Vídeos e fichas técnicas

Antecedentes

O elemento brometo ocorre naturalmente em fontes de água potável. O brometo pode ser convertido em bromato na água tratada com ozono. A água tratada na Los Angeles Aqueduct Filtration Plant (LAAFP) é analisada regularmente para deteção de bromato, uma vez que se sabe que as nossas águas de origem contêm brometo e que o ozono é utilizado no nosso processo de tratamento. O brometo não está regulamentado. No entanto, a Agência de Proteção Ambiental dos EUA (US EPA) estabeleceu um limite para o bromato na água potável de 10 microgramas/litro (µg/L). Um µg/L é o equivalente a 1 parte por bilião (ppb). Um ppb é o equivalente a uma pinta em 120 milhões de galões de água. O efluente do LAAFP tem uma média inferior a 5,0 µg/L de bromato.

Depois de a água ser tratada no LAAFP, é necessário um desinfetante secundário para garantir a segurança da água tratada à medida que esta viaja através do sistema de distribuição; reservatórios, tanques, condutas e, finalmente, até à sua torneira. Três produtos químicos são aprovados pela EPA dos EUA como desinfectantes secundários: cloro, dióxido de cloro e cloramina. Antes da conversão de todo o sistema para cloramina em 2014, o cloro era utilizado como desinfetante secundário.

Antes de 2009, seis dos nossos reservatórios de distribuição permaneciam descobertos ou "a céu aberto". Os nossos reservatórios não cobertos continham água clorada e eram frequentemente tratados com cloro adicional, mas não com ozono, para controlar as algas.

Em 2007, foram detectados níveis elevados de bromato em três reservatórios não cobertos: Elysian, Ivanhoe e Silver Lake. Os níveis de bromato nestas albufeiras eram mais elevados do que os níveis detectados no efluente do LAAFP e excediam o limite estabelecido pela US EPA. A água enviada para os três reservatórios inclui normalmente águas subterrâneas tratadas misturadas com águas superficiais do LAAFP. Sabe-se que as águas subterrâneas também contêm brometo; no entanto, como o ozono não é utilizado para tratar as águas subterrâneas, a formação de bromato nunca foi esperada.

Investigação

Foi lançada uma investigação para determinar como o brometo nas águas subterrâneas estava a ser convertido em bromato na ausência de ozono. Entretanto, foram tomadas medidas operacionais para minimizar a formação de bromato. Isto exigiu a limitação das águas subterrâneas como fonte para os reservatórios, bem como a monitorização contínua do bromato.

Suspeitou-se que a luz solar poderia ser um fator na formação de bromato. Nas nossas experiências, garrafas contendo água da albufeira (que continha brometo e cloro) foram suspensas a diferentes profundidades na albufeira de Silver Lake (uma albufeira aberta). A água das garrafas foi então analisada para deteção 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 no reservatório em dias ensolarados e nublados também foram comparados; a formação de bromato em dias nublados foi de 15-20% do que em dias ensolarados. A conclusão: a água com brometo e cloro formava bromato na presença da luz solar.

Solução

A solução era límpida; proteger os reservatórios da luz solar. Infelizmente, a conceção e a construção de coberturas de reservatórios demorariam anos. Era necessária uma alternativa mais rápida porque uma das nossas principais fontes de água, as águas subterrâneas, não estava a ser totalmente utilizada e os níveis de bromato tinham de ser controlados.

As bolas de sombra, também conhecidas como "bolas de pássaros" porque são utilizadas para manter as aves afastadas das massas de água perto das pistas dos aeroportos, foram exploradas como uma alternativa potencial.

As bolas de sombra tinham de cobrir suficientemente a superfície da água para bloquear a luz solar suficiente e também tinham de ser adequadas para utilização em água potável. As bolas de sombra que cumprem os requisitos têm 4 polegadas de diâmetro, são feitas de plástico de polietileno de alta densidade e aprovadas para utilização em água potável pela Norma Internacional 61 da National Sanitation Foundation (NSF). A NSF é uma organização independente, acreditada, de saúde e segurança. Embora tenham sido consideradas outras cores, o preto foi escolhido porque a cor demonstrou ser menos suscetível à degradação pela radiação ultravioleta (luz solar). A água em contacto com as bolas de sombra tem sido consistentemente testada como segura para todas as utilizações.

As bolas de sombra têm sido muito eficazes na redução da exposição à luz; bloqueiam 95% da luz solar e evitam a formação de bromato.

