QUIMICA ENGENHARIA unid_1

Prévia do material em texto

Autores: Prof. Celso Aurélio Tassinari
 Profa. Daniela da Cunha Souza Patto
Colaboradores: Prof. Ricardo Scalão Tinoco
 Profa. Laura Cristina da Cruz Dominciano
Química Aplicada para 
Engenharia Civil
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
Professores conteudistas: Celso Aurélio Tassinari / Daniela Souza Patto
Celso Aurélio Tassinari
Nascido em São Paulo, é engenheiro químico formado pela Faculdade de Engenharia Industrial, especialista em 
Engenharia de Materiais pela Universidade Paulista (UNIP), mestre em Engenharia de Produção pela UNIP, doutor 
em Engenharia de Produção, na área de Gestão de Sistemas de Operação (linha de pesquisa: Produção mais Limpa e 
Ecologia Industrial), pela mesma universidade. 
Atuou como vice-diretor de pesquisas no Instituto de Pesquisas e Estudos Industriais da Fundação de Ciências 
Aplicadas, diretor de operações técnicas no Conselho Regional de Engenharia, Arquitetura e Agronomia do Estado 
de São Paulo. Atualmente, é professor titular da Universidade Paulista, ministrando aulas nos cursos de Engenharia 
e Ciências da Computação. Em 2012, assumiu a coordenação geral de estágios do Instituto de Ciências Exatas e 
Tecnologia da UNIP.
Daniela da Cunha Souza Patto
Nascida em São Paulo, é engenheira química formada pela Escola de Engenharia de Lorena (EEL-USP), mestre em 
Química pelo Instituto de Química da Unicamp, doutora em Ciências na área de Química Orgânica pelo Instituto de 
Química da Unicamp e pós-doutora pela Faculdade de Ciências Farmacêuticas da Universidade de São Paulo (USP).
Atuou como química de pesquisa na indústria farmoquímica no desenvolvimento de produtos farmacêuticos 
e cosméticos, atuando também como auditora interna do sistema de gestão da qualidade (ISO 9001, ISO 14000 e 
Oshas 18000). Atualmente, é professora titular da Universidade Paulista, ministrando aulas nos cursos de Farmácia, 
Engenharia Civil e Elétrica. Em 2014 assumiu a coordenação auxiliar do curso de Gestão Ambiental. Além disso, é 
conteudista de materiais para a educação a distância, incluindo gravações de aulas.
© Todos os direitos reservados. Nenhuma parte desta obra pode ser reproduzida ou transmitida por qualquer forma e/ou 
quaisquer meios (eletrônico, incluindo fotocópia e gravação) ou arquivada em qualquer sistema ou banco de dados sem 
permissão escrita da Universidade Paulista.
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)
T213q Tassinari, Celso Aurélio.
Química aplicada para engenharia civil. / Celso Aurélio Tassinari, 
Daniela Souza Patto. – São Paulo: Editora Sol, 2018.
132 p., il.
Nota: este volume está publicado nos Cadernos de Estudos e 
Pesquisas da UNIP, Série Didática, ano XXIV, n. 2-040/18, ISSN 1517-9230.
1. Química aplicada. 2. Engenharia civil. 3. Corrosão. I. Patto, 
Daniela Souza. II. Título.
CDU 54:62
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
Prof. Dr. João Carlos Di Genio
Reitor
Prof. Fábio Romeu de Carvalho
Vice-Reitor de Planejamento, Administração e Finanças
Profa. Melânia Dalla Torre
Vice-Reitora de Unidades Universitárias
Prof. Dr. Yugo Okida
Vice-Reitor de Pós-Graduação e Pesquisa
Profa. Dra. Marília Ancona-Lopez
Vice-Reitora de Graduação
Unip Interativa – EaD
Profa. Elisabete Brihy 
Prof. Marcelo Souza
Prof. Dr. Luiz Felipe Scabar
Prof. Ivan Daliberto Frugoli
 Material Didático – EaD
 Comissão editorial: 
 Dra. Angélica L. Carlini (UNIP)
 Dra. Divane Alves da Silva (UNIP)
 Dr. Ivan Dias da Motta (CESUMAR)
 Dra. Kátia Mosorov Alonso (UFMT)
 Dra. Valéria de Carvalho (UNIP)
 Apoio:
 Profa. Cláudia Regina Baptista – EaD
 Profa. Betisa Malaman – Comissão de Qualificação e Avaliação de Cursos
 Projeto gráfico:
 Prof. Alexandre Ponzetto
 Revisão:
 Fabrícia Carpinelli
 Ricardo Duarte
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
Sumário
Química Aplicada para Engenharia Civil
APRESENTAÇÃO ......................................................................................................................................................7
INTRODUÇÃO ...........................................................................................................................................................8
Unidade I
1 CICLO HIDROLÓGICO ..................................................................................................................................... 11
1.1 Esgotamento da água potável ........................................................................................................ 13
1.2 Água do mar ........................................................................................................................................... 14
1.3 Água doce ................................................................................................................................................ 15
1.4 Qualidade da água ............................................................................................................................... 16
1.5 Padrões de qualidade da água ........................................................................................................ 17
1.6 A poluição nos meios aquáticos ..................................................................................................... 20
1.6.1 Matéria orgânica ..................................................................................................................................... 20
1.6.2 Organismos patogênicos ..................................................................................................................... 22
1.6.3 Nutrientes em excesso .......................................................................................................................... 22
1.6.4 Materiais em suspensão ....................................................................................................................... 22
1.6.5 Radioatividade ......................................................................................................................................... 22
1.6.6 Defensivos agrícolas e fertilizantes ................................................................................................ 23
1.6.7 Metais .......................................................................................................................................................... 24
1.6.8 Poluição térmica ..................................................................................................................................... 25
1.6.9 Plásticos ...................................................................................................................................................... 28
1.7 Principais usos da água ..................................................................................................................... 29
1.7.1 Agricultura ................................................................................................................................................. 29
1.7.2 Usos industriais........................................................................................................................................ 29
1.7.3 Geração de energia ................................................................................................................................ 29
1.7.4 Recreação ................................................................................................................................................... 30
1.7.5 Navegação ................................................................................................................................................. 30
1.7.6 Receptação de despejos ....................................................................................................................... 30
1.7.7 Abastecimento público .........................................................................................................................30
2 TRATAMENTO DE ÁGUA ............................................................................................................................. 31
2.1 Etapas do tratamento de água ...................................................................................................... 31
2.2 Recuperação de recursos hídricos ................................................................................................. 33
2.3 Reúso planejado da água .................................................................................................................. 34
2.4 Tipos de reúso ........................................................................................................................................ 35
2.5 Aplicações da água reciclada .......................................................................................................... 36
2.6 Reúso da água no Brasil .................................................................................................................... 36
3 CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DA ÁGUA ..................................................................................................... 37
3.1 Características químicas e físico-químicas da água .............................................................. 39
3.2 Ensaio de Jar Test (ou Teste dos Jarros)....................................................................................... 42
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
4 UNIDADES DE CONCENTRAÇÃO ............................................................................................................... 48
4.1 Unidades clássicas ................................................................................................................................ 48
4.2 Unidades especiais de concentração ............................................................................................ 50
Unidade II
5 CORROSÃO ......................................................................................................................................................... 57
5.1 Corrosão em estruturas metálicas ............................................................................................... 57
5.2 Corrosão em estruturas de concreto ............................................................................................ 66
5.2.1 Concreto armado .................................................................................................................................... 67
5.2.2 Deterioração do concreto .................................................................................................................... 69
5.2.3 Lixiviação .................................................................................................................................................... 70
5.2.4 Outros tipos de degradação ............................................................................................................... 70
6 MEDIDA DA CORROSÃO ............................................................................................................................... 71
6.1 Taxa de corrosão ................................................................................................................................... 71
7 POTENCIAL DE ELETRODO ............................................................................................................................ 77
7.1 Variação do potencial de eletrodo com a concentração da solução .............................. 79
7.2 Potencial normal do eletrodo .......................................................................................................... 80
7.3 Eletrodo de hidrogênio ...................................................................................................................... 80
7.4 Pilhas galvânicas ................................................................................................................................... 81
8 PARTE EXPERIMENTAL ................................................................................................................................... 88
8.1 Reações anódicas e catódicas ......................................................................................................... 92
8.1.1 Reações anódicas (oxidação) ............................................................................................................. 92
8.1.2 Reações catódicas .................................................................................................................................. 93
8.2 Potenciais práticos – potenciais relativos .................................................................................. 93
8.2.1 Montagem de uma tabela de potenciais práticos..................................................................... 94
8.2.2 Influência do meio na inversão de polaridade ........................................................................... 94
8.2.3 Mecanismo da corrosão ....................................................................................................................... 96
8.3 Heterogeneidades ..............................................................................................................................100
8.3.1 Temperaturas diferentes ....................................................................................................................100
8.3.2 Aeração diferencial ..............................................................................................................................101
8.3.3 Concentrações diferentes ..................................................................................................................101
8.3.4 Meios corrosivos diferentes ..............................................................................................................102
8.3.5 Elementos de corrosão do tipo ativo-passivo ...........................................................................103
8.3.6 Metais diferentes ..................................................................................................................................103
8.3.7 Metais e meios diferentes .................................................................................................................104
8.3.8 Micro-heterogeneidades – pilha de ação local ........................................................................104
8.3.9 Solicitação mecânica diferencial ....................................................................................................104
8.4 Proteção contra a corrosão ............................................................................................................107
8.4.1 Proteção catódica .................................................................................................................................108
8.4.2 Proteção anódica ..................................................................................................................................112
8.5 Revestimentos .....................................................................................................................................113
8.5.1 Revestimentos metálicos ...................................................................................................................113
8.5.2 Revestimentos não metálicos inorgânicos ................................................................................. 114
8.5.3 Revestimentos não metálicos orgânicos ..................................................................................... 116
8.6 Prevenção da corrosão .....................................................................................................................119
7
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
APRESENTAÇÃO
Olá, aluno. 
Você deve estar se perguntando: por que estudar Química Aplicada? A Química éuma das ciências 
que explicam muitas transformações que ocorrem no nosso dia a dia. Você, provavelmente, já ouviu 
a citação de um químico francês, Antoine Lavoisier (1743-1794), “na natureza nada se perde, tudo se 
transforma”, que ficou conhecida como Lei da Conservação de Massas. 
O fato de não visualizarmos alguns processos não quer dizer que não existam. A matéria é 
constantemente transformada em nosso mundo, e vamos procurar entender essas transformações e as 
consequências que podem causar à natureza e à nossa saúde.
O plano de ensino desta disciplina estabelece os seguintes tópicos a serem estudados:
• processos de tratamento de água de abastecimento público;
• processo de corrosão e proteção da corrosão em materiais.
Vamos abordar também o tratamento da água, captada de mananciais ou rios, para o abastecimento 
público, suas etapas, como ocorrem e as dificuldades encontradas, porém vamos nos concentrar na etapa 
de coagulação e floculação. Nesta etapa, se faz necessária a adição de produtos químicos, que devem 
ser usados em quantidades específicas para que se obtenha o resultado desejado, isto é, a decantação 
das impurezas sólidas da água. Para isso, vamos realizar dois experimentos práticos: determinação do pH 
ótimo de coagulação e floculação de uma amostra de água e das quantidades econômicas de reagentes 
químicos a serem usados no tratamento de água para o abastecimento público.
Com este conteúdo pretendemos despertar nos estudantes de Engenharia Civil uma consciência 
crítica quanto às características da água e seus vários tipos de utilização, visando à otimização do seu 
tratamento. Para isso, devemos ter conhecimento do objetivo do tratamento dela e de suas etapas, das 
metodologias de controle de qualidade para a água tratada e da legislação vigente para a utilização da 
água como recurso natural.
Em seguida, estudaremos o processo de corrosão, dando ênfase ao processo de corrosão 
galvânica, através da formação de pilhas do tipo ativo-passivo. Podemos estudar estes eventos 
através de experimentos como constatação da diferença de potencial em uma pilha galvânica 
e inversão da polaridade de uma pilha galvânica por mudança do meio e heterogeneidades 
que determinam o surgimento da diferença de potencial (temperaturas, concentrações, meios 
diferentes, aeração diferencial, ativo-passivo).
Não podemos deixar de estudar maneiras de prevenção e inibição, que serão consideradas através dos 
experimentos de constatação da ação de inibidores da corrosão, revestimentos anódicos e revestimentos 
catódicos, proteção por anodo de sacrifício e proteção por corrente imposta. 
8
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
Estes conceitos são de extrema importância para o engenheiro civil, que vai desenvolver projetos 
utilizando diferentes materiais e deve estar alerta quanto à prevenção contra corrosão, prolongando a 
vida útil das estruturas.
Sem mais, vamos ao que interessa.
Bons estudos!
INTRODUÇÃO
A molécula de água é composta de um átomo de oxigênio e dois átomos de hidrogênio. Devido à 
diferença de eletronegatividade entre os átomos de hidrogênio e oxigênio e à sua geometria angular, 
a molécula de água é polar, sendo extremamente hábil para dissolver muitas substâncias iônicas e 
moleculares (polares). 
Outra propriedade importante da água é o calor específico, que relaciona a variação da temperatura 
com a quantidade de calor recebida (ou perdida) por unidade de massa da substância. Para a água 
o valor é alto, o que propicia a capacidade de absorver e liberar grandes quantidades de calor, com 
variações de temperatura muito pequenas. Dessa forma, podemos dizer que os oceanos mantêm a 
temperatura do planeta relativamente estável. Nos desertos, a escassez de água permite uma ampla 
variação de temperatura entre o dia e a noite.
A água do planeta tem sido uma das maiores preocupações atuais, pois ela torna possível 
a vida como conhecemos e exige adequado gerenciamento e manutenção, visando melhorar a 
qualidade de vida.
As consequências de cada ação sobre o recurso devem ser analisadas criticamente, uma vez que 
não apresentam evidências imediatas. Dessa maneira, surge a sensação de impunidade em relação aos 
impactos ambientais. Porém, mesmo que sutis e não evidentes de imediato, os efeitos se acumulam e 
intensificam a resposta da natureza. 
Vivemos em um planeta cuja superfície é coberta por aproximadamente 70% de água (VICTORINO, 
2007). Estimamos que o volume total é de 1.390.000.000 km3. A água do planeta está distribuída nos 
oceanos e mares, como água salgada (97,2%) e água doce (2,5%). Apenas 0,3% da água doce está 
disponível nos rios, nos lagos e na atmosfera, para o uso humano; o restante desta água encontra-se 
nas calotas polares e nas geleiras (FELIX; CARDOSO, 2005).
O alto calor específico é responsável pelas pequenas variações de temperatura nos meios aquáticos, 
mesmo quando quantidades grandes de calor são liberadas ou absorvidas por esses meios. Como os 
organismos aquáticos são sensíveis às variações bruscas de temperatura, o aumento delas pode causar 
sérios impactos ambientais. 
Atualmente, a maior parte das fontes de água doce encontra-se imprópria para o consumo, gerando 
gastos maiores para o tratamento a fim de torná-la potável.
9
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
Comparando-se a disponibilidade de água doce com a quantidade existente nas geleiras e calotas 
polares, poderiam ser consideradas essas últimas como fontes alternativas para o uso pelo homem. 
Porém, a distância dos centros consumidores inviabiliza a exploração delas, pois o transporte torna o 
custo da água muito elevado. Da mesma forma, a extração de água do subsolo a grandes profundidades 
também é bastante onerosa. 
Devido à heterogeneidade da distribuição da água doce, poucos países concentram mais da 
metade das reservas mundiais, e o Brasil faz parte deste grupo. Existem regiões extremante áridas 
e de umidade relativa muito baixa, como os desertos, e outras, como as florestas tropicais, com 
alta umidade relativa. Em parte, isso é causado pela irregularidade no regime de precipitações, 
que vamos estudar em seguida.
