Apostila Tratamento de águas Industriais 2021 Curso de Extensão

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<p>UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA – UNOESC</p><p>ÁREA DAS CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS</p><p>CURSO DE EXTENSÃO: TRATAMENTO DE ÁGUAS INDUSTRIAIS</p><p>PROFESSOR: Ms. JOSÉ CARLOS AZZOLINI</p><p>PROFESSOR: Dr. LEONARDO HENRIQUE DE OLIVEIRA</p><p>PARÂMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS, PADRÕES DE QUALIDADES</p><p>E</p><p>TIPOS DE TRATAMENTOS DE ÁGUAS</p><p>JOAÇABA, 2021</p><p>2</p><p>Sumário</p><p>1.2 PROPRIEDADES FÍSICAS DA ÁGUA ................................................................................................4</p><p>1.3 PARÂMETROS DE QUALIDADE DAS ÁGUAS .................................................................................6</p><p>1.3.1 Utilização dos Parâmetros .................................................................................................. 25</p><p>1.3.2 Requisitos e Padrões de Qualidade da água ....................................................................... 26</p><p>1.4 TRATAMENTOS PRIMÁRIOS PARA ÁGUAS ................................................................................ 30</p><p>1.4.1 Processos Externos de Tratamento de Água ..................................................................... 30</p><p>1.5 TRATAMENTO QUÍMICO INTERNO ............................................................................................ 49</p><p>1.5.1 Controle de Precisão ........................................................................................................... 51</p><p>1.5.2 Controle de Coordenação pH-PO4 ...................................................................................... 52</p><p>1.5.3 Controle Congruente pH-PO4 ............................................................................................. 54</p><p>1.5.4 Tratamento Zero Sólido ...................................................................................................... 54</p><p>1.5.5 Produtos químicos utilizados no tratamento interno ....................................................... 55</p><p>1.6 PROBLEMAS RELACIONADOS COM A QUALIDADE DA ÁGUA .................................................. 56</p><p>1.6.1 Corrosão .............................................................................................................................. 56</p><p>1.6.2 Depósitos ou Incrustações .................................................................................................. 63</p><p>1.6.3 Arraste e Espumação .......................................................................................................... 68</p><p>1.7- LIMPEZA QUÍMICA DE CALDEIRAS ........................................................................................... 69</p><p>3</p><p>1. ÁGUAS</p><p>Histórico: A água foi considerada por ARISTÓTELES como elemento químico até o fim do século XVII.</p><p>A partir desta data LAVOISIER através de seus estudos, levou em consideração a combustão do hidrogênio e</p><p>notou a presença da formação de umidade. A partir deste momento COVEMDISH observou que misturando</p><p>hidrogênio com oxigênio em certas proporções desapareceu dando como produto a água (H2O).</p><p>Exemplo: H2 + ½ O2 H2O</p><p>100% 50%</p><p>Consumido consumido</p><p>Por esse motivo que água é representada por H2O.</p><p>1.1 PROPRIEDADES QUÍMICAS DA ÁGUA</p><p>1º- A água reage com metais alcalinos (elementos do grupo 1A da tabela periódica) violentamente,</p><p>dando como produto da reação hidróxidos metálicos mais hidrogênio.</p><p>Exemplo: 2Na + 2H2O 2NaOH + H2</p><p>2º- A água reage em condições normais com metais alcalinos terrosos (Grupo 2A), tendo como</p><p>produto da reação hidróxidos metálicos mais hidrogênios.</p><p>Exemplo: Ca + 2H2O Ca (OH)2 + H2</p><p>3º- A água reage somente a quente com metais de transição (grupo B), tendo como produto da reação</p><p>óxidos metálicos mais hidrogênio.</p><p>Exemplo: Zn + H2O ZnO + H2</p><p>2Fe + 3H2O Fe2O3 + 3H2</p><p>4º- A água reage com alguns não metais somente quando são aquecidos ao rubro, tendo como</p><p>produto da reação óxidos não metálicos mais hidrogênio.