Prévia do material em texto
UNIFAPI CENTRO UNIVERCITÁRIO DO PIAUÍ GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL BRUNA KAYANE SOUSA SANTOS LAYLA SILVA DE OLIVEIRA MARCILIO VIANA ALVES SAMILLA BEATRIZ DE CARVALHO TORRES A IMPORTÂNCIA DA ÁGUA PARA NOSSAS VIDAS Ciclo da água, e suas etapas de tratamento TERESINA-PIAUÍ 2022 BRUNA KAYANE SOUSA SANTOS LAYLA SILVA DE OLIVEIRA MARCILIO VIANA ALVES SAMILLA BEATRIZ DE CARVALHO TORRES A IMPORTÂNCIA DA ÁGUA PARA NOSSAS VIDAS: Ciclo da água, e suas etapas de tratamento ________________________________________ Profª. Rebeca Lobo TERESINA-PIAUÍ 2022 Sumário 1.Etapas do ciclo da água..................................................................................6 1.1Evaporação...............................................................................................6 1.2Transpiração.............................................................................................8 2.A importância da Água Tratada......................................................................9 3.Etapas de tratamento da água.......................................................................10 3.1.Captação................................................................................................10 3.2. Adução..................................................................................................10 3.3. Coagulação/Floculação.........................................................................10 3.4. Decantação............................................................................................11 3.6. Filtragem...............................................................................................11 3.8.Reservação.............................................................................................11 4.Como a quimica contribui nos processos de tratamento de água ? . . . . . .12 5. O que mudou nos padrões de potabilidade da nova Portaria?. . . . . . . . . .13 6. Referêncial teorico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 A importância da água para nossas vidas A água é crucial para o planeta, 71%da superfície da terra é coberta por água em estado liquido, apenas 3% representam água doce adequado para o consumo humano. Apesar de ser essencial para a vida humana, várias pessoas no mundo não tem acesso adequado á água, segundo os dados da UNICEF e da UNO 3 a cada 10 pessoas no mundo, ou 2,1 milhões de pessoas não possui água potável ou consomem água potável em suas residências. A água é o mais crítico e importante elemento para a vida humana, compõe de 60 a 70% do nosso peso corporal, regula a nossa temperatura interna e é essencial para todas as funções orgânicas. Em média, nosso organismo precisa de 4 litros de água por dia. A água também é usada para preparar mamadeiras, comidas e sucos. Por isso temos que garantir uma água segura, com qualidade, pura e cristalina. A conscientização de consumo é o primeiro passo para garantirmos água de qualidade para todos e para as gerações futuras. Repensar suas atitudes e pensar em alternativas mais sustentáveis auxiliam e muito na pauta de água, abaixo listamos algumas ações importantes que você pode começar a aderir em seu cotidiano: Desligar a torneira enquanto ensaboa a louça; Evitar ficar longas horas no banho; Repensar seu consumo de carne: A ONU declarou que se a Indústria de carne bovina reduzisse 10% de seu consumo, seria o suficiente para abastecer o dobro da população mundial; Repensar seu consumo de roupas: A fabricação de uma calça jeans utiliza 10.000 litros de água; Reaproveitar a água da máquina de lavar roupa para lavar outros lugares da casa; Captar água de chuva para uso não potável. A água é o único recurso natural que tem a ver com todos os aspectos da civilização humana, desde o desenvolvimento agrícola e industrial aos valores culturais e religiosos arraigados na sociedade. É um recurso natural essencial, seja como componente bioquímico de seres vivos, como meio de vida de várias espécies vegetais e animais, como elemento representativo de valores sociais e culturais e até como fator de produção de vários bens de consumo final e intermediário. A água no Brasil O Brasil é um país privilegiado no que diz respeito à quantidade de água. Tem a