Química Aplicada - Engenharia Civil - 1Bimestre - 2015

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
QUÍMICA APLICADA
Prof. Márcio L. Oliveira
professormarcio.unip@gmail.com
1º semestre de 2015
São José dos Campos
mailto:professormarcio.unip@gmail.com
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
QUÍMICA APLICADA
EMENTA 
Abordagem dos processos tratamento de água de abastecimento 
público, de corrosão e proteção da corrosão no âmbito da Química.
 
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO 
Principais características e usos da água. Objetivos do tratamento de 
água, suas etapas, formas de controle da qualidade da água tratada. 
Legislação principal sobre o uso do recurso água. Corrosão: 
Conceitos e Definições. Corrosão em estruturas metálicas e de 
concreto. Heterogeneidades que determinam a corrosão. Proteção 
contra a corrosão.
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
QUÍMICA APLICADA
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
QUÍMICA APLICADA
BIBLIOGRAFIA
 
GENTIL, V. Corrosão. 5ª ed. Rio de Janeiro: LTC, 2007. ISBN 9788521615569. 
TASSINARI C.A. et al. Química tecnológica. Pioneira Learning Thomsom, 2003. 
ROSENBERG, J. L.; EPSTEIN, L. M. Teoria e Problemas de Química Geral. 8.ed. Porto Alegre: 
Bookman, 2007. 
www.professorbarbieri.net
Complementar 
DUTRA, A. C. Proteção catódica: técnica de combate à corrosão. 4ª ed. Interciência, 2006. ISBN: 
8571931550. 
CARRETEIRO, R. P. BELMIRO, P. N. A. Lubrificantes & lubrificação industrial. Interciência, 2006. 
ISBN: 8571931585 
CALLISTER, W. D. Materials science and engineering: an introduction. 7th ed. New York: John 
Wiley, 2007. ISBN 0471736961 
RAMANATHAN, L.V. Corrosão e seu Controle. Brasil . HEMUS 2007. 
NUNES, L.P, Fundamentos de Resistência à Corrosão. Brasil. Interciência 2007. 
AWWA – Procedures Manual for Polymer Selection in Water Treatment Plants 
DI BERNARDO, LUIZ; DANTAS, ANGELA DI BERNARDO: Métodos e técnicas de tratamento 
de água. São Carlos. RiMa, 2005, 792p. 
MANUAL DE OPERAÇÃO E MANUTENÇÃO DA ETA PILOTO DA ETA ABV MÓDULO 2. 
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
QUÍMICA APLICADA
ENSAIOS PRÁTICOS
Os ensaios práticos que serão realizados no curso são: 
1 – Determinação do pH ótimo de floculação de uma amostra de água.
2 – Determinação das quantidades econômicas de reagentes químicos a serem usados 
no tratamento de água para abastecimento público.
3 – Corrosão e Proteção
• Constatação da diferença de potencial em uma pilha galvânica;
• Inversão da polaridade de uma pilha galvânica por mudança do meio; 
• Heterogeneidades que determinam o surgimento da diferença de potencial 
(temperaturas, concentrações, meios diferentes, aeração diferencial, ativo-passivo); 
• Proteção contra a corrosão. 
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
QUÍMICA APLICADA
 
NP1 + NP2
2
CRITÉRIOS DA AVALIAÇÃO:
NP1=0,7B1+0,15Tarefas+0,15Relatórios
NP2=0,7B2+0,15Tarefas+0,15Relatórios
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
QUÍMICA APLICADA
 
Aulas do 1º Bimestre
➔Conceitos Básicos de Química
➔Tratamento de água
➔Jar Test
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
1. CONCEITOS FUNDAMENTAIS
ÁTOMO
• NÚMERO ATÔMICO
• ELEMENTO QUÍMICO
• MASSA ATÔMICA
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
1. CONCEITOS FUNDAMENTAIS - ÁTOMO
O átomo é constituído de:
Núcleo - prótons (p) (carga +)
 - nêutrons (n) (sem carga)
Eletrosfera - elétrons (e) (carga (-), distribuídos em 7 camadas ou níveis energéticos). 
 Esses níveis foram caracterizados através Esses níveis foram caracterizados através 
 do modelo atômico de Rutherford – Bohrdo modelo atômico de Rutherford – Bohr
8
8
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
1. CONCEITOS FUNDAMENTAIS - ÁTOMO
Modelo Atômico de BOHR
https://www.youtube.com/watch?v=JPHYiKdwemI
Vídeo 01 – Modelo atômico de Bohr
https://www.youtube.com/watch?v=JPHYiKdwemI
 
Número de massa (A):Número de massa (A): é a soma do é a soma do número de prótonsnúmero de prótons (Z) (Z) ee de de nêutronsnêutrons (N)(N) 
existente num átomo;existente num átomo;
Ex: o átomo de sódio tem 11 prótons, 12 nêutrons e 11 elétrons. O número Ex: o átomo de sódio tem 11 prótons, 12 nêutrons e 11 elétrons. O número 
atômico é 11 e o número de massa é 23. atômico é 11 e o número de massa é 23. 
A = 11 + 12 = 23A = 11 + 12 = 23
 1111NaNa23
23
N = A – Z = 23 –11 = 12 nêutronsN = A – Z = 23 –11 = 12 nêutrons
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
1. CONCEITOS FUNDAMENTAIS - ÁTOMO
A = Z + NA = Z + N
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
1. CONCEITOS FUNDAMENTAIS - ÁTOMO
 
ImportanteImportante:: a a carga do prótoncarga do próton tem a tem a mesma intensidademesma intensidade que a que a 
carga do elétroncarga do elétron. Portanto, como número de prótons = número . Portanto, como número de prótons = número 
de elétrons, o átomo é um sistema eletricamente nulo;de elétrons, o átomo é um sistema eletricamente nulo;
Numero atômico (Z)Numero atômico (Z):: é é número de prótonsnúmero de prótons existentes no existentes no núcleo núcleo 
de um átomo,de um átomo, Z = p; Z = p;
Sua representação é feita da seguinte maneira: Sua representação é feita da seguinte maneira: 
Número atômico: Número atômico: 1111Na , Na , 88O , O , 44Be , Be , 11H;H;
Elemento químico:Elemento químico: é o é o conjunto formadoconjunto formado porpor átomosátomos de de mesmo mesmo 
número atômico.número atômico.
Exemplo: o elemento hidrogênio é o conjunto de átomos de Exemplo: o elemento hidrogênio é o conjunto de átomos de 
número atômico igual a 1.número atômico igual a 1. 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
1. CONCEITOS FUNDAMENTAIS - ÁTOMO
 
