tratamento de agua 3

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Tratamento de Água
Material Teórico
Responsável pelo Conteúdo:
Prof. Dr. Fernando Freitas de Oliveira 
Revisão Textual:
Profa. Ms. Luciene Oliveira da Costa Santos
Captação, Tratamento e Distribuição de Água
• Métodos de Tratamento de Água
• Captação de Água em Mananciais
• Corrosividade e Agressividade da Água
• Geração de Resíduos em Estações de Tratamento de Água
 · Nesta unidade, serão apresentadas as etapas de um sistema de 
abastecimento público composto por uma Estação de Tratamento 
de Água (ETA) do tipo convencional.
OBJETIVO DE APRENDIZADO
Captação, Tratamento e Distribuição 
de Água
Orientações de estudo
Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem 
aproveitado e haja uma maior aplicabilidade na sua 
formação acadêmica e atuação profissional, siga 
algumas recomendações básicas: 
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Determine um 
horário fixo 
para estudar.
Aproveite as 
indicações 
de Material 
Complementar.
Não se esqueça 
de se alimentar 
e se manter 
hidratado.
Aproveite as 
Conserve seu 
material e local de 
estudos sempre 
organizados.
Procure manter 
contato com seus 
colegas e tutores 
para trocar ideias! 
Isso amplia a 
aprendizagem.
Seja original! 
Nunca plagie 
trabalhos.
Assim:
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
da sua rotina. Por exemplo, você poderá determinar um dia e 
horário fixos como o seu “momento do estudo”.
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar, lembre-se de que uma 
alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo.
No material de cada Unidade, há leituras indicadas. Entre elas: artigos científicos, livros, vídeos e 
sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade. Além disso, você também 
encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar, que ampliarão sua 
interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados.
Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discussão, 
pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento, além de propiciar o contato 
com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e aprendizagem.
UNIDADE Captação, Tratamento e Distribuição de Água
Contextualização
A água percorre um longo caminho desde o manancial até o endereço do 
seu consumidor. Além do transporte, neste trajeto, a água deve se adequar aos 
padrões de qualidade exigidos para o consumo. Esse trabalho é feito nas Estações 
de Tratamento de Água (ETAs), consideradas verdadeiras fábricas de produção de 
água potável. 
Estas estações contemplam etapas em série pelas quais a água passa para 
melhorar sua qualidade. Estas etapas podem ser mais ou menos complexas de 
acordo com o estado da água a ser tratada e do ambiente onde ela foi captada.
Geralmente, as ETAs são constituídas por sistemas que realizam as etapas de 
coagulação, floculação, decantação, filtração, cloração, ajuste de pH e fluoretação, 
que removem grande parte das impurezas e ajustam outros parâmetros de 
importância sanitária. Dizemos que as estações que operam com essas etapas 
possuem um tipo de tratamento convencional, tendo em vista que esse tipo de 
tratamento é amplamente utilizado, sobretudo para o abastecimento público.
A água produzida em uma ETA pode ser utilizada tanto para o abastecimento 
doméstico, como para outros usos, incluindo o industrial, embora seja importante 
ressaltar que uma parte das indústrias possuem seus próprios sistemas de 
tratamento de água, sobretudo quando o processo industrial necessite de uma 
água com qualidade superior àquela oferecida no sistema de abastecimento 
público convencional. 
Como você viu em unidades anteriores os mananciais podem ter sua qualidade 
ambiental reduzida pela ação antrópica e a água considerada de baixa qualidade 
pode colocar em risco a saúde de quem a consome. Desde sua origem na Escócia, 
em 1804, com a construção do primeiro filtro lento de areia por John Gibb, o 
tratamento de água para abastecimento público é tido como uma ação que visa 
prioritariamente à proteção da saúde humana. Embora sejam fundamentais 
no fornecimento de água, também vale ressaltar que as ETAs também geram 
resíduos, na maioria das vezes, demandam grandes áreas para construção, além de 
modificarem o ambiente com a captação de água.
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Métodos de Tratamento de Água
A finalidade do tratamento de água é remover partículas suspensas e coloidais 
(orgânicas e inorgânicas), além de microrganismos e outras substâncias que possam 
afetar a saúde humana. Isto deve ser feito considerando a relação custo X benefício 
e minimização de impactos ambientais negativos às áreas adjacentes às ETAs. As 
tecnologias de tratamento de água disponíveis visam conciliar estes objetivos, e 
geralmente são constituídas por um conjunto de processos físico-químicos.
No tratamento de águas naturais a maioria das tecnologias envolve os processos 
de clarificação, filtração e desinfecção. A clarificação pode ser definida como um 
conjunto de etapas em que ocorre a decantação das impurezas por sedimentação 
ou flotação.
Os tratamentos empregados em ETAs podem ser variantes dos métodos de:
 · Filtração direta: que não conta com as etapas de clarificação antes da filtração. 
 · Tratamento convencional: que conta com as etapas de clarificação antes 
da filtração.
A denominação tratamento convencional surgiu, em 1980, nos EUA, quando se 
passou a utilizar a etapa de clarificação nas águas turvas do rio Ohio. A partir daí, 
esse tipo de sistema se difundiu no tratamento de água para abastecimento público, 
sendo atualmente a tecnologia mais utilizada no Brasil e no exterior. 
Aqui, trataremos principalmente das etapas do sistema convencional, mas inicia-
remos por uma etapa anterior que é comum a todos os métodos de tratamento de 
água, a captação.
