INTRODUÇÃO

A água, para além da importância que tem na sustentabilidade da vida humana é o mais importante meio transmissor de energia, conhecido e utilizado pelo Homem.

Desde o consumo e utilizações directas que o homem lhe dá, passando pela sua importância nos mais variados processos industriais e nas técnicas mais comuns presentes no nosso dia-a-dia para melhorar as nossas condições de conforto, a água necessita de adequado acondicionamento, conforme as características que apresenta no ponto de utilização e das necessidades do utilizador.

A Tecnologia de Tratamentos de Água tem respondido ao longo dos tempos à evolução das necessidades de acondicionamento da água. Sendo uma área de conhecimento, quase que transversal às várias actividades profissionais técnicas, não é por vezes devidamente compreendida pelos profissionais envolvidos nas áreas de projecto, conservação e manutenção de instalações técnicas.

Este trabalho tem como objectivo fornecer a todos estudantes envolvidos na Análise e tratamento de água e alimentos em que a água desempenhe papel relevante, os conhecimentos fundamentais das diversas técnicas de tratamentos de água.

CONTROLO DA QUALIDADE DA ÁGUA

Conceitos

O controlo da qualidade é feito no momento em que a água entra na estação, estendendo-se até as residências, onde existe um monitoramento através de colectas nas residências, escolas, creche e hospitais, realizadas semanalmente, sendo que a potabilidade da água tem de estar de acordo com a OMS (Organização Mundial de Saúde).

Ao contrário do que muitos imaginam, a água é uma substância muito complexa. Por ser um excelente solvente, até hoje ninguém pode vê-la em estado de absoluta pureza.

Quimicamente sabe-se que, mesmo sem impurezas, a água é uma mistura de 33 substâncias distintas.

A água pura é um líquido incolor, inodoro, insípido e transparente. Entretanto, por ser um óptimo solvente, nunca é encontrada em estado de absoluta pureza, contendo várias impurezas que vão desde alguns miligramas por litro na água de chuva a mais de 30 mil miligramas por litro na água do mar. Dos 103 elementos químicos conhecidos, a maioria é encontrada de uma ou outra forma nas águas naturais.

O dióxido de carbono existente na atmosfera e também no solo, como resultado da decomposição da matéria orgânica, dissolve-se na água, aumentando ainda mais a qualidade de solvente da mesma.

A natureza e a composição do solo, sobre o qual ou através do qual a água escoa, determinam as impurezas adicionais que ela apresenta, facto agravado pelo aumento e expansão demográfica e actividades económicas na indústria e agricultura, fazendo com que não se considere segura nenhuma fonte de água superficial, sendo obrigatória uma outra forma de tratamento.

A molécula de água é formada por dois átomos de hidrogénio adjacentes a um átomo de oxigénio. Cada ligação O–H resulta da associação de um electrão do átomo de hidrogénio com um electrão do átomo de oxigénio. É este tipo de ligação, designada covalente, que confere à molécula uma estabilidade excepcional.

Geometria da molécula de água

Em termos de geometria, a molécula não é linear, mas sim angular: os dois átomos de hidrogénio encontram-se sobre dois eixos que formam um ângulo de 104,5º entre si, a uma distância de 0,96 Å do núcleo do átomo de oxigénio situado no centro da molécula. Por outro lado a distribuição das cargas é assimétrica, daí que a água possua um forte momento dipolar, que está na origem do seu grande poder enquanto solvente.

As moléculas de água mantêm permanentemente o seu aspecto, variando somente a sua configuração espacial em função das condições de temperatura e pressão e, consequentemente, do seu estado físico: sólido, líquido ou gasoso.

A energia requerida para separar as moléculas de água é muito superior à exigida por outros compostos químicos comuns, o que transmite ao vapor de água um elevado conteúdo energético tornando-o um meio eficaz de energia, utilizado nas mais variadas operações industriais e domésticas.

A água liberta mais calor na sua congelação que outros compostos vulgares. Perante qualquer variação da sua temperatura, a água absorve ou liberta mais calor que a maior parte das substâncias, pelo que é efectiva a sua acção como veículo de transferência de calor.

O aproveitamento prático destas características é reforçado com o facto de a água ser a única substância que se pode apresentar dentro das condições ambientais normais, em qualquer dos seus três estados: sólido (gelo), líquido (água) ou gasoso (vapor de água).

Todo o sistema de controlo de qualidade está integrado à Secção de Operação e Tratamento com responsável técnico profissionalmente habilitado.

