Piscinas de Natação são uma forma brilhante de refrescar durante um Verão quente. Claro que esta não é uma ideia particularmente original, e centenas de pessoas podem usar uma piscina em particular todos os dias. A química está à mão para nos ajudar a evitar que nade na água que alberga potenciais infecções transmitidas pela água. Ela também pode ajudar com o pecado cardinal da piscina, embora não sem consequências. Faz isto, como provavelmente já sabe, através da cloração da água da piscina – embora seja menos simples do que possa pensar!
Primeiro, como é que a água é clorada? Você pode esperar que seja feito usando cloro, mas na verdade é bastante raro clorar piscinas usando o próprio cloro. Isto é devido à natureza tóxica do cloro gasoso, o que torna difícil de armazenar, e potencialmente perigoso para a saúde se ocorrer um acidente. Em vez disso, outros químicos que também podem realizar a cloração da água são usados.
Chief entre estes são os hipocloritos, e alguns dos mais usados são o hipoclorito de sódio e o hipoclorito de cálcio. Estes compostos têm uma vantagem sobre o cloro, na medida em que são sólidos à temperatura ambiente e podem ser dissolvidos na água, tornando-os muito mais fáceis de armazenar e usar. O hipoclorito de sódio é um composto que você provavelmente já encontrou em sua casa também, pois é um componente de descolorantes à base de cloro. É vendido em soluções de concentração ligeiramente superior para clorar piscinas, e também pode ser obtido sob a forma de comprimidos. Claro que, uma vez na água, está numa concentração muito mais baixa do que a encontrada na lixívia, por isso o facto de ser encontrado também não é motivo de preocupação.
Coro e sais de hipoclorito reagem com a água para produzir um composto diferente chamado ácido hipocloroso. Este é um ácido relativamente fraco, mas também um forte agente oxidante, e na verdade é largamente responsável pelos efeitos bactericidas da cloração da água. Exatamente como ele ajuda a matar as bactérias tem sido debatido, pensando-se que ele afeta uma série de fatores na membrana da célula bacteriana, incluindo a supressão da função metabólica da célula, impedindo sua replicação de DNA, e impedindo que as proteínas nas células sejam capazes de se agrupar.
Ácido hipocloroso se dissocia parcialmente (se divide) na água, formando o íon hipoclorito. Este é um oxidante cerca de 60 vezes mais fraco que o ácido hipocloroso, por isso não é tão bom a ajudar a remover as bactérias da água. Felizmente, a dissociação do ácido hipocloroso é reversível, e podemos ajustá-lo a nosso favor, monitorizando a acidez da piscina. Enquanto queremos mantê-lo a um pH ainda agradável para nós, mantendo-o entre 7,2-7,8, preferimos que a maior parte do ácido hipocloroso permaneça colocado, em vez de nos separarmos para formar o ião hipoclorito. As concentrações combinadas dos dois são frequentemente referidas como ‘cloro livre disponível’ (FAC).
Outra questão, particularmente com piscinas exteriores, é a da fotólise UV. Esta é a quebra de compostos químicos na presença de luz UV. Como bem sabemos, o sol emite luz UV, que é o que tentamos proteger-nos do uso de protector solar. Esta luz UV também pode causar a quebra dos iões hipoclorito (e, em menor grau, do ácido hipocloroso). Isto causa 90% da perda de FAC das piscinas exteriores e significa que as piscinas exteriores requerem uma cloração mais frequente. Outros produtos químicos também podem ser adicionados à água da piscina para ajudar a prevenir isto, que é algo que discutiremos em breve.
Um efeito colateral comum de um dia de banho em uma piscina clorada é a picada nos olhos. Muitas vezes, isto é culpado pelos níveis de cloro na piscina serem ‘muito altos’; na verdade, o oposto é verdade, como vamos descobrir. Em primeiro lugar, não é realmente o ácido hipocloroso ou os íons hipoclorito que causam esses olhos doloridos. De facto, é o resultado de compostos produzidos pela reacção destes com compostos químicos contidos no seu suor – ou na sua urina.
Bem você transpira e a urina contém amoníaco ou compostos derivados do amoníaco. A ureia é um composto que associamos à urina, mas na verdade também é encontrada em níveis muito baixos no suor. O ácido úrico é outro composto que é encontrado em ambos. Quando estes compostos reagem com o ácido hipocloroso na água clorada, uma gama de compostos é produzida, incluindo alguns conhecidos como cloraminas.
