sexta-feira, outubro 01, 2010

COMO FUNCIONAM AS PISCINAS por TOM HARRIS

COMO FUNCIONAM AS PISCINAS
por  TOM HARRIS - traduzido por HowStuffWorks Brasil


INTRODUÇÃO


Conceitualmente, as piscinas são muito simples: não passam de enormes bacias de água. Mas, em um dia de verão, a piscina muitas vezes parece ser a maior invenção da história da humanidade. De fato, há muita tecnologia em uma piscina. Muito mais do que você imagina! 


Neste artigo, descobriremos como as piscinas são construídas e conheceremos um pouco sobre o sistema de encanamento que mantém a água limpa e quimicamente balanceada.   


Fundamentos da piscina

Existem piscinas de todas as formas e tamanhos, mas quase todas, da piscina pessoal à piscina de onda do parque aquático, funcionam da mesma maneira. Elas utilizam uma combinação de filtragem e tratamento químico para limpar continuamente um grande volume de água.


Um complexo de piscinas sob construção: parece
um grande buraco no chão, mas é muito mais do que isso
 
 
Uma piscina precisa de sete componentes principais:
  • a bacia;
  • uma bomba motorizada;
  • um filtro de água;
  • um alimentador químico;
  • drenos;
  • retornos;
  • conectores de PVC unindo todos esses elementos.
 


A idéia básica é bombear água em um ciclo contínuo a partir da piscina, passando pelos sistemas de filtragem e tratamento químico e, finalmente, de volta à piscina. Desta maneira, o sistema de bombeamento mantém a água da piscina relativamente livre de sujeira, restos e bactérias. Algumas piscinas também incluem aquecedores, para manter a água em uma determinada temperatura. 


 
Tipos de piscinas 


A principal diferença entre tipos diferentes de piscinas é como a bacia é construída. Existem vários estilos diferentes de piscinas, cada um com suas vantagens e desvantagens. 


As piscinas acima do nível do chão são a opção mais barata e mais fácil para construção. Muitas dessas piscinas são feitas a partir de kits pré-fabricados, que até um amador pode montar, embora a maioria das pessoas prefira contratar profissionais. Primeiro, os instaladores levantam uma parte para formar uma superfície plana para a construção. Em seguida, eles montam uma trilha de perímetro que suporta a parede exterior feita de metal, plástico ou madeira. Depois, eles jogam areia na área da piscina e colocam a bomba. Finalmente, prendem o alinhador de vinil nas paredes da piscina, enchem-na de água, afrouxam o alinhador e colocam-no em seu lugar. Assim que eles conectam a bomba e o sistema de filtragem, a piscina está pronta. A principal desvantagem deste tipo é a durabilidade e, geralmente, atratividade inferior aos outros modelos. É também menos permanente, o que pode ser bom porque é relativamente fácil desmontá-la e movê-la para um novo local. 

As piscinas acima do nível do chão são a opção mais barata e mais fácil para construção. Muitas dessas piscinas são feitas a partir de kits pré-fabricados, que até um amador pode montar, embora a maioria das pessoas prefira contratar profissionais. Primeiro, os instaladores levantam uma parte para formar uma superfície plana para a construção. Em seguida, eles montam uma trilha de perímetro que suporta a parede exterior feita de metal, plástico ou madeira. Depois, eles jogam areia na área da piscina e colocam a bomba. Finalmente, prendem o alinhador de vinil nas paredes da piscina, enchem-na de água, afrouxam o alinhador e colocam-no em seu lugar. Assim que eles conectam a bomba e o sistema de filtragem, a piscina está pronta. A principal desvantagem deste tipo é a durabilidade e, geralmente, atratividade inferior aos outros modelos. É também menos permanente, o que pode ser bom porque é relativamente fácil desmontá-la e movê-la para um novo local.  

As piscinas de fibra de vidro são feitas de plástico reforçado com fibras de vidro, moldadas em forma de bacia. Para a instalação, uma equipe de construção cava um buraco no tamanho apropriado, coloca as bombas necessárias, enche com um pouco de areia e desce a estrutura pré-construída para dentro do buraco. Em seguida, eles nivelam a piscina, engancham todas as bombas e fecham a área ao seu redor. Geralmente, é rodeada por uma estrutura de concreto. 

