Ozônio e cloro em garrafas de água hidrogenada: por que as baratas têm cheiro e como testar a sua

Se uma garrafa de água hidrogenada já teve um leve cheiro de piscina ou um cheiro mais pungente, parecido com o interior de uma sala com fotocopiadoras, esse cheiro não é automaticamente perigoso, mas indica um processo químico real que vale a pena entender antes de decidir o que significa para a água que você está prestes a beber. A eletrólise, reação da qual toda garrafa de água hidrogenada depende, divide a água em hidrogênio em um eletrodo e oxigênio no outro e, em condições específicas, também pode produzir pequenas quantidades de cloro ou ozônio como reações secundárias no ponto onde ocorre a oxidação. Se esses subprodutos chegam à água que você bebe depende menos do preço da garrafa e muito mais de o design interno da câmara manter ou não esse lado da reação fisicamente separado da câmara de água potável.

• O cloro pode se formar quando os vestígios de cloreto naturalmente presentes na água da torneira são oxidados no ânodo, em vez de se formar oxigênio ali, como normalmente acontece.
• O ozônio é uma reação secundária distinta, que se torna mais provável quando a tensão de operação da célula ultrapassa o estritamente necessário para dividir a água.
• Um design de câmara com membrana separadora (SPE/PEM) conduz esses gases do lado do ânodo para fora por uma saída de ventilação própria, em vez de deixá-los se misturar novamente à câmara de água.
• Uma fita de teste de cloro livre pode indicar a presença de cloro em casa em poucos minutos, mas um resultado negativo não diz nada sobre ozônio ou qualquer outro subproduto.
• Testes laboratoriais independentes, em vez do cheiro por si só, são a forma mais confiável de confirmar o que o design de uma determinada garrafa realmente impede de chegar à água.

De onde vem o cheiro de piscina

A água da torneira quase sempre contém vestígios de cloreto remanescentes do tratamento municipal. Quando essa água fica entre os eletrodos durante a eletrólise, os íons cloreto podem ser oxidados no ânodo e formar gás cloro, em vez de o ânodo produzir oxigênio, como acontece na água pura (fonte: Eletrólise da água). A mesma química básica acontece em escala industrial no processo cloro-álcalis, no qual a semirreação do ânodo é descrita simplesmente como íons cloreto perdendo elétrons para formar gás cloro (fonte: Processo cloro-álcalis). Uma garrafa de água hidrogenada usa uma corrente muito menor por um período muito mais curto, mas a reação que possibilita a formação de cloro é a mesma.

O ozônio se forma por uma via relacionada, mas distinta. Ele pode se formar no ânodo de uma célula eletroquímica como uma reação secundária indesejada quando a tensão da célula ultrapassa o estritamente necessário para dividir a água em hidrogênio e oxigênio, um comportamento documentado em configurações laboratoriais de eletrólise que ultrapassam esse limite (fonte: Ozônio). Se os componentes eletrônicos de uma determinada garrafa operam com folga abaixo desse limite ou chegam a ultrapassá-lo durante um ciclo é um detalhe de design e fabricação que geralmente não dá para observar do lado de fora. Por isso, o design da câmara merece mais atenção do que um único número nas especificações do produto.

Cloro e ozônio: duas reações diferentes, dois cheiros diferentes

Como o cloro e o ozônio vêm de reações diferentes, eles não necessariamente aparecem juntos, e uma garrafa que produz vestígios de um não é prova de que também produz o outro. O cloro tem o cheiro forte e familiar de uma piscina clorada. O ozônio tem um cheiro mais metálico, parecido com o que se percebe perto de uma impressora a laser ou depois de uma tempestade com raios. Tratar “um cheiro químico” como se fosse um único problema deixa de lado a pergunta mais útil: para onde o design da sua câmara foi feito para conduzir esses gases, afastando-os da água?