Captação de Água em Mananciais
O tratamento de águas naturais visa adequar a água bruta, captada nos mananciais, 
aos padrões de qualidade requisitados para os diversos usos, principalmente para 
o consumo humano.
Água Bruta: É o mesmo que água não tratada.
Ex
pl
or
A captação de água consiste no processo que envolve um conjunto de estruturas 
e dispositivos construídos ou instalados junto a um manancial, para a retirada 
de água. (HELLER; PÁDUA, 2010). É comum dizer que “o tratamento de água 
começa na sua captação” ressaltando a importância desta etapa inicial, pois as 
demais unidades do sistema de tratamento de água dependem da correta instalação 
e operação dos dispositivos de captação.
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UNIDADE Captação, Tratamento e Distribuição de Água
De acordo com Heller e Pádua (2010), “O manancial é a primeira e fundamental 
garantia de quantidade e da qualidade da água em serviço de abastecimento de 
água”, e por isso é de grande importância sua correta escolha. 
Se a água estiver contaminada com alguns poluentes, tais como antimônio, bário, 
cromo, urânio, cloreto, sulfato, zinco, compostos orgânicos sintéticos, pesticidas, 
herbicidas, algumas toxinas produzidas por algas, entre outros, o tratamento 
convencional, mesmo quando complementado por etapas de oxidação, não será 
suficiente para remover satisfatoriamente da água estas substâncias.
Dessa forma, a escolha do manancial onde será feita a instalação do sistema 
de captação deve considerar:
 · As informações e estudos necessários: como mapas geográficos com 
a localização do manancial; topografia do local, identificação de ativi-
dades degradadoras do solo e das águas no entorno; levantamento das 
características físicas, químicas e biológicas da água; se a vazão necessá-
ria para captação se enquadra na disponibilidade de água do manancial, 
entre outros.
 · Requisitos do local de captação: deve ser situado a montante da loca-
lidade a que se destina a água captada e em cota altimétrica superior, 
visando garantir a qualidade de água e a aduçãopreferencialmente por 
gravidade, que reduz custos com bombeamento. O ponto de captação 
também deve ser em local que garanta a vazão demandada pelo sistema 
sem comprometer o manancial.
 · Inspeção de campo e consulta à comunidade: a inspeção do local 
deve ser feita antes da instalação da captação a fim de evitar a captação 
de água poluída; identificar os níveis de água máximo e mínimo no local; 
confirmar a vazão disponível; identificar usuários que captem vazões 
significativas de água à montante que possam influenciar a vazão no ponto 
de captação a ser instalado; identificar medidas necessárias à proteção do 
manancial; estabelecer um diálogo com a comunidade local para obter 
apoio na escolha do manancial e da melhor alternativa tecnológica para 
a captação.
Vazão: É o volume de água que, em uma unidade de tempo, escoa em um conduto ou 
curso d’água.
Montante: Se refere a um lugar mais próximo da cabeceira, a partir de um ponto de 
referência em um curso d’água (rio). 
Ex
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or
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Figura 1. Sistema de captação e adução de água composto por bombas fl utuantes e tubos de polietileno 
de alta densidade (PEAD). Instalado, em 2014, para retirada do volume morto do Sistema Cantareira
Fonte: Vagner Campos
Detalhes sobre os sistemas de captação, incluindo os diferentes dispositivos de tomada de 
água e cálculos de dimensionamento, você encontrará no capítulo 8 do livro Abastecimento 
de água para consumo humano. Vol. 1 (HELLER; PÁDUA, 2010), páginas 325-374.
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pl
or
Adução
Uma vez captada, a água seguirá até a ETA por meio de adutoras, que são 
condutos, tubulações ou canais com a função de transporte de água.
A adução por gravidade constitui o meio mais econômico de se transportar 
água. Porém, necessita de que o local de captação esteja em um nível mais alto do 
que a ETA. O que nem sempre ocorre.
Em casos onde não ocorre desnível, e que seja necessário transportar a água para 
cotas mais elevadas, são utilizadas as estações elevatórias, que são equipadas com 
bombas e transportam a água por meio da adução por recalque (bombeamento). 
Importante!
Muito utilizadas no tratamento de água, as bombas centrífugas operam através de 
sucção e recalque. Em relação à sucção, se a bomba estiver localizada muito acima 
do nível da água pode ocorrer o fenômeno de cavitação. Dependendo dessa altura, 
no momento em que a água é succionada pela bomba ela tem sua pressão reduzida, 
atingindo valores iguais ou inferiores a pressão de vapor. Com isso, formam-se 
bolhas que impedem a sucção da água, fazendo com que o rotor da bomba gire “em 
falso”. Como a pressão atmosférica atua na sucção, recomenda-se que a bomba seja 
instalada a uma altura inferior a 8 mca (metros de coluna de água) em relação ao 
nível da água que será captada. É importante ressaltar que 8 mca é a altura máxima 
para uma bomba instalada ao nível do mar e com água a uma temperatura ambiente. 
No caso da instalação em locais de altitude, o valor de mca tenderá a ser menor. 
Você Sabia?
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UNIDADE Captação, Tratamento e Distribuição de Água
As adutoras de água bruta são aquelas que antecedem à estação de trata-
mento e as adutoras de água tratada são aquelas que interligam a ETA à rede 
de distribuição.
Geralmente, o traçado das adutoras é definido por critérios técnicos e eco-
nômicos. Alguns traçados devem ser evitados, como regiões com declividades 
elevadas, vias de tráfego intenso e áreas pantanosas, que dificultam o acesso para 
instalação, operação e manutenção.
