UI - Aula 05 - Água de processo, normas técnicas, segurança e aplicações

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Utilidades Industriais
Prof. Caio Barbosa
Água de Processo
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Definições e Desambiguações
Prof. Caio Barbosa
Água de Processo
É a água utilizada em processos industriais,
normalmente reduzida de sais, branda e neutra.
Água Potável ≠ Água de Processo 
É aquela que pode ser consumida pelo homem sem que
haja nenhum prejuízo à saúde. Deve possuir sais em
equilíbrio, ser inodora, incolor e insípida. Não pode
possuir patógenos.
Definições Legais
PORTARIA MS 
Nº 2.914, DE 12 DE DEZEMBRO DE 2011
Padrões de Potabilidade
Conselho Nacional do Meio Ambiente (1986)
Padrões de Potabilidade
MS: PORTARIA DE CONSOLIDAÇÃO Nº 5, DE 28 DE SETEMBRO DE 2017 
Padrões de Potabilidade
MS: PORTARIA DE CONSOLIDAÇÃO Nº 5, DE 28 DE SETEMBRO DE 2017 
Padrões de Potabilidade
MS: PORTARIA DE CONSOLIDAÇÃO Nº 5, DE 28 DE SETEMBRO DE 2017 
Fontes e Captação
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Fontes Para Água de Processo
Possuímos dois tipos de fontes para seu abastecimento que são
as águas superficiais (rios, mar, lagos, chuva canais, etc.) e
subterrâneas (lençóis subterrâneos).
Rios
Preferencialmente usamos água de rio, quando disponível, em virtude da
facilidade na captação. Porém, este recurso é limitado.
Chuva
Quando possível, usamos a água de chuva que apenas complementa a captação
de outras fontes.
Poços
Uma alternativa, muitas vezes cara, é a abertura de poços para captação de água.
Muitas vezes, esta alternativa é viável quando a exigência do padrão de admissão
não for tão elevada e quando a vazão disponível for compatível.
Como se Forma a Coluna de 
Água e Gás
https://www.youtube.com/watch?v=7e4jepvXU_s
• Formação de gás• Formação da Coluna de Água
https://www.youtube.com/watch?v=AB_JQuLRKbE
https://www.youtube.com/watch?v=7e4jepvXU_s
https://www.youtube.com/watch?v=AB_JQuLRKbE
Mar
Quando esgotamos as possibilidades, utilizamos a água do mar, pois o custo
do processo de dessalinização é relativamente alto (em virtude da
manutenção) e do tamanho necessário da planta.
Reuso
Tanto quanto possível, fazemos o reuso de águas. Em muitos processos, o
custo do reuso é mais baixo do que o tratamento completo, principalmente
os que envolvem troca térmica.
Condições de Captação
Condições a serem analisadas 
• quantidade de água; 
• qualidade da água; 
• garantia de funcionamento; 
• economia das instalações; 
• localização. 
Condições de Captação
Quantidade de Água
• a vazão é suficiente na estiagem; 
• é insuficiente na estiagem, mas suficiente na média; 
• existe vazão, mas inferior ao consumo previsto. 
Condições de Captação
Qualidade de Água
É básico, sob o ponto de vista operacional do sistema, captar águas de
melhor qualidade possível.
• As tomadas em reservatórios de acumulação não devem ser tão
superficiais nem também tão profundas, para que não ocorram
problemas de natureza física, química ou biológica.
• Agentes químicos poderão está presentes a qualquer profundidade mas
há uma tendência das águas mais próximas da superfície terem maiores
teores de gases dissolvidos (CO2 , por exemplo), de dureza e de ferro e
manganês e seus compostos.
Condições de Captação
Qualidade de Água
É básico, sob o ponto de vista operacional do sistema, captar águas de
melhor qualidade possível.
• As tomadas em reservatórios de acumulação não devem ser tão
superficiais nem também tão profundas, para que não ocorram
problemas de natureza física, química ou biológica.