Mais benefícios da Shade Ball

As bolas de sombra cobrem agora os nossos quatro reservatórios abertos restantes - Elysian, Ivanhoe, Upper Stone Canyon e Los Angeles. O Silver Lake foi retirado de serviço em 2013. Para além de serem a solução para a formação de bromato, as bolas de sombra têm sido benéficas para nos ajudar a cumprir a Regra dos Desinfectantes e Subprodutos de Desinfeção (DBP) da Fase 2. A Regra DBP Fase 2 estabelece limites para a quantidade de desinfetante utilizado e exige uma redução dos níveis de subprodutos de desinfeção na água potável em todo o sistema. As bolas de sombra ajudam a reduzir drasticamente a quantidade de cloro anteriormente utilizada para o controlo das algas (as algas precisam de luz solar para crescer), o que resulta em poupanças substanciais nos custos de tratamento e em níveis mais baixos de subprodutos de desinfeção em todo o sistema.

As bolas de sombra também servem como uma solução provisória para a Regra de Tratamento de Águas Superficiais Melhorado a Longo Prazo (LT2), enquanto cobrimos, substituímos ou fornecemos tratamento adicional para a água nestes reservatórios abertos restantes. Além disso, as bolas de sombra provaram ser uma óptima ferramenta de conservação da água, reduzindo drasticamente a evaporação. De facto, só no reservatório de Los Angeles, estamos a poupar mais de 300 milhões de galões de água por ano. As bolas de sombra são um ganho definitivo para os nossos clientes.

Para obter mais informações sobre a Regra DBP da Fase 2 & LT2, aceda a Regulamentos.

Para mais informações sobre os nossos reservatórios abertos, consulte Projectos e Iniciativas.

Perguntas mais frequentes

Qual é o principal objetivo da colocação de bolas de sombra na superfície dos reservatórios de L.A.?
As pequenas bolas de plástico preto protegem a qualidade da água, impedindo as reacções químicas desencadeadas pela luz solar. Um investimento rentável que ajuda a fazer com que o reservatório de Los Angeles cumpra os requisitos federais de qualidade da água, prevê-se que as bolas de sombra poupem 250 milhões de dólares quando comparadas com o número e a magnitude de projectos e soluções alternativos considerados para atingir esse objetivo. Essas alternativas incluíam a divisão da albufeira em duas, com uma barragem de ligação, e a instalação de duas coberturas flutuantes que teriam custado mais de 300 milhões de dólares. Pelo contrário, cada bola de sombra foi colocada a um custo de 36 cêntimos, o que fez com que o custo total do projeto do Aqueduto de Los Angeles fosse de aproximadamente 34,5 milhões de dólares. As bolas de sombra também evitarão a perda anual por evaporação de cerca de 300 milhões de galões de água.

É seguro que as bolas de sombra entrem em contacto com a água potável?
O plástico utilizado para fabricar as bolas de sombra é de qualidade alimentar e não apresenta problemas conhecidos em termos de saúde e segurança. De facto, o mesmo plástico é utilizado nas condutas de água em todo o mundo. O material da bola de sombra e o processo de produção foram certificados pela National Sanitation Foundation (NSF) International. As bolas cumprem as normas federais e são consideradas seguras para entrar em contacto com a água potável.

Quando é que a LADWP iniciou esta estratégia?
O Dr. Brian White, um biólogo do LADWP, agora reformado, foi a primeira pessoa a pensar na utilização de bolas de sombra para a qualidade da água. A ideia surgiu-lhe quando tomou conhecimento da aplicação de "bolas de pássaros" em lagos ao longo das pistas de aterragem. A solução inovadora e interna tem sido utilizada nos reservatórios ao ar livre da LADWP desde 2008 para bloquear a luz solar, evitar reacções químicas e reduzir a proliferação de algas. Atualmente, nas albufeiras de Upper Stone, Elysian e Ivanhoe, as bolas de sombra têm a vantagem adicional de reduzir a evaporação das superfícies das albufeiras em 85% a 90%.

Esta medida revelou-se eficaz noutros reservatórios? 
As bolas de sombra controlaram eficazmente a formação de algas e bromatos provocados pelo sol em todos os reservatórios instalados, juntamente com os benefícios adicionais de custos operacionais tácticos e químicos evitados. Foram colocadas bolas de sombra na albufeira de Ivanhoe em setembro de 2008, na albufeira de Elysian em fevereiro de 2009 e na albufeira de Upper Stone Canyon em abril de 2012.