Mas para a adução de água, qual deve ser o material, diâmetro, espessura 
e comprimento do conduto a ser instalado? Para isso, devem ser realizados os 
cálculos de dimensionamento.
Detalhes sobre o dimensionamento de adutoras você encontrará no capítulo 10 do 
livro Abastecimento de água para consumo humano. Vol. 2 (HELLER; PÁDUA, 2010), 
páginas 441-481.
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Um dado primordial que se deve saber ao se dimensionar adutoras é a vazão (Q) 
a ser transportada, e que deve ser estabelecida com base:
 · No consumo da população e/ou nos demais usos consuntivos aos quais 
a água é destinada, tomando como base a vazão média do dia de maior 
consumo (QDMC) e a vazão média da hora de maior consumo (QHMC);
 · Na vazão consumida na ETA (QETA), que representa uma parte do volume 
total captado que é utilizada na própria ETA e que não segue para a 
distribuição;
 · Na vazão mínima na rede de distribuição (Qmin).
Adutora
QDMC + qETA
Elev. Elev.
Elev.
ETA(a)
Reservatório
de montante Rede
qETA
QDMC QHMC
Adutora
QDMC + qETA
Elev. Elev.Elev.
ETA(c)
Reservatório
R1
Reservatório
R2
Rede 1
Rede 2
qETA
QDMC Q1HMC
Q2HMC
Q2
DM
C
Adutora
QDMC + qETA
Elev.
ETA(b)
Reservatório
de jusanteRede
qETA
QDMC
QDMC - Qmin
QHMC - QDMC
Adutora
QDMC + qETA
Elev. Elev.
Elev.
ETA(a)
Reservatório
de montante Rede
qETA
QDMC QHMC
Adutora
QDMC + qETA
Elev. Elev.Elev.
ETA(c)
Reservatório
R1
Reservatório
R2
Rede 1
Rede 2
qETA
QDMC Q1HMC
Q2HMC
Q2
DM
C
Adutora
QDMC + qETA
Elev.
ETA(b)
Reservatório
de jusanteRede
qETA
QDMC
QDMC - Qmin
QHMC - QDMC
Adutora
QDMC + qETA
Elev. Elev.
Elev.
ETA(a)
Reservatório
de montante Rede
qETA
QDMC QHMC
Adutora
QDMC + qETA
Elev. Elev.Elev.
ETA(c)
Reservatório
R1
Reservatório
R2
Rede 1
Rede 2
qETA
QDMC Q1HMC
Q2HMC
Q2
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C
Adutora
QDMC + qETA
Elev.
ETA(b)
Reservatório
de jusanteRede
qETA
QDMC
QDMC - Qmin
QHMC - QDMC
Fonte: Adaptado de HELLER; PÁDUA, 2010
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Além das vazões, outros pontos devem ser considerados no dimensionamento:
 · O tempo de funcionamento das ETAs – geralmente, as adutoras por gravi-
dade operam 24 horas por dia e as adutoras por recalque costumam tra-
balhar por um período determinado, para possibilitar a manutenção dos 
equipamentos e redução de consumo de energia elétrica;
 · O material e o comprimento do conduto;
 · Desnível de altura entre os pontos a montante e a jusante da adutora;
 · Escoamento no interior das adutoras (dado por equações hidráulicas).
Jusante: Se refere a um lugar mais próximo da foz, a partir de um ponto de referência 
em um curso d’água.Ex
pl
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Coagulação
O processo de coagulação é utilizado em grande parte das ETAs, constituindo 
uma das etapas de clarificação da água. Consiste em fenômenos físico-químicos 
que reduzem as forças de repulsão que mantêm separadas as partículas coloidais 
e suspensas. Isto é feito por meio da adição de coagulantes químicos, usualmente, 
sais de alumínio ou ferro, como por exemplo, Al2(SO4)3 (sulfato de alumínio) e 
FeCl3 (cloreto férrico). 
É importante ressaltar que os íons metálicos formados pela dissolução dos sais 
de alumínio e ferro, positivamente carregados, formam fortes ligações com os 
átomos de oxigênio da água, liberando átomos de hidrogênio (H+), o que faz baixar 
o pH da solução (neste caso da água que será tratada). A coagulação por sais de 
alumínio e ferro, apresentam condições ótimas em pH entre 6 e 8. Dessa forma, 
podem ser necessários ajustes no pH utilizando substâncias ácidas ou alcalinas para 
um melhor resultado do processo.
Existem também alguns coagulantes orgânicos, também conhecidos como 
polímeros. Estes não geram alterações no pH da solução. Porém, podem ser pouco 
eficientes na remoção de cor ou na precipitação de alguns coloides orgânicos.
A unidade de mistura rápida de uma estação de tratamento tem a finalidade de 
promover a dispersão do coagulante, para que posteriormente ocorra o processo 
de agregação de partículas, que resultará na formação do floco. 
Calha Parshall
O medidor Parshall, também conhecido como calha Parshall, é um dispositivo 
utilizado para medir vazão, utilizado na maioria das estações de tratamento do 
Brasil. Podem ser construídos em alvenaria, resina poliéster ou fibra de vidro e 
quanto ao formato são constituídos por uma seção convergente, uma zona de 
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UNIDADE Captação, Tratamento e Distribuição de Água
estrangulamento ou “garganta” e uma seção divergente (Figura 3). São padronizadas 
de acordo com a dimensão da garganta(W).