Massa atômicaMassa atômica:: indica quantas vezes o átomo considerado é mais pesado que indica quantas vezes o átomo considerado é mais pesado que 1/12 do 1/12 do 
átomo de carbonoátomo de carbono (escolhido como padrão); (escolhido como padrão);
Ex: Na = 23 u. O Ex: Na = 23 u. O uu corresponde a 1,660.10 corresponde a 1,660.10-24-24 g ou 1,660.10 g ou 1,660.10-27-27 kg kg
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
1. CONCEITOS FUNDAMENTAIS - ÁTOMO
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA DOS ELEMENTOS
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
1. CONCEITOS FUNDAMENTAIS - ÁTOMO
Modelo Atômico de Bohr-SommerfeldModelo Atômico de Bohr-Sommerfeld
Vídeo 02 – Modelo atômico de Bohr-Sommerfeld
https://www.youtube.com/watch?v=dYuhDC3OxDw
https://www.youtube.com/watch?v=dYuhDC3OxDw
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
1. CONCEITOS FUNDAMENTAIS
MOLÉCULA
•MASSA MOLECULAR
• MOL
•MASSA MOLAR DA SUBSTÂNCIA
•QUANTIDADE DE MATÉRIA (n)
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
1. CONCEITOS FUNDAMENTAIS - Molécula
Molécula:Molécula: é a é a menor parte da matéria capaz de caracterizar uma substância menor parte da matéria capaz de caracterizar uma substância 
química puraquímica pura. É constituída de um ou mais elementos.. É constituída de um ou mais elementos.
Ex : HEx : H22O: HO: H22SOSO44 etc....; etc....;
Massa molecularMassa molecular:: é a é a soma de todas as massas atômicas dos átomos que soma de todas as massas atômicas dos átomos que 
constituem um elemento químicoconstituem um elemento químico ou uma molécula e é expresso em u. ou uma molécula e é expresso em u.
Ex: elemento Na = 23 u Ex: elemento Na = 23 u 
Substância NaCl Substância NaCl 
Na = 23 u e Cl = 35,5 u Na = 23 u e Cl = 35,5 u 
massa molar = 23 + 35,5 = 58,5 umassa molar = 23 + 35,5 = 58,5 u
Como é possível contar aspartículas de matéria Como é possível contar as partículas de matéria 
(Átomos, moléculas, íons...)? (Átomos, moléculas, íons...)? 
Se são muito pequenas, para agrupá-las é Se são muito pequenas, para agrupá-las é 
necessário definir uma “porção” que contenha um necessário definir uma “porção” que contenha um 
número muito grande de partículas.número muito grande de partículas.
A GRANDEZA que agrupa um número definido de partículas é a A GRANDEZA que agrupa um número definido de partículas é a 
QUANTIDADE DE MATÉRIA (n),QUANTIDADE DE MATÉRIA (n), cuja unidade é o mol. cuja unidade é o mol. 
A quantidade de matéria representa o número de mol de uma A quantidade de matéria representa o número de mol de uma 
amostra de substância.amostra de substância.
Qual o “tamanho” (quantidade) de 1 mol?Qual o “tamanho” (quantidade) de 1 mol?
1 mol é igual a 6,02x101 mol é igual a 6,02x102323 partículas = partículas = 
602 000 000 000 000 000 000 000 partículas602 000 000 000 000 000 000 000 partículas
MolMol
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Reforçando...
Mol (quantidade de matéria)Mol (quantidade de matéria): : origina-se do latim, monte e pilha;origina-se do latim, monte e pilha;
● Por definição é Por definição é quantidade de matéria de um sistema que contém tantas entidades quantidade de matéria de um sistema que contém tantas entidades 
elementareselementares (partículas = átomos, moléculas, íons, elétrons entre outras partículas) (partículas = átomos, moléculas, íons, elétrons entre outras partículas) 
quantos átomos existentes em um elemento químico.quantos átomos existentes em um elemento químico.
Como é possível medir o mol? Como é possível medir o mol? 
Não existe nenhum instrumento que façam medições em número de Não existe nenhum instrumento que façam medições em número de 
mol!mol!
Assim, foi necessário relacionar QUANTIDADE DE Assim, foi necessário relacionar QUANTIDADE DE 
MATÉRIA (número de mol – n) com MASSA (em gramas – g), MATÉRIA (número de mol – n) com MASSA (em gramas – g), 
originando o conceito de MASSA MOLAR.originando o conceito de MASSA MOLAR.
Massa Molar é a massa de 1 mol.Massa Molar é a massa de 1 mol.
MolMol
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Por definição é Por definição é quantidade de matéria de um sistema que contém tantas entidades quantidade de matéria de um sistema que contém tantas entidades 
elementareselementares (partículas = átomos, moléculas, íons, elétrons entre outras partículas) (partículas = átomos, moléculas, íons, elétrons entre outras partículas) 
quantos átomos existentes em um elemento químico.quantos átomos existentes em um elemento químico.
Onde m é a massa em gramas e M.M é a massa molar em g/mol.Onde m é a massa em gramas e M.M é a massa molar em g/mol.
Exemplo 01:Exemplo 01: 3,45g de Na 3,45g de Na 
n = 3,45g / 23 [g/mol] = 0,15 molsn = 3,45g / 23 [g/mol] = 0,15 mols
Exemplo 02:Exemplo 02: 4,90g de H4,90g de H22SOSO44 
n = 4,90g / 2+32+64 [g/mol] = 0,05 molsn = 4,90g / 2+32+64 [g/mol] = 0,05 mols
Quantidade de Matéria (n)Quantidade de Matéria (n)
n=
m [ g ]
M . M .[ g /mol ]
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Exemplo:
Quantas moléculas de butano (C4H10) existem em um isqueiro contendo 5,8 g dessa 
substância?
Dados: 1 mol é igual a 6,02x1023 partículas
 C =12u e H = 1u
M.M
M (C4H10)= 4C+10H
 = 4x12 + 10x1
 = 58g/mol x moléculas 5,8g
6x1023 moléculas 58g
x = 6x1022moléculas
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
1. CONCEITOS FUNDAMENTAIS
ÍONS
Para se tornarem estáveis na configuração eletrônica, os átomos podem Para se tornarem estáveis na configuração eletrônica, os átomos podem perder ou perder ou 
ganhar elétronsganhar elétrons na última camada que se transformam em na última camada que se transformam em íonsíons::
 
Quando um Quando um átomoátomo ganha elétronsganha elétrons, ele fica com excesso de carga negativa, ou seja, , ele fica com excesso de carga negativa, ou seja, 
torna-se um íon negativotorna-se um íon negativo::
Ganham-se elétrons ==> anions (-)Ganham-se elétrons ==> anions (-)
Ex: ClEx: Cl-1-1(Cloreto), NO(Cloreto), NO33 -1
-1 (Nitrato (Nitrato) ==> ) ==> monovalentesmonovalentes
 CrOCrO44-2
-2(Cromato), CO(Cromato), CO33-2
-2 (Carbonato) (Carbonato)==> ==> bivalentesbivalentes
 POPO44-3
-3 (Fosfato) (Fosfato) ==> ==> trivalentetrivalente
Quando um Quando um átomoátomo perde elétronsperde elétrons, ele fica com excesso de carga positiva, ou seja, , ele fica com excesso de carga positiva, ou seja, 
torna-se um íon positivotorna-se um íon positivo::
Perdem-se elétrons ==> cátions (+)Perdem-se elétrons ==> cátions (+)
Ex: NaEx: Na+1+1 (Sódio) (Sódio) ==>==> monovalente monovalente
 CuCu+2+2 (Cobre) (Cobre) ==>==> bivalente bivalente
 AlAl+3+3 (Alumínio) (Alumínio) ==>==> trivalente trivalente
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
1. CONCEITOS FUNDAMENTAIS
Volume Molar
É o volume ocupado por um mol de gás. O volume de um gás depende dos 
valores da pressão e da temperatura a que, esse gás, se encontra submetido.
Nas Condições Normais de Temperatura e Pressão (CNTP), fixadas em 
convenção em 1 atm (ou 760mmHg) e 0ºC (273K), o volume molar é 22,4 litros.
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA
EXEMPLOEXEMPLO
Qual o volume de CO2, nas CNTP produzido pela queima de 1 litro 
de C2H6O?
DENSIDADE (d )=
massa
volume
1l = 1000 ml
0,8 g /ml=
m
1000 ml
m=800g de álcool
C2H6O + 3O2 → 2CO2 + 3H2O
(?) 800g -------- xl
(!) 46g --------44,8 l
x=
800g.44 ,8 l
46g
x= 779,1 litros de CO2
Volume Molar
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
2. A ÁGUA NO PLANETA
• O que é água?
• Ciclo da água
• Esgotamento da água potável
• Água do mar e água doce
• Qualidade da água
• A poluição nos meios aquáticos
 Matéria orgânica
 Organismos patogênicos
 Nutrientes em excesso
 Materiais em suspensão
 Defensivos agrícolas e fertilizantes
 Metais 
 Poluição térmica
 Plásticos
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
O que água ?
• Hidrogênio
• Oxigênio
H2O
• Como substância, a água pura é incolor, não 
tem sabor nem cheiro. 
Composto 
químico
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
ÁGUA
https://www.youtube.com/watch?v=ThoD-SAczw8
Vídeo 03 – Ligação Covalente
https://www.youtube.com/watch?v=ThoD-SAczw8
 