</p><p>4</p><p>Exemplo: C + H2O CO + H2</p><p>Si + 2H2O SiO2 + H2</p><p>Obs: O flúor é um dos poucos elementos não metálicos que reage violentamente com água a frio,</p><p>tendo como produto da reação ácido fluorídrico mais oxigênio.</p><p>Exemplo: 2F2 + 2H2O 4HF + O2</p><p>5º- A água reage com certos óxidos não metálicos, tendo como produto da reação ácidos.</p><p>Exemplo: SO3 + H2O H2SO4</p><p>NO2 + H2O HNO3 + ½ H2</p><p>6º- A água reage com certos óxidos Metálicos, tendo como produto da reação bases ou hidróxidos.</p><p>Exemplo: BaO + H2O Ba (OH)2</p><p>MgO + H2O Mg (OH)2</p><p>CaO + H2O Ca (OH)2</p><p>7º- Os hidretos metálicos reagem com a água, tendo como produto da reação hidróxidos metálicos</p><p>mais hidrogênios.</p><p>Exemplo: NaH + H2O NaOH + H2</p><p>LiH + H2O LiOH + H2</p><p>1.2 PROPRIEDADES FÍSICAS DA ÁGUA</p><p>A água é uma substância líquida a temperatura e pressão normal, transparente, inodora, sem sabor,</p><p>possui ponto de fusão igual 0ºC, ponto de ebulição igual a 100ºC, densidade igual a 1g/cm3.</p><p>5</p><p> Estado Natural da água</p><p>A água é muito abundante na natureza tanto quanto:</p><p>- No estado sólido (geleiras);</p><p>- No estado líquido (rios e mares);</p><p>- No estado gasoso (na atmosfera).</p><p>A água existente na natureza nunca é pura, pois possuem em dissolução substâncias sólidas, líquidas,</p><p>ou gasosas que encontra na sua passagem pelo solo, ou atmosfera, como por exemplo: minerais, sais,</p><p>gases, substâncias orgânicas e outros compostos.</p><p>Exemplos:</p><p>- CaCO3</p><p>- CaSO4</p><p>- MgCO3</p><p>- MgSO4</p><p>- Ferro</p><p>- Manganês</p><p>- Gás CO2</p><p>- Gás O2</p><p>- Gás CO</p><p>- Gás NH3</p><p>- Gás CH4</p><p>- Matéria Orgânica</p><p> Purificação da água</p><p>É feita através do processo físico chamado de destilação, por meio desse processo obtém-se a</p><p>chamada água destilada, que para todos os efeitos de ordem prática é considerada pura, com as</p><p>propriedades físicas e fixas citadas anteriormente.</p><p> Água Pesada</p><p>A água pesada é uma substância de mesma composição química que a água natural, com uma</p><p>diferença do hidrogênio, que aparece na molécula como um isótopo do hidrogênio natural mas com uma</p><p>diferença em sua massa atômica. Este isótopo é conhecido como Deutério (D) possui massa atômica igual a</p><p>2. O Deutério difere do hidrogênio por ter um nêutron no seu núcleo atômico, enquanto que o hidrogênio</p><p>não possui nêutrons em seu núcleo atômico.</p><p>+ +0</p><p>e manganês), teor de cobre, salinidade, turbidez,</p><p>oxigênio dissolvido e condutividade.</p><p>A partir dos resultados obtidos quanto aos parâmetros físico-químicos da água de alimentação,</p><p>água de caldeira e água de condensado pode-se inferir sobre as operações de tratamentos externos e</p><p>internos adequados nos sistemas geradores de vapor.</p><p>1.4 TRATAMENTOS PRIMÁRIOS PARA ÁGUAS</p><p>Segundo o mesmo autor, tratamentos primários são todos os processos físico-químicos a que é</p><p>submetida à água, para modificar seus parâmetros de qualidade, tornando-a com características que</p><p>atendam as especificações e padrões solicitados por legislações específicas, onde determinam normas e</p><p>padrões específicos para uma aplicação industrial ou de potabilidade.</p><p>Os tratamentos primários para água, são necessários tanto para águas potáveis, quanto para águas</p><p>de usos industriais. Podemos dizer que um tratamento primário para águas industriais é aquele que</p><p>modifica a qualidade da água quanto ao aspecto, cor, turbidez etc., bem como modifica as características</p><p>químicas da mesma.</p><p>1.4.1 Processos Externos de Tratamento de Água</p><p>De acordo com DREW (1979), o tratamento externo é definido como “processos utilizados para</p><p>alterar a qualidade da água antes do ponto de utilização”. Os processos externos de tratamento de água</p><p>agem no sentido de concentrar um contaminante em particular, ou contaminantes, produzindo assim um</p><p>efluente que deve ser tratado.