• Agentes químicos poderão está presentes a qualquer profundidade mas
há uma tendência das águas mais próximas da superfície terem maiores
teores de gases dissolvidos (CO2 , por exemplo), de dureza e de ferro e
manganês e seus compostos.
Condições de Captação
Garantia de Funcionamento
Além da preocupação com a estabilidade das estruturas, proteção contra
correntezas, inundações, desmoronamentos, etc., devemos tomar medidas que
não permitam obstruções com a entrada indevida de corpos sólidos, como peixes,
por exemplo. Esta proteção é conseguida com emprego de grades, telas ou crivos
Condições de Captação
Economia nas Instalações
Os princípios básicos da engenharia são a simplicidade, a técnica e a economia. 
• a permanência natural do ponto de captação;
• a velocidade da correnteza; 
• a natureza do leito de apoio das estruturas a serem edificadas e a vida útil destas;
• a facilidade de acesso e de instalação de todas as edificações necessárias; 
• a flexibilidade física para futuras ampliações; 
• os custos de aquisição do terreno. 
Condições de Captação
Localização
A localização ideal é aquela que possibilite:
• menor percurso de adução
• menores alturas de transposição da adutora
Exemplos de Captação
a) Captação em cursos de água com pequenas vazões e baixa flutuação de nível 
a.1) Margens estáveis 
Exemplos de Captação
a) Captação em cursos de água com pequenas vazões e baixa flutuação de nível 
a.1) Margens sujeitas a erosão 
Exemplos de Captação
a) Captação em cursos de água com pequenas vazões e baixa flutuação de nível 
a.1) Margens instáveis 
Exemplos de Captação
a) Captação em cursos de água com pequenas vazões e baixa flutuação de nível 
a.1) Margens instáveis 
Exemplos de Captação
a) Captação em cursos de água com pequenas vazões e baixa flutuação de nível 
a.1) Leitos arenosos com lâmina líquida muito baixa 
Exemplos de Captação
a) Captação em cursos de água com pequenas vazões e baixa flutuação de nível 
a.1) Leitos arenosos com areia em suspensão 
Exemplos de Captação
b) Com pequenas vazões e grande oscilação de nível
b.1) Leitos rochosos
Exemplos de Captação
b) Com pequenas vazões e grande oscilação de nível
b.1) Leitos arenosos
Exemplos de Captação
c) Galerias
Exemplos de Captação
d) Poço raso
Tratamentos
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Processos: Panorama Geral
Tratamentos Químicos:
Turbidez
Diz-se que a água é turva quando contém matérias em suspensão, que interferem com a
passagem da luz através dela, ou na qual é restringida a visão em profundidade de certa
amostra. A turbidez das águas é devida à presença de partículas em estado coloidal, em
suspensão, matéria orgânica e inorgânica finamente dividida, plancton e outros organismos
microscópios. Evidentemente ela tende a ser mais alta nos cursos d'agua, nos quais a água
está em constante agitação, e menor nos lagos, nos quais o repouso da água permite a
sedimentação das matérias em suspensão. A turbidez pode variar de zero, em águas puras,
até centenas ou milhares de unidades, em cursos d'agua poluídos. As leituras são
determinadas são em unidades nefelométricas de turbidez (UNT ou NTU).
Tratamentos Químicos:
Turbidez
Tratamentos Químicos:
Desinfecção
Tratamentos Químicos:
Alcalinidade
O termo alcalinidade traduz a capacidade de certa água em neutralizar ácidos. Quanto maior a
alcalinidade de uma água, maior é a dificuldade que ela apresentará para variar seu pH quando
lhe aplicamos um ácido ou uma base.
De modo geral, a alcalinidade das águas naturais está relacionada com a presença de sais de
ácidos fracos, especialmente bicarbonatos. Esses sais, quando presentes, resultam da ação da
água sobre os carbonatos presentes no solo, especialmente bicarbonatos de cálcio. Em
laboratório se determina os valores da alcalinidade total, da alcalinidade de bicarbonatos e da
alcalinidade de carbonatos.