maior reserva de água doce do Planeta, ou seja, 12% do total mundial. Sua distribuição, porém, não é uniforme em todo o território nacional. A Amazônia, por exemplo, é uma região que detém a maior bacia fluvial do mundo. O volume d’água do rio Amazonas é o maior do globo, sendo considerado um rio essencial para o planeta. As maiores concentrações populacionais do país encontram-se nas capitais e nos centros urbanos de maior porte, distantes dos grandes rios brasileiros, como o Amazonas, o São Francisco e o Paraná. O maior problema de escassez ainda é no Nordeste, onde a falta d’água por longos períodos tem contribuído para o abandono das terras e para a migração aos centros urbanos como São Paulo e Rio de Janeiro, agravando ainda mais o problema da escassez de água nestas cidades. Embora esse cenário tenha sofrido alguma mudança, mais recentemente, com certo fluxo migratório no sentido contrário, ainda é muito persistente a busca pelos grandes centros regionais do país. Acrescente-se a esse cenário, o fato de que os rios e lagos brasileiros vêm sendo comprometidos pela queda de qualidade da água disponível para captação e tratamento. Na região amazônica e no Pantanal, por exemplo, rios como o Madeira, o Cuiabá e o Paraguai apresentam, há décadas, contaminação pelo mercúrio, metal utilizado no garimpo clandestino, e pelo uso de agrotóxicos na agricultura. Nas grandes cidades esse comprometimento da qualidade é causado por despejos de esgotos domésticos e industriais, além do uso dos rios como convenientes transportadores de lixo. Embora existam esses cenários preocupantes, o Brasil ainda está em condições privilegiadas em relação ao resto do mundo, principalmente quanto à disponibilidade de recursos hídricos dentro dos padrões qualitativos e quantitativos aceitáveis; porém, há de se pensar que os mesmos deverão servir às futuras gerações, o que aumenta muito nossa responsabilidade sobre esse legado. É importante lembrar que vivemos o pior índice de chuvas dos últimos 91 anos, e o Brasil se prepara para atravessar uma das piores crises hídricas e energéticas. Os reservatórios de hidrelétricas do Sudeste e do Centro-Oeste chegaram ao fim de julho com o armazenamento médio mais baixo de toda a série histórica disponibilizada pelo Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS) – que teve início em 2000. Os números para o mês são piores, inclusive, que julho de 2001, ano em que o país enfrentou um racionamento de energia. Ciclo da água Ciclo da água (ou ciclo hidrológico) é o nome que se dá à movimentação constante da água na Terra e na atmosfera. Esse ciclo ocorre há bilhões de anos e é essencial para a vida no nosso planeta. Com ele, a água não apenas muda de lugar, mas também de estado físico, variando entre os estados gasoso, sólido e líquido. O Sol é o responsável por proporcionar energia para que o ciclo aconteça. Sua luz provoca a evaporação da água presente na superfície terrestre. Em alguns locais, no entanto, a neve e o gelo sublimam, passando do estado sólido para o vapor, pulando as fases de fusão (sólido para o líquido) e de evaporação. A água, agora em estado gasoso, sobe para camadas mais altas da atmosfera, onde a temperatura é mais baixa. Ao alcançar determinada altitude, essa substância passa do estado de vapor para o líquido (condensação) e forma as nuvens, que são, na realidade, uma grande quantidade de gotículas de água. Em locais frios, essas gotículas podem solidificar-se e dar origemà neve ou ao granizo. Ao iniciar a chuva, processo também chamado de precipitação, a água começa a retornar para a superfície terrestre e é influenciada diretamente pela gravidade. Nesse momento, ela pode atingir rios, lagos e oceanos, infiltrar-se no solo e nas rochas ou pode ser impedida de voltar à superfície terrestre pela vegetação. O ciclo da água é importante porque garante que essa substância circule constantemente pelo ambiente, passando pelos organismos vivos e pelo meio físico. Como a água circula no ambiente, ela consegue suprir as necessidades dos seres vivos, que precisam diariamente dessa substância para o funcionamento adequado de seu organismo. Além disso, a permanência da água no ambiente é importante para algumas atividades realizadas pelos seres humanos, uma