Ponte de hidrogênioPonte de hidrogênio
Ligações de hidrogênio:Ligações de hidrogênio: Quando ligado a um átomo pequeno e de forte eletronegatividade (F, O ou N), Quando ligado a um átomo pequeno e de forte eletronegatividade (F, O ou N), 
o hidrogênio forma ligações polares muito fortes. Seus pólos interagirão fortemente com outras o hidrogênio forma ligações polares muito fortes. Seus pólos interagirão fortemente com outras 
moléculas polares, formando uma forte rede de ligações intermoleculares.moléculas polares, formando uma forte rede de ligações intermoleculares.
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA
Ligações Intermoleculares
+ ̶
+ ̶
Ligações(pontes) de hidrogênio 
na molécula da água
 
O
H
O
H
O
H
H
O
H H
O
H
H
H
H
O
H
H
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
• De toda água existente no planeta:
– 97% é salgada.
– 3% é doce.
– A maior parte da água doce 
encontra-se nas geleiras ou são 
águas subterrâneas (aquíferos). 
– Somente 1% de água doce é 
encontrada em rios, lagos e na 
atmosfera.
Distribuição da Água no Planeta
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
DISPONIBILIDADE DE ÁGUA (mm/ano)
 
 
O Brasil detém 11,6% da 
água doce superficial do 
mundo
Os 68 % da água disponíveis 
para uso estão localizados na 
Região Amazônica.
Os 32% restantes distribuem-
se desigualmente pelo País, 
para atender a 93% da 
população 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIACIVIL
A situação da água no Brasil
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Distribuição da Água no Brasil
O Brasil possui a maior disponibilidade 
hídrica do planeta, com 11,6% sendo 
que: 
– 68% estão na região Norte, com 
quase 7% da população brasileira;
– 16% estão na região Centro Oeste 
com 7% da população.
– 7% estão na região Sul com 14% 
da população brasileira.
– 6% estão na região Sudeste, com 
quase 43% da população;
– 3% estão na região Nordeste onde 
habitam 29% da população.
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
 
As moléculas de água que evaporam dos oceanos, rios e lagos formam as nuvens. Uma vez que as 
nuvens ficam pesadas o suficiente pode então chover no mesmo local onde houve a evaporação. Mas 
se essas nuvens forem transportadas pelos ventos pode chover em outro local. Sendo assim, nós aqui 
no Vale do Paraíba, podemos ter na nossa chuva, moléculas de água que saíram de Santos (litoral) ou 
do interior do estado de Minas Gerais, e viajaram com os ventos até aqui. Estes processos de 
evaporação, transporte e precipitação (chuva ou neve) fazem parte do chamado ciclo da água.
As águas subterrâneas também evaporam, pois estas molham o solo, que transpira. As plantas 
também transpiram, e assim, as nuvens também são formadas pelas moléculas de água com origem 
no solo e plantas. A água da chuva é percolada para o interior do solo com a ajuda das raízes das 
plantas, e assim vai penetrando mais e mais fundo, formando os lençóis freáticos. Sem as plantas 
grande parte da água escoa para os rios sem ter tempo de ser armazenada no subsolo.
Se chovesse sempre a mesma quantidade de água que evapora e escoa de cada região, então o volume 
de água disponível não mudaria. Mas sabemos que há secas até em cidades como Manaus, onde 
costuma chover muito.
Olhe a Figura do slide anterior que mostra o ciclo da água, e note que a flecha foi colocada no sentido 
de transportar as nuvens dos oceanos para o continente. E se o sentido mudar? E se começar a chover 
mais sobre os oceanos e menos sobre o continente? Faltará água doce para reabastecer nossos 
mananciais. A grande seca que ocorreu na Amazônia em 2005 foi por que o regime de ventos mudou, 
e deixou de transportar grandes quantidades de ar úmido do Oceano Atlântico para a Amazônia. No 
Brasil, a maior parte da nossa energia elétrica vem do represamento dos rios, onde a força das águas 
move as turbinas das usinas hidrelétricas. Como todos sabemos, se faltar água, faltará também 
energia.
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
 
Esgotamento da água potável
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Aponte três principais causas da escassez da água
 
Distribuição do uso da Água no Mundo
● Importante: A agricultura é a 
atividade que mais requer água.
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Distribuição do uso da Água no Mundo
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Ano Habitantes Uso da água m3/hab/ano
1940 2,3 bilhões 400
1990 5,3 bilhões 800
Evolução do Uso da Água no Mundo
Consumo Médio de água no mundo/Faixa de renda
Habitantes Uso da água m3/hab/ano
Baixa 386
Média 453
Alta 1167
Fonte: Relatório do Banco Mundial - 1992
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
ÁGUA DO MAR E ÁGUA DOCE
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
ÁGUA DO MAR
A vasta camada de água salgada que cobre a maior parte do planeta está 
conectada, e geralmente possui composição constante. Por isso, muitas 
vezes considera-se um único oceano no mundo. Seu volume é de 1,35x109 
km3, quase a totalidade da água da Terra (97,2%).
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
ÁGUA DO MAR
Devido ao ato teor de sal, a água é imprópria para o consumo humano e para 
a maior parte dos usos comuns. O teor de sal nas águas é limitado pelas 
legislações que regem as águas de abastecimento público, algo em torno de 
500 ppm. Essa quantidade é muito menor que os 3,5% de sais dissolvidos na 
água do mar.
A remoção dos sais da água do mar é chamada de dessalinização.
Usina de dessalinização em Dubai.
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
ÁGUA DO MAR
Como é feita a dessalinização nas usinas?
● Por destilação
● Por osmose inversa
A osmose é um processo no qual as moléculas de um solvente (no caso 
a água) atravessam membranas na direção do ambiente mais 
concentrado.
Na osmose inversa, uma pressão é aplicada no lado mais concentrado, 
fazendo com que o solvente se desloque em direção contrária, ou seja, 
do lado mais concentrado para o mais diluído (ou isento de sais).
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
ÁGUA DOCE
A quantidade de água doce na Terra é uma pequena parcela da água total 
presente. Ela se forma por evaporação da água infiltrada na terra e da água 
dos oceanos. O vapor de água acumulado na atmosfera é transportado pela 
circulação atmosférica global, retornando a terra como chuva ou neve.
O consumo de água por pessoa é da ordem de 2 litros. Em países 
desenvolvidos esse consumo atinge mais de 300 litros por dia, incluindo 
consumo pessoal e higiene. São usados cerca de 8 litros por dia para 
cozinhar e beber, 120 litros por dia para limpeza (lavagem de roupa, limpeza 
em geral), 80 litros por dia para descarga no banheiro e 80 litros por dias 
para os jardins.
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
JAPONÊS
ATÉ 350 LITROS
CANADENSE
ATÉ 600 LITROS
NORTE AMERICANO
ATÉ 350 LITROS
EUROPEU
ATÉ 200 LITROS
BRASILEIRO
ATÉ 187 LITROS
AFRICANO DA REGIÃO 
SUBSAARIANA
ATÉ 20 LITROS
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA
● A água é um elemento essencial à vida dos seres vivos (sua falta provoca a 
debilidade ou até a morte dos seres vivos);
● Essencial a manutenção dos ecossistemas do planeta;
● Usos da água:
Abastecimento humano;
Abastecimento industrial;
Irrigação;
Geração de energia elétrica;
Navegação;
Preservação da flora e da fauna;
Aquicultura;
Recreação;
Diluição de despejos.
Importância da água
 
