of this study was to test which the lower temperature and shorter
time for which use it in the elimination of coliforms. The water used in this study was collected
from Piracicamirim River, located in Piracicaba-SP, Brazil. For execution of this work was used
an automatic temperature setting by the Department of Biosystems Engineering at ESALQ /
USP. Was controlled temperature water bath, where it entered water samples 40, 50 and 60 ° C
under the exposure time of 5, 10 and 15 minutes. Three replicates were performed for each test
performed. Was evaluated the number of coliforms in a control sample for later comparisons.It
was verified that the temperature of 60 ° C was possible to eliminate coliforms. To 50 ° C would
1
Doutoranda, ESALQ – USP, Avenida Pádua Dias, 11, CEP 13418-900, Piracicaba, SP. Fone (19) 34478549. email: [email protected]
2
Doutorando (a), Depto de Engenharia de Biossistemas, ESALQ – USP, Piracicaba, SP.
3
Prof. Doutor, Depto de Engenharia de Biossistemas, ESALQ – USP, Piracicaba, SP..
A. P. A. B. Damasceno et al.
be necessary to perform further tests in order to more conclusive results, however it was
observed reduction in coliforms from 15min.
KEYWORDS: contaminated water, coliforms, sterilization
INTRODUÇÃO
A população mundial continua aumentando nas últimas décadas e consequentemente,
verifica-se uma demanda crescente por água e alimentos. Considerando que apenas 4 % do
volume total da água estão em aquíferos e menos de 1 % em rios e lagos (LAR & STEWART,
1994), e que a poluição tem sido um fator importante de redução da disponibilidade, verifica-se
que a água potável é um recurso natural cada vez mais escasso. Tal cenário contribui para o uso
de águas de fontes alternativas que possam ser economicamente utilizadas (PESCOD, 1992).
O lançamento de água residuária, também conhecida como efluente, nos corpos hídricos
reduz o oxigênio dissolvido e aumenta a produção de algas, a deposição de sólidos e o número
de coliformes totais (CARARO, 2004).
Os coliformes podem proceder de águas organicamente enriquecidas, por exemplo, efluentes
industriais, ou de materiais vegetais e solos em decomposição. Para que os organismos
coliformes voltem a se desenvolver no sistema de distribuição torna-se necessário nutrientes
bacterianos em quantidade suficiente, ou, que materiais inadequados entrem em contato com a
água tratada onde inexiste cloro residual em estado livre (RODRIGUES, 2011).
A temperatura é o fator ambiental que mais afeta o crescimento dos microrganismos. Apesar de
crescerem bem em um intervalo de -8° a +90°C (17,6 a 194°F), a temperatura ótima para quase
todos os patógenos é 35°C (95°F). A temperatura afeta o andamento da fase latente, velocidade de
crescimento, exigências nutricionais e composição química e enzimática das células.
Bactérias da família Enterobacteriaceae são microrganismos indicadores denominados
coliformes totais. Fermentam a lactose, com produção de gás, quando incubados a 35-37°C (9598,6°F), por 48 horas. São bacilos Gram-negativos e não formam esporos.
A fervura é um método de desinfecção que também insere-se no rol dos processos físicos de
desinfecção de águas. É uma técnica amplamente divulgada e conhecida para promover a
inativação dos microorganismos (RODRIGUES, 2011).
O objetivo deste trabalho é verificar qual a menor temperatura e qual o menor tempo
necessário para a eliminação de coliformes na água contaminada.
METODOLOGIA
O trabalho foi realizado no laboratório de Física do Solo e Qualidade da Água do
Departamento de Engenharia de Biossistemas da Escola Superior de Agricultura “Luiz de
Queiroz” (ESALQ) – USP. As amostras de água utilizada foram coletadas no Ribeirão
Piracicamirim, localizado na cidade de Piracicaba-SP, o qual é classificado de acordo com a
Resolução CONAMA n° 357, de 17 de Março de 2005 como rio classe 3 (SEMAE, 2002).
Na execução deste trabalho foi empregado um regulador automático de temperatura
desenvolvido pelo Departamento de Engenharia de Biossistemas da ESALQ. Tal dispositivo
tem a função de medir em tempo real a temperatura em determinado meio, permitindo que esta
A. P. A. B. Damasceno et al.
seja controlada em um valor constante pré-estabelecido pelo usuário. Para isso este regulador é
composto, principalmente, de um circuito de aquisição, processamento e acionamento; um
sensor de temperatura; e um aquecedor cilíndrico de resistência elétrica espiral.
Para se efetuar os ensaios foi utilizada uma bandeja de alumínio com dimensões de 0,28 x
0,18 x 0,04 m, e recipientes cilíndricos de alumínio com 0,06 m de diâmetro e 0,04 m de altura.
O material alumínio foi escolhido por apresentar-se como bom condutor térmico.