As piscinas alinhadas por vinil embutidas são estruturalmente muito parecidas com as anteriormente descritas, mas se parecem mais com modelos convencionais embutidos. A equipe de construção cava um buraco e monta a estrutura de metal, plástico ou madeira em todo o perímetro do buraco. Como em uma piscina não-embutida, a equipe coloca areia no fundo do buraco e fixa o alinhamento de vinil na parede estrutural. Essas piscinas são muito mais baratas do que outros modelos embutidos, porém não tão duráveis. Em geral, o alinhador precisa ser substituído aproximadamente a cada dez anos. 

As piscinas Gunite são o modelo mais popular na maior parte dos Estados Unidos. Para construir, a equipe cava um buraco, coloca a bomba no lugar e monta uma grade estrutural com hastes de aço reforçadoras de 0,07/0,2 m (estrutura montada). As hastes possuem espaçamento de 2,5 m e são presas com arame. Quando a grade estiver no lugar, a equipe joga uma cobertura pesada de gunite, uma mistura de cimento e areia, ao redor da estrutura montada. O spray combina gunite seco misturado com água antes de ser borrifado: isso produz o concreto líquido. A equipe aplica o gunite e deixa secar por uma semana antes de aplicar o acabamento à superfície. O acabamento mais popular chama-se emplastro (uma mistura de cimento e areia branca), mas muitas pessoas fazem o acabamento com tintura de concreto especial, ladrilho, pedras ou mesmo fibras de vidro. As piscinas de gunite (e suas semelhantes, as piscinas shotcrete) são altamente duráveis e podem ser construídas em qualquer tamanho ou modelo.

As piscinas de concreto armado são semelhantes às piscinas de gunite, mas são muito mais difíceis de construir. Em vez de borrifar material de concreto em volta da estrutura, o concreto é derramado dentro de formas convencionais de madeira. Com o surgimento dos métodos de gunite, a construção de piscinas de concreto armado foi deixada de lado. Em piscinas de blocos de alvenaria, as paredes são construídas com blocos de concreto.
Embora os modelos destas piscinas sejam bem diferentes, eles se baseiam nos mesmos sistemas de bombeamento e filtragem. Nas próximas seções, veremos como esses componentes mantêm a piscina funcionando. 

Piscina flutuante
 

Uma piscina embutida pode parecer uma estrutura sólida e imóvel, porém pode ser comparada com um barco, já que pode flutuar na água que fica ao seu redor. Quando a piscina está vazia, a pressão dessa água pode empurrar a estrutura para cima e assim desembuti-la. Como a pressão precisa ser igual em cada lado da piscina, este é um dos motivos pelos quais as piscinas são mantidas cheias de água o tempo todo. Piscinas embutidas mais modernas possuem uma válvula hidrostática perto do dreno principal para prevenir danos causados pela pressão da água no chão. Basicamente, se essa pressão da água for grande o suficiente, causará uma leve flutuação, que abrirá a válvula. Quando a válvula abrir, a água entrará e igualará a pressão.  

O sistema de drenagem, bomba e filtro  

Já vimos que a água em uma piscina deve circular através de um sistema de filtragem para remover sujeira e restos. Durante uma operação normal, a água flui para o sistema de filtragem através de dois ou mais drenos principais no fundo da piscina e de vários drenos tipo escumadeira no topo da piscina.





Os drenos principais estão geralmente localizados no ponto mais baixo da piscina para que toda a sua superfície incline em direção a eles. A maior parte da sujeira e dos restos que afundam saem da piscina através desses drenos. Para evitar que as pessoas enrosquem seus cabelos ou membros na bomba, os drenos são quase sempre cobertos com grades ou coberturas antivortex (uma cobertura que desvia o fluxo de água para evitar que um vórtice perigoso seja formado). 


