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Fundo

O elemento brometo ocorre naturalmente em fontes de água potável. O brometo pode ser convertido em bromato na água tratada com ozônio. A água tratada na Estação de Tratamento de Água do Aqueduto de Los Angeles (LAAFP) é analisada rotineiramente para detectar bromato, pois sabe-se que nossas fontes de água contêm brometo e o ozônio é utilizado em nosso processo de tratamento. O brometo não é regulamentado. No entanto, a Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA) estabeleceu um limite de 10 microgramas por litro (µg/L) para o bromato na água potável. Um µg/L equivale a 1 parte por bilhão (ppb). Um ppb equivale a um litro em 120 milhões de galões de água. O efluente da LAAFP apresenta uma média de menos de 5,0 µg/L de bromato.

Após o tratamento da água na LAAFP, é necessário um desinfetante secundário para garantir a segurança da água tratada durante seu percurso pelo sistema de distribuição: reservatórios, tanques, tubulações e, finalmente, até chegar à sua torneira. Três substâncias químicas são aprovadas pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA) como desinfetantes secundários: cloro, dióxido de cloro e cloramina. Antes da nossa conversão completa para cloramina em 2014, o cloro era usado como desinfetante secundário.

Antes de 2009, seis dos nossos reservatórios de distribuição permaneceram descobertos ou a céu aberto. Nossos reservatórios descobertos continham água clorada e eram frequentemente tratados com cloro adicional, mas não com ozônio, para controlar as algas.

Em 2007, foram detectados níveis elevados de bromato em três reservatórios descobertos: Elysian, Ivanhoe e Silver Lake. Os níveis de bromato nesses reservatórios foram superiores aos níveis detectados no efluente da LAAFP e excederam o limite estabelecido pela EPA dos EUA. A água enviada para os três reservatórios normalmente inclui água subterrânea tratada misturada com água superficial do LAAFP. Sabe-se que as águas subterrâneas também contêm brometo; no entanto, como o ozônio não é usado para tratar as águas subterrâneas, a formação de bromato nunca foi esperada.

Investigação

Foi iniciada uma investigação para determinar como o brometo presente na água subterrânea estava sendo convertido em bromato na ausência de ozônio. Entretanto, foram tomadas medidas operacionais para minimizar a formação de bromato. Isso exigiu a limitação da água subterrânea como fonte para os reservatórios, bem como o monitoramento contínuo do bromato.

Suspeitava-se que a luz solar pudesse ser um fator na formação de bromato. Em nossos experimentos, garrafas contendo água do reservatório (que continha brometo e cloro) foram suspensas em diferentes profundidades no reservatório de Silver Lake (um reservatório aberto). A água contida nas garrafas foi então analisada para verificar a presença de bromato. Os testes mostraram que as amostras mais próximas da superfície da água, com maior exposição à luz solar, formaram mais bromato. Os resultados também mostraram que a formação de bromato não ocorreu quando a transmissão de luz foi reduzida em 80-85%. Os resultados das amostras coletadas no reservatório em dias ensolarados e nublados também foram comparados; a formação de bromato em dias nublados foi de 15 a 20% daquela observada em dias ensolarados. Conclusão: a água com brometo e cloro forma bromato na presença da luz solar.

Solução

A solução era clara: proteger os reservatórios da luz solar direta. Infelizmente, o projeto e a construção de coberturas para reservatórios levariam anos. Era necessária uma alternativa mais rápida porque uma de nossas principais fontes de água, a água subterrânea, não estava sendo totalmente utilizada e os níveis de bromato precisavam ser controlados.

Bolas de sombreamento, também conhecidas como "bolas de pássaros" por serem usadas para manter os pássaros longe de corpos d'água próximos às pistas de aeroportos, foram estudadas como uma possível alternativa.