De que materiais são feitas as bolas de sombra?
As bolas de sombra são feitas de resina de polietileno de alta densidade (HDPE) com um corante preto que inibe a degradação da luz ultra-violeta. Todas as bolas de sombra têm um diâmetro exterior de 4 polegadas. As bolas utilizadas na barragem de Los Angeles pesam 40 gramas e são enchidas com 200 gramas de água potável para lhes dar peso, de modo a não serem arrastadas pelas rajadas de vento, uma vez que a barragem está situada numa zona de fortes rajadas. As bolas de sombra existentes noutros reservatórios de Los Angeles - Elysian, Ivanhoe e Upper Stone Canyon - são ocas e não estão cheias de água.

Porque é que as bolas são pretas? As cores mais claras não seriam melhores para desviar o calor?
As bolas são pretas porque têm "negro de carbono" como agente estabilizador de UV, o que lhes confere a sua vida útil. Foram consideradas outras cores, como o branco, mas não foram selecionadas por conterem corantes que poderiam lixiviar para a água. Foi considerada uma tonalidade azul que é de qualidade alimentar e não é um potencial contaminante. No entanto, os fabricantes não tinham a certeza de que as bolas durassem mais de um ano ao sol. As bolas pretas provaram sobreviver ao ar livre e estão aprovadas para contacto com água potável. De acordo com a NSF International, que testou e certificou as bolas para contacto com a água potável, o negro de carbono torna, de facto, o plástico mais estável do ponto de vista térmico, estrutural e químico e resistente à degradação dos raios UV.

Não será que isto agrava o efeito de ilha de calor e/ou cria um viveiro de bactérias? 
Não encontrámos efeitos térmicos significativos ou anormais na água. Observamos que, embora a superfície superior das bolas de sombra absorva o calor, este não é bem conduzido (o plástico é um mau condutor de energia) para a superfície da água e para o ar. Em vez disso, as bolas de sombra funcionam como um cobertor isolante de 4 polegadas, uma vez que os 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 à superfície.

Foram consideradas bolas noutras cores?
Sim. A LADWP trabalhou com os fabricantes para considerar outras cores, incluindo o azul. No entanto, a falta de estabilizadores e inibidores de UV nas resinas de cor testadas não resistiu bem à luz solar e as bolas ter-se-iam degradado num prazo de um a cinco anos. Outras cores não bloqueariam totalmente a luz UV e teriam exigido corantes, que se lixiviam na água. O negro de fumo não emite nem liberta quaisquer substâncias químicas.

As bolas que continham o negro de fumo bloqueavam mais eficazmente a luz solar e resistiam mais tempo à degradação. As bolas de sombra pretas também foram certificadas como sendo seguras para entrar em contacto com a água potável pela NSF International.

As bolas são feitas de material reciclado?
Não.  Apenas é utilizado polietileno de alta densidade novo.  As bolas são totalmente recicláveis.

As bolas são recicláveis? Qual é o plano da cidade para eliminar/reciclar as bolas após a sua utilização?
Sim.  As ideias de reutilização ou reaproveitamento serão consideradas antes de os enviar para reciclagem quando já não forem necessários.

Será que o sol e o calor vão degradar as bolas de sombra em microplásticos que acabarão na água potável?
Desde que iniciou este método em 2008, a LADWP não viu qualquer prova de que as bolas de sombra se tenham degradado em "microplásticos". A água do reservatório é amostrada extensivamente em todo o sistema e não foram detectados pedaços de plástico ou lixiviação química das bolas de sombra. 

Irá o plástico lixiviar desreguladores endócrinos ou causar contaminação bacteriana na água potável de L.A.?
A LADWP efectua testes a mais de 100 compostos e não encontrou níveis de preocupação nos resultados. Os testes começaram antes de as bolas de sombra serem entregues, com testes de lixiviação de certificação pela NSF International para cumprir os seus rigorosos requisitos NSF Standard-61 para quaisquer materiais em contacto com água potável. Estes testes têm continuado com os nossos próprios testes trimestrais regulares do reservatório e da água de distribuição para bactérias e compostos químicos desde 2008. Se os testes continuados indicarem um problema no futuro, a LADWP poderá detectá-lo e reagir imediatamente. 

O controlo diário da qualidade da água e as operações de manutenção da LADWP não detectaram efeitos térmicos anormais nem a proliferação de bactérias nos reservatórios em resultado da utilização das bolas de sombra. Para responder a preocupações sobre possíveis reacções bacterianas, o LADWP implementa desinfectantes da água após a filtração e novamente após a saída do reservatório. O nosso controlo da qualidade da água é vigoroso e procuramos constantemente detetar quaisquer anomalias.