Qualidade da água
• A água pode ser saudável ou 
nociva.
• Na natureza não existe água pura, 
devido à sua capacidade de 
dissolver quase todos os elementos 
e compostos químicos.
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
 
Classificação das águas quanto à qualidade 
Água potável - Denominada aquela que não tem micróbios patogênicos, nem 
substâncias químicas além dos limites de tolerância e não é desagradável pelo seu 
aspecto, a quaisquer dos nossos sentidos (visão, olfato, tato e paladar); 
Água poluída - É aquela que contém substâncias que modificam suas 
caraterísticas e a tornam imprópria para o consumo. 
Água contaminada - É a que contém micróbios patogênicos ou substâncias 
venenosas. 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
 
A resolução CONAMA nº 357/05, dividiu as águas do território nacional em:
Águas doces → salinidade ≤ 0,5%;
Salobras → 0,5 < salinidade < 30%;
Salinas → salinidade ≥ 30%;
Em função dos usos previstos, foram criadas classes para águas superficiais 
brasileiras:
Águas doces → Classe especial e classes 1, 2, 3, 4;
Águas salinas → Classe especial e classes 1, 2, 3;
Águas salobras → Classe especial e classes 1, 2, 3;
A cada uma dessas classes corresponde uma determinada qualidade a ser 
mantida no corpo d´água, são os Padrões de Qualidade, e que contém os 
limites máximos de características que a agua pode apresentar..
PADRÕES DE QUALIDADE DA ÁGUA
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
PADRÕES DE QUALIDADE DA ÁGUA
Classificação (águas doces) de acordo com a resolução:
CLASSE DESTINAÇÃO
Especial
Abastecimento doméstico sem prévia ou com simples desinfecção. 
Preservação do equilíbrio natural das comunidadesaquáticas.
Classe 1
Abastecimento doméstico após tratamento simplificado. Proteção das 
comunidades aquáticas. Recreação de contato primário: esqui aquático, 
natação e mergulho. Irrigação de hortaliças que são consumidas cruas e frutas 
que crescem rente ao solo e são ingeridas cruas sem remoção de película. 
Criação natural e/ou intensiva (aquicultura) de espécies destinadas à 
alimentação.
Classe 2
Abastecimento doméstico após tratamento convencional. Proteção de 
comunidades aquáticas. Recreação de contato primário: esqui aquático, 
natação e mergulho. Irrigação de hortaliças e plantas frutíferas. Criação 
natural e intensiva (aquicultura) de espécies destinadas a alimentação.
Classe 3
Abastecimento doméstico após tratamento convencional. Irrigação de 
culturas arbóreas, cerealíferas e forrageiras. Dessedentação de animais
Classe 4 Navegação. Harmonia paisagística. Usos menos exigentes.
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
PADRÕES DE QUALIDADE DA ÁGUA
 Decreto 8468/76 baixado pelo Governo do Estado de São Paulo estabelece os padrões de 
qualidade da agua e são classificados como:
Classe 1
Águas destinadas ao abastecimento doméstico, sem tratamento prévio 
ou com simples desinfecção.
Classe 2
Águas destinadas ao abastecimento doméstico, após tratamento 
convencional, à irrigação de hortaliças ou plantas frutíferas e à 
recreação de contato primário (natação, esqui-aguático e mergulho)
Classe 3
Águas destinadas ao abastecimento doméstico, após tratamento 
convencional, à preservação de peixes em geral e de outros da fauna e 
da flora e à dessedentação de animais.
Classe 4
Águas destinadas ao abastecimento doméstico. Após tratamento 
avançado, ou à navegação, à harmonia paisagística, ao abastecimento 
industrial, à irrigação e a usos menos exigentes.
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Os efluentes de qualquer fonte poluidora só poderão ser lançados, 
direta ou indiretamente, em qualquer coleção de água, desde que 
obedeçam às seguintes condições:
 I – pH entre 5 e 9;
 II – temperatura inferior a 400C;
 III- materiais sedimentares até 1 mm/L, teste de 1 h em cone imhoff;
 IV – substância solúveis em hexanas até 100mg/L;
 V- DBO 5 dias, 200C no máximo de 60 mg/L;
 VI- Concentrações máximas dos parâmetros constante (próxima Tabela) 
PADRÕES DE QUALIDADE DA ÁGUA
 