As escumadeiras drenam a água da mesma maneira que os drenos principais, mas sugam apenas do topo da piscina (geralmente 0,5 cm). Qualquer sujeira que flutue - folhas, óleo de bronzear, cabelo - sai da piscina através desses drenos. O diagrama abaixo mostra um sistema comum:




No sistema de represa flutuante descrito aqui, a porta de entrada move-se para dentro e para fora para deixar um volume muito pequeno de água entrar a cada vez. Para pegar as sujeiras de forma eficaz, o objetivo é escumar apenas o nível da superfície. A água flui através da cesta do filtro, que pega as sujeiras maiores, como folhas. Além da porta principal, o sistema de escumadeira possui uma linha de equalizador secundário que leva a um dreno abaixo do nível da superfície. Essa linha evita que a escumadeira mande ar para o sistema de bombeamento se o nível da água cair abaixo do nível da porta principal. 


A água é bombeada através do sistema de filtragem e novamente para os retornos, que são as válvulas de entrada ao lado da piscina. Esse sistema envolve muita sucção, mas se a piscina for construída e operada corretamente, virtualmente não há risco da sucção prender alguém contra um dos drenos. A única maneira do sistema de bombeamento aplicar esse tipo de sucção é se houver apenas um dreno aberto. Em uma piscina segura, existem sempre diversos drenos principais, bem como várias escumadeiras. Portanto, se alguém ou algo bloquear um dreno, o sistema de bombeamento puxará água de um dos outros drenos. Isso elimina a sucção no dreno bloqueado.

 A porta de retorno

A maioria das piscinas também possui um par de portas de vácuo utilizadas somente na limpeza da piscina. Essas portas são conectadas a aspiradores de piscina, que funcionam mais ou menos como um aspirador de pó. A diferença é que sugam água em vez de pó. As portas a vácuo podem ter seu próprio sistema de bombeamento, mas na maioria das piscinas elas são controladas pela bomba principal.


Uma típica porta a vácuo




Um aspirador de piscinas

Depois de passar pelos vários drenos, a água flui para o estágio de filtragem. Na próxima seção, descobriremos do que se tratam os sistemas de bombeamento e filtragem.



é selada em um dispositivo à prova d´água, que fica dentro de um nicho embutido na parede da piscina. O cabo elétrico isolado passa pelo acessório através de um selo especial, mantendo a água longe dos elementos condutivos. O cabo volta para a casa (ou onde estiver a fonte de energia) através de um longo tubo, que fica cheio de água na maior parte do caminho. Há cabos extras suficientes no tubo para que você possa puxar todo o acessório para fora do nicho e para cima do nível da água quando desejar trocar a lâmpada. 
 
Atualmente, a maioria das piscinas é construída com luzes subterrâneas, parcialmente por razões estéticas, mas principalmente para permitir que os nadadores noturnos enxerguem o que estão fazendo. Em um modelo comum de iluminação embaixo d´água, uma lâmpada incandescente
 
A bomba


Para a maioria de nós, uma piscina é como um grande buraco no chão. Não vemos as máquinas caras de um sistema de piscina, porque geralmente elas estão escondidas em uma sala de bombeamento. Mas são estas máquinas que fazem a piscina funcionar. 


O coração do sistema da piscina é a bomba de água. Em um sistema de bombeamento típico, um motor elétrico gira um propulsor dentro da sala de bombeamento. O propulsor leva a água dos vários drenos através do filtro e de volta para as portas de água.




Canos do dreno principal, escumadeira e portas a vácuo levam ao sistema de bombeamento

Imediatamente antes de fluir para a bomba, a água passa através de uma peneira de metal que pega folha e outras sujeiras que podem obstruir a bomba.



A peneira fica bem à frente da bomba


A peneira removida para limpeza

Em seguida, a água flui para o filtro (ou, nesta configuração, um dos dois filtros). Na próxima seção, você descobrirá o que acontece neste ponto do sistema. 
O filtro


Os filtros deste sistema são filtros de areia de alta densidade. Os filtros de areia consistem em um grande tanque feito de fibras de vidro, concreto ou metal contendo uma fina camada de areia com granulação especial, que possui um formato quadrado.