Entrada
convergente
Tudo para
medida de nível
Saída 
divergente
Garganta
Figura 3. Esquema da estrutura de uma calha Parshall (imagem superior) e a aplicação 
como misturador rápido e medidor de vazão em uma ETA (imagem inferior)
Fonte: Wikimedia Commons
A vazão é obtida mediante a leitura da altura da lâmina d’água com uma régua no 
início da seção convergente, ou seja, a montante da garganta. Para otimização da 
leitura, o valor em centímetros verificado geralmente é comparado com os valores 
pré-estabelecidos em uma tabela por meio de cálculo, que são correspondentes as 
vazões. Alguns dispositivos já contam com uma escala graduada em m3/h ou l/h 
onde não há necessidade de comparação com tabelas. 
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Além de ser um dispositivo importante para quantificar o volume de água que 
entra em uma estação de tratamento, a calha Parshall, devido às suas características 
(canal aberto com ressalto hidráulico), também tem sido utilizada como uma unidade 
de mistura rápida, acumulando então duas funções.
Floculação
Após a adição e dispersão de coagulantes é necessária a agitação da água para que 
as partículas possam se encontrar para formar flocos, que podem ser posteriormente 
removidos pelos processos de sedimentação, flotação e/ou filtração.
Nessa etapa, a alcalinidade da água assume fundamental importância na ocorrência 
do fenômeno de floculação por varredura, que muitas vezes é o mecanismo de floculação 
mais atuante. Nesse processo, o coagulante adicionado na etapa anterior reage com a 
alcalinidade da água formando hidróxidos metálicos polimerizados altamente insolúveis 
(de alumínio ou de ferro), que farão o arraste das partículas em suspensão em seus 
percursos de sedimentação. Dessa forma, o controle da alcalinidade se faz importante, 
e muitas vezes é necessário o uso de produtos químicos como carbonatos, bicarbonatos 
e hidróxidos. 
O processo de floculação depende do tempo de permanência (tempo de deten-
ção hidráulico) e da quantidade de energia aplicada na mistura, que pode ser feita 
por sistemas hidráulicos, mecânicos ou pneumáticos.
Nos primeiros sistemas de tratamento de água convencional, eram utilizados siste-
mas floculadores constituídos por canais onde se aproveitava a energia hidráulica para 
a mistura. Assim qualquer sistema constituído por um tanque, canal ou calha pode 
constituir um floculador hidráulico.
Um exemplo comum é o floculador hidráulico de chicanas, constituídos por 
“labirintos” por onde a água passa gerando fluxo turbulento. Podem ser construídos 
para operar nas configurações horizontal e vertical (Figura 4).
Fluxo Horixontal Fluxo Vertical
Figura 4. Floculadores tipo chicana horizontal e vertical
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UNIDADE Captação, Tratamento e Distribuição de Água
Os floculadores hidráulicos podem apresentar algumas limitações:
 · A limpeza geralmente é difícil;
 · Pode ocorrer perda de carga;
 · O tempo de floculação e gradientes de velocidade são todos atrelados a 
vazão, não podendo ser regulados independentemente.
Por essa razão, muitos floculadores hidráulicos foram substituídos por tanques 
de floculação motorizados, como os floculadores giratórios tipo turbina (Figura 5). 
Porém, os floculadores mecânicos também têm suas limitações, uma vez que estão 
sujeitos a problemas mecânicos, elétricos, e em alguns casos possuem zonas mortas 
ou de baixa mistura. Existem inúmeras variações dos sistemas de floculação hidráu-
lico e mecânica.
Importante!
Jar Test
O Jar-test, ou teste do jarro, é o método mais utilizado para avaliar, a partir de uma 
determinada amostra de água, o processo de coagulação-floculação e o efeito 
produzido para as etapas seguintes do processo de tratamento de água convencional, 
a decantação e filtração. Neste teste, são obtidas algumas informações importantes 
como as dosagens de coagulantes e de ajustadores de pH requeridas. A determinação 
dessas dosagens é feita adicionando diferentes concentrações dos produtos em cada 
um dos jarros. As amostras são então agitadas à máxima rotação do equipamento 
entre 30 segundos a 1 minuto e então floculadas por 15 minutos a uma rotação entre 
40 a 50 rpm, evitando a fragmentação dos flocos. Após um período de sedimentação 
de 10 minutos, é medida a turbidez do sobrenadante e os valores de cada jarro 
são comparados. 
Figura 5. Formação de flocos em equipamento Jar-test
Fonte: Wikimedia Commons
Importante!
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Decantação
Decantar é um verbo derivado do latim medieval que significa purificar ou filtrar, 
sendo considerada a última etapa do processo de clarificação (LIBÂNIO, 2010). 
Na decantação os flocos formados na etapa anterior são separados da água. 
Essa separação pode ser realizada por sedimentação ou flotação. É importante 
que parte das impurezas seja removida já nesta etapa antes de encaminhá-las aos 
filtros, a fim de controlar o rápido entupimento.
A sedimentação é um processo físico que atua por meio das forças gravitacio-
nais depositando partículas sólidas em suspensão e com densidade maior do que 
a da água, em uma superfície ou zona de armazenamento (fundo dos tanques de 
decantação), com a formação de lodo.
Algumas unidades de tratamento, dependendo da composição da água, podem 
operar sem a utilização de coagulantes químicos e das unidades de mistura rápida e 
floculação. Nesses casos, ocorre a chamada sedimentação simples, que apresenta 
como vantagem um menor custo operacional, além de produzir um lodo com 
uma menor restrição à disposição final, por não ter coagulantes químicos em 
sua composição.