vez que ela é fundamental para a geração de energia, desenvolvimento da produção agrícola e agropecuária, diversas atividades industriais e algumas tarefas do dia a dia, como lavar roupa e louça. Entretanto, é importante destacar que, apesar de o ciclo da água garantir que essa substância circule no meio constantemente, isso não garante que não possa faltar água. Isso ocorre pelo fato de que o ciclo da água é complexo e pode ser afetado por diversos fatores, como o vento, que podem fazer com que a água que evaporou em uma área seja precipitada em outras. Etapas do ciclo da água Evaporação Quando recebe calor do Sol, a água existente na terra passa pelo processo de evaporação, mudando do estado líquido para o gasoso. Há também evaporação da água do solo e a transpiração das plantas (evapotranspiração). Mas a maior parte da água que entra no ciclo através da evaporação (cerca de 90%) vem de lagos, rios e oceanos. 87% de toda a evaporação vêm dos oceanos. Um outro exemplo muito comum do processo de evaporação é quando as roupas molhadas são estendidas para secar. O preparo de um chá ou café também passam por esse mecanismo no momento em que o líquido ferve e ocorre o processo de ebulição. As roupas secam simplesmente pelo fato que, mesmo que a temperatura seja menor do que o pon to de ebulição, as gotículas de água passam, gradativamente, para o estado de vapor. Esse mecanismo ocorre da mesma maneira em rios, lagos e mares, contribuindo com o ciclo hidrológico das chuvas. Condensação Quando o vapor d’água chega à atmosfera ocorre a condensação, ou seja, retorno para o estado líquido. A formação das nuvens ocorre pela aproximação das gotículas de água, pois em elevadas altitudes a temperatura é menor. Além disso, as gotículas são tão pequenas que conseguem flutuar no ar e formam a neblina. As nuvens são o principal meio para a água retornar para a superfície terrestre. Quando as gotas de água se juntam, tornando-se maiores e mais pesadas, elas caem como chuva. https://www.educamaisbrasil.com.br/enem/quimica/ebulicao https://www.educamaisbrasil.com.br/enem/quimica/ponto-de-ebulicao https://www.educamaisbrasil.com.br/enem/quimica/ponto-de-ebulicao O processo de condensação também pode ocorrer pelo aumento da pressão exercida sobre o vapor. Reduzindo o espaço entre as partículas, a força de coesão aumenta e a substância começa a se condensar. Um exemplo de condensação são as gotículas de água que se formam na parte externa de um copo que contenha algum líquido bem gelado ou gelo.O vapor de água presente no ar condensa ao entrar em contato com a superfície fria do copo, fazendo com que o mesmo fique todo molhado. Precipitação A precipitação é o retorno da água evaporada ao solo depois de passar pelo processo de condensação na atmosfera, e pode ocorrer na forma de chuva, neve ou granizo, por exemplo, sendo a chuva o tipo mais comum de precipitação. As pessoas dependem da precipitação para obter água doce para beber, tomar banho e irrigar as plantações para se alimentar. Afinal, é a água da chuva que alimenta as cabeceiras dos rios e enche os reservatórios de água. Como a precipitação se forma? A precipitação se forma nas nuvens quando o vapor d’água se condensa em gotas cada vez maiores. Quando as gotas ficam pesadas demais, elas caem na Terra. Se uma nuvem estiver mais fria, como ocorre em altitudes mais elevadas, as gotículas de água podem congelar e formar gelo. Esses cristais de gelo, então, caem na Terra como neve, granizo ou chuva, dependendo da temperatura na nuvem e na superfície da Terra.Partículas de poeira ou fumaça na atmosfera são essenciais para a precipitação. Essas partículas, chamadas de núcleos de condensação, fornecem uma superfície sobre a qual o vapor de água pode se condensar. Isso ajuda as gotas de água a se juntarem e se tornarem grandes o suficiente para cair na Terra. precipitação pode ocorrer sob diversas formas. Chuva – precipitação em forma líquida, com diâmetros variando entre 200 milésimos de milímetros e alguns milímetros; A chuva formada por gotículas cujos diâmetros são inferiores a 0,5 milímetros é conhecida como garoa ou chuvisco; Neve – quando a condensação do vapor d’água ocorre em temperaturas muito baixas (sublimação), formam-se cristais de gelo que