</p><p> Clarificação</p><p>Para MASCIA (1989) é um processo usado para corrigir os parâmetros cor e turgidez de águas</p><p>superficiais, removendo sólidos em suspensão, sólidos finos que se apresentam como turbidez e cor e</p><p>31</p><p>outros materiais coloidais. A extensão desta remoção depende do equipamento e do tratamento químicos</p><p>usados.</p><p>O processo de clarificação engloba três passos importantes:</p><p>a) Coagulação:</p><p>Segundo o autor anterior, é o processo químico que exige a adição e mistura rápida de um</p><p>produto químico chamado de coagulante (sulfato de alumínio Al2SO4, cloreto de alumínio AlCl3). A reação</p><p>química resultante neutraliza as cargas coloidais e forma precipitado chamados de flocos para remoção</p><p>subseqüente. Estes flocos apresentam-se como partículas (Pim point) muito pequenas.</p><p>Como coadjuvantes dos coagulantes são usados polieletrólitos que podem ser catiônicos,</p><p>aniônicos ou noniônicos. Os polieletrólitos têm função de aumentar o tamanho do floco ajudando na</p><p>sedimentação.</p><p>O que é ppm?</p><p>- É uma unidade de concentração que representa a relação entre a massa de soluto dissolvida num</p><p>determinado solvente em partes por milhão.</p><p>- 1 ppm = 1 g / 1.000.000 g</p><p>- Para o caso da água (d = 1,0) podemos considerar que:</p><p>1 ppm = 1g / 1.000.000 ml ou 1,0 g/m3</p><p>- Ainda, dividindo a unidade acima por 1.000 temos que:</p><p>1 ppm = 1,0 g/m3 = 1,0 mg/l</p><p>Fontes de água para a aplicação industrial</p><p>– água de superfície</p><p>– água de profundidade</p><p>• Ambas contêm impurezas que devem ser removidas para evitar problemas operacionais</p><p>• Processos de separação Sólido-Líquido</p><p>Por que a água não é perfeita para ser usada?</p><p> Águas de Superfície (Rios e Lagos)</p><p>* Baixa quantidade de sólidos dissolvidos</p><p>* Elevada quantidade de sólidos suspensos</p><p>* Sua qualidade muda rapidamente com as estações do ano e com variações no tempo</p><p> Águas Profundas (Poços)</p><p>* Elevada quantidade de sólidos dissolvidos</p><p>* Baixa quantidade de sólidos suspensos</p><p>* Elevados teores de ferro e manganês</p><p>32</p><p>* Baixo teor de oxigênio. Pode conter gás sulfídrico</p><p>* Relativamente constante em sua qualidade e temperatura</p><p>Quais propriedades químicas da água são importantes?</p><p>Existem algumas importantes propriedades químicas da água que tem um grande impacto na</p><p>maneira com a qual ela se comporta em sua planta.</p><p>Estas propriedades são:</p><p>1. condutividade</p><p>2. dureza</p><p>3. alcalinidade</p><p>4. pH</p><p>5. turbidez</p><p>6. cor</p><p>7. ânions e cátions</p><p>Fonte: HERCULES do Brasil Produtos Químicos Ltda.</p><p>Coagulação</p><p>• Cada partícula é estabilizada por cargas elétricas na sua Superfície</p><p>• A repulsão entre partículas vizinhas impede a formação de</p><p>Aglomerados (flocos)</p><p>Principais Coagulantes Usados na Clarificação das Águas:</p><p>Para neutralizar as cargas superficiais negativas do colóides, é necessário a substituição de cátions</p><p>monovalentes da estrutura externa por cátions polivalentes.</p><p>Exemplo:</p><p>33</p><p>Composto Fórmula Faixa Ideal de pH</p><p>Sulfato de Alumínio Al2(SO4)3.18H2O 5,5 à 5,8</p><p>Sulfato Ferroso FeSO4.7H2O 7,5 à 8,0</p><p>Cloreto Férrico FeCl3 4,0 à 5,0</p><p>Sulfato Férrico Fe2(SO4)3 4,5 à 5,5</p><p>Fonte: HERCULES do Brasil Produtos Químicos Ltda.</p><p>Na coagulação a mistura rápida é necessária para distribuir uniformemente o coagulante na</p><p>água (homogeneização)</p><p>Mistura pode ser obtida por:</p><p> Hélices instaladas caixas onde o coagulante é adicionado</p><p> Pela introdução do coagulante em algum ponto turbulento</p><p> Por “static mixers” em linha</p><p> Pelo uso de câmaras com chicanas ou canais ou quedas hidráulicas</p><p>b) Floculação:</p><p>Este processo físico consiste na reunião de vários flocos pequenos, mediante agitação suave, os</p><p>quais forma partículas maiores com maior velocidade de decantação. A agitação deve ser cuidadosamente</p><p>controlada, para impedir a desintegração dos flocos frágeis</p><p>Os flocos formados durante a coagulação não são “grandes” o bastante, sendo necessária sua</p><p>união para formar aglomerados maiores.</p><p>Fonte: HERCULES do Brasil Produtos Químicos Ltda.