Concentrações máximas de metais e outros compostos, que podem estar presentes 
nos efluentes lançados nas fontes poluidoras.
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
PADRÕES DE QUALIDADE DA ÁGUA
Poluentes
Concentração limite 
em mg/litro
Poluente
Concentração limite 
em mg/litro
Arsênio
Bário
Boro
Cádmio
Chumbo
Cianeto
Cobre
Cromo6+
Cromo total
Estanho
0,2
5,0
5,0
0,2
0,5
0,2
1,0
0,1
5,0
4,0
Fenol
Ferro2+
Fluoretos
Manganês 2+
Mercúrio
Níquel
Prata
Selênio
Zinco
0,5
15
10
1,0
0,01
2
0,02
0,02
5
Outros indicadores
• Mat. Orgânica - DBO, DQO e OD (mg/l);
• Sólidos - SS e RS (ml/l); turbidez (unt);
• Ácidos e Álcalis - pH;
• Bactérias - IC (coli/100 ml);
• Óleos e Gorduras - OG (mg/l);
• Nitratos - NO3 (mg/l);
• Fosfatos - PO4 (mg/l);
• Temperatura - T (°C);
• Metais – Metais (mg/l).
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
PADRÕES DE QUALIDADE DA ÁGUA
DBO – Demanda Biológica de Oxigênio
DQO – Demanda Química de Oxigênio
OD – Oxigênio Dissolvido
Poluição nos meios aquáticos
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Causas da poluição
• Alto grau de urbanização aliado à falta de saneamento básico;
• Desenvolvimento da indústria e seus despejos complexos;
• Aumento da produção agrícola, que resulta numa carga mais pesada de pesticidas e 
fertilizantes no ambiente.
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Fontes poluidoras
Águas superficiais:
• Esgoto doméstico;
• Efluentes industriais;
• Águas pluviais, carreando impurezas do solo ou contendo 
esgotos lançados nas galerias;
• Resíduos sólidos (lixo);
• Pesticidas;
• Fertilizantes;
• Detergentes;
• Precipitação de poluentes atmosféricos (sobre o solo ou a 
água);
• Alteração nas margens dos mananciais, provocando 
carreamento do solo, como conseqüências da erosão.
Águas subterrâneas:
– Infiltração de:
• esgotos a partir de sumidouros ou valas de 
infiltração (fossas sépticas);
• esgotos depositados em lagoas de estabilização ou 
em outros sistemas de tratamento usando 
disposição no solo;
• esgotos aplicados no solo em sistemas de irrigação;
• águas contendo pesticidas, fertilizantes, detergentes 
e poluentes atmosféricos depositados no solo;
• outras impurezas presentes no solo;
• águas superficiais poluídas;
– Vazamento de tubulações ou depósitos subterrâneos;
– Percolação do chorume resultante de depósitos de lixo no solo;
– Injeção de esgoto no subsolo;
– Intrusão de água salgada;
– Resíduos de outras fontes: cemitérios, minas, depósitos de 
materiais radioativos.
• As águas subterrâneas e superficiais muitas vezes se interligam, e assim os mananciais da superfície proporcionam a 
recargas dos reservatórios subterrâneos, ou, vice-versa, podendo servir de fontes poluidoras;
• A poluição das águas também estão ligadas com alterações (poluições) provocadas no solo e ar - Ex. uso de 
fertilizantes e chuva ácida.
Fontes poluidoras
ouPontual
Descarga de efluentes a partir
de indústrias e de estações
de tratamento de esgoto
São bem localizadas, fáceis
de identificar e de monitorar
Difusa
Escoamento superficial urbano,
escoamento superficial de áreas
agrícolas e deposição atmosférica
Espalham-se por toda a cidade,
são difíceis de identificar e tratar
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Fontes poluidoras
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Principais formas de poluição
Reservas de água
Poluição
BiológicaSedimentar Térmica Despejo de substâncias
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Poluição sedimentar
• Acúmulo de partículas em suspensão (solo, produtos químicos 
insolúveis).
Qual a origem? O que causam?
Extração mineral
Desmatamentos
Erosões
Interferem na fotossíntese
e na capacidade dos animais
encontrarem alimentos
Extração mineral
Esgotos e efluentes
Adsorvem e concentram os
poluentes biológicos e os
poluentes químicos
Partículas do solo
Produtos químicos
insolúveis
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Poluição biológica
• Presença de microorganismos patogênicos, especialmente na água potável:
 4 bilhões de pessoas no mundo não têm acesso à água potável tratada;
 2,9 bilhões de pessoas vivem em áreas sem coleta ou tratamento de esgoto.
Controle simples
Apesar disso
250 milhões de casos de doenças (cólera, febre tifóide,
diarréia, hepatite A) são transmitidas pela água por ano
10 milhões desses casos resultam em mortes (50% são crianças)
Adição de NaClO
Ou Ca(OH)2
Fervura da água
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Poluição térmica
• Descarte de grandes volumes de água aquecida em rios e oceanos.
Diminui a quantidade de oxigênio dissolvido
(43,39 mg de O2/kg de H20 a 20 °C)
Diminui do tempo de vida de algumas espécies aquáticas
Altera os ciclos de reprodução
Aumenta a velocidade das reações entre os poluentes presentes na água
Aumenta a quantidade de gás carbônico na atmosfera
(0,86 L de CO2/L de H2O a 20 °C)
Potencializa a ação nociva dos poluentes
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Poluição por despejo de substâncias
• Substâncias tóxicas cuja presença na água não é fácil de identificar nem de 
remover;
• Em geral os efeitos são cumulativos e podem levar anos para serem sentidos;
• Os poluentes mais comuns das águas são:
 Fertilizantes agrícolas;
 Esgotos doméstico e industrial;
 Compostos orgânicos sintéticos;
 Plásticos;
 Petróleo;
 Metais pesados.
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Poluição por compostos orgânicos sintéticos
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Poluição por plásticos
Alta produção
Longo tempo para degradação
Causam a morte de animaispor sufocamento
Alta velocidade de uso e descarte
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Poluição por petróleo
Grandes acidentes
Vazamentos em poços
de petróleo, superpetroleiros,
rompimentos de dutos
Exxon Valdez: 42 milhões de litros
Kuwait: 200.000 t no Golfo Pérsico
Rio Barigüi: 4 milhões de litros
Baia de Guanabara: 1,3 milhão de litros
5% dos danos
Pequenos acidentes
Vazamentos de óleo
de motor de barcos
e de carros
Somente no Canadá:
300 milhões de litros/ano
95% dos danos
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Poluição por petróleo
• O petróleo vaza e se espalha no mar ou no rio;
• A mancha recobre a superfície das águas;
• Sem a luz do sol as algas param de fazer fotossíntese.
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Poluição por petróleo
• A quantidade de oxigênio diminui e outras espécies acabam morrendo;
• Os peixes da superfície
morrem por intoxicação
e falta de oxigênio;
• Peixes que vivem no
fundo e se alimentam
de resíduos, morrem
envenenados.
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Poluição por petróleo
• As aves marinhas ficam com o corpo impregnado de óleo;
• Deixam de reter o ar entre as
penas e morrem afogadas ao
mergulhar;
• O óleo penetra no bulbo
causando intoxicação;
• Mesmo as aves tratadas acabam 
morrendo.
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Poluição por petróleo
• No mangue o óleo impede as árvores de captar o oxigênio do ar causando sua 
morte;
• Os crustáceos morrem pela falta de alimento (folhas decompostas);
• Além disso, o óleo fecha as
brânquias, por onde respiram,
e superaquece a lama, seu
hábitat;
• No acidente da Baía de
Guanabara espécies como o
caranguejo-uça podem ter sido
extintas.
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Poluição por petróleo
• Com o ecossistema comprometido milhares de pessoas ficam sem 
trabalho;
• Famílias de pescadores perdem sua fonte de sustento;
• O comércio local acaba falindo com o fim do turismo na região.
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Poluição por metais pesados
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Poluição por metais pesados
Cu, Zn, Pb, Cd, Hg, Ni e Sn
Bioacumulação
Mineração (garimpo)Pilhas e baterias
Rios e maresAterro sanitário
Os oceanos recebem por ano
400.000 t de metais pesados
(80.000 t só de mercúrio)
Contaminação de águas
subterrâneas, córregos
e riachos
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Poluição orgânica
• Resultante do lançamento de esgotos domésticos e industriais ricos em matéria 
orgânica;
• Forma de poluição mais presente no dia-a-dia dos brasileiros;
• Carência do sistema de esgotamento sanitário;
• Esse tipo de poluição é causada por matérias orgânicas suscetíveis de degradação 
bacteriana:
– Degradação aeróbia: água rica em oxigênio dissolvido e matéria orgânica pouco 
abundante (formam-se gás carbônico, água e nitratos);
– Degradação anaeróbia: água não contém oxigênio suficiente (produção de gás 
carbônico, metano, amônia, ácidos graxos, etc.);
• Morte do corpo d’água >> quantidade de esgotos lançada >> volume do corpo receptor 
e capacidade de de oxigenação >> proliferação de bactérias >> consumo de todo 
oxigênio dissolvido.
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
A poluição das águas devido as atividades humanas aumentou A poluição das águas devido as atividades humanas aumentou 
vertiginosamente nos últimos 50 anos.vertiginosamente nos últimos 50 anos.
Poluição por resíduos industriais não biodegradáveis
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Poluição pelos despejos industriais
É decorrente do uso da água em operações industriais, possui agentes 
químicos e substâncias tóxicas.
Encontram-se também esgotos sanitários e o despejo industrial específico 
daquele estabelecimento. 
Altera o funcionamento das estações de tratamento e poluir os corpos 
líquidos receptores, como os cursos d’água, o mar e o solo (como nos casos de 
vazamentos). 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Conjunto dos parâmetros físicos, químicos e biológicos que permitem 
avaliar a adequação de uma água para um determinado fim.
Os parâmetros de qualidade da água. 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Torna-se praticamente impossível a determinação sistemática de todos os Torna-se praticamente impossível a determinação sistemática de todos os 
poluentes que possam estar presentes nas águas superficiais, em tempo poluentes que possam estar presentes nas águas superficiais, em tempo 
relativamente curto...relativamente curto...
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Os parâmetros de qualidade da água. 
PARÂMETROS FÍSICOS
Temperatura, condutividade elétrica, sólidos, cor e turbidezTemperatura, condutividade elétrica, sólidos, cor e turbidez
1) Temperatura
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
PARÂMETROS FÍSICOS
Temperatura, condutividade elétrica, sólidos, cor e turbidezTemperatura, condutividade elétrica, sólidos, cor e turbidez
1) Temperatura
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Elevação da Temperatura
Consequências: 
➢ aumento das reações químicas e biológicas
➢ redução do teor de oxigênio dissolvido
➢ diminuição da viscosidade da água
➢ aumento da ação tóxica de alguns compostos
PARÂMETROS FÍSICOS
Temperatura, condutividade elétrica, sólidos, cor e turbidezTemperatura, condutividade elétrica, sólidos, cor e turbidez
2) Condutividade elétrica2) Condutividade elétrica 
É ocasionadas pelas substâncias dissolvidas que se dissociam em cátions e É ocasionadas pelas substâncias dissolvidas que se dissociam em cátions e 
ânions e cuja dissolução também é função da temperatura.ânions e cuja dissolução também é função da temperatura.
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
PARÂMETROS FÍSICOS
Temperatura, condutividade elétrica, sólidos, cor e turbidez
3) Sólidos
Correspondem a partículas diversas, sedimentáveis ou não e que podem ser 
separadas por filtração.
A MEDIÇÃO DOS SÓLIDOS NÃO DISSOLVIDOS é a A MEDIÇÃO DOS SÓLIDOS NÃO DISSOLVIDOS é a massamassa dos sólidos dos sólidos 
filtráveis, expresso em mg/L.filtráveis, expresso em mg/L.
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Consequências:
➢ Assoreamento de ambientes aquáticos (enchentes)
➢ soterramento de ovos, invertebrados e peixes
➢ aumento da turbidez da água
PARÂMETROS FÍSICOS
Temperatura, condutividade elétrica, sólidos, cor e turbidez
4) Cor4) Cor
5) Turbidez5) Turbidez
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
PARÂMETROS QUÍMICOS
Potencial Hidrogeniônico
pH é medida da concentração de íons H+ na água.
O balanço dos íons hidrogênio (H+) e hidróxido (OH-) indica o 
quanto a água é ácida ou básica
Na água quimicamente pura os íons H+ estão em equilíbrio com os íons OH-, e seu pH é 
neutro, ou seja, é igual a 7. 
Se houver predominância de íons (H+), o pH terá valor 0<pH<7 e a água terá caráter ácido.
Se houver predominância de íons (OH-), o ph terá valor 7<pH<14 e a água terá caráter 
básico (ou alcalino).
Consequências: 
➢ efeitos sobre a flora e a fauna
➢ restrições de uso da água na agricultura
➢ aumento da toxicidez de certos compostos (amônia, metais 
pesados, gás sulfídrico)
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
PARÂMETROS QUÍMICOS
Potencial Hidrogeniônico
PARÂMETROS QUÍMICOS 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Nutrientes
Consequência:
➢ Eutrofização da água
PARÂMETROS QUÍMICOS 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
PARÂMETROS MICROBIOLOGICOS 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
 