Filtros de areia duplos
 

Areia de filtro especial

Durante a operação de filtragem, a água suja da piscina entra através do cano de entrada do filtro, que leva à cabeça de distribuição de água dentro do tanque. Enquanto a gravidade puxa a água através da areia, as pequenas partículas de areia pegam qualquer sujeira. No fundo do tanque, a água filtrada flui através da unidade de retenção e para fora através do cano de saída. 


Com o tempo, a sujeira coletada na areia diminui o fluxo de água. Medidores de pressão na porta de entrada e saída do filtro dão a idéia do nível de bloqueio dentro da piscina. Se os medidores mostrarem uma pressão maior no cano interno em relação ao externo, você sabe que há muita sujeira na areia. Isso significa que é hora de lavar o filtro. Para lavar, é necessário ajustar algumas válvulas para redirecionar o fluxo de água. Você deve fechar o cano de retorno que leva à piscina e abrir o cano de drenagem, que leva ao sistema de esgoto. Ajuste uma válvula no filtro para conectar o cano da bomba para o cano de saída e conectar o cano de drenagem para o cano de entrada. Com esse arranjo, a água da bomba é empurrada através da areia, deslocando a sujeira. No topo do tanque do filtro, a água suja flui através do cano de entrada e para dentro do esgoto.


Para redirecionar o fluxo de água para lavagem, é necessário girar grandes alças para ajustar as válvulas de bombeamento

No lugar de um filtro de areia, alguns sistemas de piscina utilizam um filtro de terra diatomácea ou um filtro de cartucho. No filtro de terra diatomácea, a água da piscina passa através de grades cobertas por terra diatomácea, um pó fino feito dos restos quimicamente inertes e fossilizados de organismos marítimos chamados diátomos. Em um filtro de cartucho, a água suja passa através de um filtro feito de poliéster ou papel corrugado. Em vez de lavar, simplesmente deve-se remover o filtro e esguichá-lo. Depois de alguns anos (geralmente oito), é hora de descartar o filtro antigo e colocar um novo.




Na maioria das regiões, a lei diz que toda a água da piscina (ou, mais precisamente, o volume equivalente) deve passar através do filtro em uma certa quantidade de tempo (geralmente entre 30 minutos e seis horas). Para a piscina de apartamentos, isso significa bombear 630 mil litros de água através do sistema de filtragem a cada seis horas! 


O sistema de bombeamento e filtragem também é conectado a um bueiro ou cano de água municipal para que água fresca possa ser adicionada à piscina. Isto é necessário para substituir a água perdida na evaporação e por meio de água espirrada das bordas ou carregada nos corpos das pessoas e trajes de banho. Quando estiver muito quente e houver muitas pessoas nadando, essa piscina de 630 mil litros pode perder mais de 1.000 litros em um dia.

Algumas pessoas utilizam fibras óticas para iluminar suas piscinas ao invés de acessórios incandescentes embutidos. Neste sistema, a fonte de luz real não precisa estar debaixo d´água, portanto você pode esquecer o problema da troca de lâmpadas e dos componentes elétricos à prova d´água.

QUÍMICA DA PISCINA

O sistema de filtragem da piscina faz o trabalho mais pesado na manutenção da limpeza da água, mas cabe à química fazer o trabalho mais refinado. É importante manipular cuidadosamente o equilíbrio químico em piscinas por diversos motivos:
  • patógenos perigosos, como bactérias, presentes na água. Uma piscina cheia de água não tratada pode ser um lugar perfeito para microorganismos portadores de doenças contaminarem as pessoas;
  • água com o equilíbrio químico errado pode danificar as várias partes da piscina;
  • água com equilíbrio impróprio pode irritar a pele e os olhos;
  • água com equilíbrio impróprio pode se tornar turva.
Para se livrar dos patógenos da água, você deve introduzir um agente desinfetante. O desinfetante de piscina mais popular é o elemento cloro, na forma de compostos químicos como hipoclorito de cálcio (um sólido) ou hipoclorito de sódio (um líquido). Quando o componente é adicionado à água, o hipoclorito reage com a água para formar vários elementos químicos, mais notadamente o ácido hipocloroso O ácido hipocloroso mata as bactérias e outros patógenos, atacando os lipídios da parede  celular, e destrói as enzimas e estruturas dentro da célula através de uma reação de oxidação. Compostos alternativos, como bromito, fazem basicamente a mesma coisa, com resultados ligeiramente diferentes.