</p><p>Na Floculação a mistura moderada é necessária para aproximar as pequenas partículas e permitir</p><p>que elas cresçam em tamanho, sedimentando mais rapidamente</p><p>34</p><p>• Pás mecânicas ou misturadores são geralmente utilizados, uma vez que podem variar a velocidade para</p><p>adequá-la com a vazão de água ou característica do floco</p><p>• Bacias com defletores para alterar a direção do fluxo também podem ser usados.</p><p>Coagulação/ Floculação</p><p>Fatores que afetam a coagulação e a floculação:</p><p>- Tipo dos Produtos químicos usados no tratamento</p><p>- Energia de agitação</p><p>- Tempo de mistura</p><p>- Quantidade de sólidos</p><p>- Temperatura</p><p>- Gradiente de velocidade</p><p>Sulfato de Alumínio</p><p> Atua como coagulante e floculante,</p><p>Quando misturado na água, forma espécies com carga positiva Al2 (SO4)3 + 6H2O 2 Al(OH)3 ↓ + 3H2SO4</p><p> O ácido formado reage com a alcalinidade da água, reduzindo o pH</p><p> A faixa ótima de pH é 5,5 – 7,0</p><p>c) Sedimentação ou Decantação:</p><p>De acordo com o mesmo autor, após o processo de floculação a água passa para a fase de sedimentação,</p><p>etapa final do processo de clarificação. À medida que os flocos agregados são decantados, a água</p><p>clarificada eleva-se e pode ser então separada dos sedimentos, que são removidos em forma de lodo.</p><p>Segundo DREW (1979), uma partícula sedimenta quando a força da gravidade excede as forças de</p><p>inércia e de viscosidade. A velocidade final de sedimentação de uma partícula é definida pela relação:</p><p>Exemplos de decantadores usados para o processo de decantação:</p><p>- Decantador por gravidade</p><p>35</p><p>Fonte: HERCULES do Brasil Produtos Químicos Ltda</p><p>Fonte: HERCULES do Brasil Produtos Químicos</p><p> Pré – Decantação</p><p>Conforme o autor anterior, este processo também é chamado de sedimentação simples, sendo</p><p>aplicado em águas que possuem sólidos em suspensão em condições de decantar normalmente sem auxílio</p><p>do processo de floculação.</p><p>A pré-decantação é empregada para separar partículas suspensas de grande tamanho, acima de 10</p><p>mícron. Dependendo da percentagem requerida de remoção de sólidos suspensos, calcula-se um tempo de</p><p>retenção para que o processo ocorra no pré-decantador.</p><p>O tempo de retenção necessário é calculado considerando-se os seguintes fatores:</p><p>- Porcentagem de remoção de sólidos suspensos;</p><p>- Profundidade do decantador;</p><p>- Velocidade de sedimentação das partículas;</p><p>- Dimensões do decantador;</p><p>- Velocidade de passagem da água pelo equipamento.</p><p>A velocidade</p><p>de sedimentação de uma partícula que decanta através de uma distância equivalente</p><p>a profundidade do tanque decantador, em um período de retenção específico, pode ser considerada como</p><p>velocidade de passagem da água.</p><p>36</p><p>A expressão utilizada para esse processo é a seguinte:</p><p>Este tratamento prévio pode ser executado em tanques de concreto providos de equipamentos</p><p>para retirada do material depositado ou em bacias naturais ou artificiais de grande capacidade volumétrica.</p><p> Cloração</p><p>Para o mesmo autor, denomina-se de cloração a operação de injeção de um composto químico</p><p>clorado, altamente oxidante, na água. A finalidade desta operação é oxidar os materiais oxidáveis.</p><p>Existem diversos tipos de compostos químicos utilizáveis para efetuar uma cloração, e dentre os</p><p>mais comuns podemos observar na Tabela 7:</p><p>Tabela 7 - Principais compostos utilizados na cloração.</p><p>COMPOSTO TEOR DE CLORO ATIVO %</p><p>Cl2, cloro (gás) 100,0</p><p>CaCl2, cloreto de cal (pó) 35,0 - 37,0</p><p>Ca (ClO)2, hipoclorito de cálcio (pó) - "HTH" 70,0 - 74,0</p><p>NaClO, hipoclorito de sódio 10,0 - 12,0 (líquido)</p><p>Fonte: DREW (1979).</p><p>Tanto o cloro como os compostos clorados, são oxidantes que podem reagir com uma grande</p><p>variedade de compostos orgânicos e inorgânicos na água, antes de produzir qualquer efeito de desinfecção.