coagulam e se precipitam em forma de flocos; Granizo – precipitação em forma de pedras de gelo. Tal precipitação pode ocorrer pelo congelamento da gota d’água ao atravessar camadas atmosféricas mais frias ou pela recirculação de cristais de gelo no interior das nuvens; Nevoeiro – o nevoeiro é uma nuvem ao nível do solo, com gotículas de diâmetro médio em torno de 0,02 milímetros, conhecido também como cerração; Orvalho – deposição de água sobre superfícies frias, à noite, como resultado do esfriamento do solo e do ar atmosférico adjacente, por efeito de irradiação de calor; Geada – deposição de uma finíssima camada de gelo decorrente de processo de irradiação térmica, ocorrendo em temperaturas muito baixas (sublimação do vapor d’água). Transpiração A água absorvida pelo solo é aproveitada pelas plantas entrando pelas raízes. Assim como a evaporação, a transpiração é a transformação de água líquida em vapor d’água e também participa da umidade do ar. A água sai das plantas pelas folhas, que possuem aberturas muito pequenas e liberam a água excedente, já que é nessa parte da planta que a água é direcionada para participar da fotossíntese. A combinação das etapas de evaporação e transpiração recebe o nome de evapotranspiração e é responsável pelo movimento de água superficial para a atmosfera. Infiltração Essa etapa ocorre quando a água que retorna à Terra por meio da precipitação é absorvida pelo solo e, geralmente, fica armazenada em lençóis freáticos após a infiltração. Os lençóis freáticos, reservatórios subterrâneos de água, são formados pela infiltração no solo acima de camadas rochosas profundas que não permitem a passagem de água. Sublimação A água no estado sólido também pode ser transferida para atmosfera na forma de vapor, sem passar pelo estado líquido, e esse processo recebe o nome de sublimação. Vale lembrar que a sublimação ocorre de maneira muito mais lenta que a evaporação e geleiras no Polo Norte e Polo Sul são algumas das principais fontes de água em que ocorre esse fenômeno. A importância da Água Tratada O tratamento da água garante bem-estar e qualidade de vida ao ser humano, além de hidratar o organismo, a água é essencial para ações do cotidiano como higienização e cozimento de alimentos (frutas, legumes e verduras), banhos, lavagem de peças de vestuário, toalhas e lençóis, escovação de dentes e limpeza de ambientes. Fora esses benefícios, ainda ajuda a regular a temperatura do organismo, a transformar alimentos em energia, fortalece o sistema imunológico, contribui com o equilíbrio hormonal, auxilia no emagrecimento e favorece o sono reparador. A água deve ser tratada para eliminar qualquer tipo de contaminação e para evitar a transmissão de doenças, tornando-a potável. O tratamento da água é importante porque, em função do aumento da poluição e do aumento da população, que trouxe como conseqüência o aumentodo consumo, há necessidade de remoção de contaminantes para que a água disponível possa ser usada para consumo humano. A remoção desses contaminantes se dá por intermédio de tratamentos específicos. O tratamento consiste em um conjunto de procedimentos físicos e químicos para que a água fique em condições adequadas para ser consumida. Em outras palavras, a água não potável geralmente contém vírus e bactérias que podem desencadear lesões, doenças graves e outros males à saúde.Algumas das patologias provocadas por água contaminada são leptospirose, cólera, hepatite A, febre tifóide, esquistossomose e lombriga (ascaridíase). https://www.fusati.com.br/agua-tratada-e-saude-tudo-a-ver/ Etapas de tratamento da água 1.Captação A água que consumimos está presente em mananciais, ou seja, rios, lagos ou fontes subterrâneas de água doce. Em seu estado natural, ela contém resquícios de sujeira e microrganismos e, por isso, não pode ser consumida pelas pessoas em sua forma bruta antes do tratamento, pois há o risco de contaminação por inúmeras doenças.Nessa primeira etapa, a água é captada e direcionada a um sistema de grades que retém resíduos sólidos maiores, como galhos, lixo, entre outros, daí a água segue para a desarenação, onde ocorre a remoção de areia por sedimentação, otimizando o processo de pré-tratamento da água, só então a ela é bombeada para a estação de tratamento. 