Dentro do tratamento de água ou efluentes, o hipoclorito de sódio, composto químico de fórmula NaClO, é uma molécula oxidante que garante a desinfecção da água porque elimina ou reduz a concentração de microrganismos presentes nela, adequando-a aos padrões e limites estabelecidos pelas normas técnicas, para fins potáveis, de reúso ou descarte tratado no meio ambiente. Além de ser utilizado como desinfetante e agente alvejante, tem outros vários usos.
Sua eficácia e eficiência são evidentes também na sanitização e desinfecção de ambientes hospitalares. O hipoclorito tem ação superior ou equivalente a outros produtos com ampla ação microbicida e progressiva conforme maior tempo de exposição e de concentração. O gerador de hipoclorito de sódio utiliza apenas sal de cozinha (NaCl), energia elétrica e água, diferente de outras técnicas que usam diversos produtos químicos. Uma delas, o cloro gás, vem sendo substituído rapidamente pelo hipoclorito, que se destaca por suas vantagens. Vamos conhecer as duas técnicas, começando pelo gás cloro para entendermos o motivo da troca pelas empresas.

Desinfecção da água com gás cloro
De acordo com Juliano Almeida Andrade, engenheiro ambiental e de segurança do trabalho do depto. de engenharia de produtos Controll Master e sócio-proprietário da
Acquanox Soluções Ambientais, a eficácia do gás cloro é igual à dos demais, mas os riscos desse processo vêm levando as empresas e autarquias responsáveis pelo fornecimento de água a buscar outras soluções. No Brasil, as Estações de Tratamento de Água (ETAs) utilizam cloro gás na desinfecção por dois fatores:
• Baixo custo do produto (desde que próximo do fabricante).
• Fácil manuseio. 
Produzido em usinas Cloro/Soda, o gás cloro é gerado e armazenado em concentração de alta pureza, cerca de 100% moléculas de Cl₂. De fácil dissolução, ele é um oxidante forte e muito eficiente na desinfecção de água, porém, com implicações de segurança bem elevadas. "Um eventual vazamento de gás cloro a 100% pode causar sérios danos aos operadores da planta de tratamento e à vizinhança em torno dela. Se for em larga escala e dependendo das condições locais do vento, pode ocasionar danos à saúde e até mortes, em locais próximos ao ponto do vazamento, caso ocorra de forma descontrolada" – alerta Paulo Sergio Bon, gerente de desenvolvimento de negócios Water Treatment Technology da De Nora.
De cor amarela esverdeada, o gás cloro pressurizado transforma-se num líquido para que possa ser transportado e armazenado. Segundo Andrade, quando o cloro líquido é liberado, se transforma em gás que, devido à sua densidade, fica próximo ao chão e se espalha rapidamente. O cloro não é inflamável, mas, combinado com outros produtos químicos, pode reagir de modo explosivo ou formar compostos explosivos.
Entre os riscos do uso do gás cloro, estão:
Intoxicação: o gás cloro é tóxico e venenoso. Por não ter cheiro forte, fica difícil para os profissionais identificá-lo e as consequências da intoxicação podem ser severas. Ao ser inalado, o cloro provoca o bloqueio das vias respiratórias e pode causar morte por asfixia.
Queimaduras: deve-se evitar a aspiração do cloro e os olhos sofrem também. Suas principais consequências são lesões e queimaduras por congelamento.
Danos ambientais: é preciso ter cuidado com o descarte do cloro no meio ambiente e nas instalações industriais. Se houver vazamento, o cloro pode entrar em contato com o solo e chegar a um lençol freático, tornando-o tóxico e matando a vegetação local.