Rotineiramente são feitas as seguintes análises físico-químicas no Laboratório.

a) Diariamente a cada duas horas são analisados os seguintes parâmetros:

- PH, Cloro residual, Flúor, Turbidez, Cor.

b) uma vez por semana são analisados os seguintes parâmetros:

- Alcalinidade, CO2, Alumínio, Ferro Total, Dureza, Cloretos, Matéria Orgânica.

c) Anualmente são realizados análises semestrais de metais pesados:

- Cobre, cromo, cianeto, fenol, zinco, e manganês.

d) Para realização das análises de pesticidas, cuja frequência é semestral, o SAAE contrata um laboratório particular, para verificar a presença dos seguintes parâmetros:

- Trialometanos, Clorofenois, Dodecacloro, DDT(todos), Benzeno, Endringama B.H.C(lindano), Pentaclorofenol, Endosulfan, aldrimetoxicloro e Clordano e demais parâmetros recomendados pela portaria 2.914/2011 - MS.

e) Rotineiramente são feitas no laboratório do SAAE as análises bacteriológicas, ou seja, microbiológicas, através do método Colilert, que obtém o resultado em 24 horas.

SISTEMA DE CONTROLO DA QUALIDADE DA ÁGUA

Dispositivo de monitoramento e manutenção da pressão de acordo com a norma. O Pleno garante que a água necessária para uma óptima funcionalidade do tanque de expansão seja fornecida o tempo todo. Se o nível cai abaixo do mínimo necessário, a água é inserida automaticamente no sistema. Ele monitora e controla electronicamente a reposição de água e garante máxima segurança.

Principais características

Limitação de reposição de água

Limitação automática da água de reposição com o auxílio da unidade de controle BrainCube da Pneumatex

Controle BrainCube

Auto-otimização com função de memória (PI, PI6, PI9)

Descrição técnica

Aplicação:

Sistemas de aquecimento, água gelada e solar.

Ambientes:

Fluxo de entrada: água fresca

Fluxo de saída (Consumidor): Fluido do sistema não agressivo e não tóxico.
Adição de até 50% agente anticongelante.

Pressão:

Pressão mínima admissível, PSmín: 0 bar

Temperatura:

Temperatura máxima admissível, TS: 65°C (P, PI), 30°C (PI 6, PI 9)

Temperatura mínima admissível, TSmin: 0°C

Temperatura ambiente máxima admissível, TU: 40°C

Tensão de alimentação:

230V / 50-60Hz

Classe de proteção:

Pleno P: IP 65

Pleno PI: IP 54

Material:

Pleno PI 9.1: Caixa de protecção em metal de alta qualidade.

Pleno PI 6.1, 6.2: Caixa de protecção em metal de alta qualidade com alças.

Aprovações:

Pleno PI (sem bomba): CE-testados de acordo com as exigências das directivas do estado.

Pleno PI (com bombas): CE-testados de acordo com as exigências das directivas do estado.

PARÂMETROS UTILIZADOS NA ANÁLISE DA ÁGUA

A água que se encontra na natureza jamais é pura. À medida que percorre o seu ciclo, a água absorve impurezas que reflectem a composição da atmosfera e da crosta terrestre e, retém inúmeras substâncias que advém da poluição do Homem. A presença de certas impurezas na água leva a que a qualidade passe a estar na ordem do dia a par da quantidade.

A água é um recurso renovável que cobre mais de 70% da superfície do planeta. Porém água de qualidade, compatível com usos exigentes de elevados padrões de qualidade, por exemplo água potável, é um recurso finito e cada vez mais caro.

Por outro lado, a água é um excelente meio de transferência de energia e é por isso utilizada em vários tipos de indústria e com diversos fins. Por exemplo, grandes quantidades de água são usadas para refrigeração industrial e institucional. Também aqui, a qualidade da água assume uma enorme importância. A presença de determinadas impurezas pode dar origem a sérios problemas operacionais, causados pela formação de depósitos, corrosão de metais e crescimento microbiológico e que, como consequência, levam à redução da eficiência operacional e aumentam os custos de manutenção.

Um programa de tratamento de água eficaz e bem projectado e o controlo físico-químico e bacteriológico podem reduzir muitos desses problemas.

A qualidade de água exigida pela indústria depende do uso pretendido. Água de pureza ultra-elevada é necessária aos sistemas de geradores de vapor de alta pressão, por exemplo, enquanto concentrações de impurezas relativamente altas podem ser toleradas em águas usadas em sistemas de refrigeração abertos de recirculação.

A avaliação da qualidade da água, quer ao nível da água de consumo, quer ao nível industrial, é geralmente baseada na medição de parâmetros físico-químicos e bacteriológicos que permitem o controlo das acções imediatas de condução do programa de tratamento.