Fornecimento de água tratada
O tratamento de água visa reduzir a concentração de 
poluentes até o ponto em que não apresentem riscos para a 
saúde pública. 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
http://pt.wikipedia.org/wiki/Polui%C3%A7%C3%A3o
http://pt.wikipedia.org/wiki/Sa%C3%BAde_p%C3%BAblica1) Represa
2) Pré-filtração
3) Coagulação (sulfato de 
alumínio)
4) Floculação
5) Decantação
6) Filtração
7) Cloração e fluoretação
9) Correção de pH
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Vídeo 04 - Tratamento d água
https://www.youtube.com/watch?v=8YsdaY6Q-10
https://www.youtube.com/watch?v=8YsdaY6Q-10
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
EXPLORANDO UM POUCO MAIS...
Coagulação/floculação: as partículas sólidas se 
aglomeram em flocos para que sejam removidas mais 
facilmente.
Este processo consiste na formação e precipitação de 
hidróxido de alumínio (Al2(OH)3) que é insolúvel em água 
e “carrega” as impurezas para o fundo do tanque.
Al2(SO4)3 + 3Ca(OH)2 → 3 CaSO4 + 2Al2(OH)3
Sulfato de Alumínio Cal Sulfato de Cálcio Hidróxido de alumínio
 
Mas antes de tudo...
Primeiramente, o pH da água tem que ser elevado pela adição 
ou de uma base diretamente, ou de um sal básico conhecido 
como barrilha (carbonato de sódio):
base:
NaOH(s) → Na
+
(aq) + OH
-
(aq)
sal básico:
Na2CO3(s) → 2 Na
+(aq) + CO3
2-(aq)
CO3
2-(aq) + H2O(l) → HCO3
-(aq) + OH-(aq)
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
 
Após o ajuste do pH, adiciona-se o sulfato de alumínio, que irá 
dissolver na água e depois precipitar na forma de hidróxido de 
alumínio.
dissolução:
Al2(SO4)3(s) → 2 Al
3+
(aq) + 2 SO4
3-
(aq)
precipitação:
Al3+(aq) + 3 OH
-
(aq) → Al(OH)3 (s)
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
 
Sedimentação: os flocos formados vão sedimentando 
no fundo do tanque “limpando” a água.
Filtração: a água da parte superior do tanque de 
sedimentação passa por um filtro que contém várias 
camadas de cascalho e areia, e assim retiram as 
impurezas menores.
Desinfecção: é adicionado na água um composto 
bactericida e fungicida, como por exemplo o 
hipoclorito de sódio (água sanitária, NaClO), 
conhecido como ‘cloro’.
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Descreva algumas aplicações da água na engenharia civil.
Descreva o ciclo da água.
Explique as etapas do tratamento de água.
O que define a qualidade da água.
RESUO DA ÁGUA
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
 