Um alimentador de hipoclorito automatizado
conectado ao sistema de bombeamento e filtragem

O hipoclorito costuma ser preparado em forma de líquido, pó ou tablete (embora alguns profissionais utilizem cloro gasoso) e pode ser adicionada à água no ciclo. Especialistas em piscinas geralmente recomendam a inclusão após o processo de filtragem utilizando um alimentador químico. Se for adicionada diretamente na piscina, utilizando tabletes nas caixas de escumadeiras, o hipoclorito tende a se concentrar nessas áreas. 


Um problema com o ácido hipocloroso é o fato de ele não ser particularmente estável. Ele pode se degradar quando exposto à luz ultravioleta do sol e se combinar com outros elementos químicos para formar novos compostos. Cloradores de piscina freqüentemente incluem um agente estabilizador, como ácido cianúrico, que reage com composto de cloro para formar um composto mais estável que não se degrade tão facilmente quando exposto à luz ultravioleta. 


Mesmo com um agente estabilizante, o ácido hipocloroso pode combinar-se com outros elementos, formando compostos não tão eficazes. Por exemplo, o ácido hipocloroso pode combinar-se com a amônia encontrada na urina, entre outras substâncias, para produzir várias cloraminas. As cloraminas não são somente desinfetantes fracos, mas podem irritar a pele e os olhos e possuem um odor desagradável. O cheiro característico e a irritação nos olhos associados às piscinas se devem as cloraminas, não ao ácido hipocloroso comum. Um cheiro forte geralmente significa que há pouca cloro livre (ácido hipocloroso). Para se livrar das cloraminas, é necessário fazer um tratamento de choque na piscina: adicionar uma dose forte de produtos químicos para remover matéria orgânica e compostos químicos nocivos. 


A formação de cloramina está relacionada ao segundo maior elemento da composição química da piscina, mantendo o seu pH. Na próxima seção, discutiremos a manutenção do pH. 


Nível do pH 


O pH da água é uma medida do seu equilíbrio total (ácido-alcalino), ou seja, a proporção relativa de ácidos e alcalinos na água. Se você colocar água muito ácida ou muito alcalina, obterá reações quimicamente indesejáveis. Se a água for muito ácida, ela corroerá o equipamento de metal e causará causticações na superfície e irritações na pele das pessoas. Se a água for muito alcalina, poderá causar descamação na superfície da piscina e no equipamento de bombeamento, além de tornar a água mais densa. Além disso, a alta acidez ou alcalinidade alteram a eficácia do hipoclorito. O hipoclorito não destruirá os patógenos tão bem se a água estiver muito alcalina e se dissipará muito mais rápido se ela estiver muito ácida. 


Na escala de pH, zero indica acidez extrema, 14 indica alcalinidade extrema e 7 indica um estado neutro. A maioria dos especialistas recomenda pH entre 7,2 e 7,8. Para alterar o pH, deve-se acrescentar ácidos ou alcalinos à água da piscina. Por exemplo, a inclusão de carbonato de sódio ou bicarbonato de sódio geralmente elevará o pH e a inclusão de ácido muriático ou bisulfato de sódio diminuirá o pH. 


A manutenção do equilíbrio apropriado de elementos químicos na piscina é um processo contínuo, pois qualquer elemento novo, como óleos de bronzeamento, clorina e outras substâncias que caem na água, alteram toda a composição química da água. Além do pH, também é necessário monitorar a alcalinidade total, a rigidez do cálcio e os sólidos dissolvidos totais. 


Ao considerar toda a composição química e o maquinário envolvido nas piscinas, fica claro que elas são realmente tecnologias impressionantes. Exige muito trabalho construí-las e mantê-las. 


Fonte: HowStuffWorks/casa.hsw.uol.com.br