O efeito do surfactante SDS sobre o coeficiente de reaeração superficial: uma abordagem em escala laboratorial

Resumo

O coeficiente de reaeração superficial (K₂), que representa a transferência de oxigênio na interface ar-água, é uma importante variável dos ecossistemas aquáticos. O K₂ é influenciado por diversos fatores, entre eles as substâncias surfactantes, além disso, tal coeficiente é utilizado em modelos de qualidade da água, o que demanda a sua correta estimativa. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do surfactante Dodecil Sulfato de Sódio (SDS) sobre o K₂. Em um reator cilíndrico com agitador mecânico tipo turbina, 15 experimentos de reaeração foram realizados com concentrações de SDS (0,0; 0,25; 0,5; 1,0 e 1,5 mMol L^-1) e velocidades de rotação do agitador (25, 50 e 100 rpm). Em um canal hidráulico circular, 8 experimentos de reaeração foram realizados, em triplicata, com concentrações de SDS (0 e 1.5 mMol L^-1) e níveis de agitação (Reynolds 4.500, 37.500, 49.200 e 54.000). No reator, independentemente da velocidade de rotação, o surfactante reduziu o K₂ em 20%, devido à formação de um filme superficial na interface que dificultou a transferência do oxigênio, fenômeno conhecido como efeito barreira. No canal, a redução de K₂ (aproximadamente 15%) ocorreu em maiores níveis de agitação da água. Na presença de surfactantes, e em baixos níveis de agitação, fenômenos que aumentam o K₂ (i.e., efeito de Marangoni) coexistem com os que reduzem K₂ (i.e., efeito barreira). Conclui-se que a presença de SDS em ambientes aquáticos deve ser considerada na estimativa do coeficiente de reaeração superficial, pois este surfactante pode contribuir para estimativas incertas do K₂.

Palavras-chave:
modelagem da qualidade da água; reaeração superficial; surfactantes