</p><p>A diversificação e a velocidade das reações dificultam o uso do cloro, especialmente se a água</p><p>estiver muito contaminada. O potencial de oxi-redução pode ser considerado como a medida da tendência</p><p>de reação com vários materiais, porém não oferece nenhuma indicação sobre o regime ou a velocidade de</p><p>reações.</p><p>Quando a cloração é efetuada logo após a captação de água, ela é chamada de pré-cloração. A pré-</p><p>cloração é usada para oxidar, com o objetivo de modificar o caráter químico da água, tendo como</p><p>características:</p><p>- O consumo de cloro na pré-cloração é sempre superior a pós-cloração.</p><p>- O teor de cloro residual livre, no efluente do sistema de tratamento primário, deverá estar</p><p>compreendido entre 0,5 e 1,0 mg/l de Cl2.</p><p>- Se a água possuir teores de ferro ferroso e sulfeto de hidrogênio superior a 1,0 mg/l cada,</p><p>efetuar uma aeração, antes da cloração.</p><p>37</p><p>- Para efeitos de oxidação e melhora do processo de clarificação é necessário que haja um tempo</p><p>mínimo de contato de 15 minutos desde o momento em que a água recebeu o cloro até o inicio</p><p>do processo de clarificação.</p><p>A pós-cloração, por sua vez, é utilizada com o propósito de desinfecção, que é o objetivo principal</p><p>da cloração. Suas características são:</p><p>- O teor de cloro livre residual, antes da utilização da água para qualquer finalidade, deverá estar</p><p>compreendido entre 0,5 e 1,0 mg/l de Cl2.</p><p>- O tempo de contato mínimo, para uma garantia total de desinfecção, é de 1 hora.</p><p>Como resultados esperados no processo de cloração podem-se citar os seguintes:</p><p>- Oxidação da matéria orgânica e inorgânica, removendo cor da água e auxiliando o processo de</p><p>clarificação.</p><p>- Controles microbiológicos do sistema, evitando o desenvolvimento de microorganismos que</p><p>alteram a operação do sistema.</p><p>Apesar dos resultados obtidos serem altamente compensadores tanto para oxidação como para a</p><p>desinfecção, a prática da cloração está longe de ser uma operação simples.</p><p> Filtração</p><p>Conforme o autor mencionado anteriormente, filtração da água é a passagem de água através de</p><p>um meio poroso para remover matéria suspensa. O tipo de matéria suspensa a ser removida depende da</p><p>água, que pode ser bruta ou tratada.</p><p>Existem muitos tipos de filtros para remover matéria suspensa da água. Os mais comumente</p><p>encontrados em tratamento de água industrial são os filtros de areia duplo-fluxo e o de carvão ativado.</p><p>Filtros eficientes devem produzir água com turbidez inferior a 2 mg/l.</p><p>a) Filtro de areia duplo-fluxo</p><p>Segundo Mazza (2003), o filtro de areia duplo-fluxo retém os sólidos suspensos, e tem como</p><p>principal objetivo reter o ferro insolúvel formado no processo anterior. O elemento filtrante superior atua</p><p>como um filtro convencional, o elemento inferior proporciona uma filtração no sentido da granulometria</p><p>decrescente de areia e, assim, uma separação gradual das partículas. Portanto, verifica-se que o filtro</p><p>duplo-fluxo permite a filtração ultra-rápida de líquidos altamente carregados, sendo um equipamento</p><p>compacto de alto rendimento.</p><p>A lavagem é feita de modo convencional, passando-se toda a água no sentido de baixo para cima, o</p><p>que fluidiza o leito desprendendo as partículas retidas. Devido à disposição do leito filtrante em relação ao</p><p>sentido de percolação e a elevada taxa de filtração utilizada, a lavagem é feita normalmente com água</p><p>bruta e na mesma taxa “eliminando” desta forma a necessidade de reservatórios ou bombas especiais de</p><p>água filtrada para lavagem dos filtros.</p><p>38</p><p>O leito filtrante é constituído de duas camadas de areia de granulometria efetiva variável entre 0,7</p><p>a 3,2 mm. Esse leito é apoiado sobre camadas de pedregulhos, sendo todo conjunto suportado por um</p><p>fundo falso equipado com crepinas (drenos).</p><p>b) Filtro de carvão ativado</p><p>Conforme o mesmo autor, a água clarificada após passagem pelo filtro de areia é encaminhada</p><p>para filtro de carvão ativado, com o objetivo de remover o cloro e absorver a matéria orgânica</p><p>remanescente se houver.