11
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
QUÍMICA APLICADA PARA ENGENHARIA CIVIL
Unidade I
1 CICLO HIDROLÓGICO
A água pode ser encontrada nos três estados físicos em razão das condições ambientais do 
planeta. Está distribuída em três reservatórios principais: oceanos, continentes e atmosfera. É 
mantida devido a uma troca contínua entre os estados físicos, que constitui o que se conhece 
como ciclo da água ou ciclo hidrológico (TUNDISI, 2003). A energia necessária à mudança de fase 
que resulta no transporte da água entre os compartimentos que formam o ciclo hidrológico é 
fornecida pelo Sol (FELIX; CARDOSO, 2005).
O ciclo hidrológico pode ser definido como uma sequência de fenômenos através dos quais a água 
passa da superfície da crosta terrestre para a atmosfera e regressa àquela na forma de precipitação, 
como pode ser visto na figura a seguir. 
Geleiras
Precipitação
Evaporação
Infiltração
Oceano
Água subterrânea
Condensação
Lagos e 
reservatórios Escoamento 
superficial
Evaporação e 
transpiração
Movimentação de 
vapor d’água
Figura 1 – Ciclo hidrológico
A precipitação pode ocorrer na fase sólida (neve, granizo) ou na fase líquida (chuva ou chuvisco). O 
granizo e a neve são formados quando o vapor d’água da atmosfera se condensa a uma temperatura 
inferior a 0 °C, passando diretamente para o estado sólido; se a condensação for lenta e progressiva, o 
gelo formará a neve (FELIX; CARDOSO, 2005).
12
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
Unidade I
A água que precipita pode ter destinos diferentes nos continentes. Uma parte evapora e 
imediatamente é devolvida à atmosfera; outraparte pode se concentrar, formando os cursos de água; 
e o restante pode penetrar no solo, dividindo-se, podendo se acumular na parte superior, voltando 
à atmosfera por evapotranspiração. Uma outra é a que caminha pelo subsolo até atingir os lençóis 
aquíferos, constituindo o escoamento subterrâneo. Todas as formas que foram citadas alimentam os 
cursos de água que deságuam nos lagos e oceanos (FELIX; CARDOSO, 2005).
A radiação solar aquece a superfície do planeta e é responsável pela evaporação contínua da água 
dos oceanos, rios e lagos. O vapor pode ser transportado para outros lugares devido à circulação de 
ventos da atmosfera. Durante o transporte, parte do vapor será condensado por causa do arrefecimento, 
formando as nuvens que podem originar a precipitação (FELIX; CARDOSO, 2005).
O processo de evaporação de água dos mares, rios, lagos e outros reservatórios está intimamente 
ligado à ocorrência de chuvas. Alterações ambientais, como diminuição de pressão atmosférica ou 
aumento de temperatura, propiciam a evaporação. Uma vez na forma de vapor, as moléculas de 
água espalham-se homogeneamente na atmosfera, como resultado da difusão provocada pelos 
ventos. Isso poderia ocorrer se a atmosfera fosse composta somente de gases. No entanto, existem 
partículas higroscópicas que podem funcionar como núcleos de condensação para o vapor d’água. 
Estas pequenas partículas são recobertas por uma camada de água muito fina e são responsáveis 
pela formação de nuvens. Portanto, a presença de partículas na atmosfera é essencial para a 
formação da chuva.
Esse fenômeno precisa de uma superfície para a condensação de gotas de água, e pode ser observado 
de maneira semelhante numa tampa sobre uma panela de água fervendo. Para formar chuva é preciso 
que as gotículas de água cresçam em volume suficiente para precipitar. Para que o crescimento ocorra, 
é preciso que a massa de ar úmida se forme e condições específicas de pressão e temperatura favoreçam 
a condensação do vapor de água. 
As partículas responsáveis pela formação das nuvens são higroscópicas (têm afinidade por água) e 
são formadas por reações do tipo ácido-base, que ocorrem na atmosfera. Muitos ácidos são encontrados 
na atmosfera e podem ser gerados através de atividades humanas ou por fontes naturais 
Existe apenas uma base presente na atmosfera em quantidade significativa, que é a amônia (NH
3). 
As moléculas do gás ácido (HCl) reagem com as moléculas de amônia formando pequenos cristais de 
cloreto de amônio (NH4Cl). 
HX + NH3 → NH4X
A maior parte dos ácidos atmosféricos gerados pela oxidação de SO2 e NOx pode ser neutralizada 
pela amônia e produzir sais de amônio higroscópicos, na forma de material particulado, que são as 
menores partículas presentes na atmosfera.
13
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
QUÍMICA APLICADA PARA ENGENHARIA CIVIL
 Saiba mais
Sobre o ciclo biogeoquímico da água, leia o artigo: 
CAMPOS, M. L. A. M.; JARDIM, W. F. Aspectos relevantes da biogeoquímica 
da hidrosfera. Cadernos Temáticos de Química Nova na Escola, São Paulo, 
n. 5, p. 18-27, nov. 2005. 
1.1 Esgotamento da água potável
A água potável parece assumir o papel que o petróleo tinha em 1973, uma commodity em crise, com 
capacidade de lançar a economia mundial num estado de choque. Mesmo o Brasil sendo privilegiado com 
12% da água doce corrente, não vai conseguir escapar do estresse hídrico iminente, devido à escassez. 
Segundo ambientalistas, as reservas de água doce vão entrar em colapso ainda no século XXI, e nunca 
estivemos tão próximos desta realidade. As Nações Unidas divulgaram um estudo que prevê que 45% da 
população mundial (2,7 bilhões de pessoas) ficará sem água até 2025. Este problema já é realidade para 1 
bilhão de pessoas no norte da África e no Oriente Médio (ANGELO; MELLO; VOMERO, 2016).
Além da falta de água, ainda podemos citar problemas como a má distribuição e a contaminação 
do recurso. Cerca de 1,4 bilhão de pessoas não possuem acesso à água limpa e a cada 8 segundos, no 
mundo, morre uma criança por uma doença relacionada ao recurso, como disenteria e cólera. Várias das 
enfermidades do mundo são contraídas por causa da água poluída.
Este problema se estende por todo o território brasileiro: não se restringe apenas aos grandes centros, 
como Recife e São Paulo, que já enfrentam racionamento sazonal, nem ao sertão do Nordeste, onde 
falta uma política de uso sustentável da água.
A falta de racionalização do consumo de água e a deterioração das reservas de águas superficiais 
(rios) e subterrâneas (aquíferos), em conjunto com o aumento da população, produzem uma demanda 
de água de boa qualidade cada vez maior.
Quanto ao desperdício, estima-se que as perdas cheguem a 36,4% da água tratada. Esse desperdício 
é devido às perdas no próprio sistema de distribuição de abastecimento público, com a utilização de 
encanamentos velhos, sem manutenção preventiva. Somado a isso, ainda ocorrem desperdícios de 
ordem cultural, como o hábito de lavar calçadas e tomar banhos demorados. Para solucionar o problema, 
é necessário informar a população sobre práticas sustentáveis de uso e desenvolver políticas públicas 
no setor hídrico que levem ao uso sustentável dos recursos naturais, ao aumento da disponibilidade da 
água e à melhoria na qualidade dela (CAZARRÉ, 2016).
Atualmente, existem soluções eficazes para o desperdício – devemos apenas colocá-las em prática. 
Na irrigação, o sistema mais utilizado, por canais e aspersores, apresenta perdas de até 40%. Deve ser 
substituído pelo sistema de gotejamento, que apresenta perda de até 10%. Esse sistema é muito usado 
14
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
Unidade I
em Israel, onde já existem empresas especializadas em devolver a água usada ao subsolo. A água tratada 
é injetada em aquíferos naturais. Isso evita o avanço da água do mar pelo subsolo, no caso de aquíferos 
costeiros, e o afundamento do solo. A recarga de aquíferos é vantajosa em situações de picos de consumo, 
pois eles funcionam como grandes reservatórios naturais e evitam a diminuição da resistência do solo. 
Em Cingapura, país que importa água, o governo distribui para a população a chamada água 
potabilizada, obtida pelo tratamento de água poluída, que se torna própria para o consumo.
1.2 Água do mar
A enorme camada de água salgada que cobre a maior parte do planeta está interligada e possui uma 
quantidade relativamente constante. Por isso, pode-se considerar haver um único oceano no mundo. 
Esse oceano é enorme. Seu volume é 1,39 x l09 km3, quase a totalidade da água da Terra (97,2%) 
(VICTORINO, 2007). A água do mar é imprópria para o consumo humano e para a maior parte dos usos 
comuns, devido ao alto teor de sal. A qualidade da água é estabelecida no Brasil pela Portaria nº 2.914, 
de 12 de dezembro de 2011, do Ministério da Saúde. Observamos que o teor de sal na água é limitado 
a cerca de 500 ppm (partes por milhão), uma quantidade muito menor que os 3,5% de sais dissolvidos 
na água do mar e, também, que o 0,5%, ou mais, presente na água salobra encontrada no subsolo 
de algumas regiões. Uma maneira de retirarmos o sal da água é o processo de dessalinização. Este 
processo pode ser realizado de duas maneiras distintas: através de um processo de destilação, no qual 
os sais ficam retidos no recipiente de origem devido ao alto ponto de ebulição, e por meio do processo 
de osmose reversa. A osmose é o processo no qual as moléculas de um solvente (no caso, a água) 
atravessam membranas. Nos equipamentos de osmose são usadas fibras com furos minúsculos, como 
as membranas semipermeáveis. A água é introduzida sob pressão nas fibras, e a água dessalinizada é 
recuperada. A maior usina de dessalinização do mundo está localizada em Jubail, Arábia Saudita. Esta 
usina dessaliniza cerca de 800.000 m3 de água, proveniente do mar do golfo Pérsico, por dia, fornecendo 
50% da águapotável do país, através de osmose reversa.
Tabela 1 – Constituintes da água do mar
Constituinte Concentração aproximada em ppm Concentração aproximada em mol/L
Cloretos 19,35 0,55
Sódio 10,76 0,47
Sulfatos 2,71 0,028
Magnésio 1,29 0,054
Cálcio 0,412 0,010
Potássio 0,40 0,010
Dióxido de carbono 0,106 2,3 x 10-3
Brometos 0,067 8,3 x 10-4
Ácido bórico 0,027 4,3 x 10-4
Estrôncio 0,0079 9,1 x 10-5
Fluoretos 0,0013 7,0 x 10-5
Adaptado de: Brasil (2011).
15
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
QUÍMICA APLICADA PARA ENGENHARIA CIVIL
Usinas de dessalinização de água são cada vez mais comuns nos EUA. Foi inaugurada em Santa 
Bárbara, na Califórnia, em 1992, uma usina com capacidade para produzir 30 bilhões de litros de água 
potável por dia. O processo de osmose reversa, de operação manual, pode ser adquirido no mercado e 
usado em embarcações, acampamentos e viagens. Pode produzir até 4,5 litros de água por hora.
1.3 Água doce
Em média, podemos considerar que uma pessoa consume 2 litros de água por dia. Nos países 
desenvolvidos, esse consumo pode atingir 300 litros por dia, incluindo consumo para higiene. Por dia, 
podemos estimar que são utilizados cerca de 8 litros de água para cozinhar e beber, 120 litros para a 
limpeza (da casa, de roupas), 80 litros para a descarga no banheiro e outros 80 litros para os jardins.
Em vinte anos, nas contas da ONU, 4 bilhões de pessoas não terão acesso a água em quantidade 
suficiente para a sobrevivência, e boa parte da população estará sem água potável. Dados da 
Organização Mundial da Saúde mostram cerca de 7 milhões de mortes por ano, provocadas pela 
falta de saneamento ou pelo consumo de água contaminada. De forma indireta, o valor per capita 
inclui o consumo na indústria e na agricultura para produzir comida e outros itens. Por exemplo, para 
produzir o aço necessário para a construção de um automóvel de porte médio, gastam-se 100 mil 
litros de água.
 Lembrete
Como vimos, a quantidade de água doce é uma pequena parcela da 
água total do planeta. Podemos considerar a água doce como uma das 
maiores riquezas do ser humano.
A água doce pode ser formada por evaporação da água infiltrada na terra e da água dos oceanos. 
O vapor de água que se acumula na atmosfera é transportado pela circulação atmosférica global, 
retornando à terra na forma de chuva ou neve.
Nas áreas urbanas, devido à impermeabilização do solo por meio das construções e da 
pavimentação das ruas, quando a precipitação chega ao solo, favorece o escoamento superficial, 
mais intenso por conta da pouca ou nenhuma capacidade de infiltração. Essa incapacidade de 
infiltrar no solo faz com que não ocorra evaporação da água na região, não havendo a formação 
de nuvens; assim, não ocorre precipitação, afetando a disponibilidade da água. Uma das 
principais causas de inundações urbanas é a falta de áreas para infiltração de água, causada pela 
impermeabilização do solo durante a urbanização.
A utilização da água, na maioria das vezes, permite que ela incorpore materiais dissolvidos, de 
todos os tipos, provenientes ou não das atividades humanas. Com o aumento da população nas grandes 
cidades e o crescimento industrial, a água apresenta uma quantidade cada dia maior de poluentes, 
tornando o seu tratamento cada vez mais oneroso para a sociedade.
16
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
Unidade I
O processo de autodepuração das águas ocorre pela ação de bactérias aeróbias e anaeróbias, que 
também atuam como repositores e consumidores de componentes gasosos do ar atmosférico e do 
meio aquático. Porém, com o aumento de material dissolvido na água, serão necessárias intervenções 
humanas para a melhoria da qualidade da água. Quantidade e qualidade adequadas da água são 
requisitos indispensáveis para suprir as necessidades dos seres vivos.
1.4 Qualidade da água
A quantidade de oxigênio dissolvido na água é um dos principais indicadores de sua qualidade. A 
água solubiliza apenas 9 ppm/L de oxigênio dissolvido a 20 °C e a 1 atm de pressão, quando totalmente 
saturada com esse gás. O oxigênio necessário para a sobrevivência de peixes e de outras espécies 
aquáticas é de pelo menos 5 ppm. 
Durante o processo de autodepuração, as bactérias aeróbias consomem o oxigênio dissolvido na 
água, para degradar matéria orgânica e, assim, satisfazer suas necessidades energéticas. Este material 
orgânico é conhecido como biodegradável. 
O processo de degradação da matéria orgânica ocorre por reações de oxidação; dessa 
forma, substâncias complexas são quebradas em moléculas menores, sendo absorvidas pelo 
meio. Grande quantidade de material biodegradável na água prejudica sua qualidade, pois 
as bactérias aeróbias retiram dela o oxigênio necessário para manter a vida dos organismos 
aquáticos em equilíbrio. 
As fontes mais comuns desses materiais biodegradáveis ricos em matéria orgânica são: esgoto 
doméstico, resíduos da indústria de alimentos, efluentes de fábricas de papel e de usinas de processamento 
de carne, entre outros. 
Quando o oxigênio se encontra no meio, elementos como nitrogênio, enxofre, carbono, hidrogênio e 
fósforo, presentes na matéria orgânica, são transformados em bicarbonatos, nitratos, fosfatos e dióxido 
de carbono. Estas reações de oxidação, em alguns casos, podem consumir todo o oxigênio dissolvido, 
provocando a morte das bactérias aeróbias. 
Assim, as bactérias anaeróbias entram em ação no processo de decomposição, formando 
produtos como metano, amônia, fosfina e gás sulfídrico. Muitos destes compostos contribuem 
para os odores desagradáveis encontrados próximo a fontes poluídas. Nutrientes vegetais, 
como fósforo e nitrogênio, contribuem para a poluição da água, estimulando o crescimento 
de plantas aquáticas. 
A presença de algas flutuantes bloqueia a penetração da luz, impedindo a fotossíntese, que é uma 
fonte de produção de oxigênio dentro e fora da água.