As bolas de sombreamento tinham que cobrir a superfície da água de forma suficiente para bloquear a luz solar e também tinham que ser adequadas para uso em água potável. As esferas de sombreamento que atendem aos requisitos têm 4 polegadas de diâmetro, são feitas de plástico de polietileno de alta densidade e aprovadas para uso em água potável pela Norma Internacional 61 da Fundação Nacional de Saneamento (NSF). A NSF é uma organização independente e acreditada de saúde e segurança. Embora outras cores tenham sido consideradas, o preto foi escolhido por se mostrar menos suscetível à degradação pela radiação ultravioleta (luz solar). A água em contato com as esferas de sombreamento tem se mostrado segura para todos os usos em testes consistentes.

As bolas de sombreamento têm se mostrado muito eficazes na redução da exposição à luz; elas bloqueiam 95% da luz solar e impedem a formação de bromato.

Mais benefícios da bola de sombra

Bolas de sombreamento agora cobrem nossos quatro reservatórios abertos restantes: Elysian, Ivanhoe, Upper Stone Canyon e Los Angeles. Silver Lake foi retirado de serviço em 2013. Além de serem a solução para a formação de bromato, as bolas de sombreamento têm sido benéficas para nos ajudar a cumprir a Fase 2 da Norma sobre Desinfetantes e Subprodutos da Desinfecção (DBP). A Norma DBP de Estágio 2 estabelece limites para a quantidade de desinfetante utilizada e exige uma redução nos níveis sistêmicos de subprodutos da desinfecção na água potável. As bolas de sombreamento ajudam a reduzir drasticamente a quantidade de cloro anteriormente usada para o controle de algas (as algas precisam de luz solar para crescer), resultando em economias substanciais nos custos de tratamento e níveis mais baixos de subprodutos da desinfecção em todo o sistema.

As estruturas de sombreamento também servem como uma solução provisória para a Regra de Tratamento Aprimorado de Água Superficial a Longo Prazo (LT2), enquanto cobrimos, substituímos ou fornecemos tratamento adicional para a água nesses reservatórios abertos restantes. Além disso, as bolas de sombreamento provaram ser uma ótima ferramenta para a conservação da água, reduzindo drasticamente a evaporação. Na verdade, somente no reservatório de Los Angeles, estamos economizando mais de 300 milhões de galões de água por ano. As bolas de sombreamento são definitivamente uma solução vantajosa para todos os nossos clientes.

Para obter mais informações sobre a Regra DBP de Estágio 2 e LT2, consulte os Regulamentos.

Para obter mais informações sobre nossos reservatórios abertos, acesse Projetos e Iniciativas.

Perguntas frequentes

Qual é o principal objetivo da instalação de estruturas de sombreamento na superfície dos reservatórios de Los Angeles?
As pequenas bolas de plástico pretas protegem a qualidade da água, prevenindo reações químicas desencadeadas pela luz solar. Um investimento com boa relação custo-benefício que ajuda a adequar o Reservatório de Los Angeles às normas federais de qualidade da água, as estruturas de sombreamento devem gerar uma economia de US$ 250 milhões em comparação com o número e a magnitude de projetos e soluções alternativas consideradas para atingir esse objetivo. Essas alternativas incluíam dividir o reservatório em dois com uma barragem bipartida; e instalar duas coberturas flutuantes que custariam mais de 300 milhões de dólares. Pelo contrário, cada esfera de sombreamento foi instalada a um custo de 36 centavos, elevando o custo total do projeto do Aqueduto de Los Angeles para aproximadamente 34,5 milhões de dólares. As bolas de sombreamento também evitarão a perda anual por evaporação de cerca de 300 milhões de galões de água.

É seguro que as bolas de sombreamento entrem em contato com água potável?
O plástico utilizado na fabricação das bolas de sombreamento é próprio para contato com alimentos e não apresenta problemas conhecidos para a saúde e segurança. Na verdade, o mesmo plástico é usado em tubulações de água no mundo todo. O material e o processo de produção das bolas de sombreamento foram certificados pela National Sanitation Foundation (NSF) International. As bolas cumprem as normas federais e são consideradas seguras para contacto com água potável.