As cloraminas são os compostos responsáveis pela irritação dos olhos que qualquer nadador frequente que leia isto sem dúvida experimentou num ponto ou noutro. São também responsáveis pelo cheiro que associamos às piscinas. Embora muitas vezes nos referimos a isto como o cheiro do cloro, na verdade são estes subprodutos que o produzem, por isso se uma piscina cheira fortemente a ‘cloro’, indica um nível mais elevado destes compostos na água – o que obviamente não é uma coisa boa!
A percentagem de pessoas dispostas a confessar que fazem xixi na piscina é na verdade mais elevada do que se poderia esperar: 19% dos americanos inquiridos numa pesquisa de 2012 admitiram que, a dada altura, se aliviaram na água da piscina. 79% dos inquiridos no mesmo inquérito suspeitavam que outras pessoas urinavam na água. Isto não é uma grande notícia, porque a urina aumenta a quantidade de tricloroamina presente na água da piscina. A tricloroamina tem sido acusada de causar sintomas respiratórios em nadadores frequentes e trabalhadores de piscinas, com debate sobre se ela poderia ser responsável pela indução de asma em alguns.
Outro químico produzido como consequência da urina na piscina é o cloreto de cianogénio, um químico que também pode ter alguns efeitos bastante desagradáveis – embora, nas concentrações produzidas na água da piscina, tenha sido questionado se seriam visíveis quaisquer efeitos nocivos. Claro que existe uma forma simples de ajudar a evitar a produção destes compostos, e isso, obviamente, não é mijar na piscina. Se você é um urinador de piscina dedicado, você pode querer reconsiderar sua posição! Michael Phelps, tome nota.
O cloro contido nestes subprodutos da cloração é referido como ‘cloro combinado’ (CC). A quantidade total de cloro na piscina é a soma do cloro livre disponível (FAC) e do cloro combinado, e é recomendado que o nível de FAC permaneça entre 1-4 partes por milhão. Uma piscina olímpica contém 2.500.000 litros de água, pelo que esta é na verdade uma quantidade incrivelmente pequena.
Outros compostos também podem ser adicionados, bem como os adicionados para efeitos de cloração. Uma vez que tal composto é cloreto de cálcio. Isto é adicionado para evitar que o sulfato de cálcio ligeiramente solúvel, um componente do rejunte entre os azulejos das piscinas, se dissolva lentamente. Isto é evitado através de algo conhecido como o efeito iônico comum. Essencialmente, os íons de cálcio presentes no cloreto de cálcio aumentam a concentração de íons de cálcio na água, impedindo que grande parte do sulfato de cálcio se dissolva.
Outro composto que pode ser adicionado é o ácido isocianúrico. Este composto é um herbicida, por isso os níveis devem ser mantidos abaixo de 200 partes por milhão; normalmente está presente a um nível muito mais baixo. A razão pela qual ele é adicionado é que pode ajudar a estabilizar os níveis de cloro, particularmente em piscinas ao ar livre, onde estão esgotados pela ação da luz UV. O ácido isocianúrico reage com íons hipoclorito, produzindo ácido dicloro(iso)cianúrico. No entanto, esta é outra reação reversível, e como os íons hipoclorito são esgotados pela fotólise UV, a decomposição deste composto de volta ao ácido isocianúrico e aos íons hipoclorito é promovida. Ele age portanto como algo como um ‘reservatório’ de cloro, reabastecendo os íons hipoclorito perdidos.
Provavelmente ficou claro no decorrer deste artigo que há muita química por trás de manter uma piscina limpa. A paisagem química numa piscina está em constante mudança, e é necessária uma gestão cuidadosa para manter uma piscina segura e limpa.
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Referências & Leitura adicional
- Química da piscina – D De Le Matter
- Cloraminas – compreendendo o cheiro da piscina – American Chemistry Council
- Folhas de trabalho de química da piscina – Royal Society of Chemistry
- Desinfecção volátil porprodutos da cloração do ácido úrico – Lian & outros
- Fotolise UV de cloro livre – T L Brooks & outros
- Resultados da pesquisa de higiene dos nadadores – Qualidade da água & Conselho de Saúde
- Exposição a tricloroamina e sintomas respiratórios em trabalhadores da piscina – J H Jacobs & outros
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