Por que algumas garrafas liberam os gases e outras não

Em uma garrafa com câmara única, a água ao redor dos dois eletrodos é a mesma que você vai beber. Assim, tudo o que se forma no ânodo — seja um vestígio de cloro, um vestígio de ozônio ou apenas oxigênio comum — não tem para onde ir e se mistura diretamente à água. Um design com membrana separadora, muitas vezes descrito como SPE ou PEM, mantém o lado do ânodo fisicamente separado da câmara de água por uma membrana de polímero sólido. Assim, esses gases são conduzidos para fora por uma saída de ventilação própria, em vez de permanecerem na câmara de onde você bebe. É assim que a explicação da própria Hydrion sobre o funcionamento dessas garrafas descreve a função da membrana: manter os lados dos eletrodos separados para que os subprodutos formados ali saiam por uma saída própria e apenas o hidrogênio chegue à água que você bebe. Esse artigo explica melhor o mecanismo se você quiser entender o funcionamento geral da tecnologia SPE/PEM, em vez da questão dos subprodutos, que é o foco deste texto.

Como identificar no produto um design com câmaras separadas

Uma garrafa com câmaras separadas geralmente tem uma pequena abertura de ventilação na parte de baixo ou na lateral, diferente da abertura para enchimento. Vale a pena procurá-la nas fotos do produto, em vez de aceitar sem questionar frases como “hidrogênio puro”. Essa mesma saída também é responsável pelo chiado ou pela resistência que algumas pessoas percebem ao abrir a garrafa logo após um ciclo. Essa é uma questão distinta, relacionada à pressão, abordada em uma análise específica sobre por que as garrafas de hidrogênio chiam ou parecem difíceis de abrir. O que é fisicamente essa saída e por que a garrafa precisa dela é explicado em mais detalhes em uma análise mais detalhada do orifício de ventilação na parte de baixo da garrafa.

Por que o cheiro, ou a ausência dele, é um indício útil, mas não conta a história toda

O olfato humano é realmente sensível ao ozônio. A maioria das pessoas consegue detectá-lo em concentrações próximas de 0,01 parte por milhão no ar, muito abaixo da faixa de 0,1 a 1 ppm, na qual ele começa a causar dor de cabeça ou irritação nos olhos e no sistema respiratório (fonte: Ozônio), e a diferença entre esses dois valores importa de duas maneiras. Sentir um leve cheiro perto de uma garrafa aberta não é, por si só, uma emergência médica, pois a concentração percebida está muito abaixo daquela em que começam os estudos sobre irritação. Ainda assim, é um sinal de que algo está chegando ao ar ao redor da garrafa, embora um design com ventilação adequada devesse conduzi-lo para outro lugar.

Os limites de exposição ocupacional são uma referência útil para entender a escala, não um veredito sobre uma única garrafa. O limite máximo recomendado pelo NIOSH para o ozônio é de 0,1 ppm, e o limite de exposição permissível da OSHA para exposição prolongada no ar de locais de trabalho também é de 0,1 ppm, embora sejam definidos de formas diferentes: o valor do NIOSH é um limite máximo que nunca deve ser ultrapassado, enquanto o da OSHA é uma média ponderada ao longo de oito horas. O nível considerado imediatamente perigoso para a vida ou a saúde é de 5 ppm (fonte: NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards — Ozônio). Esses valores descrevem a exposição contínua durante um turno de trabalho, uma situação diferente de um breve momento perto de uma garrafa de água aberta. Portanto, vale conhecê-los para entender o quanto seu nariz já é sensível, e não como um limite de aprovação ou reprovação a ser aplicado neste caso.

Uma garrafa sem cheiro também não prova nada. Um design com ventilação adequada não deve ter um cheiro perceptivelmente diferente do da água usada para enchê-la, pois os subprodutos devem sair pela abertura de ventilação, em vez de chegar ao ar perto da abertura pela qual você bebe. O cheiro, por si só, em qualquer direção, só permite concluir até certo ponto. É aí que os testes laboratoriais independentes têm uma função real, mas mais restrita do que pode parecer à primeira vista. Um relatório laboratorial independente da SGS sobre as garrafas Hydrion Core e Pulse avaliou um conjunto de 34 parâmetros de segurança da água, entre eles platina e titânio, que poderiam vir dos próprios eletrodos, além de ânions comuns e pH, e constatou que todos estavam abaixo dos limites de detecção ou quantificação. Esse resultado é uma evidência de que os eletrodos não estão liberando metais na água — uma garantia legítima, mas diferente da questão do cloro e do ozônio abordada nesta seção, já que o conjunto de análises não testa nenhum desses gases. Vale procurar em qualquer garrafa, não apenas nas da Hydrion, um relatório que documente tão detalhadamente a liberação de materiais dos eletrodos. Mas ele responde se há metais passando para a água, não se cloro ou ozônio chegaram até ela. Para responder a essa questão mais específica, é preciso fazer um teste direcionado, como o teste de cloro livre descrito a seguir, ou consultar um relatório laboratorial que avalie explicitamente o cloro e o ozônio.