17
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
QUÍMICA APLICADA PARA ENGENHARIA CIVIL
 Observação
Acredita-se que aproximadamente 70% do suprimento de oxigênio do 
planeta provém da fotossíntese dos vegetais primitivos, como o plâncton e 
o fitoplâncton existentes nos corpos de água e no mar. Por meio do mesmo 
processo, é produzido o oxigênio necessário para a manutenção da vida dos 
organismos aquáticos. 
A impossibilidade de penetração da luz altera o processo de fotossíntese, diminuindo ou impedindo 
a produção do oxigênio. A eficiência da fotossíntese é comprometida pela redução da luz necessária 
para que o processo ocorra. Além da coloração mais escura da água, a turbidez (o aspecto turvo do 
meio) também é capaz de dificultar ou impedir a penetração da luz. A turbidez pode ser causada por 
material em suspensão, como partículas minerais e algas, que, quando entram em decomposição, 
provocam o crescimento de micro-organismos, causando a deterioração da água. A este processo se 
dá o nome de eutrofização (ou eutroficação). As principais fontes de nutrientes na água são: esgoto 
doméstico (detergentes contendo fosfatos e rejeitos do corpo contendo nitrogênio), escoamento de 
terras de agricultura (fertilizantes contendo tanto nitrogênio quanto fósforo) e escoamento de áreas de 
criação de animais (rejeitos de animais contendo nitrogênio). 
1.5 Padrões de qualidade da água
A Resolução nº 20 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama), de 1986, dispõe sobre a 
classificação das águas doces, salobras e salinas do território nacional. Foi alterada pela Resolução 
nº 274, de 2000, revogada pela Resolução nº 357, de 2005, que dispõe sobre a classificação dos corpos 
de água e as diretrizes ambientais para o seu enquadramento, bem como estabelece as condições e 
os padrões de lançamento de efluentes, e dá outras providências. Esta, por sua vez, foi alterada pelas 
Resoluções nº 410/2009 e nº 430/2011. Aságuas salinas, salobras e doces são classificadas, de acordo 
com a qualidade necessária para seu uso, em 13 classes de qualidade. O quadro a seguir apresenta a 
classificação das águas segundo a Resolução nº 357/2005.
Quadro 1 - Classificação das águas 
Classe Destinação
Especial
Abastecimento para consumo humano, com desinfecção; 
preservação do equilíbrio natural das comunidades aquáticas; e 
preservação dos ambientes aquáticos em unidades de conservação 
de proteção integral.
Classe 1
Abastecimento para consumo humano, após tratamento 
simplificado; proteção das comunidades aquáticas; recreação 
de contato primário, como natação, esqui aquático e mergulho, 
conforme Resolução Conama nº 274, de 2000; irrigação de 
hortaliças que são consumidas cruas e de frutas que se desenvolvam 
rentes ao solo e que sejam ingeridas cruas sem remoção de película; 
e proteção das comunidades aquáticas em terras indígenas.
18
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
Unidade I
Classe 2
Abastecimento para consumo humano, após tratamento 
convencional; proteção das comunidades aquáticas; recreação 
de contato primário, como natação, esqui aquático e mergulho, 
conforme Resolução Conama nº 274, de 2000; irrigação de 
hortaliças, de plantas frutíferas e de parques, jardins, campos de 
esporte e lazer, com os quais o público possa vir a ter contato direto; 
e aquicultura e atividade de pesca.
Classe 3
Abastecimento para consumo humano, após tratamento 
convencional ou avançado; irrigação de culturas arbóreas, 
cerealíferas e forrageiras; pesca amadora; recreação de contato 
secundário; e a dessedentação de animais.
Classe 4 Navegação e harmonia paisagística.
Fonte: Brasil (2005).
A Resolução nº 430/2011 dispõe sobre condições e padrões de lançamento de efluentes. Na 
sequência, as diretrizes a serem seguidas obrigatoriamente quanto à disposição de efluentes em 
corpos de água:
Art. 8º É vedado, nos efluentes, o lançamento dos Poluentes Orgânicos 
Persistentes POPs, observada a legislação em vigor. 
Parágrafo único. Nos processos nos quais possa ocorrer a formação de 
dioxinas e furanos, deverá ser utilizada a tecnologia adequada para a sua 
redução, até a completa eliminação. 
Art. 9º No controle das condições de lançamento, é vedada, para fins de 
diluição antes do seu lançamento, a mistura de efluentes com águas de 
melhor qualidade, tais como as águas de abastecimento, do mar e de 
sistemas abertos de refrigeração sem recirculação. 
Art. 10 Na hipótese de fonte de poluição geradora de diferentes efluentes 
ou lançamentos individualizados, os limites constantes desta Resolução 
aplicar-se-ão a cada um deles ou ao conjunto após a mistura, a critério do 
órgão ambiental competente. 
Art. 11 Nas águas de classe especial é vedado o lançamento de efluentes ou 
disposição de resíduos domésticos, agropecuários, de aquicultura, industriais 
e de quaisquer outras fontes poluentes, mesmo que tratados. 
Art. 12 O lançamento de efluentes em corpos de água, com exceção 
daqueles enquadrados na classe especial, não poderá exceder as condições 
e padrões de qualidade de água estabelecidos para as respectivas classes, 
nas condições da vazão de referência ou volume disponível, além de atender 
outras exigências aplicáveis. 
19
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
QUÍMICA APLICADA PARA ENGENHARIA CIVIL
Parágrafo único. Nos corpos de água em processo de recuperação, o 
lançamento de efluentes observará as metas obrigatórias progressivas, 
intermediárias e final. 
Art. 13. Na zona de mistura serão admitidas concentrações de substâncias 
em desacordo com os padrões de qualidade estabelecidos para o corpo 
receptor, desde que não comprometam os usos previstos para o mesmo.
Parágrafo único. A extensão e as concentrações de substâncias na zona 
de mistura deverão ser objeto de estudo, quando determinado pelo órgão 
ambiental competente, às expensas do empreendedor responsável pelo 
lançamento (BRASIL, 2011).
Os efluentes provenientes de qualquer fonte poluidora poderão ser jogados diretamente em corpos 
de água receptores apenas se obedecerem às condições padrão previstas na Resolução nº 430/2011 do 
Conama, que são:
• pH entre 5 e 9;
• temperatura: inferior a 40°C, sendo que a variação de temperatura 
do corpo receptor não deverá exceder a 3°C no limite da zona de 
mistura;
• materiais sedimentáveis: até 1 mL/L em teste de 1 hora em cone 
Inmhoff. Para o lançamento em lagos e lagoas, cuja velocidade de 
circulação seja praticamente nula, os materiais sedimentáveis deverão 
estar virtualmente ausentes; 
• regime de lançamento com vazão máxima de até 1,5 vez a vazão 
média do período de atividade diária do agente poluidor, exceto nos 
casos permitidos pela autoridade competente; 
• óleos e graxas: 1. óleos minerais: até 20 mg/L, 2. óleos vegetais e 
gorduras animais: até 50 mg/L; 
• ausência de materiais flutuantes; 
• demanda bioquímica de oxigênio (DBO 5 dias a 20°C): remoção 
mínima de 60% de DBO, sendo que este limite só poderá ser reduzido 
no caso de existência de estudo de autodepuração do corpo hídrico 
que comprove atendimento às metas do enquadramento do corpo 
receptor (BRASIL, 2011).
20
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
Unidade I
1.6 A poluição nos meios aquáticos
Uma das principais causas da poluição nos meios aquáticos é o lançamento de despejos de origem 
humana, agrícola ou industrial. A utilização da água, para certos fins, pode ficar impedida devido ao tipo 
de substâncias presentes no despejo.
O conceito de poluição deve ser analisado em conjunto com o uso pretendido para a água. Uma água 
considerada poluída para a recreação pode ter qualidade adequada para a irrigação, o uso industrial 
entre outros. A distinção deve ser feita entre os conceitos:
• Poluição: acarreta desequilíbrio do ecossistema.
• Contaminação: causada pela presença de micro-organismos e substâncias nocivos à saúde 
do homem. 
A presença de certos materiais num determinado corpo de água pode ser compatível à atividade 
daquele sistema, e não necessariamente produto de desequilíbrio ecológico. 
A relação entre a concentração dos elementos e substâncias químicas e a qualidade da saúde do 
homem e dos animais pode ser comprometida devido à mobilidade e à dispersão destes elementos e 
substâncias na água, governadas pelos princípios da geoquímica e da dinâmica das águas superficiais 
e subterrâneas.
Fatores como pH, tipo e abundância de argilo-minerais, concentração de material orgânico, hidróxidos 
de manganês, ferro e alumínio, reatividade química de vários elementos, gradientes hidráulicos, 
porosidade e permeabilidade de materiais necessitam ser considerados neste tipo de estudo. Algumas 
vezes, os efeitos tóxicos de uma substância vão se manifestar em um local distante de onde ela foi 
lançada no meio ambiente, podendo atingir áreas pontuais ou regiões inteiras.
Não é impossível que os produtos da degradação de um composto químico sejam mais tóxicos e 
mais persistentes no ambiente do que a substância original. Existem muitos poluentes, assim como 
formas de poluição, nos meios aquáticos. Podemos fazer algumas considerações sobre tais poluentes e 
suas formas mais comuns.
1.6.1 Matéria orgânica
A decomposição da matéria orgânica ocorre devido à presença de micro-organismos chamados 
decompositores. A autodepuração do meio aquático é um processo natural. Sendo a matéria orgânica 
biodegradável, ela é degradada lentamente até o retorno da condição do meio à situação anterior. A 
biodegradação pode consumir quase todo o oxigênio dissolvido no meio, comprometendo a sobrevivência 
dos organismos vivos aquáticos. 
Quando não existe oxigênio dissolvido, os micro-organismos anaeróbios (que não precisam de 
oxigênio para viver) são responsáveis pela biodegradação. Como produto desta degradação há formação 
de substânciascomo metano e gás sulfídrico, que causam odor desagradável.
21
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
QUÍMICA APLICADA PARA ENGENHARIA CIVIL
Algumas substâncias orgânicas complexas, que possuem cadeias com grande número de 
átomos de carbono (normalmente produzidos pelo homem), não podem ser decompostas pelos 
micro-organismos, ou o processo de degradação é muito lento, trazendo impactos ambientais graves 
para os corpos de água. O lançamento contínuo desses materiais num corpo de água faz com que 
a concentração deles aumente até atingir os níveis de toxidez ao homem e aos organismos vivos 
presentes naquele meio. Este processo ocorre com defensivos agrícolas e detergentes sintéticos e com 
lançamentos de petróleo e seus derivados, acidentais ou não.
A presença de detergentes sintéticos nos meios aquáticos leva à formação de grande quantidade de 
espuma, que pode ser arrastada pelo vento para as regiões adjacentes, carregando parte dos poluentes 
presentes. A formação de espuma na água dificulta a troca de gases na interface ar-água e compromete 
a penetração da luz necessária à fotossíntese, que produz oxigênio para o meio.
Tabela 2 – Padrões de lançamento de efluente
Parâmetros inorgânicos Valores máximosmg/L
Parâmetros
inorgânicos
Valores máximos
mg/L
Arsênio 0,5 Nitrogênio amoniacal 20,0
Bário 5,0 Prata 0,1
Boro 5,0 Selênio 0,3
Cádmio 0,2 Sulfeto 1,0
Chumbo 0,5 Zinco 5,0
Cianeto total 1,0 Parâmetros orgânicos Valores máximos
Cianeto livre 0,2 Benzeno 1,2
Cobre dissolvido 1,0 Dicloroeteno total 1,0
Cromo hexavalente 0,1 Clorofórmio 1,0
Cromo trivalente 1,0 Estireno 0,07
Estanho total 4,0 Etilbenzeno 0,84
Ferro dissolvido 15,0 Fenóis totais 0,5
Fluoreto 10,0 Tetracloreto de carbono 1,0
Manganês dissolvido 1,0 Tricloroeteno 1,0
Mercúrio 0,01 Tolueno 1,2
Níquel 2,0 Xileno 1,6
Fonte: Brasil (2011).
Muitos organismos, inclusive os decompositores, podem ser destruídos pelo aumento da concentração 
das substâncias que compõem os detergentes.
Os defensivos agrícolas usados nas plantações próximas aos corpos de água podem ser arrastados 
pelas chuvas até eles; águas de irrigação também podem ser fontes de contaminação da água por 
substâncias ricas em nitrogênio. Essas águas podem ainda penetrar no solo, chegando aos aquíferos 
subterrâneos, os quais têm a qualidade de suas águas degradada.
22
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
Unidade I
Vazamentos de petróleo e seus derivados podem ocorrer tanto próximo das áreas de extração 
como das áreas de consumo. Os impactos ambientais gerados são comumente grandes, devido às 
substâncias tóxicas contidas nesses produtos. Por exemplo, pode haver interferência nos mecanismos 
osmóticos existentes entre as plantas e o meio aquático, trazendo problemas também para a fauna 
de modo geral. A formação de uma camada sobrenadante bloqueia as trocas gasosas entre ar e água, 
dificultando a penetração da luz e impedindo a fotossíntese.
1.6.2 Organismos patogênicos
A presença de organismos patogênicos na água pode causar uma série de doenças, com vários 
impactos na saúde humana, podendo levar à morte.
Muitos estudos realizados pela ONU mostraram que um grande número de pessoas no mundo tem 
sua saúde afetada pela falta de água tratada, por ingestão e uso de águas contaminadas com esses 
micro-organismos e pela falta de saneamento.
1.6.3 Nutrientes em excesso
O esgoto doméstico e os dejetos de animais são ricos em fósforo e nitrogênio. A concentração 
elevada desses componentes pode levar à proliferação exagerada de algas, que prejudicam a utilização 
dos corpos de água para diversas finalidades, incluindo o tratamento para abastecimento público. 
Fertilizantes usados nas plantações e decomposição da matéria orgânica também acarretam o aumento 
da concentração dos elementos nos corpos de água.
1.6.4 Materiais em suspensão
Materiais em suspensão atrapalham a penetração da luz no meio, diminuindo a velocidade de 
produção do oxigênio por fotossíntese, uma vez que a energia luminosa tem dificuldade de penetração, 
diminuindo sua intensidade na água. 
A turbidez, gerada pelos sólidos em suspensão, diminui a transparência da água, prejudicando a 
alimentação da fauna e da flora aquática, acarretando um desequilíbrio na cadeia alimentar.
1.6.5 Radioatividade
O contato de materiais radioativos com os organismos vivos existentes na água se deve à incidência 
dos raios solares e à presença de substâncias radioativas próximo dos sistemas aquáticos. Geralmente, 
os níveis de radioatividade estão muito abaixo dos limites que causam danos. Porém a utilização 
da radioatividade pelo homem vem aumentando, sendo ela usada em muitas áreas, como geração 
de energia, conservação de alimentos, fins bélicos e pesquisas médicas. A maior desvantagem, e a 
mais preocupante, é que as substâncias radioativas, mesmo após esgotarem sua capacidade para a 
utilização, independentemente da aplicação, permanecem ativas por milhares (às vezes, milhões) de 
anos, causando prejuízos ao meio ambiente e ao homem.
23
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
QUÍMICA APLICADA PARA ENGENHARIA CIVIL
Em 1983 foram proibidos despejos no mar e na atmosfera, mas, infelizmente, ainda não existem 
formas absolutamente seguras de descarte para essas substâncias. Atualmente, a maneira mais 
segura é armazenar resíduos radioativos em tambores ou recipientes impermeáveis de concreto, 
à prova de radiação, que devem ser enterrados em áreas geologicamente estáveis. Porém, 
estas precauções têm alto custo e nem sempre são cumpridas; os vazamentos são frequentes. 