2. Adução Nesse proceso água agora é conduzida por meio de bombas até o local do tratamento, ou seja, para a Estação de Tratamento de Água (ETA).A adução é um processo extenso, em tempo e em espaço percorrido. Isso se deve ao fato de que os procedimentos para levar a água entre captação, reservatório de distribuição, estação de tratamento, rede de distribuição ou reservatório, são considerados adução.Além de um conjunto de encanamentos a adução deve compreender bombas e peças especiais para levar a água a seu destino.A adutora pode ser classificada dos seguintes modos: tipo de energia que utiliza (gravidade, recalque e mista), modo de escoamento (livre, forçada e mista) ou tipo de água que transporta (bruta e tratada). 3. Coagulação/Floculação A floculação e a coagulação são processos químicos e físicos em que partículas muito pequenas são agregadas, formando flóculos, para que possam decantar-se. Essa é uma das primeiras etapas do tratamento de água, em uma acepção abrangente, coagulação é a alteração físico-química de partículas coloidais de uma água, caracterizada principalmente por cor e turbidez, produzindo partículas que possam ser removidas em seguida por um processo físico de separação, usualmente a sedimentação. http://ambientes.ambientebrasil.com.br/saneamento/tratamento_de_efluentes/aducao__da_agua.html https://blog.brkambiental.com.br/mananciais/ A coagulação pode ser considerada como um processo constituído de duas subsequentes: a primeira – a coagulação, propriamente dita – envolve a adição de coagulantes químicos com a finalidade de reduzir as forças que mantêm separadas as partículas em suspensão. A segunda fase da coagulação – a floculação – promove colisões entre as partículas previamente desestabilizadas na coagulação, por efeito de transporte de fluido, formando partículas de maior tamanho, visíveis a olho nu: os flocos. O sucesso dos outros processos depende, portanto, de uma coagulação bem sucedida. 4. Decantação Nos tanques de decantação, os flocos de impureza formados na etapa anterior afundam e são separados do restante do líquido. No fundo, eles formam um lodo que será posteriormente removido e descartado em aterros sanitários. A água, agora livre das partículas sólidas, pode passar para as etapas seguintes de tratamento. 6. Filtragem A água deve passar por filtros formados por camadas de areia grossa, areia fina, cascalho, pedregulho e carvão. Esses materiais têm o potencial de reter flocos que não decantaram além da completa remoção de outros resíduos menores. 7. Pós-alcalinização, desinfecção e fluoretação Essa é uma das principais etapas de tratamento da água, pois garante a eliminação de vírus e bactérias. Primeiro, corrige-se o pH da água. Depois, adiciona-se cloro ou ozônio para a eliminação dos microrganismos. Por fim, aplica-se flúor, elemento importante na prevenção de cáries na população. 8.Reservação Por fim, após o processo de tratamento da água, ela é armazenada nos reservatórios espalhados pela cidade e começa a ser distribuída à população. Esse processo garante que o abastecimento ocorra de forma regular, além de permitir a liberação em horários de maior demanda. Como a quimica contribui nos processos de tratamento de água ? A Química é essencial para as melhorias dos processos de tratamento de água. É por meio de processos físicos e químicos que são retiradas as impurezas da água bruta e o esgoto bruto se torna efluente final e retorna ao curso do rio. Os produtos químicos utilizados no tratamento da água e suas finalidades são: Oxidantes (cloro, ozônio, permanganato de potássio) - Oxidar metais (ferro e manganês) e matéria orgânica presentes na água bruta (sem tratamento). https://blog.brkambiental.com.br/aterro-sanitario/ Coagulantes (sulfato de ferro e alumínio, cloreto férrico): Desestabilizar as partículas de modo que elas se combinem com as partículas de “impurezas” e formem os coágulos. Alcalinizantes (cal, carbonato de sódio) : Corrigir o pH das etapas do processo e da água final que será distribuída para a população, de modo que ela não mantenha características corrosivas ou incrustantes. Desinfectantes (cloro, ozônio, hipoclorito de sódio, hipoclorito de cálcio): Eliminar microrganismos prejudiciais à saúde, que podem