O plástico é de qualidade alimentar e não apresenta problemas conhecidos em termos de saúde e segurança. De facto, a LADWP utiliza o mesmo plástico para as condutas de água, e também elas estão autorizadas para uma utilização segura pelas autoridades competentes reconhecidas a nível nacional. Além disso, o LADWP testou a água deste tipo de plástico para os seguintes compostos e químicos desreguladores endócrinos, e nenhum foi detectado:  

• Alacloro
• Atrazina
• Benzo(a)pireno
• Benzilbutilftalato
• Biocida
• Bisfenol-A
• Cádmio
• Clorofórmio
• Adipato de di(2-etil-hexilo)
• Ftalato de di(2-etil-hexilo)
• Dibromocloropropano (DBCP)
• Dibromometano
• Diethylphthalate
• Dimetilftalato
• Di-n-butilftalato
• Di-n-octilftalato
• Subprodutos da desinfeção [byproducts are present but not due to plastic]
• Retardadores de fogo/chama
• Aditivos para gasolina
• Metais pesados
• Mercúrio
• Molinato
• Solventes orgânicos
• Produtos orgânicos na produção de plásticos
• Produtos orgânicos na produção de corantes
• Produtos orgânicos na produção de PVC
• Pentaclorofenol
• Pesticidas
• Fenol
• Refrigerante
• Simazina
• Tiobencarbe

Contra que tipo de problemas de qualidade da água é que as bolas de sombra protegem?
Devido à seca, a cidade está a depender de maiores quantidades de água do Aqueduto da Califórnia, que é rica em brometo, particularmente em anos secos. O problema é que pode ocorrer uma reação química quando a água clorada que contém níveis elevados de brometo é exposta à luz solar, criando bromato, um suspeito agente cancerígeno. O bromato é um contaminante regulamentado da água potável que é um subproduto de desinfeção conhecido do tratamento de ozonização, mas a sua formação em massas de água abertas não era esperada. As bolas de sombra reduzem significativamente a exposição à luz solar, impedindo essa reação química e protegendo o nosso abastecimento de água da contaminação.

Os reservatórios não cobertos, como o Reservatório de Los Angeles, são propensos à formação de algas devido à exposição à luz solar, o que requer cloro para tratamento. As algas decompõem-se ao longo do tempo, transformando-se em matéria orgânica que reage com o cloro para formar subprodutos de desinfeção (DBP) que devem ser minimizados ao abrigo dos regulamentos de qualidade da água estabelecidos pela EPA dos EUA e pelo Conselho de Controlo dos Recursos Hídricos do Estado, Divisão de Água Potável (DDW). O objetivo destas albufeiras é reduzir a exposição à luz solar, a fim de reduzir o uso de algas e de cloro, reduzindo assim a formação de DBPs.

Como é que as bolas de sombra reduzem a quantidade de cloro utilizada no tratamento da água?
O cloro é utilizado para tratar o crescimento de algas. A utilização de bolas de sombra reduz consideravelmente a quantidade de crescimento de algas nos reservatórios devido à exposição bloqueada à luz solar, reduzindo assim as necessidades diárias de cloro no reservatório de Los Angeles, o que resultou numa poupança de quase 28 000 dólares por mês, tendo em conta os custos actuais do cloro. Mais importante ainda, a redução da quantidade de fornecimentos de cloro resultou em melhores condições de segurança para os empregados e para os residentes nas proximidades.

Que tipo de regulamentação governamental em matéria de qualidade da água cumprem as bolas de sombra?
Para o reservatório de Los Angeles, as bolas de sombra, em conjunto com o tratamento UV e as modificações operacionais do sistema de distribuição de água, permitirão à LADWP cumprir os regulamentos estatais e federais relativos à qualidade da água do Conselho Estatal de Controlo dos Recursos Hídricos, da Divisão de Água Potável (DDW) e da Agência de Proteção Ambiental dos EUA (EPA). Estes regulamentos incluem o Safe Drinking Water Act (SDWA) e o Stage 2 Disinfectants and Disinfection Byproducts Rule (Stage 2 DBP Rule) da US EPA.

Será a LADWP a primeira a utilizar bolas de sombra?
Não. As bolas de plástico existem há muitas décadas e têm tido uma variedade de aplicações noutros campos. Têm sido utilizados sobretudo em aeroportos ou na sua proximidade para minimizar os ataques de aves e na indústria mineira para controlar a perda de água por evaporação. No entanto, a LADWP é a primeira empresa de serviços públicos a utilizar bolas de sombra para atenuar os problemas de qualidade da água potável.