A exposição descontrolada à radioatividade acarreta consequências danosas tanto ao homem 
como a outros organismos vivos. A exposição prolongada pode afetar o DNA, trazendo riscos 
para a reprodução humana pela ocorrência de deformações genéticas; pode ainda causar câncer 
e outras doenças.
1.6.6 Defensivos agrícolas e fertilizantes 
Praguicidas ou defensivos agrícolas são substâncias tóxicas utilizadas no combate às pragas, 
principalmente na agricultura. Estes organismos são considerados nocivos ao homem e aos seus 
propósitos. Os principais praguicidas são:
• Herbicidas, usados para matar ervas daninhas.
• Fungicidas, usados no combate a fungos e parasitas.
• Inseticidas, usados contra insetos.
• Nematócitos, que controlam os nematódeos parasitas. 
Os inseticidas, quando usados em excesso, podem se acumular no solo e ser ingeridos pelos 
animais que se alimentam da vegetação, dando início a um ciclo de contaminação. Com as chuvas, os 
produtos químicos usados como pesticidas podem infiltrar-se no solo, levando à contaminação dos 
lençóis freáticos. Eles podem ser carregados para rios, lagos e outros corpos de água, expandindo a 
área de contaminação.
Assim, fertilizantes e defensivos utilizados em excesso na agricultura poluem o solo e a água 
dos rios, provocando a intoxicação de diversos seres vivos dos ecossistemas, podendo levar a 
óbito. O uso indiscriminado do DDT (diclorodifeniltricloroetano) contaminou o leite humano em 
algumas regiões dos EUA, que apresentou concentração do inseticida maior que a permitida 
por lei para o leite bovino. O DDT, assim como outros inseticidas e pesticidas, é capaz de se 
acumular nos organismos vivos. As ostras, por exemplo, que obtêm alimento por filtração da 
água, podem acumular grandes quantidades de DDT em seus organismos, concentrando-o até 
cerca de 70 mil vezes. Se estas forem consumidas por animais ou pelo homem, podem causar 
intoxicação, provocando a morte. O DDT pode ser absorvido pela pele ou ingerido com os alimentos 
e geralmente está associado a doenças do fígado, como cirrose e câncer.
24
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
Unidade I
 Saiba mais
Para saber mais sobre o DDT, sua toxicidade e os problemasjá causados 
no mundo, leia o artigo: 
D’AMATO, C.; TORRES, J. P. M.; OLAF MALM, O. DDT 
(diclorodifeniltricloroetano): toxicidade e contaminação ambiental: uma 
revisão. Química Nova, São Paulo, v. 25, n. 6, p. 995-1002, nov./dez. 2002.
1.6.7 Metais
A presença de metais na água sempre foi um grave problema ambiental, independentemente de 
serem concentrações muito baixas ou quantidades significativas, provenientes de atividades agrícolas, 
industriais ou de mineração. Metais pesados podem se acumular no organismo, acarretando uma série 
de doenças, as quais podem se desenvolver devido à falta de alguns metais no organismo.
Podemos citar como exemplo: bócio (hipertrofia da tireoide), causado pela deficiência de iodo; 
anemias severas, nanismo e hiperpigmentação da pele decorrentes da deficiência de zinco; fluorose 
esqueletal e dentária causada pelo excesso de flúor; maior incidência de cáries dentárias pela deficiência 
em flúor; anencefalia causada pelo acúmulo de mercúrio; inapetência relacionada ao selênio. 
Embora haja controvérsia, ainda podemos citar: a relação entre a dureza da água e algumas moléstias 
cardiovasculares; entre o cádmio e a hipertensão e a arteriosclerose; entre o chumbo e a esclerose 
múltipla; além de entre uma ampla gama de elementos e diversos tipos de câncer. Estas associações 
são possíveis quando a exposição a estes metais provoca manifestações clínicas. Porém, muitas vezes, o 
desequilíbrio em pequenas quantidades de íons manifesta debilitações subclínicas de difícil diagnóstico.
A água pode solubilizar a maioria dos metais, devido ao seu caráter polar. O acúmulo de metais nos 
corpos de água aumenta o potencial de impacto ambiental em razão de sua toxicidade, podendo ser 
cancerígenos ou causar alterações no DNA humano e dos seres vivos do meio aquático. Mesmo quando 
depositados no fundo dos rios e lagos, têm grande potencial de dano, pois podem sofrer dissolução pela 
alteração das condições químicas do meio.
As concentrações dos despejos são limitadas pela Resolução nº 430 do Conama, porém o acúmulo 
destes nos meios aquáticos amplifica o dano para os micro-organismos sensíveis, interferindo em toda 
a cadeia alimentar.
Como a mineração é uma atividade muito praticada no Norte do País, os rios da região apresentam 
concentrações crescentes de mercúrio, já que esse metal é usado por garimpeiros para separar o ouro 
do minério bruto. Grandes quantidades de mercúrio são usadas para a lavagem do minério, e sem 
nenhum tipo de cuidado ou tratamento são jogadas nos rios, envenenando e extinguindo diversas 
formas de vida. Peixes contaminados pelo metal, quando consumidos pelo homem, podem causar sérios 
25
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
QUÍMICA APLICADA PARA ENGENHARIA CIVIL
danos ao sistema nervoso, ao cérebro e à medula, órgãos onde o mercúrio se acumula. Muitas mortes e 
deformações genéticas na população já foram relatadas na história da humanidade.
1.6.8 Poluição térmica
Poluição térmica é definida como a adição de calor indesejado ao ambiente, geralmente em corpos 
de água naturais. Neste caso, particularmente, poluição não é sinônimo de sujeira na água, mas a causa 
de danos ao ambiente aquático, podendo levar algum tempo para estes danos mostrarem consequências. 
Atualmente, as usinas geradoras de eletricidade a vapor são grandes fontes de água aquecida. Para 
completar o ciclo do vapor e aumentar a eficiência da usina de força, um condensador é acoplado após 
a turbina. A energia térmica é removida do vapor quente, no condensador, fazendo circular água fria por 
dentro das serpentinas. Esta água de refrigeração, quando não reutilizada no processo, é descarregada 
em um leito de água qualquer, como um lago ou um rio. Sabemos que é proibido pela Resolução nº 430 
do Conama despejar efluentes acima de 40 ºC em corpos de água. Dessa forma, as usinas são obrigadas 
a resfriar a água antes de despejá-la em corpos de água. O aumento da temperatura das águas pode 
submeter alguns rios a um severo esforço térmico, principalmente durante os períodos de baixa vazão. 
Para a redução deste problema, as usinas de força construídas após julho de 1977 utilizam sistemas 
de resfriamento fechados. Assim, diminuem-se a retirada e a devolução da água diretamente a um rio 
ou lago. A emissão de resíduos térmicos ocorre tanto nas usinas acionadas por combustível nuclear 
como nas que usam combustíveis fósseis. Uma usina nuclear pode despejar aproximadamente 40% mais 
resíduos térmicos nas águas do que uma usina movida a combustíveis fósseis, para a mesma quantidade 
de energia elétrica, visto que as usinas nucleares trabalham em temperaturas bem superiores às usinas 
térmicas.
Grandes quantidades de água passam pelo condensador. A maior parte dela pode ser reutilizada, 
já que passa apenas uma vez pelo condensador, mas absorve energia térmica capaz de provocar um 
aumento de 6 °C a 17 ºC na sua temperatura. Isso ocorre porque as usinas movidas a combustíveis 
fósseis possuem uma maior eficiência em relação ao uso da água de resfriamento, já que utilizam 
temperaturas mais elevadas de vapor. Podemos dizer também que parte do calor residual deixa a usina 
através de emissões de gases de combustão. 
Os impactos causados pela descarga de resíduos térmicos em um lago ou rio são muitos. Podemos 
citar algumas consequências causadas pelas temperaturas elevadas da água: 
• diminuição da capacidade da água de reter o oxigênio;
• aumento da velocidade das reações químicas que ocorrem; 
• alterações nos padrões reprodutivos, comportamentais e de crescimento ao longo de toda a 
cadeia alimentar; 
• ocorrência de danos de longo prazo (até mesmo a morte) aos corpos d’água naturais (incluindo a 
eutroficação ou eutrofização).
26
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
Unidade I
Um dos fatores mais importantes para a ocorrência da vida e o comportamento dos organismos 
é a temperatura. Nos animais de sangue frio, como os peixes e anfíbios, a temperatura corporal 
está conectada com a temperatura do ambiente. Alterações bruscas de temperatura podem afetar o 
metabolismo, as reações químicas que se processam no interior dos corpos dos animais de sangue 
frio. Acredita-se que exista uma dependência exponencial entre temperatura e taxa metabólica nestes 
animais, havendo duplicação a cada 10 °C. Um aumento no metabolismo provoca uma demanda maior 
de oxigênio. Infelizmente, a concentração de oxigênio dissolvido na água é inversamente proporcional 
à temperatura. À medida que a temperatura da água aumenta de 16 ºC para 35 ºC, a solubilidade do 
oxigênio na água cai de 10 ppm para 7 ppm.
Alterações graduais são mais bem suportadas que alterações bruscas de temperatura. Declínios 
drásticos na população de peixes são provocados quando as temperaturas ultrapassam certo 
limite, mesmo que apenas alguns poucos graus. O limite superior para a vida aquática é de cerca 
de 34 °C. A reprodução e o crescimento dos peixes variam, em função da temperatura da água, 
entre as espécies. Geralmente, os peixes crescem mais rapidamente em temperaturas mais elevadas 
devido ao seu metabolismo acelerado. Para os peixes, as taxas de reprodução podem não ser 
afetadas em águas mornas. Mas os peixes não irão reproduzir-se acima de certas temperaturas. 
O intervalo de temperatura adequado para a reprodução é pequeno. Temperaturas altas podem 
causar a migração prematura de alguns peixes para uma nascente com o objetivo de se reproduzir, 
antes que as condições estejam adequadas.
Peixes que nadam lentamente podem não ser capazes de evitar seus predadores a tempo. Isto pode 
ser significativo no comportamento reprodutivo dos peixes, que têm que nadar contra correntes fortes 
para atingir as nascentes para se reproduzir.
O aumento da temperatura propicia a proliferação de bactérias causadoras de doenças, as quais 
podem diminuir radicalmente a população de algumas espécies.As mudanças no conjunto de uma 
comunidade aquática causadas por aumentos na temperatura podem ser difíceis de decifrar apenas 
observando, pois envolvem um número muito grande de variáveis. A maior parte dos estudos realizados 
até hoje, quanto aos efeitos térmicos sobre a vida aquática, foi realizado em laboratório e não em 
campo, e sem levar em consideração a comunidade como um todo.
Acredita-se que mudanças de temperatura por períodos longos terão efeitos em toda a cadeia 
alimentar, do fitoplâncton, através das algas, até os peixes. Uma alteração em qualquer um dos elos 
pode afetar de forma irreversível a abundância de peixe. A água quente geralmente causa a extinção 
das espécies termicamente sensíveis. Haverá uma diminuição da diversidade de espécies dentro da 
comunidade, enquanto uma ou duas espécies dominantes terão suas populações aumentadas.
O sistema de resfriamento pode ainda causar a morte de peixes, tanto ao passarem através do 
sistema de resfriamento como ao se chocarem com as telas protetoras da tubulação de captação de 
água. Outro fator importante é o cloro, adicionado às águas de resfriamento com o objetivo de reduzir 
o crescimento de lodo nas serpentinas do condensador. Muitos dos problemas ambientais ligados à 
poluição térmica agora estão sendo associados ao processo de cloração.
27
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
QUÍMICA APLICADA PARA ENGENHARIA CIVIL
A eutroficação de lagos também pode ser decorrente das descargas de água quente, destruindo todo 
o ecossistema aquático. Naturalmente, as temperaturas variam de acordo com as estações do ano. 
No verão, o lago é estratificado termicamente. Na superfície, a água é aquecida pelos raios do Sol, 
formando uma camada quente chamada de epilímnio. Como a água fria é mais densa que a quente, 
ela fica no fundo, em uma camada denominada hipolímnio. A camada ou o estrato intermediário é 
conhecido como termoclino, cuja temperatura deve variar entre a temperatura da camada superior e a 
da inferior. Durante o inverno, as camadas de água fria e de água quente se misturam, visto que a água 
no estrato superior esfria e, então, afunda devido ao aumento da sua densidade. 
A transferência de calor ocorre por meio de um processo de convecção. A mistura carrega 
nutrientes do fundo do lago para a superfície, promovendo o crescimento biológico nas camadas 
superiores e gerando oxigênio para as camadas inferiores. A presença de uma usina de força 
pode desequilibrar este processo natural. Água fria é retirada do hipolímnio para ser usada no 
condensador do processo, e água quente é despejada no epilímnio. Isso promove um aumento 
da temperatura na superfície do lago, prolongando o período de estratificação, o que leva a 
um período de mistura menor e a uma diminuição da quantidade de oxigênio fornecida aos 
organismos dos estratos inferiores. 
A água retirada do fundo do lago possui nutrientes, como o nitrogênio e o fósforo, que são 
descarregados na superfície, estimulando o crescimento de vida vegetal, principalmente das espécies 
adaptadas a altas temperaturas. Várias espécies de alga podem se desenvolver de forma bastante rápida 
com o aumento da oferta de alimento (nutrientes), podendo formar uma espuma esverdeada ou uma 
camada de algas, cobrindo a superfície da água. Infelizmente, estas algas servem de alimento para um 
número pequeno de espécies, sendo tóxicas para as demais espécies. 
Quando as algas morrem e decantam no lago, elas se tornam alimento para os micro-organismos 
decompositores. Estes micro-organismos demandam oxigênio, reduzindo a disponibilidade do gás para 
a respiração dos peixes. Se houver o esgotamento do oxigênio presente no meio, o processo continuará 
com micro-organismos anaeróbios, que geram compostos com odores irritantes. 
 Observação
Eutroficação é o nome dado ao processo no qual um corpo de água é 
enriquecido pela adição de nutrientes extras, estimulando o crescimento de 
algas. O nome vem do grego eu = bem, bom, e trofos = nutrição.
A eutroficação pode ocorrer durante o envelhecimento natural dos lagos, mas de forma acelerada 
pela adição de poluentes, como o fósforo do esgoto doméstico municipal (incluindo os detergentes 
domésticos), o nitrogênio dos fertilizantes e agrotóxicos usados na agricultura (que é carregado 
para o lago pelas chuvas ou pelo escoamento vertical das águas de irrigação) e os resíduos de calor 
descarregados pelas usinas de energia.
28
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
Unidade I
Devido à eutroficação pelo excesso de esgoto humano, os rios que banham as grandes cidades do 
mundo tiveram sua fauna e sua flora destruídas, tornando-se esgotos a céu aberto.
1.6.8.1 Torres e lagoas de resfriamento
Por causa dos impactos ecológicos da poluição térmica, a Resolução nº 430/2011 do Conama 
proíbe a descarga direta de efluentes com altas temperaturas no ecossistema aquático. O uso de torres 
de resfriamento é um dos meios mais utilizados para adequar os resíduos de calor, sem colocá-los 
diretamente em um sistema aquático. Atualmente, usinas térmicas geram mais de um terço da 
eletricidade dos EUA e usam lagoas ou torres de resfriamento. A utilização deste tipo de dispositivo 
tende a aumentar.
A lagoa de resfriamento é um corpo d’água fechado, como um reservatório. Estas lagoas são rasas 
o bastante para permitir o valor máximo da razão entre a sua área de superfície e o seu volume, o que 
aumenta a perda de calor por evaporação. Calcula-se que uma usina de 1.000 MW precise de cerca de 
5 km2 de área de lagoa de resfriamento para tratar um aumento permitido de 8 ºC na temperatura 
da água usada em seu sistema. Lagoas de resfriamento podem ter custos elevados se a usina de força 
estiver na proximidade de uma cidade, onde geralmente a área de terra custa mais caro.