estar presentes na água. Fluoretantes (ácido fluorsilícico): Reduzir e prevenir cáries dentárias. A importância do cloro e do flúor Adiciona-se gás cloro ou hipoclorito de sódio à água tratada com o objetivo de combater a disseminação de doenças, do ponto de vista bacteriológico. A ação do cloro ou do hipoclorito consiste na desinfecção da água e na eliminação de microrganismos patogênicos. Os compostos de cloro usados para o tratamento da água são: gás cloro, hipoclorito de sódio e hipoclorito de cálcio. Mas, quantidades em excesso desses compostos podem ser prejudiciais à saúde. Numerosos estudos mostram que quando o cloro se mistura com substâncias orgânicas naturais podem se formar organoclorados, chamados THMs (trihalometanos). Em estudos de laboratório, THMs são conhecidos por danificar a glândula tireóide, causar tumores cancerosos e afetar o sistema nervoso, fígado e rins, além de causar distúrbios no sistema reprodutivo. Atualmente se faz o controle de THMs através de análises de cromatografia, que são realizadas por profissionais da química. Além dessas análises, existe um controle constante dos resíduos de cloro, cuja frequência depende do caso, isto é, se a água é superficial ou subterrânea. O que mudou nos padrões de potabilidade da nova Portaria? Anexo 09 trata do Padrão de Potabilidade para Substâncias Químicas: na Portaria N°888 algumas substâncias foram removidas, houve alteração de valores máximos permitidos em vários compostos e também houve a inclusão de parâmetros, tais como a epicloridrona; · Anexo 10 trata do Padrão de Cianotoxinas. Neste anexo, foi incluso o parâmetro de Cilindrospermopsinas para os casos em que a contagem de células de cianobactérias exceda 20.000 células/mL; · Anexo 11 trata do padrão organoléptico: neste, foram retirados os parâmetros: surfactantes, tolueno e xileno. Também houve a alteração de valores máximos permitidos de alguns compostos; · Anexo 13 dispõe sobre o número mínimo de amostras e frequência para o controle físico- químico de qualidade da água. Neste, houve apenas o acréscimo dos parâmetros epicloridrina cuja frequência de análise deve ser mensal e cloreto de vinila com frequência de análise semestral. A Portaria N°888 entrou em vigor na data de sua publicação. As amostras coletadas após a data de 07 demaio de 2021 deverão ter como base para comparativo os valores propostos na legislação vigente visando garantir ao consumidor final uma água segura para o consumo. Análise dos Parâmetros da Portaria N°888 Ao destinar uma água para análise, a escolha do laboratório que irá realizar os ensaios é uma etapa fundamental do processo. O consumidor/empresa deve buscar por laboratórios que tenham uma cadeia de rastreabilidade assegurada, que utilize padrões certificados em seus processos, equipamentos calibrados e que disponha de um sistema de gestão de qualidade devidamente implementado. No âmbito nacional, laboratórios que são acreditados pela Norma ISO 17025, para os ensaios a serem realizados atendem aos requisitos de rastreabilidade, assegurando ao cliente confiabilidade dos resultados analíticos gerados. REFERÊNCIAL TEORICO Borghetti, N. R. B.; Borghetti, J. R.; Rosa Filho, E. F. da. Aqüífero Guarani: a verdadeira integração dos países do Mercosul. Curitiba, 2004. 214 p. https://brasilescola.uol.com.br/biologia/ciclo-agua.htm OLIVEIRA, J.R.; PINTO, M.F.; SOUZA, W.J. ; GUERRA, J.G.M. ; CARVALHO, D.F. Erosão hídrica em um Argissolo Vermelho-Amarelo, sob diferentes padrões de chuva simulada. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 14, p. 140-147, 2010. CARVALHO, D.F.; CRUZ, E.S.; PINTO, M.F.; SILVA, L.D.B. ; GUERRA, J.G.M. Características da chuva e perdas por erosão sob diferentes práticas de manejo do solo. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande-PB, v. 13, p. 3-9, 2009. -NBR- 12213 - "Projeto de captação de água de superfície para abastecimento público". TSUTIYA, M. T. Abastecimento de Água. São Paulo: Departamento de Engenharia Hidráulica e Sanitária da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, 2006. Etapas do ciclo da água Evaporação Transpiração A importância da Água Tratada Etapas de tratamento da água 1.Captação 2. Adução 3. Coagulação/Floculação 4. Decantação 6. Filtragem 8.Reservação