Desinfecção da água com hipoclorito de sódio
Há duas maneiras de uso do hipoclorito de sódio para a desinfecção da água. Uma delas, segundo Bon, é comprar o produto pronto no mercado a uma concentração de aproximadamente 12%, fazendo o transporte e armazenamento e assegurando que o produto esteja disponível no local e no momento de sua aplicação/dissolução na água a ser tratada, conhecido como fornecimento de hipoclorito a granel ou em bombonas (envasado). O segundo modo, conforme explica, é produzir o hipoclorito no próprio local a 0,8% de concentração, tendo apenas sal (NaCl), energia elétrica e água como insumos do processo produtivo. Nesta segunda alternativa, ficam claros estes principais pontos:
1) Um grande volume de água, cerca de 88% de água contida no produto hipoclorito a 12%, não é necessário transportar via carreta ou trem.
2) Não é preciso descarregar e manusear o produto da carreta ou da bombona, o que evita o risco de contato com a pele, olhos e partes do corpo. A alta concentração (12%) para contato direto poderia causar danos irreversíveis ao ser humano.
3) Eliminados os riscos da logística do oxidante a uma concentração de 12%, é preciso apenas o transporte e armazenamento do sal, de fácil manuseio e baixa implicação de segurança. No processo, adiciona-se sal em um tanque com água, formando a salmoura. A salmoura é transferida para dentro de uma célula eletrolítica, onde por uma descarga elétrica no processo, chamada de eletrólise, ocorre uma reação química, na qual parte do sal dissolvido na água acaba por gerar hipoclorito de sódio, a uma concentração de cerca de 0,8%. "Essa porcentagem em um eventual contato direto com a pele ou mesmo olhos traz baixíssimo risco de danos irreversíveis à saúde do ser humano" – observa Bon.
"A adição de hipoclorito mantém a água limpa e desinfetada. Porém, a concentração do residual de cloro livre na água tratada deve estar entre 0,5 e 2,0 ppm, isso porque, abaixo de 0,5 ppm, há o perigo da água ainda estar contaminada e, acima de 2,0 ppm, pode trazer riscos à saúde dos usuários" – explica Andrade. Conforme menciona, a substituição do cloro por outro desinfetante no tratamento da água traz mais riscos do que benefícios.
A diminuição da incidência de doenças transmissíveis pela água somente foi atingida com a difusão do uso da técnica da cloração.

Suas funções
Desinfecção: age destruindo ou anulando a atividade de microrganismos patogênicos, algas e bactérias. O cloro líquido ou outros compostos ionizam o ânion hipoclorito (ClO1-(aq)), que é desinfetante e bactericida.  Além disso, eles também reagem com a água, formando o ácido hipocloroso (HClO(aq)), 80 vezes mais eficiente que o ânion hipoclorito.
Ação oxidante: atua como oxidante de compostos orgânicos e inorgânicos presentes na água.

Diferenças entre eles
As diferenças do uso da solução de hipoclorito de sódio, se produzido in situ, em relação ao cloro gás, estão nas suas vantagens e na periculosidade e exigências de segurança para operação de cada um deles. Segundo Andrade, o hipoclorito de sódio não é tóxico, sua disponibilidade comum, propriedades corrosivas e produtos de reações é que podem torná-lo um risco à segurança. Já o cloro gás tem altíssimos riscos, por sua concentração, facilidade de escape, nocividade à saúde, dificuldades e perigos no transporte e operação.
Quanto à eficácia em processos de tratamento/desinfecção de água, tanto o hipoclorito de sódio quanto o cloro gás são tecnicamente equivalentes. "O cloro gás leva vantagem em relação à sua maior facilidade na dissolução em água. Além da versatilidade e acuracidade na aplicação, do controle de dosagem nas etapas do tratamento e do controle do residual de cloro mantido na água para distribuição" – destaca Bon.
Por outro lado, quando observados os aspectos de segurança, o hipoclorito gerado on-site, ou seja, na própria planta de tratamento da água, traz grande vantagem em relação ao cloro gás. "Em outras palavras, o hipoclorito traz risco praticamente zero quando comparado à geração, envase, transporte, transferência e manuseio do produto cloro gás" – afirma Bon.
"Os investimentos (Capex) para construir uma planta nova são significativamente menores para o hipoclorito gerado on-site. Por outro lado, quando falamos em custos operacionais (Opex), diversos estudos mostram resultados muito próximos relativos a cada alternativa" – ressalta Bon. Mas, segundo ele, é claro que tudo depende do local onde está instalada a planta de tratamento, distâncias dos fornecedores de insumos (Cl₂, sal, soda para o lavador de gases no caso do Cl₂ etc.), além dos custos de energia elétrica e manutenção de cada uma das soluções.

Benefícios da substituição
De acordo com Bon, segurança é o grande e mais forte apelo para quem decide substituir um sistema de cloro gás (Cl₂) por gerador de hipoclorito de sódio (NaClO) em todos os aspectos: transporte, armazenamento, manuseio, diluição, dosagem e aplicação, etapas nas quais o simples uso do cloro gás traz sérias preocupações e alto risco em casos de eventual vazamento. Considerações de menor custo são fatores também decisivos que levam hoje muitas empresas públicas e privadas a substituir Cl₂ por NaClO.
A substituição é direta e tem sido frequente. "A soma dos custos de energia elétrica, sal (NaCl) e o valor de locação e/ou aquisição do equipamento fazem com que o cliente tenha autonomia de geração do produto a custos mais baixos que o cloro gás, já que só tem lucro e impostos incidindo sobre os insumos e não sobre o produto final. Há também gastos com as precauções/prevenções necessárias na operação do produto" – avalia Andrade.