</p><p>O filtro de carvão é dotado de fundo falso perfurado, e crepinas responsáveis para a passagem</p><p>somente da água, sem risco de perda do carvão por arraste, como no filtro de areia descrito anteriormente.</p><p>O carvão ativado utilizado é do tipo granulado, casca de coco 8 x 30 mesh, tem vida útil de</p><p>aproximadamente dois anos, variando com as características da água de alimentação.</p><p>Exemplo de Filtração</p><p>Exemplo de Filtração</p><p>39</p><p>Fonte: HERCULES do Brasil Produtos Químicos Ltda.</p><p>Exemplos de tipos de filtros:</p><p>1- Filtro de Gravidade</p><p>Fonte: HERCULES do Brasil Produtos Químicos Ltda.</p><p>2- Filtro de Pressão</p><p>40</p><p>Fonte: HERCULES do Brasil Produtos Químicos Ltda.</p><p>Fatores importantes para medir e monitorar a filtração:</p><p>• Tamanho do meio filtrante</p><p>• Turbidez do afluente</p><p>• Taxa de filtração</p><p>• Profundidade do leito</p><p>• Perda de carga admitida</p><p>• Capacidade para contralavar o meio com eficiência.</p><p>Filtração com Carvão Ativado</p><p>Empregada fundamentalmente para a remoção de:</p><p>• Cloro</p><p>• Materiais orgânicos solúveis</p><p>Fonte: HERCULES do Brasil Produtos Químicos Ltda.</p><p>Exemplo de um sistema de tratamento convencional utilizado no processo de clarificação de água:</p><p>41</p><p>Fonte: HERCULES do Brasil Produtos Químicos Ltda.</p><p> Tratamento Por Troca Iônica</p><p>O processo de troca iônica é geralmente o método mais prático e flexível de tratamento de água</p><p>para geradores de alta pressão e outros processos.</p><p>O termo “Troca Iônica” por si só, se explica. O processo substitui ou troca íons menos desejáveis</p><p>por íons mais desejáveis.</p><p>O processo de “Troca Iônica” é feito através de colunas com determinados tipos de resinas,</p><p>compostas por íons cátions ou ânions desejáveis na água.</p><p>Vários sistemas de troca iônica são mostrados na Tabela 8 a seguir:</p><p>Tabela 8 - Sistemas de Troca Iônica.</p><p>Tipo</p><p>Cátion Ânion</p><p>Fraco Forte Fraco Forte</p><p>Ciclo Hidrogênio Hidrogênio Sódio Hidroxila Hidroxila Cloreto</p><p>Remove Ca+2</p><p>Mg+2</p><p>Ca+2</p><p>Mg+2</p><p>Na+2</p><p>Ca+2</p><p>Mg+2</p><p>Fe+2</p><p>Cl–</p><p>SO4</p><p>-2</p><p>Cl– CO3</p><p>SO4</p><p>-2 Si03</p><p>CO2</p><p>HCO3</p><p>–</p><p>SO4</p><p>-2</p><p>42</p><p>Fe+2 HCO3</p><p>–</p><p>Conforme Breda (2001), as resinas catiônicas trocam seus íons hidrogênio (H+) por contaminantes</p><p>catiônicos (cálcio, magnésio, ferro, alumínio, manganês, cobre, zinco, cromo, níquel e outros metais e</p><p>cátions diversos). As resinas aniônicas trocam seus íons hidroxila (OH-) por contaminantes aniônicos</p><p>(sulfato, sulfito, sulfeto, clorato, clorito, cloreto, nitrato, nitrito, fosfato, fluoreto e outros ânions, além da</p><p>sílica).</p><p> Desmineralização</p><p>Também</p><p>chamado de deionização, esse processo consiste na remoção de todos os íons presentes</p><p>na água, através da adsorção das impurezas pelas resinas de troca iônica, como visto anteriormente.</p><p>Segundo Breda (2001), as resinas de troca iônica são polímeros orgânicos geralmente sulfonados e</p><p>derivados do estireno e do divinilbenzeno, na forma de pequenas partículas quase sempre esféricas</p><p>(diâmetro < 0,5 mm).</p><p>De acordo com MASCIA (1989), a remoção de colóides é efetuada com resinas aniônicas</p><p>fortemente básicas, as quais removem a sílica solúvel, sílica coloidal e polímeros de baixo peso molecular.</p><p>Os colóides complexos necessitam de resinas aniônicas macro-reticulares, as quais são resistentes à</p><p>oxidação e deterioração por matéria orgânica.</p><p>A desmineralização isoladamente não produz água totalmente pura, pelos seguintes motivos:</p><p>- há fuga de pequenos fragmentos de resina do sistema durante a operação;</p><p>- a água estagnada nos tanques e cartuchos promove excessivo crescimento bacteriano;</p><p>- não remove alguns compostos orgânicos;</p><p>- não remove toda a matéria orgânica dissolvida na água de alimentação e, de fato, essa matéria</p><p>orgânica pode colmatar (cobrir e bloquear) a resina.</p><p>Para Breda (2001), deve-se combinar a desmineralização com outros processos de purificação para</p><p>se conseguir o grau de pureza de água necessário para pesquisa e análises de maiores precisão e</p><p>sensibilidade.