As unidades de decantação são projetadas com base na taxa de escoamento 
superficial ou taxa de aplicação superficial (TAS), que está relacionada com a velo-
cidade de sedimentação das partículas em suspensão. Ela é calculada dividindo-se a 
vazão de água na entrada do decantador pela sua área (Q/A). A ABNT recomenta 
que a TAS seja determinada em laboratório. Porém, quando este tipo de ensaio 
não é possível, devem ser adotados os valores conforme tabela 1.
Tabela 1. TAS em função da vazão 
Vazão tratada na ETA TAS
Até 1.000 m3/d Até 25 m3/m2/d
Entre 1.000 e 10.000 m3/d Até 35 m3/m2/d quando em bom 
nível operacional, caso contrário, 
recomenda-se até 25 m3/m2/d.
Mais de 10.000 m3/d Até 40 m3/m2/d
Fonte: modificado de (ABNT, 1992 apud HELLER; PÁDUA, 2010)
É possível melhor compreender a TAS adequada para operação de decantadores 
a partir do exemplo apresentado por HELLER e PÁDUA (2010):
Exemplo
Uma ETA que tem bom nível operacional e que trata 180 L/s, possui dois 
decantadores, cada um com 8m de largura e 30 m de comprimento. Com base 
nestes dados calcular a TAS dos decantadores e verificar se o valor encontrado 
atende o recomendado pela ABNT (1992).
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UNIDADE Captação, Tratamento e Distribuição de Água
Solução
 · Cálculo da capacidade da ETA (Q) em m3/dia. 
1 dia = 86.400 s
Q = 180 x 86.400 / 1.000
Q = 15.552 m3/dia
 · Cálculo da TAS
A = Área total de decantação = (8x30) x 2 = 480m2
TAS = Q/A = 15.552/480 = 32,4 m3/m2/d
Observando os valores da Tabela 1, verifica-se que estas condições de 
operação atendem à recomendação da ABNT.
Em casos em que as etapas de coagulação e floculação produzem flocos com 
baixa capacidade de sedimentação, é necessária a utilização de flotadores para 
separação dos flocos ou a aplicação de baixas TAS. Esta última condição exige a 
construção de decantadores com uma maior área, mas em uma realidade em que 
a aquisição de terras possua um custo elevado, ou que o espaço físico seja escasso, 
muitas vezes estações de tratamento de água que ocupem uma área muito extensa 
acabam sendo inviáveis. Por isso, atualmente no setor de tratamento de água, 
busca-se o desenvolvimento de sistemas cada vez mais compactos.
Entrada de
água bruta
Adição de
coagulantes
Floculadores
Decantadores
Floculadores Decantadores
60
Filtros
72
Filtros
Fluxo da água na ETA Guandu
Figura 6. Etapas do tratamento convencional na ETA Guandu que abastece no estado do 
Rio de Janeiro os municípios de Nilópolis,Nova Iguaçu, Duque de Caxias, Belford Roxo, 
São João de Meriti, Itaguaí, Queimados e Rio de Janeiro
Fonte: Divulgação Cedae
18
19
F oi incluída no Guiness Book como a maior estação de tratamento de água 
por método convencional, contando com uma vazão de 43 m3/s de água tratada, 
com capacidade para abastecer cerca de 9 milhões de pessoas. Destaque para os 
decantadores que ocupam praticamente metade da área da estação.
Filtração
A filtração é um processo que envolve a passagem da água por um meio poroso, 
que permite a separação de partículas sólidas de um líquido. Fenômenos físicos, 
químicos e biológicos estão envolvidos neste processo. 
Na cadeia do tratamento de água, é considerada a etapa mais importante, sendo 
que, em alguns casos, o tratamento pode ser constituído apenas pela filtração.
Existem inúmeros tipos de filtros, com os mais variados tipos de meios filtrantes. 
Os tipos mais comuns são os filtros de areia, amplamente utilizados nas ETAs.
Devido ao seu grande destaque como processo de purificação de água, trataremos 
da filtração mais detalhadamente na unidade 4.
Desinfecção
A desinfecção consiste na etapa que finaliza o processo de desinfecção da água. 
Nela são inativados os microrganismos que passaram pelos processos de clarificação 
e filtração, por meio da utilização de agentes desinfetantes físicos e /ou químicos.
É importante destacar aqui a diferença entre desinfecção e esterilização, uma 
vez que na esterilização são aplicados processos que destroem todos os micror-
ganismos, enquanto na desinfecção ocorre a destruição ou inativação de grande 
parte dos microrganismos. No processo de inativação de microrganismos, o 
agente desinfetante atua nos microrganismos de forma que eles tornem-se in-
capazes de se reproduzir, ou no caso dos patogênicos, não sejam capazes de 
transmitir qualquer enfermidade. 
Os agentes desinfetantes podem agir por meio de um ou da combinação dos 
seguintes processos:
a) Destruição da estrutura celular;
b) Interferência no metabolismo com inativação de enzimas;
c) Interferência na síntese de proteínas, ácidos nucleicos e coenzimas, impossibi-
litando o crescimento celular.
Pode-se dizer que este é o caráter corretivo do processo de desinfecção, 
porém, ele também tem caráter preventivo, já que principalmente na distribui-
ção de água para consumo humano é mantida uma concentração residual do 
desinfetante para atuar preventivamente, caso ocorra alguma contaminação na 
rede de distribuição.
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UNIDADE Captação, Tratamento e Distribuição de Água
Os mecanismos de desinfecção dependem da natureza do desinfetante e do tipo 
de microrganismo que será inativado. Alguns grupos como esporos e vírus são 
mais resistentes, por exemplo, do que a maioria das bactérias.