O processo de tratamento (desinfecção) da água
Segundo Bon, o oxidante desinfecta a água de duas formas: uma delas é alterar o DNA dos micro-organismos, fazendo com que eles passem a não mais se reproduzir, conhecido como inativação dos microrganismos.
O outro modo é pelo contato com a membrana celular, provocando seu rompimento e, consequentemente, a morte imediata dos microrganismos, entre os quais, os principais tipos são bactérias, vírus, protozoários e fungos.
A concentração na fase de armazenamento do produto é indiferente, ou seja, ambos têm que ser diluídos para a concentração/dosagem de projeto. Por exemplo, se a dosagem de processo é 5 mg/L (0,0005%), independe da concentração do hipoclorito, que necessita de forte diluição para sua aplicação, sem levar em conta se esse hipoclorito estiver armazenado a 12% (120.000 mg/l) ou 0,8% (8.000 mg/l).
Quanto mais alta a concentração do produto, mais rápida ocorre a redução de sua concentração ao longo do tempo. "Explicando de forma bem simplificada, quando o armazenado é feito a 12%, em poucos dias sua concentração poderá cair para cerca de 8%. Por outro lado, quando armazenado a 0,8%, como é o caso do produto gerado on-site, no mesmo número de dias e condições de armazenamento, sua concentração permaneceria praticamente inalterada para cerca de 0,07978%. A este fenômeno chamamos de curva assíntota de decaimento. Quanto maior a concentração e mais tempo demoramos para utilizar o produto armazenado, mais estamos ‘jogando dinheiro pela janela’, principalmente, quando o produto é fornecido a granel" – adverte Bon.

Passo a passo
Em um tanque de água de alimentação do sistema é colocado sal para a formação da salmoura a cerca de 30% de concentração de sal dissolvido na água. Esta salmoura, conforme Bon, da De Nora, é transferida por uma bomba dosadora para o interior da célula eletrolítica, que é o principal componente do painel de eletrólise, onde há os chamados eletrodos, catodos e anodos que promovem contínua descarga de corrente elétrica, proporcionando a reação eletroquímica e, consequentemente, transformando boa parte deste sal (NaCl) em hipoclorito de sódio. "Um ponto importante deste tipo de equipamento é que a corrente deve ser contínua. Por isso, é fundamental a instalação de um retificador de corrente, que transforma a corrente recebida da rede pública na forma de corrente alternada, retificando-a para corrente contínua" – explica.

Análise, dosagem, cloração e reações
A cloração utiliza produtos químicos à base de cloro para inativar os microrganismos patogênicos da água. Além da função básica, o cloro reage com grande número de substâncias orgânicas e inorgânicas presentes na água, como, por exemplo, na oxidação de gás sulfídrico, ferro e manganês.

Conforme observado acima, Andrade diz que há formação do ácido hipocloroso (HOCl), agente desinfetante que, dependendo do pH da água, se dissocia, formando o íon hipoclorito (OCl–). A extensão dessa dissociação está ligada ao valor do pH. Em pH ácido, há maior formação de ácido hipocloroso e, em pH alcalino acima de 7,5, há maior formação de íon hipoclorito. O cloro presente na água na forma de ácido hipocloroso e de íon hipoclorito é chamado de cloro residual livre.

A Figura 1 mostra as percentagens de dissociação do ácido hipocloroso e íon hipoclorito formados em função do pH em temperatura de 20ºC.
O ácido hipocloroso (HOCl) se forma da reação do cloro com a água. Ele é um desinfetante mais potente do que o íon hipoclorito (OCl–), estando com o mesmo tempo de contato e dosagem. A desinfecção com cloro livre deve ser feita com valores de pH menores que 7.

Uso crescente
Aplicado em larga escala, o hipoclorito de sódio é uma das formas mais antigas de compostos à base de cloro utilizadas para tratamento de água. Segundo o engenheiro da Controll Master, ele está entre os mais usados hoje em relação ao cloro gás, o hipoclorito de cálcio e, mais recentemente, dicloroisocianurato de sódio e ácido dicloroisocianúrico – cloro orgânico. "Mas o mercado, preocupado com as questões de segurança e viabilidade econômica, volta seus olhares para a solução de hipoclorito de sódio, principalmente o produzido in situ, justamente porque elimina os pontos negativos da desinfecção à base de cloro" – aponta Andrade.
O uso do hipoclorito de sódio cresce rápido. "Atualmente, há diversas empresas privadas e públicas que já decidiram trocar todas as instalações de cloro gás por gerador de hipoclorito e muitas delas estão substituindo em ritmo acelerado. Esta é uma clara e firme tendência em todo o mercado nacional" – afirma Paulo Sergio Bon.

Contato das empresas
Controll Master: www.controllmaster.com.br
De Nora: www.denora.com