Se você reparar um rio com coloração diferente, procure se informar com os órgãos competentes e os responsáveis pelo saneamento. O rio pode estar poluído. Mas uma outra possibilidade é que esteja sendo feito o uso de traçadores na região! Mas o que são traçadores?

DEFINIÇÃO E CARACTERÍSTICAS DOS TRAÇADORES:

Traçadores, são substâncias que podem ser adicionadas a um sistema, de forma a possibilitar conhecer melhor o seu comportamento hidrodinâmico  (existem, também, os traçadores que são internos ao sistema, mas que não serão abordados nesse texto).

Para que o traçador seja capaz de trazer informações hidrodinâmicas relevantes é desejável que este tenha as seguintes características:

– Não deve ser afetado pelo escoamento.

– Quando diluído deve ter, essencialmente, a mesma densidade da água.

– Deve ser conservativo para permitir análise de balanço de massa.

– Sua quantificação deve ser possível.

– Deve ter uma difusão molecular baixa.

– Não pode ser absorvido ou reagir com as superfícies expostas.

– Aplicação não deve causar toxicidade ou patogenicidade aos seres vivos.

Os traçadores são ferramentas muito úteis em pesquisas e diagnósticos voltados para o setor de tratamento de esgoto. Por meio deles é possível obter um perfil hidráulico bem fidedigno do reator biológico, seja de reatores anaeróbios de fluxo ascendente e manta de lodo (reatores UASB), filtros biológicos percoladores, sistemas alagados construídos ou lagoas facultativas. Ademais, o uso do traçador possibilita a determinação do tempo de detenção hidráulica (TDH) real, do número de dispersão (d), e da existência de fenômenos que influenciam a eficiência de uma sistema, tais como escoamentos preferenciais,  zonas mortas, recirculação interna e curtos circuitos.

Vamos ver quais tipos de traçadores podemos utilizar no setor de esgotamento sanitário? Continue a leitura!

TIPOS DE TRAÇADORES

Para o esgotamento sanitário, os traçadores mais aplicados são os fluorescentes e os químicos, e em alguns casos os radioativos. Em todos eles não há riscos ambientais associados, devido as baixas concentrações e altas capacidades de diluição. Os  traçadores radioativos, no entanto, por serem substâncias com elevada periculosidade a depender da concentração empregada, precisam de um cuidado muito maior em seu manuseio. Tais características demandam uma maior burocracia para seu uso, e acabam sendo menos utilizados, embora sejam traçadores extremamente eficientes.

Os traçadores químicos (exemplo: NaCl) podem ser utilizados indiretamente através da medição de condutividade elétrica, que é uma medição bem simples e direta, mas é necessário que seja colocada uma concentração elevada de sal no efluente, haja vista que o esgoto já possui uma salinidade intrínseca e essa não deve ser confundida com a do traçador salino. A depender do tempo e da concentração utilizada, o traçador salino, embora tenha a vantagem da simplicidade de medição, pode trazer problemas, por exemplo, para plantas de um sistema alagado construído.

Traçador fluorescente (uranina) no Cepts – UFMG/Copasa

Os traçadores fluorescentes apresentam a vantagem de possuírem cor forte, sendo sua identificação visual mais fácil em muitos casos. Na figura ao lado é possível observar a aplicação de um traçador fluorescente (uranina) no centro de pesquisa e treinamento em saneamento (cepts), localizado na ETE Arrudas da cidade de Belo Horizonte. O que é uma vantagem, no entanto, também pode se mostrar uma desvantagem. A cor forte pode acabar em um rio, e o impacto visual causado pode gerar alarde à população local ou à mídia, caso o estudo não tenha sido devidamente esclarecido.

Quais serão então as aplicações para o setor de esgotamento sanitário? Continue a leitura

APLICAÇÕES PARA O ESGOTAMENTO SANITÁRIO

Os traçadores, sob o ponto de vista visual, principalmente com o uso daqueles fluorescentes como a uranina (cor verde) e a rodamina WT (cor vermelha), de cor mais forte, podem trazer informações relevantes a respeito do comportamento hidrodinâmico de um reator biológico para o tratamento de esgoto.

Uma primeira possibilidade de uso, do ponto de vista visual, é a  identificação de localização de “zonas mortas”, ou seja, regiões dentro do reator em que a vazão afluente não percorre e não há, portanto, interação do substrato com o microrganismo nessas regiões, ocasionando a formação de volumes “perdidos” no reator.  Essa situação sempre acontecerá em maior ou menor escala, dessa forma, o volume útil do reator é inferior ao volume total e, como consequência, alguns parâmetros de projeto podem trazer informações desconexas da situação real quanto maior for a diferença do volume útil para o volume total. Além da identificação visual das zonas mortas, os traçadores podem ajudar na identificação de recirculações internas, que eventualmente possam ocorrer no sistema de tratamento e também de curtos circuitos hidráulicos.

Uma das consequências das zonas mortas é a alteração do tempo de detenção hidráulica (TDH), que é o tempo em que o efluente fica retido em um reator, pois a medida que tem-se um volume útil menor, tem-se um TDH também menor, ou seja, tem-se uma diferença entre o TDH teórico (projetado) e o real.

Para determinar o TDH real, os traçadores podem ser lançados no efluente em pulsos. Em reatores que se aproximam de fluxo em pistão, como lagoas facultativas, os traçadores são como êmbolos, e é possível medir sua concentração na entrada e na saída, ao longo do tempo, para verificar durante quanto tempo o efluente ficou no reator. No caso de reatores que se aproximam de mistura completa, espera-se que o traçador seja imediatamente disperso no efluente, e, a medida que o tempo, passa, sua concentração reduz até que chegue a zero e se determine, portanto, o TDH real.

Outro uso bastante comum e relevante no meio das pesquisas envolvendo os traçadores é a determinação do coeficiente de dispersão “d”.

Esse coeficiente é obtido de forma empírica, e é fundamental para a caracterização do modelo de dispersão “fluxo disperso”. Vale lembrar, que existem 3 principais tipos de fluxos contínuos usualmente adotados para o tratamento dos esgotos: fluxo em pistão, mistura completa e fluxo disperso. O fluxo em pistão, situação em que o líquido se move perfeitamente como um êmbolo da entrada até a saída, e a mistura completa, em que a dispersão do líquido é infinita, são situações opostas extremas e idealizadas, que nunca acontecem de fato. O que pode acontecer é um reator se aproximar de um fluxo em pistão ou de mistura completa. Esse meio termo é caracterizado pelo modelo de fluxo disperso, que é o modelo mais fidedigno para caracterização hidrodinâmica, mas que necessita da determinação do coeficiente “d”, que os outros dois modelos dispensam. Na literatura existem alguns modelos para o cálculo do coeficiente “d”, que também podem ser utilizados.

Para consultar as equações para estimativa de concentração efluente nos diferentes sistemas hidrodinâmicos (fluxo em pistão, mistura completa e fluxo disperso) clique aqui.

A caracterização hidrodinâmica de um sistema de tratamento de esgotos é relevante, pois a partir dela é possível estimar com maior confiabilidade a concentração efluente para projetos nos sistemas de tratamento de esgotos, e determinar, portanto, se as eficiências de tratamento atenderiam aos padrões de lançamento no corpo receptor.

Temos um vídeo também sobre o assunto gravado pelo Ricardo Passos, que trabalhou com traçadores em sua tese de doutorado pelo Programa se Pós-graduação de Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos (PPG-SMARH).

Texto por Rafael Pessoa Santos Brochado, mestrando em saneamento, meio ambiente, e recursos hídricos pela UFMG e membro do INCT ETEs Sustentáveis