Embora seja uma etapa indispensável para estabelecer maior segurança em 
relação à qualidade microbiológica da água, o uso de produtos químicos desin-
fetantes deve ser cuidadoso, com dosagens adequadas, uma vez que atuam na 
inativação de microrganismos, também podem gerar problemas de saúde ao con-
sumidor, quando ministrados em dosagens excessivas ao recomendado.
Dentre os agentes desinfetantes utilizados no tratamento de água, o cloro (Cl2) 
é o mais utilizado. A preferência da utilização do cloro ocorre porque:
a) Pode ser encontrado nas formas de gás (sua forma original), líquido ou sólido 
(na forma de hipoclorito);
b) É mais barato em relação a outros desinfetantes;
c) Tem alta solubilidade em água, o que facilita sua aplicação;
d) Deixa um residual em solução, o que permite uma aplicação preventiva no 
controle de microrganismos;
e) Sua concentração é facilmente determinável em uma solução;
f) É capaz de destruir grande dos microrganismos patogênicos.
A aplicação do cloro como agente desinfetante data de 1825, na França, tendo 
sido este gás, utilizado para desinfecção de esgotos. Porém, sua aplicação na 
desinfecção de água de abastecimento só ocorreu em 1905, na Inglaterra. Este 
gás é produzido para fins comerciais, principalmente pela eletrólise da salmoura, 
produzindo simultaneamente hidróxido de sódio e hidrogênio:
EQ1. 2NaCl + 2H2O + corrente elétrica  2 NaOH + Cl2 + H2
Esse processo é também denominado processo de produção cloro-soda. O cloro 
produzido é armazenado como um gás liquefeito, sob pressão, em cilindros de aço. 
À pressão atmosférica normal, entra em ebulição passando a gás, com coloração 
amarelo-esverdeado. Disperso na atmosfera, o odor do cloro já é perceptível em 
baixas concentrações. À 0,0015 l/m3 de ar, causa irritações nas mucosas; à 0,03 
l/m3 torna-se fatal, matando instantaneamente. Dessa forma, sua utilização e 
operação, em ETAS, devem ser feitas com muito cuidado e seguir rigorosamente 
normas de segurança.
20
21
Na forma de hipoclorito de cálcio ou de sódio, o emprego do cloro geralmente 
se restringe às ETAs de pequeno porte.
Importante!
A partir de 1974, foi observado que o uso do cloro poderia levar a formação de triha-
lometanos (THM) em águas de abastecimento. Diversas pesquisas nos últimos anos 
têm demonstrado a capacidade de formação de THM pela reação do cloro com algu-
mas substâncias orgânicas, principalmente substâncias húmicas. Tem sido verifi cado 
que os THM são potencialmente cancerígenos, e assim como outros subprodutos da 
cloração, representam riscos à saúde quando presentes na água em concentrações 
elevadas. Porém, os riscos oferecidos à saúde humana, associados aos produtos deri-
vados da cloração, geralmente, são menores do que aqueles decorrentes de doenças 
de veiculação hídrica, caso não seja aplicado um método de desinfecção voltado ao 
controle de microrganismos patogênicos.
Algumas desvantagens do cloro, como a capacidade de produção de THM, vêm moti-
vando cada vez mais o interesse pelo desenvolvimento de desinfetantes alternativos, 
e que também apresentem viabilidade econômica para o emprego em estações de 
tratamento de água. Atualmente, temos como métodos de desinfecção alternativos 
ao cloro, as aplicações de: ozônio (o mais próximo competidor do cloro e dentro do 
tratamento de água), dióxido de cloro (não gerador de THM), peróxido de hidrogênio 
e radiação ultravioleta (UV). 
Importante!
Fluoretação
O flúor é comumente adicionado à água sob a forma de fluoreto de sódio, 
fluoreto de cálcio, ácido fluorsilicico, ou fluorsilicato de sódio. Sendo uma medida 
de prevenção da perda de minerais dos esmaltes dos dentes deixando-os mais 
resistentes à ação de microrganismos. Porém, o excesso de flúor pode gerar 
fluorose, que são manchas escuras nos dentes provocadas pela exposição ao flúor 
por períodos prolongados. Alguns grupos de estudiosos se posicionam a favor 
da diminuição dos níveis de flúor, na água, buscando reduzir possíveis danos aos 
ossos, sistema nervoso e endócrino. Outros grupos se mantêm a favor das atuais 
concentrações de flúor, principalmente em relação à prevenção da cárie. Dessa 
forma, sua aplicação na água é bastante controversa.
Além da água, a ingestão de flúor se dá por meio da ingestão de alimentos. De 
acordo com a portaria 518 do Ministério da Saúde, o valor máximo permitido de 
fluoreto em águas potáveis é de até 1,5 mg/l, sendo ideal concentrações entre 0,6 
e 0,8 mg/l.
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UNIDADE Captação, Tratamento e Distribuição de Água
Corrosividade e Agressividade da Água
Devido a algumas de suas propriedades, a água pode gerar dano a diversos 
tipos de matérias. O ataque da água aos materiais que compõem os sistemas de 
abastecimento pode receber diferentes nomes de acordo com o material atacado. 
O termo corrosão refere-se à deterioração de superfícies metálicas, enquanto o 
termo agressão é utilizado para superfícies não metálicas.
Tanto a corrosão quanto a agressão causadas pela água podem gerar problemas 
econômicos voltados ao próprio tratamento de água (como rompimento de 
tubulações e redução da capacidade de adução de tubos), bem como problemas 
sanitários. Um exemplo é corrosão de metais com um aumento significativo de 
suas concentraçõesna água de abastecimento. Já vimos na Unidade 2 que são 
estabelecidos pelos padrões de potabilidade de água concentrações limites de 
metais, sendo estas mais restritivas para a maioria dos metais pesados.