Quando a LADWP iniciou essa estratégia pela primeira vez?
O Dr. Brian White, um biólogo aposentado do LADWP, foi a primeira pessoa a pensar em usar bolas de sombreamento para melhorar a qualidade da água. A ideia surgiu quando ele soube da aplicação de "bolas para pássaros" em lagoas ao longo das pistas de pouso de aeroportos. A solução inovadora, desenvolvida internamente, tem sido utilizada nos reservatórios a céu aberto do LADWP desde 2008 para bloquear a luz solar, prevenir reações químicas e reduzir a proliferação de algas. Atualmente instaladas nos reservatórios de Upper Stone, Elysian e Ivanhoe, as esferas de sombreamento oferecem o benefício adicional de reduzir a evaporação das superfícies dos reservatórios em 85% a 90%.

Essa técnica se mostrou eficaz em outros reservatórios? 
As estruturas de sombreamento controlaram eficazmente a formação de algas e bromatos desencadeados pela luz solar em todos os reservatórios onde foram instaladas, além de oferecerem o benefício adicional de evitar custos operacionais e com produtos químicos. Bolas de sombreamento foram instaladas no reservatório de Ivanhoe em setembro de 2008, no reservatório de Elysian em fevereiro de 2009 e no reservatório de Upper Stone Canyon em abril de 2012.

De que materiais são feitas as bolas de sombreamento?
As esferas de sombreamento são feitas de resina de polietileno de alta densidade (PEAD) com um corante preto que inibe a degradação pela luz ultravioleta. Todas as bolas de sombreamento têm um diâmetro externo de 4 polegadas. As bolas utilizadas no reservatório de Los Angeles pesam 40 gramas e são preenchidas com 200 gramas de água potável para lhes dar peso e evitar que sejam levadas pelo vento, já que o reservatório está localizado em uma área com fortes rajadas de vento. As estruturas de sombreamento instaladas em outros reservatórios de Los Angeles - Elysian, Ivanhoe e Upper Stone Canyon - são ocas e não estão cheias de água.

Por que as bolas são pretas? Cores mais claras não seriam melhores para refletir o calor? 
As bolas são pretas porque contêm "negro de fumo" como agente estabilizador de raios UV, o que lhes confere maior durabilidade. Outras cores, como o branco, foram consideradas, mas não selecionadas porque continham corantes que poderiam se desprender e contaminar a água. Foi considerada uma tonalidade de azul que fosse própria para contato com alimentos e não representasse um potencial contaminante. No entanto, os fabricantes não tinham certeza se as bolas durariam mais de um ano sob o sol. As bolas pretas demonstraram resistir ao ar livre e são aprovadas para contato com água potável. Segundo a NSF International, que testou e certificou as bolas para contato com água potável, o negro de fumo realmente torna o plástico mais estável termicamente, estruturalmente e quimicamente, além de mais resistente à degradação por raios UV.

Isso não agrava o efeito de ilha de calor e/ou cria um ambiente propício para a proliferação de bactérias? 
Não encontramos efeitos significativos ou anormais do calor na água. Observamos que, embora a superfície superior das bolas de sombreamento absorva calor, este não é bem conduzido (o plástico é um mau condutor de energia) até a superfície da água e o ar. Na verdade, as bolas de sombreamento funcionam como uma manta isolante de 10 centímetros, já que as 98 milhões de bolas cobrem a superfície do reservatório de Los Angeles. O próprio reservatório, uma piscina profunda de água relativamente fria, ajuda a manter-se termicamente estável na superfície.

Foram consideradas bolas fabricadas em outras cores?
Sim. A LADWP trabalhou com os fabricantes para considerar outras cores, incluindo o azul. No entanto, a falta de estabilizadores e inibidores de raios UV nas resinas coloridas testadas não resistiu bem à luz solar, e as bolas teriam se degradado dentro de um a cinco anos. Outras cores não bloqueariam totalmente a luz UV e exigiriam corantes, que se desprendem e contaminam a água. O negro de fumo não emite nem libera quaisquer substâncias químicas.