Um teste simples que você pode fazer em casa

Uma fita de teste de cloro livre é um produto de baixo custo, vendido para testar a água de piscinas ou da torneira, que muda de cor na presença de cloro livre. Ela funciona da mesma maneira com água hidrogenada e com qualquer outra amostra de água. Para usá-la, prepare uma nova porção de água hidrogenada, mergulhe a fita rapidamente conforme as instruções e compare a cor obtida com a escala impressa no recipiente ou na embalagem. Se você tiver outra garrafa à mão, fazer o mesmo teste com as duas ao mesmo tempo permite uma comparação direta, em vez de uma única leitura que você precisa interpretar isoladamente.

Considere o resultado uma resposta parcial, não definitiva. A fita pode indicar a presença de cloro livre, o que é útil, mas não consegue detectar ozônio nem qualquer outro gás. Portanto, um resultado negativo não significa que a garrafa esteja livre de todos os possíveis subprodutos. Curiosamente, em outro contexto, a presença de um leve cheiro de cloro nem sempre é um mau sinal: as orientações para emergências relacionadas à água potável consideram um leve odor de cloro um indicador prático de que há uma dose de desinfetante na água tratada da torneira (fonte: Desinfecção emergencial da água potável — EPA). Esse contexto, porém, não se aplica diretamente a uma garrafa de hidrogênio, pois nela o cloro viria da eletrólise, e não de um tratamento intencional. Ainda assim, é um lembrete de que um cheiro de cloro não é automaticamente o sinal alarmante que pode parecer fora de contexto.

O que observar ao escolher uma garrafa

Comece pelo design da câmara, não pela linguagem de marketing usada no anúncio. Procure uma descrição explícita de um design com câmaras separadas ou SPE/PEM e uma saída de ventilação visível nas fotos do produto. Um anúncio que apenas afirma “hidrogênio puro”, sem explicar como o lado dos eletrodos é isolado, não informa para onde vão os subprodutos. Depois, procure dados de testes feitos por terceiros acreditados, em vez de confiar na descrição do vendedor sobre a qualidade da água, da mesma forma que o relatório da SGS mencionado acima documenta parâmetros específicos, em vez de fazer afirmações genéricas sobre pureza.

O preço não é um indicador confiável de nenhuma dessas características. Um preço mais alto não garante uma câmara separada, e um preço mais baixo não significa que ela não exista. Por isso, os detalhes de construção e o relatório laboratorial informam muito mais do que o valor anunciado. A garrafa Hydrion Core é um exemplo documentado de design com câmaras separadas, respaldado por um relatório de terceiros publicado. Ela é uma referência útil do que verificar em qualquer garrafa que você esteja considerando, inclusive nas de outras marcas.

Se você está avaliando questões de segurança mais amplas, além dos subprodutos especificamente — da desinfecção aos efeitos colaterais em geral —, elas são abordadas separadamente em uma análise mais abrangente sobre segurança da água hidrogenada, efeitos colaterais e mitos, em vez de serem incluídas neste texto.

Um cheiro de piscina ou metálico vindo de uma garrafa de água hidrogenada tem uma explicação química real: não é necessariamente inofensivo nem automaticamente perigoso. O cloro e o ozônio podem surgir como reações secundárias no ânodo durante a eletrólise, e se algum deles chega ao copo depende de o design da câmara da garrafa conduzir esse lado da reação para longe da água ou deixá-lo no mesmo espaço. Uma fita de teste, uma olhada na saída de ventilação e um relatório laboratorial autêntico feito por terceiros vão informar muito mais sobre uma garrafa específica do que o cheiro, por si só, jamais poderia.