</p><p>Processo de remoção de sais dissolvidos</p><p> Os cátions são substituídos por íons hidrogênio (H+);</p><p> Os ânions são substituídos por íons de hidróxido (OH-);</p><p> Cátions – íons com cargas positivas (+) (Ex: Na, Ca, Mg, Fe etc);</p><p> Ânions – íons com cargas negativas (-) (Ex: CO3, SO4, Cl, SO3)</p><p>RESULTADO: H+ + OH-  H2O</p><p>Resinas de Troca Iônica</p><p>Co-polímento de estireno e Di-vinil-Benzeno na forma de esferas com diâmetro entre 0,3 e 1,2 mm.</p><p>43</p><p>Os grupos funcionais associados á base do co-polímero define sua característica de troca iônica.</p><p>Por exemplo:</p><p>Grupo Sulfônico  Catiônico</p><p>Grupo Amínico  Aniônca</p><p>Os íons de troca atribuem sua função específica:</p><p>Na  Abrandamento</p><p>Cl  Desalcalinização</p><p>H e OH  Desmineralização</p><p>Fonte: HERCULES do Brasil Produtos Químicos Ltda.</p><p>Trocas Iônicas:</p><p>FAZEM TROCAS NÃO FAZEM TROCAS</p><p>Cátions (+) Gases Dissolvidos</p><p>Ânions (-) Microorganismo</p><p>Orgânicos (+/-) Óleo</p><p>Polímeros (+/-) Açúcar</p><p>44</p><p>Fonte: HERCULES do Brasil Produtos Químicos Ltda.</p><p>Estrutura de Resina</p><p> Materiais Naturais:</p><p>- Silicato de Alumínio</p><p>- Carbonáceas</p><p> Materiais Sintéticos:</p><p>- Estireno – Di-Vinil-Benzeno</p><p>- Polímeros Acrílicos</p><p>- Epóxi Aminas</p><p>- Fenólicas</p><p>Tipos de Resina:</p><p>Resina catiônica Ácida Forte:</p><p>- Troca todos os cátions que existem dissociados (de bases fracas ou fortes)</p><p>- Abrandadores, desmineralizadores e polidores.</p><p>Resina catiônica Ácida Fraca:</p><p>- Troca sais bivalentes dissociados com alcalinidade eficientemente</p><p>- Desalcalinadores, desmineralizares</p><p>Resina Aniônica Básica Forte:</p><p>- Tipo I – Troca todos os ânions que existem dissociados (de bases fortes ou fracas)</p><p>- Tipo II – Capacidade mais alta do que a tipo I, porém fisicamente mais fraca</p><p>Resina Aniônica Básica Fraca:</p><p>- Absorvedor de ácido</p><p>- Remove ânions de ácidos minerais fortes.</p><p>45</p><p> Desaeração Mecânica</p><p>Conforme Sarev & Martinelli (1998), este processo tem como objetivo a retirada de gases (O2, CO2,</p><p>NH3, H2S, etc.) dissolvidos na água. Para tanto, usam-se os equipamentos chamados desaeradores, onde a</p><p>água é aquecida com vapor contra corrente, sendo que não se elimina totalmente a quantidade desses</p><p>gases.</p><p>Segundo PIPESYSTEM (2004), pode ser feito de duas maneiras:</p><p>- Jateamento ou escoamento da água em uma grande superfície em contra corrente com vapor;</p><p>- Desaeração a vácuo feito a frio por abaixamento de pressão.</p><p>Fonte: Apostila tratamento de Água (Joubert Trovati)</p><p> Remoção de Ferro (Desferrização)</p><p>De acordo com Mazza (2003), a desferrização consiste em oxidar o Fe2+ solúvel na água em Fe3+</p><p>insolúvel, com a introdução de oxigênio e auxiliar químico oxidante, como por exemplo, hipoclorito de</p><p>sódio. Assim o Fe3+ é separado da água precipitando no tanque de contato ou retido no filtro de areia de</p><p>duplo fluxo.</p><p>A reação química envolvida no processo de desferrização é a seguinte:</p><p>Fe2+ + O2 + ClO- Fe3+</p><p>O equipamento para propiciar a oxidação do Fe é a torre de arejamento, sendo o mais indicado</p><p>para compostos ferrosos ou manganosos. A torre de arejamento é dotada de bandejas perfuradas, sendo a</p><p>primeira com finalidade somente de distribuir de maneira uniforme a água bruta. As demais bandejas</p><p>possuem camada de carvão coque, utilizado para aumentar a superfície de contanto, melhorando a</p><p>eficiência da transferência de oxigênio, assim a água bruta percorra por estas bandejas até ir para o tanque</p><p>de contato.</p><p>O tanque de contato recebe toda a água incluindo o ferro insolúvel e através de bomba centrifuga</p><p>envia essa água para o filtro de areia de duplo-fluxo. É feita uma leitura de vazão instantânea através de</p><p>rotâmetro instalado na tubulação de recalque da bomba.</p><p>46</p><p>Esses aeradores são dimensionados na base de 300 a 1000 m3 de água por m2 de superfície (em</p><p>projeção) por 24 horas.