1.6.9 Plásticos
O tempo necessário para a degradação de polímeros, plásticos e elastômeros é de mais de cem anos, 
tornando esses materiais um dos maiores problemas ambientais da atualidade. 
O plástico é um dos produtos mais utilizados como matéria-prima para a produção de vários produtos 
e aplicações, devido às suas propriedades, como durabilidade, estabilidade e resistência a desintegração. 
Podemos afirmar que aproximadamente 100 milhões de toneladas de plásticos são produzidos por 
ano, dos quais cerca de 10% termina nos oceanos. 
O longo período necessário para sua decomposição promove o acúmulo do material que foi 
sintetizado, não foi tratado para descarte ou reciclagem e ainda está em algum lugar, assim como de 
seus eventuais resíduos. Sabe-se da existência de uma enorme camada flutuante de plástico com cerca 
de 1.000 km de extensão e 10 metros de profundidade no oceano Pacífico. Só para ter ideia, vai da costa 
da Califórnia, atravessa o Havaí e chega a meio caminho do Japão. 
Este é o maior depósito de lixo do mundo, com uma massa estimada em 100 milhões de toneladas, 
que contém plásticos de todos os tipos e formas. Ele é batizado por alguns pesquisadores de sopa 
plástica, tendo uma área de quase duas vezes o tamanho dos Estados Unidos. Já foi observada, em 
algumas áreas do oceano Pacífico, uma concentração de polímeros até seis vezes maior do que a de 
fitoplâncton, base da cadeia alimentar marinha.
Atualmente, plásticos têm sido encontrados no estômago de várias espécies marinhas e aves, e 
acredita-se que, por sua variedade de cores e formas, foram e estão sendo ingeridos pelos animais 
29
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
QUÍMICA APLICADA PARA ENGENHARIA CIVIL
como meio de alimentação, causando deformações e lesões em animais de grande porte, podendo 
levá-los a óbito.
Segundo a ONU, o plástico vem sendo considerado responsável pela morte de mais de 1 milhão de 
aves marinhas todos os anos – sem mencionar as outras espécies que vivem na área, como tartarugas 
marinhas, tubarõese centenas de espécies de peixes.
1.7 Principais usos da água
1.7.1 Agricultura
Para a agricultura, os pré-requisitos são determinados em função do tipo de cultura a ser irrigada. 
Geralmente, a água precisa estar isenta de substâncias que sejam tóxicas para as plantas e para os 
seres humanos que consomem estes vegetais. Os maiores cuidados são exigidos pelas hortaliças, 
pois se trata de vegetais que são ingeridos na forma crua. Nesses casos, a água deve estar isenta de 
organismos patogênicos.
Deve-se controlar a quantidade de sais dissolvidos na água, evitando-se o risco de interferência 
na atividade osmótica ou no metabolismo das plantas, ou ainda no aproveitamento de nutrientes. 
O excesso de sais pode levar à impermeabilização do solo, dificultando a aeração e a drenagem. 
Atualmente, os sistemas de irrigação gastam a maior parte dos recursos de água doce disponíveis 
ao homem. Quase toda a água usada carrega para os corpos d’água de superfície e para os aquíferos 
subterrâneos quantidades consideráveis dos agrotóxicos e fertilizantes utilizados na agricultura, 
provocando prejuízos aos ecossistemas aquáticos.
1.7.2 Usos industriais
Para o processo industrial, os pré-requisitos de qualidade podem variar de acordo com o produto. 
Para a fabricação de bebidas, alimentos e produtos farmacêuticos, existe uma maior exigência de 
qualidade para a água usada.
As indústrias de tecidos que utilizam processos de estamparia e tingimento precisam controlar a 
presença de sais e substâncias que possam manchar os produtos fabricados.
A água destinada aos sistemas de resfriamento de qualquer tipo de processo não pode conter 
produtos corrosivos ou que provoquem acúmulo ou incrustações na tubulação.
1.7.3 Geração de energia
A geração de energia a partir dos recursos hídricos não está livre de provocar impactos ambientais, 
mesmo sendo considerada uma fonte de energia limpa. Os maiores impactos não são causados durante 
a geração de energia, mas durante a construção das grandes usinas, nas quais ocorre a transformação 
de rios turbulentos e de grande velocidade em grandes lagos, lentos e de baixa turbulência, afetando 
todo o ecossistema aquático, que deverá estabelecer um novo equilíbrio para a nova realidade. A 
30
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
Unidade I
qualidade da água para esses usos requer apenas a inexistência de substâncias que sejam agressivas 
aos equipamentos empregados.
1.7.4 Recreação
Consideramos formas comuns de recriação aquática: pesca, banhos, esportes aquáticos e 
esportes náuticos. Geralmente, corpos de água poluídos exalam mau cheiro e podem apresentar 
águas turvas ou corpos materiais sólidos em suspensão, que são inconvenientes para qualquer 
forma de recreação. 
Os esportes que não precisam de contato direto com a água, como a pesca e a navegação esportiva, 
têm um controle menos rígido em relação à qualidade das águas. Já natação e outros esportes aquáticos 
devem ser praticados apenas se o curso d’água não possuir organismos patogênicos e/ou substâncias 
tóxicas que possam ser ingeridas acidentalmente ou mesmo absorvidas pela pele.
1.7.5 Navegação
Para que a navegação possa ser praticada em um corpo de água, algumas condições técnicas 
são necessárias, como profundidade do leito, velocidade do curso d’água e eventuais obras para a 
transposição de nível (barragens, eclusas). É importante que as vias estejam isentas de substâncias 
agressivas às partes da embarcação que têm contato com a água e que não contenham algas em 
demasia, nem substâncias poluentes que agridem o meio ambiente, trazendo danos à fauna e à flora. 
Os maiores impactos causados por esta atividade são provenientes de vazamentos de petróleo, que 
ocorrem em terminais petrolíferos e grandes petroleiros.
1.7.6 Receptação de despejos
Infelizmente, no Brasil, ainda é prática comum lançar resíduos sem tratamento nos corpos d’água – 
resíduos dos mais diversos tipos e origens. A Resolução nº 430 do Conama estabelece a composição e as 
respectivas concentrações de substâncias que podem ser lançadas.
Além dos parâmetros previstos na Resolução, devemos considerar as características específicas de 
cada leito. A capacidade de diluição de despejos depende da vazão do curso de água, bem como do 
tratamento dos efluentes para os quais a diluição necessária não será alcançada. Todas as condições 
exigidas para a preservação da fauna e da flora devem ser mantidas, mesmo nos locais de descarga 
dos efluentes. Maiores cuidados são requeridos nos casos em que os corpos de água são usados para o 
desenvolvimento de espécies pelo homem, como peixes e crustáceos.
1.7.7 Abastecimento público
A água distribuída pelo sistema de abastecimento municipal é retirada de rios, lagos, fontes 
subterrâneas ou reservatórios, constituindo a maior parte da água potável (não causa prejuízos à saúde 
nem aos sentidos). Esta água precisa apresentar características sanitárias e toxicológicas adequadas, 
como não conter organismos patogênicos e substâncias tóxicas, para prevenir doenças e promover 
31
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
QUÍMICA APLICADA PARA ENGENHARIA CIVIL
o bem-estar da população. Dessa forma, é importante que a água captada nos mananciais passe por 
um tratamento, garantindo a qualidade exigida pela Resolução nº 357/2005 do Conama, antes de ser 
distribuída para consumo público. 
Antes do tratamento, a água bruta pode apresentar um aspecto barrento, turvo, com coloração 
que vai do amarelo ou marrom-claro ao marrom-escuro. A turbidez da água é devida às partículas de 
material em suspensão (argila, areia, microalgas etc). A coloração da água é proveniente de substâncias 
orgânicas dissolvidas ou finamente divididas. Na estação de tratamento da água (ETA), essas substâncias 
são removidas, tornando a água própria para o consumo humano. 
2 TRATAMENTO DE ÁGUA 
2.1 Etapas do tratamento de água 
O tratamento de água envolve processos químicos e físicos e ocorre em etapas. A adição de produtos 
químicos pode auxiliar na remoção de partículas em suspensão para tornar a água potável. A seguir, 
serão vistas as etapas do tratamento de água. Serão levadas em consideração as etapas do tratamento 
básico mais simples. Várias etapas podem ser adicionadas dependendo das substâncias presentes na 
água a ser tratada. 
Inicialmente, o fluxo de água passa por grades e telas, onde é feita uma filtração grosseira. Assim, 
são retirados corpos flutuantes de tamanho grande, como pedaços de galhos de árvores e plantas, e 
outros componentes que podem estar presentes. Dependendo das características da água bruta, pode 
ser realizada uma pré-cloração, visando facilitar a retirada de matéria orgânica e metais.
Na sequência, a água segue para a etapa de coagulação e floculação, e nela são adicionados 
os produtos químicos que auxiliam a etapa de coagulação, basicamente sulfato de alumínio e cal. 
Podemos ainda adicionar o policloreto de alumínio (PAC). A reação química que ocorre é representada 
pela equação a seguir:
Al2(SO4)3 + 3 Ca(OH)2 → 3 CaSO4 + 2 Al(OH)3
 Observação
Coagulação e floculação são fenômenos sequenciais e não são 
sinônimos. Coagular significa desestabilizar a partícula coloidal, diminuir as 
barreiras eletrostáticas entre partículas. Flocular é a aglomeração de várias 
partículas de tamanho coloidal, que se unem, aumentando de tamanho e 
ganhando peso para precipitar.
Nas estações de tratamento de água, a coagulação ocorre logo no início, em algum ponto onde se 
tenha gradiente de velocidade alta, que promova a rápida dispersão do coagulante empregado. Dessa 
maneira, essa etapa do tratamento pode ser chamada de mistura rápida, e geralmente não é necessária 
32
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
Unidade I
a construção de um tanque específico para este fim, utilizando-se pontos de estrangulamentono 
canal de entrada de água na estação. Uma vez que as partículas foram desestabilizadas, a próxima 
etapa é a de formação dos flocos. Para que isso ocorra é necessário introduzir energia no meio de 
forma adequada. Deficiência de energia produz a formação de flocos pequenos, isentos de boas 
características de sedimentação.
A energia excessiva pode causar a ruptura de flocos formados, e o fornecimento adequado de energia 
promove a formação de flocos grandes e densos, contendo ramificações que provocam entrelaçamentos 
entre os flocos, formando estruturas maiores e mais pesadas. Nas estações de tratamento de água, 
a etapa de floculação também é conhecida como mistura lenta. A floculação é influenciada pelas 
características físicas e químicas da água, como o pH, a alcalinidade, a temperatura e a distribuição de 
partículas, além de pela energia para a mistura. A presença de partículas maiores e sólidos em suspensão 
é importante, pois eles atuam como núcleos para a formação de flocos grandes e densos. A próxima 
etapa do processo é a decantação. Nesta etapa é promovida a retirada dos flocos formados sem a adição 
de produto químico. Pela ação da gravidade em tanques de formato retangular, os flocos são separados 
da água, normalmente, depositando-se no fundo do decantador. 
Outra forma de realizar a decantação é a flotação. Na etapa de flotação, os flocos são levados para 
a superfície do tanque devido à adição de água com microbolhas de ar, que promovem a flutuação dos 
flocos para depois serem removidos, ao contrário da decantação, em que os flocos vão para o fundo do 
tanque pela força da gravidade. A utilização de um decantador ou de um flotador em uma ETA depende 
das condições da água bruta na entrada. 
Na próxima etapa, a água decantada passa por unidades filtrantes, nas quais ocorre o processo de 
filtração. Geralmente o filtro é formado por um meio poroso granular, normalmente areia, contendo 
uma ou várias camadas, montado sobre um sistema de drenagem, com capacidade de reter e remover 
as impurezas que ainda estiverem presentes na água. Durante a filtração, os flocos restantes, que não 
foram removidos na etapa de decantação (ou flotação), serão retirados. Essa etapa remove a turbidez 
da água e também inicia a remoção de micro-organismos patogênicos. A filtração pode ser considerada 
uma barreira sanitária do tratamento, pois não podemos garantir uma adequada segurança da água 
com relação à presença de patógenos se ela não passar pelo filtro. 
Após a filtração, a água vai para o tanque de contato, no qual ocorrerão as etapas finais do 
tratamento. A desinfecção pode ser obtida pela ação de um agente físico ou químico (desinfetante), 
cujo objetivo é a eliminação dos micro-organismos patogênicos que possam transmitir doenças. 
No abastecimento público, geralmente são usados os seguintes agentes desinfetantes, em ordem 
de frequência: cloro, ozônio, luz ultravioleta e íons de prata. O uso de cloro na forma de hipoclorito 
de sódio também é muito comum. A Portaria nº 2.914/2011 determina que a companhia de 
saneamento entregue ao consumidor a água tratada com um teor mínimo de cloro residual livre 
de 0,2 mg/L. Porém, para que o cloro continue mantendo seu poder de desinfeção, a caixa d’água 
da sua residência deve ser mantida limpa, sendo lavada pelo menos duas vezes ao ano e mantida 
sempre tampada. 
33
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
QUÍMICA APLICADA PARA ENGENHARIA CIVIL
 Saiba mais
Leia mais sobre tratamento da água no artigo: 
GRASSI, M. T. As águas do planeta Terra. Cadernos Temáticos de Química 
Nova na Escola, São Paulo, edição especial, p. 31-40, maio 2001.
A etapa de fluoretação da água é efetuada pela adição de compostos à base de flúor. O ácido 
fluossilícico (H2SiF6) é um desses compostos, o qual libera na água o ânion fluoreto, forma iônica do 
elemento químico flúor, um dos responsáveis pela redução da cárie dentária no Brasil. 
A adição de compostos de flúor na água de abastecimento público começou em 1953 no Espírito 
Santo, na cidade de Baixo Guandu, virando lei federal em 1974, expandida pelo País na década de 
1980. Em 2006, beneficiava mais de 100 milhões de pessoas. As bactérias existentes na placa dental 
sintetizam ácidos que podem remover os minerais dos dentes (desmineralização), deixando-os propensos 
à formação da cárie. No entanto, quando ingerimos água fluorada por um longo período, esse fluoreto 
é incorporado ao organismo e aumenta sua concentração no sangue e na saliva, participando da etapa 
de recomposição dos minerais dos dentes (remineralização), tornando-os resistentes à cárie. Em grande 
parte do País o teor de flúor usado na água é de 0,6 a 0,8 mg/L. 
Na última etapa do tratamento, pela adição de cal hidratada (Ca(OH)2), ou hidróxido de sódio, ocorre 
a correção do pH (potencial de hidrogênio). Durante o tratamento, a água entra em contato com vários 
produtos químicos que conferem característica de acidez, sendo necessária a correção. 
 Observação
O pH pode ser entendido como uma medida da acidez da água. É 
medido numa escala que varia de 0 a 14. O valor 7 nessa escala indica a 
neutralidade e corresponde a uma substância que não é ácida nem alcalina. 
Números acima de 7 indicam alcalinidade e abaixo de 7 indicam acidez. 
A adição de cal no tratamento de água visa estabilizar o pH para que fique o mais próximo possível 
do valor 7. A Portaria nº 2.914/2011 estabelece que o pH mínimo para a água tratada deva ser 6 e no 
máximo 9,5. O aumento do pH também pode ter como objetivo a proteção da canalização de distribuição 
contra a corrosão, já que é normalmente utilizado o ferro fundido na sua construção. 
2.2 Recuperação de recursos hídricos
Existem várias possibilidades de recuperação das águas já utilizadas. Porém, o grau de exigência de 
qualidade depende da utilização que se pretende para a água recuperada. O retorno do investimento 
precisa ser analisado em conjunto com outros parâmetros, como a necessidade da região, a disponibilidade 
ou o grau de escassez e os custos na exploração dos recursos hídricos.