As esferas contendo negro de fumo bloquearam a luz solar de forma mais eficaz e resistiram à degradação por mais tempo. As bolas pretas também foram certificadas pela NSF International como seguras para contato com água potável.

As bolas são feitas de material reciclado?
Não.  Utiliza-se apenas polietileno de alta densidade novo.  As bolas são totalmente recicláveis.

As bolas são recicláveis? Qual é o plano da cidade para o descarte/reciclagem das bolas após o uso?
Sim.  Ideias para reutilização ou reaproveitamento serão consideradas antes do envio para reciclagem, quando os itens não forem mais necessários.

Será que o sol e o calor degradarão as bolas de sombreamento em microplásticos que acabarão na água potável?
Desde que iniciou este método em 2008, o LADWP não encontrou evidências de que as esferas de sombreamento tenham se degradado em "microplásticos". A água dos reservatórios é amplamente analisada em todo o sistema e nenhum fragmento de plástico ou lixiviação química das esferas de sombreamento foi detectado. 

O plástico irá liberar desreguladores endócrinos ou causar contaminação bacteriana na água potável de Los Angeles?
A LADWP realiza testes em mais de 100 compostos e não encontrou níveis preocupantes nos resultados. Os testes começaram antes da entrega das esferas de sombreamento, com a certificação de testes de lixiviação pela NSF International para atender aos rigorosos requisitos da norma NSF Standard-61 para quaisquer materiais em contato com água potável. Esses testes continuaram com nossas análises trimestrais regulares da água do reservatório e do sistema de distribuição, para detecção de bactérias e compostos químicos, desde 2008. Caso os testes subsequentes indiquem um problema no futuro, o LADWP poderá detectá-lo e responder imediatamente. 

As operações diárias de monitoramento e manutenção da qualidade da água realizadas pelo LADWP não detectaram efeitos térmicos anormais nem proliferação bacteriana nos reservatórios como resultado do uso de estruturas de sombreamento. Para lidar com as preocupações sobre possíveis reações bacterianas, o LADWP implementa a desinfecção da água após a filtração e novamente após a saída da água do reservatório. Nosso monitoramento da qualidade da água é rigoroso e estamos constantemente atentos a quaisquer anormalidades.

O plástico é próprio para contato com alimentos e não apresenta problemas conhecidos para a saúde e segurança. Na verdade, a LADWP usa o mesmo plástico para os canos de água, e estes também são autorizados para uso seguro pelas autoridades nacionais competentes. Além disso, o LADWP testou a água desse tipo de plástico em busca dos seguintes compostos e substâncias químicas disruptoras endócrinas, e nenhum foi detectado:  

• Alaclor
• Atrazina
• Benzo(a)pireno
• Benzilbutilftalato
• Biocida
• Bisfenol-A
• Cádmio
• Clorofórmio
• Di(2-etilhexil)adipato
• Di(2-etilhexil)ftalato
• Dibromocloropropano (DBCP)
• Dibromometano
• ftalato de dietila
• Dimetilftalato
• Di-n-butilftalato
• Di-n-octilftalato
• Subprodutos da desinfecção [byproducts are present but not due to plastic]
• Retardantes de fogo/chamas
• Aditivos para gasolina
• Metais pesados
• Mercúrio
• Molinato
• Solventes orgânicos
• Matéria orgânica na produção de plástico
• Substâncias orgânicas na produção de corantes
• Matéria orgânica na produção de PVC
• Pentaclorofenol
• Pesticidas
• Fenol
• Refrigerante
• Simazina
• Tiobencarb

Contra que tipo de problemas de qualidade da água as bolas de sombreamento protegem?
Devido à seca, a cidade depende de maiores quantidades de água do Aqueduto da Califórnia, que apresenta altos níveis de brometo, principalmente em anos secos. O problema é que uma reação química pode ocorrer quando a água clorada com altos níveis de brometo é exposta à luz solar, criando bromato, uma substância possivelmente cancerígena. O bromato é um contaminante regulamentado da água potável, conhecido por ser um subproduto da desinfecção por ozonização, mas sua formação em corpos d'água abertos não era esperada. As bolas de sombreamento reduzem significativamente a exposição à luz solar, prevenindo essa reação química e protegendo nosso abastecimento de água da contaminação.