Foram realizados testes com três temperaturas, 40°C, 50°C e 60°C e para cada temperatura
utilizou-se três tempos, 5 min, 10 min e 15 min, com três repetições cada. Foram retiradas três
amostras da água utilizada no teste para caracterização. Em cada ensaio a bandeja era preenchida
com um volume de 1,5 x 10-3 m3 de água fornecida pelo sistema de tratamento urbano.
Adicionalmente, foram inseridos no interior desta bandeja três recipientes cilindricos preenchidos
com a água fluvial a ser testada, estes recipientes correspondiam, respectivamente, as três repetições.
Utilizando-se o aquecedor de água juntamente com o sensor de temperatura fixava-se o valor de
temperatura desejado fazendo com que a água presente no interior da bandeja atingisse este valor e
permanecesse constante. Dessa forma, foi obtido um “banho- maria” com temperatura controlada.
As Figuras 1A e B ilustram o procedimento experimental adotado.
A temperatura das amostras de água fluvial foi aferida por meio de um termômetro de
mercúrio. No momento em que a temperatura das amostras se igualavam com a temperatura da
água do “banho-maria” iniciava-se a contagem do tempo de exposição das amostras a
temperatura do teste.
Após o encerramento de cada teste, as amostras foram colocadas em um recipiente de vidro,
devidamente lacrado, onde se acrescentou o reagente para verificação da quantidade de
coliformes totais e fecais. Para o processamento das amostras foi utilizado o método de
substrato definido QUANTIY-TRAY COLILERT, de acordo com os procedimentos descritos no
Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (AWWA/APHA/WEF, 1998).
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Na Tabela 1 verifica-se os valores de taxa de sobreviventes observados em função da
temperatura e tempo de controle.
Foi realizada a comparação dos resultados e observou-se que nas temperaturas de 40°C e
50°C, nenhum dos tempos foi suficiente para eliminar os coliformes presentes nas amostras em
comparação a amostra de caracterização da água testada. No entanto, a 50°C por 15 min,
verificou-se que ocorreu diminuição na quantidade de microorganismos, indicando que pode
haver a eliminação destes, caso o tempo seja aumentado. Segundo Silva 2007, a fervura deve ser
feita durante 15 min, para assegurar o aquecimento total do líquido e o extermínio dos
microrganismos. Dessa forma, para que se obtenha resultados mais conclusivos, deve ser
realizado mais ensaios para se verificar se sob uma maior amplitude de tempo de contato da
amostra, para uma temperatura de 50 oC ocorrerá a morte dos microrganismos.
Na temperatura de 60°C, aos 5 min ocorreu esterilização de coliformes. O mesmo resultado
foi obtido por RODRIGUES (2011), que estudando a desinfecção de água por pasteurização
solar (SOPAS) obteve a inativação do grupo coliformes a uma temperatura de 60 oC utilizando
um aquecedor solar comercial.
A. P. A. B. Damasceno et al.
CONCLUSÕES
Verificou-se que com a temperatura de 60°C e a partir do tempo de 5 min foi possível
eliminar todos os coliformes presentes nas amostras. Para a temperatura de 50°C é necessário
realizar-se mais testes, no entanto foi possível observar redução no número de coliformes a
partir de 15min.
AGRADECIMENTOS
À FAPESP, ao MCT, CNPq e à CAPES, pelo apoio financeiro a esta pesquisa, por meio do
Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Engenharia da Irrigação (INCTEI).
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
CARARO, D. C. Manejo da irrigação por gotejamento para aplicação de água residuária visando a
minimização do entupimento de emissores. 2004. 129p. Tese (Doutorado em Irrigação e Drenagem) –
Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”. Universidade de São Paulo, Piracicaba, 2004.
LAR, R.; STEWART, B. A. Soil processes and water quality. London: Lewis Publishers, 1994. 398p.
PESCOD, M.D. Wastewater treatment and use in agriculture. Rome: FAO, 1992. 125p. (FAO. Irrigation
and Drainage Paper, 47).
RODRIGUES, D. G. Desinfecção da água por pasteurização solar (SOPAS) em comunidades rurais.
2011. 100p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola) – Universidade Estadual de Campinas,
Campinas, 2011.
Standard Methods for The Examination of Water and Wastewater. Washington, D.C., American Public
Health Association. 20th Edition, 1998.
A.
B.
Figura 1 (A) Sistema de banho-maria simplificado; (B) Regulador de temperatura.
Tabela 1: Quantidade média de coliformes totais sobreviventes a cada 100ml de amostra.
Média
26°C
Caracterização
>2419,6
5’
>2419,6
40°C
10’
>2419,6
15’
>2419,6
5’
>2419,6
50°C
10’
>2419,6
15’
312,3
5’
<1,0
60°C
10’
<1,0
15’
<1,0