34
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
Unidade I
Em vários países do Oriente Médio os recursos hídricos são escassos e de difícil acesso, pois 
estão em reservatórios subterrâneos. Alguns países dependem da dessalinização da água do 
mar para a obtenção da maior parte da água necessária para o consumo. Nestas localidades, a 
agricultura praticamente não existe pela falta de recurso para a irrigação. Nestes casos, os gastos 
com a recuperação da água são compensados com a redução de outros gastos, como a importação 
de alimentos.
Pesquisas buscando novas tecnologias para o reaproveitamento da água são realizadas de forma 
contínua em todo o mundo, visando complementar a produção insuficiente em alguns lugares ou evitar 
a escassez num futuro próximo. 
No Brasil, o desinteresse político engaveta projetos contendo soluções para o adequado 
gerenciamento dos recursos hídricos no Nordeste, permitindo a desertificação de grandes extensões 
de terra. O cultivo adequado dessas áreas poderia resolver o problema da falta de alimentos e da fome 
de parte da população da região, além de promover o trabalho no campo. Várias soluções simplistas 
devem ser evitadas, como a adotada na região de São Paulo, complementando o suprimento necessário 
para o abastecimento público com água de lugares situados a mais de 100 km, aumentando o custo 
e trazendo problemas legais e político-institucionais 
2.3 Reúso planejado da água
Reúso da água é o uso dessa substância por mais de uma vez. Isso pode ocorrer espontaneamente 
na própria natureza, no ciclo hidrológico, ou através da ação humana, de forma planejada ou sem 
controle. O reúso planejado da água pode ser realizado visando obter água potável ou não potável, por 
exemplo, para fim recreacional, recarga de lençol freático, geração de energia, irrigação,reabilitação 
de leitos de água e fim industrial. O reúso planejado da água faz parte da estratégia global para a 
administração da qualidade da água proposta pelo Programa da Organização das Nações Unidas para 
o Meio Ambiente (PNUMA) e pela Organização Mundial da Saúde (OMS). Nela se prevê o alcance de 
três elementos importantes simultaneamente:
1. Proteger a saúde pública. 
2. Manter a integridade dos ecossistemas.
3. Fazer uso sustentável da água.
O reúso de água ou o uso de águas residuais não é um conceito recente e tem sido usado em todo 
o mundo há vários anos. Existem evidências de sua prática na Grécia Antiga, com o lançamento de 
esgotos e sua utilização na irrigação. Mas a necessidade crescente de água e sua falta têm feito do reúso 
planejado um tema da atualidade e de grande importância. Nesse sentido, podemos considerar o reúso 
de água como parte de uma atividade mais extensa que o uso eficiente ou racional da água. Temos 
que levar em consideração também os problemas gerados por perdas e desperdícios e a diminuição da 
produção de efluentes e do consumo de água.
35
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
QUÍMICA APLICADA PARA ENGENHARIA CIVIL
Os esgotos tratados têm um papel importante no planejamento e na gestão sustentável dos 
recursos hídricos.
Quando reservamos as fontes de água de boa qualidade para o abastecimento público e outros 
fins prioritários, o uso de esgotos contribui para a preservação dos recursos e coloca uma dimensão 
econômica ao planejamento dos recursos hídricos.
O reúso diminui a demanda sobre os mananciais de água, substituindo a água potável por uma água 
de qualidade inferior, utilizada em atividades menos exigentes. Essa prática vem sendo muito discutida, 
colocada em evidência e usada em alguns países, estando baseada no conceito de substituição de 
mananciais. Tal substituição é possível dependendo da qualidade necessária para um uso específico. 
Assim, grandes volumes de água potável podem ser economizados no reúso quando se utiliza água de 
qualidade menor (geralmente efluentes pós-tratados) para atender às finalidades que podem prescindir 
desse recurso dentro dos padrões estipulados pela legislação.
 Saiba mais
Para saber um pouco mais sobre como os esgotos são tratados, leia 
o artigo:
GUIMARÃES, J. R.; NOUR, E. A. A. Tratando nossos esgotos: processos 
que imitam a natureza. Cadernos Temáticos de Química Nova na Escola, 
São Paulo, edição especial, p. 19-30, maio 2001.
2.4 Tipos de reúso
A reutilização de água pode ser direta ou indireta e decorrente de ações planejadas ou não. O 
reúso indireto não planejado da água ocorre quando esta, utilizada em alguma atividade humana, é 
descarregada no meio ambiente e novamente utilizada a jusante, em sua forma diluída, de maneira não 
intencional e não controlada. Caminhando até o ponto de captação para o novo usuário, ela está sujeita 
às ações naturais do ciclo hidrológico (diluição, autodepuração). 
O reúso indireto planejado da água acontece quando os efluentes, depois de tratados, são 
descarregados de forma planejada nos corpos de águas superficiais ou subterrâneas, para serem 
utilizados a jusante, de maneira controlada, para atender a algum uso benéfico. Este pressupõe que 
exista também um controle sobre as eventuais novas descargas de efluentes no caminho, garantindo 
que o efluente tratado estará sujeito apenas a misturas com outros efluentes que também atendam ao 
requisito de qualidade do reúso objetivado. 
O reúso direto planejado das águas verifica-se quando os efluentes, depois de tratados, são 
encaminhados diretamente de seu ponto de descarga até o local do reúso, não sendo descarregados no 
meio ambiente. Esta prática é comum com a água destinada ao uso industrial ou à irrigação.
36
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
Unidade I
2.5 Aplicações da água reciclada
A água reciclada pode ser utilizada em diversas ocasiões, as quais podemos ver a seguir:
• Irrigação paisagística: ocorre em parques, campi universitários, cemitérios, campos de golfe, 
gramados residenciais, faixas de domínio de autoestradas, cinturões verdes, entre outros.
• Irrigação de campos para cultivos: plantas alimentícias, viveiros de plantas ornamentais, plantio 
de forrageiras, plantas fibrosas e de grãos, proteção contra geadas.
• Usos industriais: lavagem de pisos, água de processamento, refrigeração, alimentação de caldeiras, 
água de processamento, construção civil, irrigação de áreas externas de instalações industriais, 
como jardins e outras.
• Usos urbanos não potáveis: combate ao fogo, sistemas de ar condicionado, irrigação paisagística, 
descarga de vasos sanitários, lavagem de ruas e pontos de ônibus, lavagem de veículos, sistemas 
decorativos aquáticos, como fontes e chafarizes.
• Finalidades ambientais: indústrias de pesca, aplicação em pântanos e terras alagadas, aumento de 
vazão em cursos de água.
• Usos diversos: construções, aquicultura, controle de poeira em movimentos de terra, dessedentação 
de animais etc.
2.6 Reúso da água no Brasil
No Brasil, existe a prática de utilização de esgotos para a irrigação de hortaliças e de algumas 
culturas forrageiras, a qual é muito comum principalmente na zona rural. Porém, este procedimento 
não institucionalizado tem sido empregado até os dias atuais sem nenhuma forma de planejamento 
ou controle. Na grande maioria das vezes, é inconsciente por parte de quem o pratica, que usa águas 
muito poluídas de córregos e rios adjacentes para a irrigação de hortaliças e outros vegetais, alheio 
de que está fazendo algo que pode trazer graves prejuízos à saúde pública, dos consumidores, e 
promovendo sérios impactos ambientais. Quando falamos de reúso industrial, a prática em fase inicial 
começa a ser implementada, mas sempre associada a iniciativas isoladas, a maioria delas dentro do 
setor privado.
A Lei nº 9.433, de 8 de janeiro de 1997, institui a Política Nacional de Recursos Hídricos, cria 
o Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos, regulamenta o inciso XIX do art. 21 
da Constituição Federal e altera o art. 1º da Lei nº 8.001, de 13 de março de 1990, que modificou 
a Lei nº 7.990, de 28 de dezembro de 1989. Em seu capítulo II, art. 2º, inciso 1, estabelece, entre 
os objetivos da Política Nacional de Recursos Hídricos, a necessidade de “assegurar à atual e às 
futuras gerações a necessária disponibilidade de água, em padrões de qualidade adequados aos 
respectivos usos”.
37
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
QUÍMICA APLICADA PARA ENGENHARIA CIVIL
Verificou-se, por intermédio dos planos diretores de recursos hídricos de bacias hidrográficas, 
em levantamento realizado a fim de conhecer mais profundamente a realidade nas diversas bacias 
hidrográficas brasileiras, que existem sérios problemas em relação à questão de saneamento básico, 
coleta e tratamento de esgotos e propostas para a implementação de planos de saneamento básico. 
Não encontramos atividades de reúso de água usando efluentes pós-tratados. Isso pode acontecer 
devido à falta de conhecimento do fato, desconhecimento das tecnologias de reúso e por motivos 
socioculturais. Levando em consideração que já existe atividade de reúso de água na agricultura em 
certas regiões do Brasil, a qual é realizada de maneira informal e sem cuidados ambientais e de saúde 
pública adequados, faz-se necessário regulamentar e promover o setor. Assim, é preciso criar estruturas 
de gestão, disseminação de informação, preparação de legislação e desenvolvimento de tecnologias 
compatíveis com as nossas condições culturais, socioeconômicas e técnicas. A Companhia de Saneamento 
Básico do Estado de São Paulo (Sabesp) já faz o reúso planejado em suas instalações de tratamento 
de água (recirculação de água de lavagem de filtros, por exemplo) e de esgotos. No setor industrial, 
várias empresasestão abertas para negócios em torno do reúso da água com sistemas apropriados 
de distribuição. A reutilização da água apresenta alguns atrativos, como menor preço, confiabilidade 
tecnológica e suprimento garantido. 
Quanto à qualidade, os riscos inerentes podem ser gerenciados adotando-se medidas de 
monitoramento, planejamento, controle e sinalização adequadas. Os principais processos industriais em 
que é permitido o uso de água reciclada são os de produtos da produção primária de metal, curtumes, 
carvão, petróleo, indústrias têxteis, papel e celulose e químicos. 
Ainda existe a possibilidade de fornecimento de água reciclada para outras áreas. Prefeituras da 
região metropolitana de São Paulo já utilizam água de reúso como alternativa para a limpeza de ruas e 
pátios, irrigação e rega de áreas verdes, além de para a desobstrução de rede de esgotos e águas pluviais 
e limpeza de veículos.
3 CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DA ÁGUA
Odor e sabor
As duas sensações se manifestam conjuntamente, o que torna difícil sua separação. Essas 
características dependem dos sais e gases dissolvidos. Como o paladar humano tem sensibilidade 
distinta para os diversos sais, poucos miligramas por litro de alguns sais (ferro e cobre, por exemplo) já 
são detectáveis, enquanto várias centenas de miligramas de cloreto de sódio não são percebidas. 
Algumas fontes naturais podem exalar cheiro de ovo podre devido à presença de H2S (gás sulfídrico). 
Da mesma forma, as águas que possuem matérias orgânicas em decomposição (turfa, por exemplo) 
também podem apresentar H2S. Já metais como ferro e manganês podem conferir sabor metálico à água, 
favorecendo o desenvolvimento das bactérias, causando maus odores e coloração à água; além disso, 
estes compostos podem ainda obstruir as canalizações. O quadro a seguir mostra o sabor apresentado 
pela água em função do componente dissolvido.
38
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
Unidade I
Quadro 2 – Sabor na água
Sal dissolvido Sabor
Cloreto de sódio (NaCl) Salgado
Sulfato de sódio ( Na2SO4) Ligeiramente salgado
Bicarbonato de sódio (NaHCO3) Ligeiramente salgado a doce
Carbonato de sódio (Na2CO3) Amargo e salgado
Cloreto de cálcio (CaCl2) Fortemente amargo
Sulfato de cálcio (CaSO4) Ligeiramente amargo
Sulfato de magnésio (MgSO4) Amargo e doce
Cloreto de magnésio (MgCl2) Amargo e doce
Gás carbônico (CO2) Adstringente, picante
Turbidez
É a medida da dificuldade que um feixe de luz leva para passar por uma quantidade padrão de 
água. Podem causar turbidez os resíduos sólidos em suspensão (argila, coloides, matéria orgânica etc.). 
A medida desta propriedade é feita de forma comparativa com um equipamento portátil chamado 
de turbidímetro. Ao passar pelo analito, o espalhamento de um feixe de luz é comparado com o 
espalhamento de um feixe de igual intensidade ao atravessar uma suspensão padrão. Quanto maior 
o espalhamento, maior o valor turbidez. A coloração da água aumenta a medida da turbidez, pois 
absorve luz. 
Sólidos em suspensão
Equivalem à carga sólida em suspensão e que será separada por filtração simples ou decantação. 
Temperatura
A temperatura da água depende de sua origem e localização. A variação de temperatura de águas 
superficiais pode acompanhar as alterações da temperatura ambiente; as águas subterrâneas apresentam 
menor alteração, pois não interagem com a atmosfera. As águas provenientes de lençóis freáticos pouco 
profundos estão mais sujeitas a ter sua temperatura alterada. Em maiores profundidades, a temperatura 
da água sofre influência do grau geotérmico local (em média 1 ºC a cada 30 m). No lençol Guarani, são 
comuns temperaturas de 40 a 50 ºC nas partes mais profundas. Na maioria das regiões vulcânicas ou de 
falhas, águas aquecidas podem emergir à superfície, originando as fontes termais.
Cor
A coloração tem origem na dissolução de substâncias orgânicas e inorgânicas. A água pura, e em 
grandes volumes, apresenta coloração azulada; na presença de ferro, é arroxeada. Quando a água é 
rica em manganês, apresenta cor negra; os ácidos húmicos deixam a água amarelada. O procedimento 
de medida da coloração é comparativo. A cor do analito é comparada à cor de soluções padrão de 
39
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
QUÍMICA APLICADA PARA ENGENHARIA CIVIL
platina-cobalto. Também podemos usar discos coloridos de vidro, cujas cores são calibradas com as 
soluções de platina-cobalto. Uma unidade de cor equivale àquela produzida por 1 mg/L de platina, na 
forma de íon cloroplatinado. O valor do pH exerce influência no resultado desta medida. 
A cor é motivada por material sólido em suspensão (turbidez), que deve ser retirado antes de se fazer 
a medida. Para águas relativamente límpidas, a medida pode ser realizada sem a preocupação com a 
turbidez. Dessa forma, a cor obtida é chamada de aparente. A água não deve possuir nenhuma cor para 
ser potável. Segundo a OMS, o índice máximo permitido deve ser 20 mg Pt/L.
Condutividade elétrica
Os sais presentes na água, dissolvidos e ionizados, transformam-na num eletrólito com capacidade 
de conduzir a corrente elétrica. Podemos estimar o teor de sais dissolvidos pela medida de condutividade 
de água, pois existe uma relação proporcional entre a concentração de sais dissolvidos e a condutividade 
elétrica. Esta medida pode ser realizada usando-se um condutivímetro, e a resposta encontrada 
apresenta como unidade o mho (inverso de ohm, unidade de resistência). A condutividade aumenta 
com a temperatura. Portanto, utiliza-se 25 ºC como temperatura padrão e pode ser necessário realizar 
a correção da medida em função da temperatura se o condutivímetro não a fizer automaticamente.
Sólidos totais dissolvidos (STD)
É a soma das concentrações de todos os constituintes minerais presentes na água. A medida de 
condutividade elétrica multiplicada por um fator pode gerar uma estimativa confiável do teor de sólidos 
totais dissolvidos em água. Segundo a OMS, o limite máximo permitido de STD na água é de 1.000 mg/L, 
segundo o padrão de potabilidade.
3.1 Características químicas e físico-químicas da água
pH
É a medida da concentração hidrogeniônica (H+) na água. A razão entre íons hidrogênio (H+) 
e hidróxido (OH-) determinam o quanto a água é ácida ou básica. Na água pura, os íons H+ estão 
em equilíbrio com os íons OH- e seu pH é conhecido como neutro, ou seja, igual a 7. Se existir a 
predominância de íons (H+), o pH vai ter valor entre 0 e 7 (0 < pH < 7), e a água terá características 
ácidas. Se existir predominância de íons (OH-), o pH estará entre 7 e 14 (7 < pH < 14), e a água possuirá 
caráter alcalino (ou básico). Na agricultura, o valor de pH pode interferir no equilíbrio de dissociação ou 
grau de ionização, principalmente de alguns inseticidas, mudando sua atividade biológica. 