Reservatórios descobertos, como o Reservatório de Los Angeles, são propensos à formação de algas devido à exposição à luz solar, o que exige cloro para tratamento. As algas se decompõem com o tempo, transformando-se em matéria orgânica que reage com o cloro para formar subprodutos da desinfecção (DBP), os quais devem ser minimizados de acordo com os regulamentos de qualidade da água estabelecidos pela Agência de Proteção Ambiental dos EUA (EPA) e pelo Conselho Estadual de Controle de Recursos Hídricos, Divisão de Água Potável (DDW). O objetivo nesses reservatórios é reduzir a exposição à luz solar para diminuir a proliferação de algas e o consumo de cloro, reduzindo assim a formação de subprodutos da desinfecção (DBPs).

Como as bolas de sombreamento reduzem a quantidade de cloro usada no tratamento da água?
O cloro é usado para tratar o crescimento de algas. O uso de estruturas de sombreamento reduz significativamente o crescimento de algas em reservatórios devido ao bloqueio da exposição à luz solar, diminuindo assim a necessidade diária de cloro no Reservatório de Los Angeles, o que resultou em uma economia de quase US$ 28.000 por mês, considerando os custos atuais do cloro. Mais importante ainda, a redução na quantidade de cloro fornecida resultou em melhores condições de segurança para os funcionários e moradores das proximidades.

Que tipo de regulamentações governamentais sobre a qualidade da água as bolas de sombreamento cumprem?
Para o reservatório de Los Angeles, o uso de estruturas de sombreamento, juntamente com o tratamento UV e modificações operacionais no sistema de distribuição de água, permitirá que o LADWP cumpra as normas estaduais e federais de qualidade da água estabelecidas pelo Conselho Estadual de Controle de Recursos Hídricos, Divisão de Água Potável (DDW) e pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA). Essas regulamentações incluem a Lei da Água Potável Segura (Safe Drinking Water Act - SDWA) e a Regra de Desinfetantes e Subprodutos da Desinfecção de Estágio 2 da EPA dos EUA (Regra DBP de Estágio 2).

Será que o LADWP foi o primeiro a usar bolas de sombreamento?
Não. Bolas de plástico existem há muitas décadas e têm tido diversas aplicações em outros campos. Elas têm sido usadas principalmente em aeroportos ou nas proximidades para minimizar colisões com pássaros e na indústria de mineração para controlar a perda de água por evaporação. No entanto, a LADWP é a primeira concessionária a usar estruturas de sombreamento para mitigar problemas de qualidade da água potável.

Qual é a vida útil das bolas de sombreamento?
As bolas têm uma vida útil de pelo menos 10 anos. As bolas de sombreamento eventualmente perderão a integridade estrutural e poderão se partir ao meio ou romper nas costuras após uma década, momento em que serão removidas e totalmente recicladas. 

Será que as bolas permitirão que mais bactérias se proliferem e contaminem o abastecimento de água?
A LADWP realiza a desinfecção da água antes e depois de ela sair do reservatório. Nosso monitoramento da qualidade da água é rigoroso e testamos constantemente a água em cada etapa do processo de tratamento e durante a distribuição para detectar anormalidades. Hoje, a água potável de Los Angeles atende consistentemente ou supera todos os padrões de qualidade da água potável. 