Qual é o tempo de vida das bolas de sombra?
As esferas têm uma vida útil de pelo menos 10 anos. As bolas de sombra acabarão por perder a integridade estrutural e poderão partir-se ao meio ou falhar nas costuras ao fim de uma década, altura em que serão removidas e totalmente recicladas. 

As bolas permitirão que outras bactérias se desenvolvam e entrem no abastecimento de água?
A LADWP assegura a desinfeção da água antes e depois de esta sair do reservatório. O nosso controlo da qualidade da água é rigoroso e testamos constantemente a água em cada etapa do processo de tratamento e durante a distribuição para detetar anomalias. Atualmente, a água potável de L.A. cumpre consistentemente ou é melhor do que todas as normas de qualidade da água potável. 

As bolas de sombra ajudam a conservar a água que de outra forma se perderia por evaporação? Em caso afirmativo, quanto?
As bolas de sombra contribuem para reduzir os efeitos da evaporação, reduzindo a área da superfície da água exposta ao sol e reduzindo o fluxo de vento acima da superfície da água. Estima-se que até 90% de água que se perderia devido à evaporação poderia ser poupada quando o reservatório estivesse totalmente coberto com bolas de sombra.

Que mais está a LADWP a fazer para poupar água?
A cidade de Los Angeles é líder nos esforços de conservação da água. Nos últimos 40 anos, o consumo de água per capita de Los Angeles manteve-se estável, apesar do aumento da população em mais de um milhão de pessoas.

Só este ano, Los Angeles liderou o esforço e já reduziu o consumo de água da nossa cidade em 13%. Graças a uma diretiva executiva do Presidente da Câmara Garcetti, a LADWP está no bom caminho para fazer mais reduções de utilização que nos permitirão reduzir as importações de água comprada em 50% até 2025.

Porque é que as bolas estão cheias de água?
As bolas de sombra no reservatório de Los Angeles estão parcialmente cheias de água para as tornar mais pesadas e contrariar a força dos ventos que tende a afastar as bolas de sombra e a expor a superfície à luz solar.

As bolas de sombra são permanentes?
Nas barragens de Elysian, Ivanhoe e Upper Stone Canyon, as bolas de sombra são temporárias. Em Ivanhoe, as bolas de sombra serão removidas quando o Reservatório Leste de Headworks estiver concluído e totalmente operacional. As bolas de sombra nos reservatórios Elysian e Upper Stone Canyon serão removidas à medida que as coberturas flutuantes forem instaladas. Na barragem de Los Angeles, a solução da bola de sombra é permanente. Serão removidos, reciclados e substituídos de 10 em 10 anos.

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

A LADWP considerou alternativas às bolas de sombra no reservatório de Los Angeles?
As bolas de sombra foram uma alternativa à solução original planeada na barragem de Los Angeles para cumprir os requisitos federais de qualidade da água. O plano original era uma solução multifacetada que incluía a divisão da albufeira existente em duas, através da construção de uma barragem de divisão, a construção de novas obras de entrada e saída e a instalação de duas das maiores coberturas flutuantes do mundo em cada metade. A LADWP também teria de construir um novo reservatório para fazer face às necessidades operacionais enquanto o reservatório de Los Angeles estivesse fora de serviço. Este projeto teria sido um grande empreendimento e muito dispendioso. As primeiras estimativas de um projeto deste tipo apontavam para, pelo menos, 300 milhões de dólares.

Em conjunto com o esforço da bola de sombra, a LADWP construirá uma segunda instalação de tratamento ultravioleta no valor de 100 milhões de dólares para continuar a tratar a água do reservatório de Los Angeles, permitindo que o departamento cumpra o seu calendário regulamentar de conformidade com as regras de tratamento de águas superficiais melhoradas de longo prazo 2, poupe mais de 250 milhões de dólares em custos de melhoria de capital e reduza as perdas de água.

Que empresa fabrica as bolas de sombra?
Dois vendedores forneceram bolas de sombra para o reservatório de Los Angeles. O principal fornecedor foi a Artisan Screen Printing, uma pequena empresa de moldagem por sopro pertencente a uma minoria, sediada em Azusa. Forneceram 89,6 milhões de bolas. O segundo fornecedor foi a XavierC, uma pequena empresa de Glendora, que fornece bolas fabricadas pela Microdyne Plastics, de Colton. Forneceram 6,4 milhões de bolas.