De entre os parâmetros físico-químicos que caracterizam a qualidade das águas iremos de seguida descrever alguns que de uma forma rápida nos dão informação precisa da qualidade da água.

O pH permite determinar se uma água é neutra, ácida ou básica (alcalina) e em que grau. A molécula de água, H₂O, dissocia-se em iões H⁺ e OH^-, que reagem com outros componentes dissolvidos na água, podendo um deles ficar em excesso. Quando há uma maior quantidade de iões H⁺, a água é dita ácida, caso contrário, a água é básica. No caso de estarem em proporções iguais, temos uma água neutra. A escala usada para medir o pH é logarítmica e vai de 0 a 14, sendo 7 o valor da água neutra. Os valores inferiores a 7 correspondem a águas ácidas e os valores superiores a 7 a águas alcalinas.

O valor de pH da água tem influência em muitas reacções químicas que ocorrem no seio de si mesma e não só. Por exemplo, uma água com pH inferior a 6,0 é corrosiva para os metais. É também o pH que influência/controla igualmente os tratamentos químicos em águas de alimentação de caldeiras, torres de refrigeração, etc.

pH Unidade: Escala Sorensen
Instalação	Vm	VM
Água de consumo humano	6,5	9,5
Circuitos fechados	9,0	11,0
Torres de Refrigeração	7,5	9,0
Geradores de Vapor	11,0	12,5
Água de piscina	7,2	7,6

DUREZA

O denominador comum da maior parte dos problemas da água é a dureza, que se expressa pela soma das concentrações de sais de cálcio e magnésio na água. Existem dois tipos de dureza da água: a temporária e a permanente. A temporária resulta da presença dos bicarbonatos de cálcio e magnésio. A permanente está relacionada com a presença de outros sais de cálcio e magnésio, usualmente os sulfatos e cloretos.

A soma da dureza temporária e permanente é conhecida como dureza total da água e é expressa em mg/L de CaCO₃. A água descrita como dura tem muitos minerais dissolvidos, especialmente cálcio e magnésio, e não constitui um risco para a saúde mas sim um problema para os equipamentos industriais e domésticos. Por exemplo, o carbonato de cálcio forma um depósito que lentamente reduz a eficiência da transferência de calor para a água. Quando isso ocorre em grandes caldeiras, o depósito causa super-aquecimentos locais no metal da caldeira, resultando no rompimento dela.

Dureza total Unidade: mg/l CaCO₃
Instalação	Vm	VM
Água de consumo humano	----	500
Circuitos fechados	----	54
Torres de Refrigeração	----	300
Geradores de Vapor	-----	90

ALCALINIDADE

O termo alcalinidade surge do comportamento alcalino de algumas águas, devido à função dos bicarbonatos, carbonatos e hidróxidos que contêm. Como tal, a alcalinidade indica-nos a concentração destes constituintes.

O esquema mostra que a alcalinidade total é igual à soma dos três tipos de alcalinidade: do ião bicarbonato (HCO₃^-), ião carbonato (CO₃^2-) e ião hidróxido (OH^-).

O teste da fenolftaleína é utilizado para determinar a alcalinidade da solução. Por exemplo, se a alcalinidade da fenolftaleína for superior a metade da alcalinidade total, então na água não existem iões bicarbonatos.

CONDUTIVIDADE

A condutividade é a capacidade de uma solução aquosa conduzir corrente eléctrica. Esta capacidade depende da presença de iões, da sua concentração e mobilidade e, da temperatura da amostra na altura da leitura. A sua determinação permite obter uma estimativa rápida do conteúdo de sólidos de uma amostra (TDS – “Total Dissolved Salts”).

S/cmmCondutividade Unidade:
Instalação	Vm	VM
Água de consumo humano	----	400
Circuitos fechados	----	6000
Torres de Refrigeração	----	1500
Geradores de Vapor	4000	8000

CONCLUSÃO

O monitoramento e a avaliação da qualidade das águas superficiais e subterrâneas são factores primordiais para a adequada gestão dos recursos hídricos, permitindo a caracterização e a análise de tendências em bacias hidrográficas, sendo essenciais para várias actividades de gestão, tais como: planejamento, outorga, cobrança e enquadramento dos cursos de água.

A avaliação da qualidade das águas superficiais em um país de dimensões continentais como o Brasil é dificultada pela ausência de redes estaduais de monitoramento em algumas Unidades da Federação e pela heterogeneidade das redes de monitoramento existentes no País (número de parâmetros analisados, frequência de colecta).