As bolas de sombreamento ajudam a conservar a água que, de outra forma, seria perdida por evaporação? Se sim, em que medida?
As bolas de sombreamento contribuem para reduzir os efeitos da evaporação, diminuindo a área da superfície da água exposta ao sol e reduzindo o fluxo de vento sobre a superfície da água. Estima-se que até 90% da água que seria perdida por evaporação poderia ser economizada se o reservatório estivesse totalmente coberto com bolas de sombreamento.

Que outras medidas a LADWP está tomando para conservar água?
A cidade de Los Angeles é líder em iniciativas de conservação de água. Ao longo dos últimos 40 anos, o consumo de água per capita em Los Angeles permaneceu estável, apesar de um aumento populacional de mais de 1 milhão de pessoas.

Só este ano, Los Angeles liderou o movimento e já reduziu o consumo de água da nossa cidade em 13%. Graças a uma diretiva executiva do prefeito Garcetti, o LADWP está no caminho certo para realizar novas reduções no consumo, o que nos permitirá reduzir as importações de água em 50% até 2025.

Por que as bolas estão cheias de água?
As estruturas de sombreamento no reservatório de Los Angeles são parcialmente preenchidas com água para que tenham peso suficiente para contrabalançar a força dos ventos que tendem a empurrá-las e expor a superfície à luz solar.

As bolas de sombreamento são permanentes?
Nos reservatórios de Elysian, Ivanhoe e Upper Stone Canyon, as estruturas de sombreamento são temporárias. Em Ivanhoe, as estruturas de sombreamento serão removidas quando o reservatório Headworks East estiver concluído e em pleno funcionamento. As estruturas de sombreamento nos reservatórios de Elysian e Upper Stone Canyon serão removidas à medida que as coberturas flutuantes forem instaladas. No reservatório de Los Angeles, a solução de sombreamento com bolas é permanente. Eles serão removidos, reciclados e substituídos a cada 10 anos.

Quantas bolas são necessárias no reservatório de Los Angeles?
Três milhões de bolas cheias de ar foram implantadas nos reservatórios de Ivanhoe e Elysian. Em Upper Stone Canyon, foram lançadas 6,4 milhões de bolas cheias de ar. No reservatório de Los Angeles, foram lançadas 96 milhões de bolas cheias de água.

A LADWP considerou alternativas às bolas de sombreamento no reservatório de Los Angeles?
As estruturas de sombreamento foram uma alternativa à solução originalmente planejada para o reservatório de Los Angeles, a fim de atender aos requisitos federais de qualidade da água. O plano original era uma solução multifacetada que incluía dividir o reservatório existente em dois através da construção de uma barragem de divisão, construir novas obras de entrada e saída e instalar duas das maiores coberturas flutuantes do mundo sobre cada metade. A LADWP também teria que construir um novo reservatório para atender às necessidades operacionais enquanto o Reservatório de Los Angeles estivesse fora de serviço. Este projeto teria sido uma empreitada de grande porte e muito dispendiosa. As estimativas iniciais para um projeto desse tipo eram de pelo menos 300 milhões de dólares.

Em conjunto com a iniciativa de sombreamento, o LADWP construirá uma segunda instalação de tratamento ultravioleta, no valor de US$ 100 milhões, para tratar ainda mais a água do Reservatório de Los Angeles. Isso permitirá que o Departamento cumpra o cronograma regulamentar para o cumprimento das Regras de Tratamento de Água Superficial Aprimoradas de Longo Prazo 2, economize mais de US$ 250 milhões em custos de melhorias de capital e reduza as perdas de água.

Qual empresa fabrica as bolas de sombreamento?
Dois fornecedores disponibilizaram bolas de sombreamento para o reservatório de Los Angeles. O principal fornecedor foi a Artisan Screen Printing, uma pequena empresa de moldagem por sopro pertencente a minorias, sediada em Azusa. Eles forneceram 89,6 milhões de bolas. O segundo fornecedor foi XavierC, uma pequena corretora de propriedade feminina de Glendora que fornecia bolas fabricadas pela Microdyne Plastics de Colton. Eles forneceram 6,4 milhões de bolas.