As principais condições da água que contribuem para os processos de corrosão e 
agressividade são teores muito baixos de dureza e alcalinidade e pH ácido (abaixo de 
6,8). Nessas condições, foram constatados, por exemplo, fenômenos de corrosão 
em tubulações de aço galvanizado, bem como agressões a paredes de concreto 
armado de estações de tratamento e reservatórios de distribuição. Dessa forma, é 
comum, quando necessário, um ajuste de pH após o tratamento, bem como um 
controle da alcalinidade e dureza da água. 
Figura 7. Corrosão em adutoras metálicas provocam 
vazamentos e interrupção no fornecimento de água
Fonte: Pedro Negão, 2013
Um maior detalhamento sobre os processos de corrosão e agressão em estações de 
tratamento de água você encontrará no capítulo 15 do livro Fundamentos de qualidade 
e tratamento de água (LIBÂNIO, 2010), páginas 455-475.
Ex
pl
or
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Distribuição
A unidade do sistema de abastecimento constituída por tubulações e órgão 
acessórios que conectam as estações de tratamento de água aos logradouros, 
tendo como finalidade fornecer em regime contínuo água potável em quantidade e 
pressões adequadas é denominada rede de distribuição.
Para o planejamento de instalação de redes de distribuição e determinação da 
vazão de distribuição é necessário considerar:
 · As vazões para atender as áreas de consumo, incluindo oscilações e 
horários de picos de consumo;
 · As vazões demandadas por grandes consumidores (como grandes centros 
comerciais, shopping centers, indústrias etc.);
 · As vazões futuras demandadas por áreas em expansão. 
No dimensionamento das redes de distribuição, são utilizadas as vazões da hora 
e do dia de maior consumo. Dessa forma, para calcular a vazão de distribuição 
necessária a uma determinada região, é utilizada a seguinte expressão:
QD =
k1 k2 q P
86400
Na qual:
QD: vazão de distribuição (L/s);
 K1: coeficiente do dia de maior consumo;
 K2: coeficiente da hora de maior consumo;
 P: população de projeto da área considerada (hab);
 q: consumo médio per capita de água, incluindo as perdas de água no 
sistema público de abastecimento de água (L/hab.dia).
Eq. 2
Fonte: HELLER e PÁDUA, 2010.
A vazão de distribuição, excluídas as vazões de grandes consumidores, 
podem ser associadas à área ou à extensão de tubulações distribuídas para 
o atendimento de uma determinada área. Quando a vazão de distribuição é 
aplicada à área ou ao comprimento total das tubulações, ela é denominada 
vazão específica de distribuição, sendo calculada em L/s.ha ou em L/s.m. 
As fórmulas de cálculo são:
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UNIDADE Captação, Tratamento e Distribuição de Água
qa = =
k1 k2 q P QD
86400 A A
qm = =
k1 k2 q P QD
86400 L L
Na qual:
 qa: vazão específica de distribuição por área (L/s.ha);
 qm: vazão específica de distribuição por metro de tubulação ou em marcha (L/s.m);
 A: superfície da área a que a vazão de distribuição se aplica (ha);
 L: comprimento das tubulações de distribuição na área a que a vazão de distri-
buição se aplica (m);
QD, k1, k2, q e P: os mesmos significadosque os discriminados para a Equação 2.
Eq. 3
Eq. 4
Fonte: HELLER e PÁDUA, 2010.
Observando o exemplo dado por Heller e Pádua (2010), é possível compreen-
der melhor a aplicação dos conceitos de vazão de distribuição e vazão específica 
de distribuição:
Exemplo
Em uma cidade de médio porte com os seguintes dados: área = 200 há; 
população = 20.000 habitantes; consumo de água per capita médio = 200 L/hab.
dia; k1 = 1,2; k2 = 1,5. Quarteirões com as dimensões: 100m x 100m (incluindo 
a largura das ruas) sendo o comprimento total das tubulações igual ao das ruas, em 
um total de 40.000m (200m/ha). Com base nos dados desta cidade qual é a vazão 
de distribuição (QD) e as respectivas vazões de distribuição por área (qa) e por metro 
de tubulação (qm)?
Solução
QD = 1,2 x 1,5 x 200 x 20.000 / 86.400 = 83,3 L/s
qa = 1,2 x 1,5 x 200 x 20.000 / 86.400 x 200 = 0,41 L/s.ha
qm = 1,2 x 1,5 x 200 x 20.000 / 86.400 x 40.000 = 0,002 L/s.m
As redes de distribuição geralmente são constituídas por tubulações prin-
cipais, também denominadas de tubulações-tronco ou mestras, alimentadas 
diretamente por um reservatório de montante, ou por um de montante e um de 
jusante. Dessas principais partem as secundárias das quais saem praticamente 
à totalidade das vazões que chegam aos ramais prediais.
A rede de distribuição deve ser construída com tubos com diâmetro mínimo e 
100mm para as tubulações principais e nos 50mm para tubulações secundárias. 
Sendo permitido particularmente para comunidades com população de projeto de 
até 5.000 habitantes, o emprego de 25mm para servir até 10 economias (unidades 
de consumo de água), 30mm até 20 economias e 40mm para até 50 economias. 