Alcalinidade
É a medida total de compostos químicos capazes de neutralizar ácidos existentes na água, isto é, 
a concentração de substâncias presentes na água e que agem como tampão (estabilizador do pH). Se 
numa água quimicamente pura (pH = 7) for inserida uma pequena quantidade de um ácido fraco, 
seu pH mudará instantaneamente. Já na água com alguma alcalinidade a inserção de uma pequena 
40
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
Unidade I
quantidade de ácido fraco não causará alterações em seu pH, pois os íons alcalinos presentes irão 
neutralizar o ácido. Em águas subterrâneas, a alcalinidade aparece principalmente devido à presença de 
carbonatos e bicarbonatos, bem como aos íons silicatos, boratos, hidróxidos, fosfatos e amônia.
Alcalinidade total é o somatório da alcalinidade produzida pelos íons presentes numa água. Águas 
que percolam rochas calcárias (calcita = CaCO3) normalmente possuem alcalinidade alta. Em muitos 
estados brasileiros, granitos, rochas comuns e gnaisses apresentam poucos minerais quepossam gerar a 
alcalinidade das águas. A alcalinidade total de uma água pode ser medida em mg/L de CaCO3.
Constituintes iônicos de presença mais comum
As águas subterrâneas possuem, geralmente, uma maior concentração de sais dissolvidos do que as 
águas superficiais. Este fato é reflexo dos substratos rochosos percolados e pode variar em função do 
comportamento geoquímico dos compostos envolvidos:
• Bário (Ba): de presença rara nas águas naturais, apresenta-se na forma de barita (BaSO4) 
ou feldspatos ricos em bário. Atividades que podem acrescentar bário ao meio ambiente 
incluem: a perfuração de poços e a produção de vidros, defensivos agrícolas, pigmentos 
e fogos de artifício. É um elemento muito tóxico acima de 0,7 mg/L de teor. Sua ingestão 
acima do limite pode causar aumento da pressão sanguínea por vasoconstrição e bloqueio 
do sistema nervoso. A Resolução nº 357 do Conama limita em 0,7 mg/L a presença máxima 
de bário em águas de abastecimento público. 
• Cádmio (Cd): em águas naturais, sua concentração geralmente não ultrapassa 0,001 mg/L. O 
despejo de cádmio no ambiente ocorre por meio de combustíveis fósseis, pigmentos, baterias, 
acessórios fotográficos, defensivos químicos, soldas, equipamentos eletrônicos, lubrificantes, 
corrosão de tubos galvanizados e refinarias de minérios. Seu potencial tóxico é grande, 
principalmente quando se acumula em organismos aquáticos, o que torna possível sua 
entrada na cadeia alimentar e sua chegada ao homem. Sua ingestão promove arteriosclerose, 
inibição no crescimento, disfunção renal, hipertensão, doenças crônicas em idosos e câncer. 
A Resolução nº 357 do Conama limita seu teor em 0,001 mg/L.
• Cálcio (Ca): sua concentração nos lençóis freáticos costuma variar entre 10 e 100 mg/L. 
Pode ser encontrado na forma de minério (calcita, dolomita e apatita), que é umas das 
principais fontes naturais de cálcio. Como o carbonato de cálcio é pouco solúvel em água 
pura, sua presença nas águas ocorre na forma de bicarbonato e sua solubilidade depende da 
concentração de gás carbônico dissolvido, o que está intimamente ligado à temperatura e à 
pressão do meio. Dessa forma, essas variáveis determinam sua concentração nas águas, sua 
precipitação e consequente formação de incrustações.
• Chumbo (Pb): pouco comum nas águas naturais, mas pode ser introduzido facilmente no meio 
ambiente por atividades e produtos humanos, como: plásticos, tintas, pigmentos, encanamentos, 
soldas e metalurgia. É muito tóxico e tem efeito cumulativo no organismo, causando uma doença 
crônica chamada saturnismo. Os efeitos da intoxicação por chumbo são: irritabilidade, dor 
41
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
QUÍMICA APLICADA PARA ENGENHARIA CIVIL
de cabeça, tontura, perda de memória. A intoxicação aguda pode ser diagnosticada pela sede 
intensa, inflamação gastrointestinal, sabor metálico na boca, vômitos e diarreias. O chumbo ainda 
pode provocar retardamento físico e mental, perda da concentração e diminuição da capacidade 
cognitiva em crianças. Em adultos são comuns aumento da pressão arterial e problemas nos rins. 
A Resolução nº 357 do Conama limita em 0,01 mg/L a concentração máxima de chumbo nas 
águas de abastecimento público.
• Cloretos (Cl−): o cloro é encontrado em teores inferiores a 100 mg/L. Pode formar vários 
compostos muito solúveis e tende a se enriquecer, junto com o sódio, a partir das zonas de 
recarga das águas subterrâneas. Teores maiores indicam contaminação por água do mar e 
por aterros sanitários.
• Cobre (Cu): podemos considerar como fontes de cobre a corrosão de tubos de cobre e de 
latão, as indústrias de mineração, fundição, galvanoplastia e refino. Nas águas superficiais 
naturais, seu teor é normalmente inferior a 0,020 mg/L, e nas águas subterrâneas é menor 
que 1 µg/L. No homem, a ingestão de grandes doses pode provocar corrosão e irritação 
da mucosa, problemas renais e hepáticos, irritação do sistema nervoso e depressão. Nas 
águas de abastecimento público seu teor máximo é 0,009 mg/L, conforme a Resolução 
nº 357 do Conama. 
• Ferro (Fe-): a concentração limite de ferro em águas de abastecimento público é 0,3 mg/L. 
Este limite foi determinado por causa do sabor ruim e de problemas estéticos que o ferro 
provoca, pois o organismo humano precisa de até 19 mg de ferro por dia. Muito comum nas 
águas subterrâneas em concentrações abaixo de 0,3 mg/L, na forma de sais solúveis (Fe²+). 
Pode formar compostos solúveis, principalmente hidróxidos. Sofre oxidação facilmente em 
presença de ar, formando o hidróxido férrico, que é insolúvel e precipita, conferindo cor forte 
à água. Assim, águas com alto teor de ferro, ao serem retiradas do poço, são incolores, mas ao 
entrarem em contato com o oxigênio do ar ficam amareladas, com aparência desagradável. 
O ferro, como o manganês (sistematicamente está presente junto com o ferro), quando se 
oxida, precipita sobre as louças sanitárias, azulejos e roupas, causando manchas.
• Flúor (F): o flúor é um elemento presente naturalmente e em pequenas quantidades nas águas 
naturais (0,1 a 2,0 mg/L). Siderurgia, fundições, indústria do alumínio, de esmaltados, teflon, 
vidro, etc. são atividades que podem introduzir o elemento nas águas. Em concentrações 
pequenas, pode gerar benefícios à saúde humana, principalmente em crianças, provocando 
o endurecimento de dentes e ossos. Sendo muito eficiente na prevenção da cárie dentária, 
é adicionado nas águas de abastecimento público em concentrações próximas a 6 ppm. 
Em concentrações maiores passa a ser prejudicial, causando o escurecimento dos dentes 
e a perda de resistência dos dentes e ossos (fluorose dental e esquelética) tanto em seres 
humanos como em animais.
• Magnésio (Mg): ocorre com concentrações entre 1 e 40 mg/L nas águas subterrâneas. 
Forma sais cuja solubilidade reduz com o aumento de temperatura, o que provoca a 
formação de depósitos e incrustações em sistemas de troca de calor, caldeiras e outros. 
42
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
Unidade I
Juntamente com o cálcio, promove a dureza das águas. A dolomita (mineral natural) é um 
dos mais importantes fornecedores naturais de magnésio. Nos oceanos, sua concentração 
pode atingir valores em torno de 1.400 mg/L. A análise de sua concentração, em conjunto 
com a de cálcio, em aquíferos subterrâneos litorâneos apresenta uma indicação sobre a 
intrusão marinha.
• Manganês (Mn): a concentração encontrada em águas naturais é sempre abaixo de 0,2 mg/L 
e apresenta-se na forma de óxido de manganês bivalente. Sua ocorrência está associada à 
presença de ferro por razões geoquímicas.
• Níquel (Ni): o teor de níquel máximo permitido em águas de abastecimento é 0,025 mg/L, de 
acordo com a Resolução nº 357 do Conama. Nas águas naturais, sua concentração está em torno 
de 0,1 mg/L. Este metal ainda pode ser obtido como resíduo de: queima de combustíveis fósseis, 
fundição e ligas, e galvanoplastia. Teores acima de 11,0 mg/L podem ser encontrados em áreas de 
mineração. A intoxicação por níquel afeta nervos, coração e sistema respiratório e pode causar 
dermatites em pessoas sensíveis. 
• Nitratos (NO3
− ): as concentrações de nitratos nas águas, geralmente, encontram-se abaixo de 
5 mg/L. O padrão de potabilidade da OMS limita sua concentração em 10 mg/L. No sistema 
digestivo, o nitrato é convertido em nitroaminas, que são cancerígenas. Interferem no 
mecanismo de transporte de oxigênio pela hemoglobina no sangue e podem causar danos 
neurológicos devido à má distribuição de oxigênio, dificuldade de respiração (falta de ar) e 
até morte por asfixia. A utilização intensiva de fertilizantes na agricultura é uma das fontes 
de nitratos na água.
• Potássio (K): embora o elemento seja muito presente na crosta terrestre, aparece em 
pequena quantidade nas águas subterrâneas, pois é fixado com facilidade pelas argilas 
e muito consumido pelos vegetais.Em águas subterrâneas, seu teor médio é menor 
que 10 mg/L. 
• Sódio (Na): o sódio é um elemento químico muito presente nas águas de lençóis freáticos, 
pois gera sais muito solúveis. Nas águas subterrâneas, a concentração de sódio pode variar 
entre 0,1 e 100 mg/L. O teor de sódio na água é um fator limitante de seu uso na agricultura. 
Em aquíferos litorâneos, a presença de uma maior concentração de sódio na água pode 
estar relacionada à intrusão da água do mar. O valor máximo de sódio na água potável 
recomendado pela OMS é 200 mg/L.
3.2 Ensaio de Jar Test (ou Teste dos Jarros)
Trata-se de um método muito utilizado nas ETAs para otimizar o processo de tratamento de 
um determinado tipo de água, quando não se conhecem suas características e comportamento. 
É um procedimento de pesquisa que permite adequar o tratamento e estipular a quantidade 
econômica de reagentes adicionados, sem que haja diminuição da qualidade da água tratada. 
Pode ser realizado para a determinação de dados experimentais que auxiliem o projeto de 
43
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
QUÍMICA APLICADA PARA ENGENHARIA CIVIL
câmaras, nas quais ocorrem etapas do tratamento, como a de mistura rápida e a de floculação 
na estação. Promove ainda:
• melhoria do processo de tratamento através da comparação da ação de diferentes coagulantes 
e polímeros, bem como de suas quantidades e concentrações; 
• testes com novos coagulantes e polímeros (mais comuns); 
• otimização de processos para a retirada de substâncias causadoras de gosto e odor; 
• determinação do teor ótimo de cloro; 
• determinação do teor de permanganato de potássio; 
• determinação do teor de carvão ativado em pó; 
• estudo da formação de subproduto da cloração (THM);
• testes com novos produtos químicos; 
• testes de tratabilidade para novos mananciais.
Os produtos químicos geralmente 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 cáustica). 
• 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. 
O objetivo do ensaio é determinar o pH ótimo de floculação e a quantidade econômica de 
coagulante para certa amostra de água. Dependendo de sua origem, a água tem seu próprio valor 
de pH de floculação ótimo. Ao estipular qual é esse valor e realizar o tratamento de maneira a 
preservá-lo, o tratamento será eficiente, consumindo menor quantidade de floculante, gerando 
maior remoção de cor e turbidez, promovendo melhor decantação, o que proporcionará maior 
tempo de uso dos filtros (menor número de paralisações para a lavagem deles) e redução da 
alumina residual.
44
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
Unidade I
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 10.000 mg/L 
de sulfato de alumínio, portanto é uma solução de concentração 10.000 ppm.
Equipamentos 
• aparelho de Jar test; 
• pHmetro; 
• turbidímetro; 
• agitador magnético.
Materiais
Vidraria e materiais diversos de laboratório.
Etapa 1 – Determinação do pH ótimo de floculação
Procedimento para a determinação do pH ótimo de floculação
Serão necessários 12 litros de água para esta etapa. O pH desta água varia na faixa de 5,0 a 
6,5. Dessa forma, foi proposto realizar o experimento variando o pH na faixa de 5,4 a 6,4. Outras 
faixas poderão ser estudadas de acordo com o conhecimento de informações adicionais sobre a 
água considerada.
Nesta etapa será adicionada uma quantidade fixa e em excesso de sulfato de alumínio 10% em 
cada frasco. A concentração de sulfato em cada frasco após a 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 deles varie dentro da faixa considerada. 
Procedimento prévio da etapa 1
1. Meça a turbidez da água bruta.
2. Em 1.000 mL (ou 2.000 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 béquer. 
45
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
QUÍMICA APLICADA PARA ENGENHARIA CIVIL
3. Instale o pHmetro para que ele forneça a medida de forma contínua. 
4. A seguir, goteje, lentamente, de uma bureta, a solução de hidróxido de cálcio. 
5. Mantenha o conjunto sobre um agitador magnético na menor rotação possível. 
6. Acompanhe a variação do pH. 
7. Anote o valor consumido “v” de hidróxido de cálcio quando o pH for 5,4. 
8. Continue o gotejamento até que o pH atinja o valor 6,4 ,quando deverá ser anotado o valor 
“V” consumido de hidróxido de cálcio.
9. Calcule o incremento Δ em mL através da expressão:
Δ = (V - v) / 5
Preparação do ensaio
Coloque 2.000 mL de água bruta em cada frasco do aparelho.
Adicione em cada frasco o volume necessário de sulfato de alumínio para que a concentração 
seja 20 ppm em todos os frascos.
Adicione os volumes de hidróxido de cálcio conforme a tabela a seguir:
Tabela 3 
Número do frasco 1 2 3 4 5 6
Volume em mL V v + Δ v + 2Δ v + 3Δ v + 4Δ V
10. Sequência de agitação
• 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.
11. Cumpridas estas etapas, escolha o frasco onde ocorreu o melhor resultado. A escolha deve 
estar baseada no maior número de parâmetros dos listados a seguir:
46
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
Unidade I
• boa coagulação;
• tamanho dos flocos (grandes ou pequenos);
• boa sedimentação;
• aspecto final.
12. Escolhido o frasco que apresentou melhor resultado, realize a medida do pH dele, 
determinando o pH ótimo de floculação.
13. Meça a turbidez da água no frasco escolhido.
Se desejar um resultado melhor, podem-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 um novo ensaio.
Etapa 2 – Determinação da quantidade econômica de floculante
A partir de novas amostras da água bruta, serão adicionados volumes crescentes da solução de 
sulfato de alumínio, de forma a garantir que dentro deles as concentrações variem de 10 a 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 quantidade de hidróxido de cálcio a ser adicionada no primeiro frasco, o 
qual conterá 10 ppm de hidróxido de alumínio. 
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 aumentar, 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.
Repetindo esse procedimento para os demais frascos, o tempo total gasto para ajuste de pH 
nesta fase fica reduzido. 
47
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gram
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
QUÍMICA APLICADA PARA ENGENHARIA CIVIL
Procedimento prévio da etapa 2
Colocar num béquer 1.000 (ou 2.000) 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 obter o valor do pH determinado na primeira etapa. 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.