Ácido Clorídrico 10%
Tratamentos Químicos:
Água Ácida
pH excessivamente baixo, pode indicar presença de decomposição de matéria
orgânica (como folhas) e/ou presença de algas. Para aumentar o pH, utilize
Bicarbonato de Sódio.
NaHCO₃
Tratamentos Químicos:
Dureza
Denomina-se genericamente de águas duras aquelas que necessitam de grandes quantidades de
sabão para produzirem espuma, e que, além disto, incrustam caldeiras, aquecedores, tubulações de
água quente e outras unidades em que a água escoa submetida a temperaturas elevadas. Águas de
superfície são mais brandas que as subterrâneas. (poços) tendo em vista que a qualidade das águas
reflete a naturezadas formações geológicas com as quais entra em contato. De modo geral, ela é
devida à presença de cálcio e magnésio.
Quando o cálcio e o magnésio ocorrem nas águas naturais, eles costumam estar associados a
carbonatos e bicarbonatos, assim nossas águas, quando duras, em geral são também alcalinas. Por
este motivo, as análises de dureza expressam seus resultados em termos de CaCO3,
independentemente de seu agente causador.
Tratamentos Químicos:
Dureza
Classificação para as águas, conforme sua dureza:
• Branda: 0 a 75 mg/l de CaCO3
• Moderadamente dura: 75 a 150 mg/l de CaCO3
• Dura: 150 a 300 mg/l de CaCO3
• Muito dura: acima de 300 mg/l de CaCO3
Tratamentos Químicos:
Dureza
• Filtro Abrandador com Resina Cationica
• Regenerador: NaCl
Tratamentos Químicos:
Ferro e Manganês
O ferro é um dos metais mais abundantes da crosta terrestre. Pode ser encontrado nas águas naturais em
concentrações que variam de 0,5 a 50 mg/l. É um elemento nutricional essencial ao ser humano. Quando
presente na água em sua forma solúvel, ele é incolor, porém oxidado, devido à aeração ou cloração da água, ele
se precipita na água com uma cor avermelhada que tende a assustar os consumidores.
Tratamentos Químicos:
Ferro e Manganês
O manganês é um dos metais mais abundantes da crosta terrestre e geralmente é encontrado junto com o ferro.
Quando presente na água em sua forma solúvel, ele é incolor. Porém, se, por alguma razão, ele é oxidado (devido
à aeração ou cloração da água se precipita na água. Esse precipitado tem cor negra e tende a assustar os
consumidores. Não existem estudos conclusivos capazes de associar a presença de manganês à saúde humana. A
Organização Mundial da Saúde estabelece a concentração de 0,5 mg/l para esse metal, mas reconhece que
concentrações superiores a esse valor podem levar à rejeição da água por parte dos consumidores, por razões
estéticas.