A água potável em um edifício pode ser 
economizada de três modos:
➢ otimização da água potável
➢ gerenciamento do consumo de água
➢ mudanças de comportamento
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Equipamentos economizadores
RESUO DA ÁGUA
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
A reutilização ou o reuso de água ou o uso de águas residuárias não é um 
conceito novo e tem sido praticado em todo o mundo há muitos anos.
 O que é a água de Reuso?
A água de reuso é obtida através do tratamento avançado dos esgotos 
gerados pelos estabelecimentos residenciais ou industriais conectados à 
rede coletora de esgoto.
Pode ser utilizada nos processos que não requerem água potável, mas 
sanitariamente segura, gerando a redução de custos e garantindo o uso 
racional da água.
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
RESUO DA ÁGUA
Reuso Indireto: ocorre quando a água utilizada é descartada nos corpos 
hídricos superficiais ou subterrâneos, sendo então diluída, e depois 
captada para um novo uso.
Reuso Direto: é o uso planejamento de água de reuso, que é conduzida do 
local de produção ao ponto de utilização, sem lançamento ou diluição 
prévia em corpos hídricos superficiais ou subterrâneos
Tipos de Reuso da Água.
RESUO DA ÁGUA
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
●Irrigação paisagística;
●Irrigação de campos para cultivos;
●Uso industriais;
●Uso urbanos não potáveis;
●Refrigeração de equipamentos industriais;
●Construção civil;
●Etc...
Para que fins pode ser utilizada?
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
ÁGUA NO CICLO DE VIDA DA EDIFICAÇÃO
Práticas: Ensaio Jar teste. 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
●Ensaio de Jar Test (ou teste dos Jarros): Trata-se de um método largamente Ensaio de Jar Test (ou teste dos Jarros): Trata-se de um método largamente 
usado nas ETAs para adequar o processo de tratamento de uma determinada usado nas ETAs para adequar o processo de tratamento de uma determinada 
água, quando não se conhecem previamente suas características e água, quando não se conhecem previamente suas características e 
comportamento. comportamento. 
●É um procedimento de pesquisa que permite otimizar o tratamento e É um procedimento de pesquisa que permite otimizar o tratamento e 
conhecer a quantidade econômica de consumo de reagentes, sem que haja conhecer a quantidade econômica de consumo de reagentes, sem que haja 
perda da qualidade da água tratada. perda da qualidade da água tratada. 
●É também usado para levantamento de dados experimentais que permitem o É também usado para levantamento de dados experimentais que permitem o 
projeto das câmaras onde ocorre etapas o tratamento como a de mistura projeto das câmaras onde ocorre etapas o tratamento como a de mistura 
rápida e a de floculação na estação. rápida e a de floculação na estação. 
Ensaio Jar teste
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Permite:Permite:
●Otimização do processo de tratamento comparando a ação de Otimização do processo de tratamento comparando a ação de 
diferentes; diferentes; 
●Coagulantes e polímeros, bem como suas quantidades;Coagulantes e polímeros, bem como suas quantidades;
●Estudos com novos coagulantes e polímeros (mais comuns);Estudos com novos coagulantes e polímeros (mais comuns);
●Estudo para remoção de compostos causadores de gosto e odor;Estudo para remoção de compostos causadores de gosto e odor;
●Demanda de cloro; Demanda de cloro; 
●Demanda de Permanganato de potássio; Demanda de Permanganato de potássio; 
●Demanda de carvão ativado em pó; Demanda de carvão ativado em pó; 
●Estudo da formação de subproduto da cloração (THM); Estudo da formação de subproduto da cloração (THM); 
●Estudo de tratabilidade para novos mananciais;Estudo de tratabilidade para novos mananciais; 
Ensaio Jar teste
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Produtos Químicos
Os produtos normalmente usados são:
Coagulantes: 
●Sais de ferro ou alumínio (mais usados). Sais polimerizados de 
alumínio (PAC) 
●Orgânicos (tanato e polímeros). 
Alcalinizantes: 
●Suspensão de hidróxido de cálcio; 
●Solução de hidróxido de sódio; 
●Solução de barrilha (soda caustica). 
Ensaio Jar teste
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Produtos Químicos
Auxiliar de coagulação: 
●Sílica ativada; 
●Polímeros (catiônico de alta carga e baixo peso molecular). 
Auxiliar de floculação: 
●Polímeros (catiônico, aniônico e não iônico) todos de médio a alto peso 
molecular e média a baixa carga ou nenhuma. 
Desinfetantes e oxidantes: 
●Hipoclorito de sódio; 
●Hipoclorito de cálcio; 
●Água de cloro. 
Ensaio Jar teste
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Objetivo
●O ensaio será conduzido de forma a conhecermos para uma determinada 
amostra de água, o “pH ótimo de floculação” e a quantidade econômica de 
coagulante. 
●Cada água tem um valor próprio de pH de floculação mais adequado, 
determinando esse valor e conduzindo o tratamento de forma a mantê-lo, a 
melhor eficiência do tratamento será alcançada, com menor consumo de 
floculante, maior remoção de cor e turbidez, melhor decantação que 
proporcionará maior tempo de uso dos filtros ( menor número de 
paralizações para lavagem dos mesmos) e diminuição da alumina residual.
Ensaio Jar teste
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Soluções necessárias
●Solução saturada de Ca(OH)2 (hidróxido de cálcio) que deverá ser 
filtrada no momento de seu uso;
●Solução de Al2(SO4)3(sulfato de alumínio) a 10% (ou 1 g/L). Esta 
solução possui 1000mg/L de sulfato de alumínio, portanto é uma 
solução de concentração 1000 ppm.
Materiais
●Vidraria e materiais diversos de laboratório
Ensaio Jar teste
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Equipamentos
Aparelho de Jar test; pHmetro;
turbidímetro; Agitador magnético.
Ensaio Jar teste
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Prática 1
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Procedimento para determinação do “pH ótimo de floculação”
●O pH de nossas águas varia na faixa de 5,0 a 6,5. Assim, é proposta aqui uma 
pesquisa na faixa de 5,4 a 6,4. Outras faixas poderão ser pesquisadas de 
acordo com o conhecimento de informações adicionais sobre a água a estudar.
●Nesta etapa será adicionada uma quantidade fixa e em excesso de sulfato de 
alumínio em cada frasco. A concentração de sulfato em cada frasco após 
adição deverá ser 20 ppm.
●Será útil conhecer as quantidades de hidróxido de cálcio a serem adicionadas 
nos frascos do aparelho para que o pH dos mesmos varie dentro da faixa 
considerada.
Etapa 1 – Determinação do pH ótimo de floculação
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Floculação:
●A floculação é operação de suma importância no tratamento d’água. 
●Boa floculação significa boa clarificação. Para a eficiência do tratamento; o 
controle do pH de floculação é condição indispensável. 
●O hidróxido de alumínio adicionado, se apresenta inicialmente sob forma 
coloidal, em partículas pequeníssimas que devem se agregar para formar os 
flocos. 
Estações de Tratamento de Água.
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Floculação:
●Há um pH em que melhor se dá essa união e consequente melhor floculação 
- “o pH ótimo de floculação”. Em nossas águas esse pH é geralmente baixo 
oscilando entre 5,0 - 6,5. 
●Cada água tem seu pH ótimo, e esse pH pode variar para a mesma água 
desde que ocorram variação em sua composição.
●O descontrole desse pH comprometerá a eficiência do tratamento, resultando 
maior consumo do floculante, menor remoção de cor e turbidez, pior 
decantação com consequente sobrecarga dos filtros, aumentando a alumina 
residual e até a dissolução completa dos flocos formados.
Estações de Tratamento de Água.
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Procedimento prévio da etapa 1 Medir a turbidez da água bruta.
●Em 1000 mL (ou 2000 mL) de água bruta adicione o volume necessário da 
solução de sulfato de alumínio que garanta a concentração de 20 ppm na 
quantidade de água contida num bequer. 
●Instale o pHmetro para que o mesmo forneça a medida de forma contínua. 
●A seguir, goteje lentamente de uma bureta, a solução de hidróxido de cálcio. 
●Mantenha o conjunto sobre um agitador magnético na menor rotação 
possível. 
Etapa 1 – Determinação do pH ótimo de floculação
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Procedimento prévio da etapa 1 Medir a turbidez da água bruta.
•Acompanhe a variação do pH. 
•Anote o valor consumido “v” de hidróxido de cálcio quando o pH for 5,4. 
•Continue o gotejamento até que o pH atinja o valor 6,4 quando deverá ser 
anotado o valor “V” consumido de hidróxido de cálcio.
•Calcule o incremento Δ em mL. Pela expressão:
Δ = (V - v) / 5
Etapa 1 – Determinação do pH ótimo de floculação
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Preparação do ensaio.
a) Coloque 2000 mL de água bruta em cada frasco do aparelho.
b) Adicione em cada frasco o volume necessário de sulfato de alumínio para que a 
concentração seja 20 ppm em todos os frascos.
c) Adicione os volumes de hidróxido de cálcio conforme tabela a segui a seguir:
 
d) Agitação rápida (160 rpm) por 1 minuto;
e) Agitação intermediária (100 rpm) por 10 minutos;
f) Agitação lenta ( 30 rpm) por 5 minutos. 
g) Repouso por 15 minutos.
Etapa 1 – Determinação do pH ótimo de floculação
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Preparação do ensaio.
●Cumpridas estas etapas, deve-se definir o frasco onde houve o melhor 
resultado. 
●A escolha deve estar fundamentada no maior número de parâmetros dos 
listados a seguir:
Boa coagulação;
Tamanho dos flocos (grandes ou pequenos),
Boa sedimentação;
Aspecto final.
●Determinado o frasco que apresentou melhor resultado, proceder a medida 
do pH do mesmo. Este será o pH ótimo de floculação.
●Medir a turbidez da água no frasco escolhido.
Etapa 1 – Determinação do pH ótimo de floculação
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Preparação do ensaio.
 