O frasco que apresentou melhor resultado contém a quantidade econômica de reagente para 
o tratamento.
Medir a turbidez da água no frasco escolhido.
Desejando um resultado mais preciso, podem-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 realizar um novo ensaio.
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 etc. 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 
poder comparar a eficiência com diferentes características da água bruta.
48
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
Unidade I
3) Para uma 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 ser analisados, como: carbono 
orgânico total (COT), carbono orgânico dissolvido (COD), análise de UV 254; correlacionando com 
carbono orgânico, número de algas, compostos causadores de gosto e odor, toxinas, entre outros.
4 UNIDADES DE CONCENTRAÇÃO
A concentração é uma grandeza utilizada para indicar as quantidades relativas dos componentes de 
uma mistura.
As misturas podem ser homogêneas (as que apresentam uma única fase) e heterogêneas (as que 
apresentam duas ou mais fases). As misturas homogêneas podem ser sólidas, líquidas e gasosas. As 
gasosas serão estudadas em outro momento. As sólidas e líquidas são normalmente chamadas soluções. 
Numa solução chamamos soluto a parte dissolvida e solvente a parte que dissolve. A água, por sua 
abundância e baixo custo, é considerada o solvente universal. Assim, numa solução líquida, toda vez 
que não for indicado o solvente, deve-se entender que ele é a água. Para expressar a concentração das 
soluções, podem ser usadas as unidades clássicas da Química.
4.1 Unidades clássicas
As unidades de concentração que serão usadas neste curso são:
Densidade
Embora não seja propriamente uma unidade de concentração, para uma solução, fornece uma 
orientação sobre a concentração dela. É a relação entre a massa da solução e o volume da solução.
massa da solução
d
volume da solução
= em g/mL
Observação: para gases e misturas gasosas, é dada em g/L
Relação entre massa do soluto e volume da solução
É a relação entre a massa do soluto em gramas e o volume da solução em litros. 
massa do soluto em gramas
C = 
volume da solução em litros em g/L
49
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
QUÍMICA APLICADA PARA ENGENHARIA CIVIL
Porcentagem em massa de soluto
É a massa de soluto existente em 100 g de solução.
massa do soluto
% P = x 100
massa da solução
Concentração em quantidade de matéria ou em mols por litro
É a relação entre a quantidade de matéria do soluto e o volume da solução em litros.
M = 
quantidade de matéria do soluto
volume da solução em litros
 em mol/L
Lembrando que a quantidade de matéria do soluto é dada por:
massa do soluto
n =
Msoluto
Em que Msoluto é a massa molar do soluto.
Pode-se escrever:
M = massa do soluto
x volume da solução em litrosMsoluto
 em mol/L
Concentração em quantidade de matéria do soluto por quilograma de solvente 
É a relação entre a quantidade de matéria do soluto e a massa do solvente em quilogramas.
W = massa do soluto
x massa do solvente em quilogramasMsoluto
 em mol/kg
Exemplo de cálculo com as unidades clássicas
A fim de proteger superficialmente peças de ferro da corrosão, prepara-se uma solução adicionando-se 
11,3 g de molibdato de zinco (ZnMoO4) a 858,7 g de água. Supondo que a densidade da solução seja 
1,061 g/mL, calcular a concentração dessa solução nas formas apresentadas.
50
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
Unidade I
De acordo com os dados, tem-se:
massa do soluto: 11,3 g
massa do solvente: 858,7 g
massa da solução: 11,3 + 858,7 = 870 g
volume da solução = massa da solução
densidade
 = 870
1,061
 ≅ 820 mL
massa molar do ZnMoO4 = 225,4 g/mol
Cálculos:
massa do soluto em gramas 11,3
C =
-3volume da solução em litros 820x10
= ≅ 13,78 g/L
% P = massa do soluto x 100
massa da solução
 = 113
870
100
,
x ≅ 1,3%
M =
massa do soluto
M da solu o em litrossoluto x volume xçã
= 113
225 4 8
,
, 220 310x -
 ≅ 0,061 mol/L
W =
massa do soluto
M do sol em quilogramassoluto x volume vente
=
113
2
,
225 4 858 7 310, , -x x
 ≅ 0,058 mol/kg 
4.2 Unidades especiais de concentração
Em certas situações, é comum o uso de unidades especiais para indicar a concentração. Por exemplo: 
na água que sai de uma estação de tratamento, são adicionados 0,6 g de flúor a cada 1.000 L de água 
tratada. Considerando a densidade da água 1 g/mL (o que equivale a 1 kg/L), tem-se: 0,6 gramas de flúor 
em 1.000 kg de água (ou 1.000.000 g).
Para calcular a porcentagem em massa de flúor na solução, deve-se considerar que:
m soluto = 0,6 g m solvente = 1.000.000 g e msolução = 1.000.000,6 g
% P = 0,6 x 100 0,00006%
1.000.000,6
≅
51
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
QUÍMICA APLICADA PARA ENGENHARIA CIVIL
Parte por milhão
A fim de evitar a escrita de números tão pequenos, como o calculado anterior, utiliza-se uma unidade 
especial chamada parte por milhão (ppm). Como o próprio nome diz, esta unidade significa: número de 
partes em um milhão de partes. Ou seja, 1 ppm pode significar:
1 mg do soluto em 1.000.000 mg do solvente, ou
1 mg do soluto em 1.000 g do solvente, ou
1 mg do soluto em 1 kg do solvente.
Quando a água é o solvente, admitindo-se dH2O = 1 g/mL, é válida a seguinte correspondência:
1 ppm = 1 mg/L = 1 g/m3 = 1 kg/1.000 m3
Dessa forma, a adição de 0,6 g de flúor a cada 1.000 L (1 m3) de água significa uma concentração 
em flúor de 0,6 ppm. A vantagem do uso desta unidade é que, ao informar que a concentração de flúor 
é 0,6 ppm, pode-se entender:
0,6 mg de flúor em 1 L de água, ou
0,6 g de flúor em 1 m3 de água, ou
0,6 kg de flúor em 1.000 m3 de água.
Parte por bilhão
Para certos contaminantes extremamente tóxicos, os limites de tolerância de concentração são 
muito menores, para evitar riscos à saúde. Nestes casos, utiliza-se a unidade chamada parte por bilhão 
(ppb), que significa: número de partes em um bilhão de partes.
Seguindo o mesmo raciocínio anterior, em se tratando de água, tem-se:
1 ppb = 1 mg/m3 =1 g/1.000 m3 = 1 kg/1.000.000 m3
Embora tais unidades ainda sejam de uso corrente em algumas situações, elas devem ser evitadas e 
substituídas pelas correspondentes do Sistema Internacional sempre que possível. Porém, é de extrema 
importância não só conhecê-las como ter o domínio do uso delas, pois são muitas as publicações, 
normas e até mesmo leis e decretos em que são citadas.
Em massa:
ppm = mg/kg ou g/t e ppb = µg/kg ou mg/t
52
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
Unidade I
Em volume:
ppm = µL/L ou mL/m3 (≡ cm3/m3) e ppb = nL/L ou µL/m3
Em quantidade de matéria ou número de mols: 
ppm = µmol/mol ou mmol/kmol e ppb = nmol/mol ou µmol/kmol 
Pode-se então expressar a concentração de flúor na água tratada do exemplo dado como: 0,6 mg de 
flúor/kg de água tratada ou 0,6 g de flúor/t de água tratada ou ainda, como foi visto, 0,6 ppm.
Sistema Internacional
No Sistema Internacional de Unidades, a escrita de números muito pequenos ou muito grandes é 
feita com o auxílio dos prefixos previstos naquele sistema, conforme a tabela a seguir.
Tabela 4 – Prefixos do Sistema Internacional
Prefixo Símbolo Multiplique a unidade por: Prefixo Símbolo
Multiplique a 
unidade por:
deca da 101 deci d 10− 1
hecto h 102 centi c 10− 2
kilo k 103 mili m 10− 3
mega M 106 micro µ 10− 6
giga G 109 nano n 10− 9
tera T 1012 pico p 10− 12
peta P 1015 femto f 10− 15
exa E 1018 atto a 10 − 18
zetta Z 1021 zepto z 10 − 21
yotta Y 1024 yocto y 10 − 24
Fonte: Sistema... (2012, p. 34).
Exemplo de cálculo com as unidades especiais
Considere que, ao ser ligado numa manhã fria, o motor de um automóvel jogue, por segundo, 
no ambiente 700 µmol de NO e 850 µmol de CO. Se a garagem onde se encontra o automóvel mede 
8,5 x 5 x 3,2 m e o motor é mantido em funcionamento por 3,2 minutos, pergunta-se:
a) Quais as concentrações dos poluentes em mg/m3 após 3,2 minutos de funcionamento ?
b) Considere que as condições ambientais sejam as condições normais de temperatura e pressão 
(CNTP) e calcule as concentrações em ppm.
53
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
QUÍMICA APLICADA PARA ENGENHARIA CIVIL
O número de mols de cada contaminante será obtido multiplicando-se as quantidades lançadas por 
segundo pelo tempo total de funcionamento do motor (192 s). Assim:
nNO = 700 x 192 = 134.400 µmol
nCO = 850 x 192 = 163.200 µmol
Multiplicando-se as quantidades de mols pelas respectivas massas molares, obtêm-se as massas de 
cada contaminante. 
mNO = 134.400 x 30 = 4.032.000 µg ≡ 4.032 mg
mCO = 163.200 x 28 = 4.569.600 µg ≡ 4.569,6 mg
O volume da garagem representa o volume de ar e é dado por:
V = 8,5 x 5 x 3,2 = 136 m3
Dividindo-se a massa de cada contaminante pelo volume da garagem, obtêm-se as concentrações 
de acordo com o solicitado no item (a).
CNO = 
4.032
136
 ≅ 29,65 mg/m3 e CCO = 
4.569,6
136
 = 33,6 mg/m3 
b) para calcular as concentrações em ppm, deve-se relacionar o volume de cada contaminante com 
o volume da garagem.
Se as condições ambientais são as CNTP, o volume de cada contaminante pode ser obtido 
considerando-se que 1 mol de qualquer gás em CNTP ocupa 22,4 L.
Assim, multiplicando-se o número de mols de cada contaminante por 22,4, obtém-se o volume 
em litros do contaminante. Portanto:
vNO = 134.400 x 22,4 = 3.010.560 µL
vCO = 163.200 x 22,4 = 3.655.680 µL
Com o volume de cada contaminante em 136 m3 (136.000 L) de ar, a concentração em ppm será 
obtida conhecendo-se o volume de contaminante em 1.000.000 L de ar.
Para o NO
3.010.560 x 10−6 L de NO em 136 x 103 L de ar
 Cppm em 10
6 L de ar 
54
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
Unidade I
Para o CO
3.655.680 x 10−6 L de NO em 136 x 103 L de ar
 Cppm em 10
6 L de ar 
CNO = (3.010.560 x 10
−6 x 106) / 136 x 103 ≅ 22,1 ppm 
CCO = (3.655.680 x 10
−6 x 106) / 136 x 103 ≅ 26,9 ppm
 Resumo
Atualmente, a maior parte das fontes de água doce encontra-se 
imprópria para o consumo, gerando gastos maiores para torná-la potável.
Comparando-se a disponibilidade de água doce com a quantidade 
existente nas geleiras e calotas polares, poderiam ser consideradas essas 
últimas como fontes alternativas para o uso pelo homem. Porém, a 
distância dos centros consumidores inviabiliza a exploração delas, pois 
o transporte torna o custo da água muito elevado. Da mesma forma, 
a extração de água do subsolo a grandes profundidades também é 
bastante onerosa. 
Em média, podemos considerar que uma pessoa consome 2 litros de 
água por dia. Nos países desenvolvidos, esse consumo pode atingir 300 
litros por dia, incluindo consumo para higiene. Por dia, podemos estimar 
que uma pessoa utilize, aproximadamente, 8 litros para cozinhar e beber, 
120 litros para limpeza (lavagem de roupas, limpeza da casa), 80 litros para 
descarga no banheiro e outros 80 litros para os jardins.
Em 20 anos, nas contas da ONU, 4 bilhões de pessoas não terão acesso 
a água em quantidade suficiente para a sobrevivência e boa parte da 
população estará sem água potável. Dados da Organização Mundial da 
Saúde mostram cerca de 7 milhões de mortes por ano provocadas pela 
falta de saneamento ou pelo consumo de água contaminada.
A Resolução nº 20 do Conselho Nacional do Meio Ambiente, de 
1986, dispõe sobre a classificação das águas doces, salobras e salinas 
do território nacional. Foi alterada pela Resolução nº 274, de 2000, e 
revogada pela Resolução nº 357, de 2005, que dispõe sobre a classificação 
dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento, 
bem como estabelece as condições e padrões de lançamento de efluentes, 
e dá outras providências. Esta, por sua vez, foi alterada pelas Resoluções 
nº 410/2009 e nº 430/2011, que dispõem sobre as condições e padrões 
55
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
QUÍMICA APLICADA PARA ENGENHARIA CIVIL
de lançamento de efluentes. As águas salinas, salobras e doces são 
classificadas, de acordo com a qualidade necessária para seus usos, em 
13 classes de qualidade.
O tratamento de água envolve processos químicos e físicos e ocorre 
em etapas. A adição de produtos químicos pode auxiliar na remoção 
de partículas em suspensão, para tornar a água potável. As etapas do 
tratamento de água são: filtração, coagulação e floculação, flotação, 
filtração e desinfecção. Várias etapas podem ser adicionadas dependendo 
das substâncias presentes na água a ser tratada.
 Exercícios
Questão 1. (Enem 2003) Considerando a riqueza dos recursos hídricos brasileiros, uma grave crise 
de água em nosso país poderia ser motivada por:
A) Reduzida área de solos agricultáveis.
B) Ausência de reservas de águas subterrâneas.
C) Escassez de rios e de grandes bacias hidrográficas.
D) Falta de tecnologia para retirar o sal da água do mar.
E) Degradação dos mananciais e desperdício no consumo.
Resposta correta: alternativa E.
Análise das alternativas 
A) Alternativa incorreta. 
Justificativa: a redução de áreas agricultáveis não irá interferir na disponibilidade de água no País.
B) Alternativa incorreta. 
Justificativa: as águas subterrâneas não se esgotarão, pois elas são parte do ciclo natural das águas.
C) Alternativa incorreta. 
Justificativa: as grandes bacias hidrográficas e os maiores rios não serão escassos, porque a quantidade 
de água existente nesses cursos d’água é enorme, podendo haver a redução de seu volume.
56
EN
GC
 -
 R
ev
isã
o:
 F
ab
ric
ia
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 2
2/
11
/2
01
7
Unidade I
D) Alternativa incorreta. 
Justificativa: o País possui muitas reservas de água doce. Portanto,não há necessidade de dessalinizar 
a água do mar.
E) Alternativa correta. 
Justificativa: uma crise de água em território brasileiro pode ser desencadeada pela intensa 
degradação dos mananciais, diminuindo seu volume e comprometendo a sua qualidade. Outro aspecto 
que pode contribuir para esse fato é o desperdício, pois o uso exagerado e desnecessário desse recurso 
natural tem como consequência uma diminuição no volume dos cursos d’água.
Questão 2. (UTFPR 2008) A água apresenta inúmeras propriedades que são fundamentais para os 
seres vivos. Qual, entre as características a seguir relacionadas, é uma propriedade da água de importância 
fundamental para os sistemas biológicos?
A) Possui baixo calor específico, pois sua temperatura varia com muita facilidade.
B) Suas moléculas são formadas por hidrogênios de disposição espacial linear.
C) Seu ponto de ebulição é entre 0 e 100 °C.
D) É um solvente limitado, pois não é capaz de se misturar com muitas substâncias.
E) Possui alta capacidade térmica e é solvente de muitas substâncias.
Resolução desta questão na plataforma.