Tratamentos Químicos:
Ferro e Manganês: Aerador Bandeja
• Oxidação por Aeração, Ozônio, Peróxido,
seguido por Filtro de Areia ou Antipartículas
• Não usar técnica de pré-cloração: formação
de Cloretos (FeCl2 e FeCl3 – muito tóxicos) e
Cloratos (KClO3 , NaClO3 , Mg(ClO3)2 – muito
tóxicos)
• Os aeradores mecânicos ainda promovem
remoção de outros gases dissolvidos
Aerador Bandeja
Aerador Bandeja
Parâmetros:
Q/A = 300 - 1.000 m ³ /m ².dia 
O²/h: 15,0 kg/m².h
Espaçamento = 0,40 – 0,60 m 
N = 4 – 5 tabuleiros superpostos 
A = área de um tabuleiro 
Ø leito percolador = ½” – 2” (coque) 
Tratamentos Químicos:
Ferro e Manganês: Aerador Bandeja
Tratamentos Químicos:
Ferro e Manganês: Aerador Chafariz
Parâmetros:
Q = 50 – 500 m ³/dia 
O²/h: 3,0 kg/h
Tratamentos Químicos:
Ferro e Manganês: Borbulhamento: Prato
Parâmetros:
Q = 5000 – 32000 m³/h
O²/h: 1,0 kg/h.difusor
Tratamentos Químicos:
Ferro e Manganês: Borbulhamento: Tubo
Parâmetros:
Q = 5000 – 78600 m³/h
O²/h: 5,0 kg/h.difusor
Tratamentos Químicos:
Ferro e Manganês: Ozônio
Parâmetros:
Q = 1000 – 25.000 m³/h.ozonizador
O²/h: 2,0 kg/h.ozonizador
Tratamentos Químicos:
Ferro e Manganês: Peróxido de Hidrogênio
Parâmetros:
C= 0.63 a 3.8ppm 
(use na mesma concentração da soma dos ions de Fe e Mn)
Remoção:
• 90% de íons ferro
• 36% de íons manganês
https://periodicos.ufv.br/jcec/article/view/2548
Tratamentos Químicos:
Odor (Organovoláteis): Carvão Ativado
O carvão ativado é um material de carbono com uma porosidade elevada, com capacidade de
adsorver seletivamente gases, líquidos ou impurezas no interior dos seus poros, apresentando
portanto um excelente poder de clarificação, desodorização e purificação de líquidos ou gases. O
carvão ativado é obtido através de matérias primas tais como : coque de petróleo, carvão betuminoso,
antracito, turfa, madeira e casca de nozes ou côco.
Tratamentos Químicos:
Polivalente
A zeólita é um mineral de origem vulcânica, que se origina da mistura das cinzas vulcânicas com a
água do mar. Tem ação na adsorção de metais pesados, amônia, nitrogênio, organovoláteis, iodo,
cloroaminas, matéria orgânica tanto na forma dissolvida como coloidal, hidrocarbonetos, ácido
húmico, proteínas e lipídios. Além disso pode remover partículas de até 4micras.
Tratamentos Químicos:
Polivalente
Regeneração:
Deixar a Zeólita repousar por:
a) 60min em solução de solução de:
▪ NaCl 20g/L
▪ pH ajustado para 12, usando
NaOH
b) Lavar com água destilada
c) 24h em solução de NaCl 20g/L
d) Repetir b, c duas vezes
e) Lavar com água destilada
Tratamentos Físicos:
Osmose Reversa
É um processo de separação em que um solvente é separado de um soluto de baixa
massa molecular por uma membrana permeável ao solvente e impermeável ao soluto.
Isso ocorre quando se aplica uma grande pressão sobre este meio aquoso, o que
contraria o fluxo natural da osmose
Tratamentos Físicos:
Filtro de Areia
Processo para remoção de partículas maiores que 25micras. A areia especial de
granulometria 0,5 a 0,9 mm tem eficiência na retenção de partículas (limo, lodo, grãos
de areia), resíduos de encanamentos e outras impurezas em suspensão na água.
Areia de Quartzo
Tratamentos Físicos:
Filtro de Polipropileno
Similar à areia, em propósito. Remove partículas de 0,1 a até 100 micras,
dependendo do mash escolhido.
A partir de 
0,22micras, já 
remove vírus e 
bactérias.
Bibliografia
[1] ABIMAQ & FAST SOLUTION. NR 12, Leitura e Interpretação. 2020
[2] MURASHOV, Vladimir; HEARL, Frank; HOWARD, John. Working safely with robot workers:
Recommendations for the new workplace. Journal of occupational and environmental hygiene, v. 13, n. 3, p.
D61-D71, 2016.
[3] BREVIGLIERO, Ezio; POSSEBON, José; SPINELLI, Robson. Higiene Ocupacional: agentes biológicos, químicos
e físicos. Editora Senac São Paulo, 2020.
[4] TRETALON. Tipos de Bombas. Acessado em: 15/09/2020. Site: https://www.tetralon.com.br/as-
especificacoes-das-bombas-industriais/