●Desejando um resultado mais preciso pode-se considerar os valores de pH 
dos frascos imediatamente anterior e posterior como limites inferior e 
superior para estabelecer uma nova faixa de pesquisa e realizar novo ensaio.
Etapa 1 – Determinação do pH ótimo de floculação
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Prática 2
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
●A partir de novas amostras da água bruta, serão adicionados volumes 
crescentes da solução de sulfato de alumínio, de forma a garantir que dentro 
dos mesmos as concentrações variem de 10 até 20 ppm com incremento de 2 
ppm entre dois frascos consecutivos.
●A seguir, o valor do pH de cada frasco será ajustado ao valor determinado na 
primeira etapa, pela adição controlada da solução de hidróxido de cálcio.
●Será útil conhecer a quantidades de hidróxido de cálcio a ser adicionada no 
primeiro frasco, o qual conterá 10 ppm de hidróxido de alumínio. 
Etapa 2 – Determinação da quantidade econômica de floculante
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
●Como o sal sulfato de alumínio ao ser adicionado na água sofre hidrólise 
formando ácido sulfúrico (ácido forte) e hidróxido de alumínio (base fraca), a 
solução formada tem caráter ácido.
●À medida que a quantidade adicionada nos frascos aumenta, maior volume 
de hidróxido de cálcio será necessário no ajuste do pH. 
●Se o volume necessário para o primeiro frasco é conhecido, para ajustar o 
segundo, pode-se escorrer diretamente o volume do primeiro e gotejar 
somente a quantidade necessária para obter o mesmo valor de pH.
Etapa 2 – Determinação da quantidade econômica de floculante
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
●Repetindo esse procedimento para os demais frascos o tempo total gasto 
para ajuste de pH nesta fase fica reduzido. 
Procedimento prévio da etapa 2
●Colocar num béquer 1000 (ou 2000) mL da água bruta. Adicionar a solução 
de sulfato de alumínio de forma a garantir a concentração de 10 ppm dentro 
do béquer.
●Instalar o pHmetro no conjunto de forma que se tenha a medida contínua do 
pH. Manter um conjunto sobre um agitador magnético, na menor velocidade 
possível. De uma bureta gotejar a solução de hidróxido de cálcio até se obter o 
valor do pH determinado na primeira etapa
Etapa 2 – Determinação da quantidade econômica de floculante
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
●Depois de ajustar o pH de todos os frascos ao valor ótimo, proceder a 
agitação de acordo com o seguinte:
Agitação rápida (160 rpm) por 1 minuto;
Agitação intermediária (100 rpm) por 10 minutos;
Agitação lenta ( 30 rpm) por 5 minutos. 
Repouso por 15 minutos.
●Cumpridas estas etapas, deve-se definir o frasco onde houve o melhor 
resultado. 
●A escolha deve estar fundamentada no maior número de parâmetros dos 
listados a seguir:
Boa coagulação;
Tamanho dos flocos (grandes ou pequenos),
Boa sedimentação;
Aspecto final.
Etapa 2 – Determinação da quantidade econômica de floculante
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
●O frasco que apresentou melhor resultado, contem a quantidade econômica 
de reagente para o tratamento
●Medir a turbidez da água no frasco escolhido.
●Desejando um resultado mais preciso pode-se considerar os valores de 
concentração dos frascos imediatamente anterior e posterior como limites 
inferior e superior de concentração para estabelecer uma nova faixa de 
pesquisa e realizarnovo ensaio.
Etapa 2 – Determinação da quantidade econômica de floculante
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
Notas
1) Deve-se considerar que a água do manancial sofre alterações em suas características 
durante o ano. Tais mudanças decorrem de eventos climáticos, floração de algas dentre 
outros, portanto, a reprodutibilidade dos resultados é sempre referida a uma época e às 
características da água bruta testada.
2) É desejável que sempre se trabalhe com percentual de remoção e não 
medidas diretas, para podermos comparar a eficiência com diferentes 
características da água bruta.
3) Para uma a caracterização da água bruta outros dados devem ser conhecidos. Os 
principais são: turbidez, cor aparente, pH, alcalinidade, ferro e manganês, potencial zeta, 
números de partículas etc..
4) Há ainda outros parâmetros menos comuns, que também podem se analisados como: 
carbono orgânico total (COT), carbono orgânico dissolvido (COD), análise de UV 254; 
correlacionando com carbono orgânico, números de algas, compostos causadores de gosto 
e odor, toxinas, entre outros.
Etapa 2 – Determinação da quantidade econômica de floculante
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
ENGENHARIA CIVIL
FIM DO 1º BIMESTRE
	Slide 1
	Slide 2
	Slide 3
	Slide 4
	Slide 5
	Slide 6
	Slide 7
	Slide 8
	Slide 9
	Slide 10
	Slide 11
	Slide 12
	Slide 13
	Slide 14
	Slide 15
	Slide 16
	Slide 17
	Slide 18
	Slide 19
	Slide 20
	Slide 21
	Slide 22
	Slide 23
	Slide 24
	Slide 25
	Slide 26
	Slide 27
	Slide 28
	Slide 29
	Slide 30
	Slide 31
	Slide 32
	Slide 33
	Slide 34
	Slide 35
	Slide 36
	Slide 37
	Slide 38
	Slide 39
	Slide 40
	Slide 41
	Slide 42
	Slide 43
	Slide 44
	Slide 45
	Slide 46
	Slide 47
	Slide 48
	Slide 49
	Slide 50
	Slide 51
	Slide 52
	Slide 53
	Slide 54
	Slide 55
	Slide 56
	Slide 57
	Slide 58
	Slide 59
	Slide 60
	Slide 61
	Slide 62
	Slide 63
	Slide 64
	Slide 65
	Slide 66
	Slide 67
	Slide 68
	Slide 69
	Slide 70
	Slide 71
	Slide 72
	Slide 73
	Slide 74
	Slide 75
	Slide 76
	Slide 77
	Slide 78
	Slide 79
	Slide 80
	Slide 81
	Slide 82
	Slide 83
	Slide 84
	Slide 85
	Slide 86
	Slide 87
	Slide 88
	Slide 89
	Slide 90
	Slide 91
	Slide 92
	Slide 93
	Slide 94
	Slide 95
	Slide 96
	Slide 97
	Slide 98
	Slide 99
	Slide 100
	Slide 101
	Slide 102
	Slide 103
	Slide 104
	Slide 105
	Slide 106
	Slide 107
	Slide 108
	Slide 109
	Slide 110
	Slide 111
	Slide 112
	Slide 113
	Slide 114
	Slide 115
	Slide 116
	Slide 117
	Slide 118
	Slide 119
	Slide 120
	Slide 121
	Slide 122
	Slide 123
	Slide 124
	Slide 125
	Slide 126
	Slide 127
	Slide 128
	Slide 129
	Slide 130
	Slide 131
	Slide 132
	Slide 133
	Slide 134
	Slide 135
	Slide 136
	Slide 137
	Slide 138
	Slide 139
	Slide 140
	Slide 141