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Geração de Resíduos em Estações 
de Tratamento de Água
É indiscutível a importância das ETAs no fornecimento de água para o abas-
tecimento público. Porém, uma vez que consideramos as ETAs como indústrias 
de água potável, como toda indústria, elas também são geradoras de impactos 
ambientais negativos.
No Brasil, existem cerca de 7.500 ETAs projetadas, sendo que a grande maioria 
opera com o sistema convencional, que como foi visto anteriormente, contemplam 
as etapas de coagulação, floculação, decantação e filtração. Este sistema gera 
resíduos ao reter as impurezas da água e devido à utilização de produtos químicos. 
Os principais resíduos gerados são o lodo proveniente de decantadores e a água de 
lavagem de filtros (ALAF), que também é utilizada para a lavagem de floculadores 
e decantadores (ACHON et al., 2013).
Os resíduos gerados com as descargas dos decantadores possuem quantidade 
elevada de sólidos e materiais indesejáveis, devendo passar por tratamento adequado. 
Os resíduos provenientes de ALAF também possuem sólidos em sua composição 
e representam, em geral, de 1 a 5% do volume total de água tratada de uma ETA, 
representando uma perda da água que poderia ser utilizada para o abastecimento.
Porém, o tratamento e disposição final de lodos de decantadores e o aproveita-
mento de águas de lavagem de filtros, pois estes resíduos apresentam caracterís-
ticas e propriedades diversas e geralmente desconhecidas, dificultando a solução 
do problema. 
Importante!
A maioria das ETAs do estado de São Paulo lança os lodos gerados nos decantadores em 
corpos d’água mais próximos sem tratamento prévio, causando problemas ambientais 
(CORDEIRO, 1993; MORITA, 2002 apud ACHON et al., 2013). Uma realidade também 
comum em outros estados brasileiros. 
Um agravante constatado é que a maioria das ETAs não mede a quantidade de resíduos 
gerados e muito menos avalia suas características (ACHON et al., 2013).
Desta forma, que medidas de planejamento e gerenciamento devem ser tomadas respec-
tivamente para os novos projetos de ETAs e para as estações atualmente em operação?
Para se ter uma ideia, nos Estados Unidos, 25% das ETAs aplicam o lodo no solo, 24% 
lançam no sistema público de esgotos, 20% realizam secagem do logo para disposição 
fi nal em aterro, 13% para aterros exclusivos para lodo, 7% utilizam outras formas de 
disposição e aproveitamento e apenas 11% lançam lodos em corpos d’água. No Reino 
Unido, o lançamento em corpos d’água é ainda menor, apenas 2% (CORNWELL et al., 
2000; SIMPSON et al., 2002 apud ACHON et al., 2013).
Trocando ideias...
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UNIDADE Captação, Tratamento e Distribuição de Água
Material Complementar
Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade:
 Sites
Tratamento de Água (Sabesp)
https://goo.gl/LzeUUk
Tratamento de água (Química Ambiental – USP)
https://goo.gl/3u7NwJ
 Vídeos
Ensaio Jar-Teste Tratamento de Água
https://youtu.be/-fYLb7MzTrk
Tratamento de Água – Sabesp
https://youtu.be/P2ShcHsEGts
ETAs Guandu (Rj) e Guaraú (Sp)
https://youtu.be/KD95B3-sY7wLeitura
Resíduos de estações de tratamento de água e a ISO 24512
ACHON, C. L.; BARROSO, M. M.; CORDEIRO J. S. Resíduos de estações de 
tratamento de água e a ISO 24512: desafio do saneamento brasileiro. Eng. Sanit. 
Ambient. v. 18, n. 2, 2013.
https://goo.gl/qr0xdZ
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Referências
ACHON, C. L.; BARROSO, M. M.; CORDEIRO J. S. Resíduos de estações de 
tratamento de água e a ISO 24512: desafio do saneamento brasileiro. Eng. 
Sanit. Ambient. v. 18, n. 2, 2013.
CORDEIRO, J.S. O problema dos lodos gerados em decantadores de estações 
de tratamento de águas. Tese (Doutorado) – Escola de Engenharia de São Carlos, 
Universidade de São Paulo, São Carlos, p. 342, 1993.
CORNWELL, D.A.; MUTTER, R.N.; VANDERMEYDEN, C. Commercial Appli-
cation and Marketing of Water Plant Residuals. Denver: American Water 
Works Association, 2000.
HELLER, L.; DE PÁDUA, V. L. Abastecimento de água para consumo humano. 
Vol. 1. 2. ed. Belo Horizonte: Editora UFMG, 2010.
_________. Abastecimento de água para consumo humano, Vol. 2. 2. ed. Belo 
Horizonte: Editora UFMG, 2010.
LIBÂNIO, M. Fundamentos de qualidade e tratamento de água. 3. ed. Campinas, 
SP: Editora Átomo, 2010.
MORITA, D.M; SAMPAIO, A.O.; MIKI, M.K.; DAVID, A.C. Incorporação de 
Lodos de Estações de Tratamento de Água em Blocos Cerâmicos. Revista 
SANEAS, v. 14, p. 7-12, 2002.
RICHTER, C. A.; AZEVEDO NETTO, J. M. Tratamento de água: Tecnologia 
atualizada. São Paulo: Blucher, 1991.
________. Água: métodos e tecnologia de tratamento. São Paulo: Blucher, 2009.
SIMPSON, A.; BURGESS, P.; COLEMAN, S. J. The Management of Potable Water 
Treatment Sludge: Present Situation in the UK. In: Management of Wastes from 
Drinking Water Treatment. Proceedings. London: The Chartered Institution of 
Water and Environmental Management, p. 29-36, 2002.
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