</p><p> Abrandamento com cal</p><p>O abrandamento com cal a temperatura ambiente é considerada uma etapa além da clarificação,</p><p>porque produz o benefício adicional, de uma redução dos sólidos totais dissolvidos, como: bicarbonatos de</p><p>cálcio (Ca (HCO3)2) e bicarbonatos de magnésio (Mg(HCO3)2), principais responsáveis pela dureza da água. A</p><p>maior finalidade do abrandamento é acelerar a clarificação da água.</p><p>Outra finalidade do tratamento abrandamento com cal, é a eliminação do gás carbônico existente</p><p>na água, responsável pela acidez e conseqüentemente, pela corrosão de tubulações e das máquinas.</p><p>A reação da cal com o gás carbônico é a seguinte:</p><p>Ca (OH)2 + CO2  CaCO3 + H2O</p><p>A adição da cal (hidróxido de cálcio) pode também remover a alcalinidade magnesiana, pela</p><p>formação do hidróxido de magnésio e carbonato de cálcio, através das seguintes reações:</p><p>Mg (HCO3)2 + 2 Ca(OH)2  Mg (OH)2 + 2 CaCO3 + 2 H2O</p><p>Ca (HCO3)2 + Ca (OH)2  2 CaCO3 + 2 H2O</p><p>Obs.: as reações indicam que a quantidade de hidróxido de cálcio (cal) usado para remover a</p><p>alcalinidade cálcica é duas vezes maior que a necessária para remover a alcalinidade magnesiana.</p><p>Para diminuir a dureza de águas não carbonatadas, é usado o tratamento através da barrilha</p><p>(Na2CO3), através das seguintes reações:</p><p>CaSO4 + Na2CO3  CaCO3 + Na2SO4</p><p>MgSO4 + Na2CO3  MgCO3 + Na2SO4</p><p>Esse processo não consome combustível, a reação é lenta, sendo que possui maior consumo de</p><p>reagentes e causa um menor impacto ambiental.</p><p>Após o processo a água tratada deve passar por um tanque de sedimentação, onde para melhor</p><p>precipitação de Ca e Mg deve-se ajustar o pH entre 10 e 11.</p><p> Abrandamento com cal a quente</p><p>Segundo o mesmo autor, é feito em temperaturas acima de 100ºC, sendo um processo reservado</p><p>basicamente para águas de reposição de geradores de vapor (caldeiras).</p><p>A água tratada sai a uma temperatura elevada e sob pressão. Com isso ocorre a diminuição da</p><p>viscosidade da água, causada pela elevação da temperatura e conseqüentemente aumentando a sua vazão.</p><p>Além disso, o cálcio e o magnésio precipitados possuem menor solubilidade, dispensando o uso de</p><p>coagulantes. O CO2 é eliminado para a atmosfera devido à alta pressão e temperatura, assim diminuindo a</p><p>47</p><p>quantidade de hidróxido de cálcio (cal) no tratamento. Automaticamente eleva o pH da água, e também</p><p>contribui</p><p>na redução da SiO3 (sílica).</p><p>O processo do abrandamento com a cal a quente é mais rápido e eficaz do que o abrandamento</p><p>com a cal a frio, pois quanto maior a temperatura da reação maior é sua velocidade. Apesar disso, causa</p><p>grandes impactos ambientais.</p><p> Redução da alcalinidade da água</p><p>De acordo com o autor anterior, a redução da alcalinidade é feita através de dois processos:</p><p>a) Pela adição de hidróxido de cálcio (cal)</p><p>Como já visto anteriormente a cal reage com os sais de bicarbonato de cálcio e magnésio, tendo como</p><p>produto da reação à formação do CaCO3 (sal insolúvel em água e removido posteriormente pelo processo</p><p>de filtração).</p><p>Exemplo: Ca (HCO3)2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O</p><p>Água alcalina cal precipitado</p><p>b) Através da adição de ácidos</p><p>Os ácidos possuem a capacidade de reagir com os sais de bicarbonatos de cálcio e magnésio, tendo</p><p>como produto da reação à formação de sulfato de cálcio ou sulfato de magnésio.</p><p>Exemplo: Ca (HCO3)2 + H2SO4 (aq)  CaSO4 + 2 H2O + CO2</p><p>Água alcalina ácido precipitado</p><p> Tratamento por Osmose Reversa- OR:</p><p>A tecnologia de Osmose Reversa oferece qualidade para os sistemas de desmineralização de água. A</p><p>membrana de osmose reversa age como uma barreira para os sais dissolvidos, moléculas inorgânicas e</p><p>orgânicas com peso molecular grandes ou seja acima de 100g/mol. Moléculas de água, por outro lado,</p><p>passam livremente pela membrana criando um fluxo de água purificada, também conhecida como fluxo de</p><p>água desmineralizada.</p><p>Como funciona o sistema de tratamento por osmose reversa:</p><p>48</p><p>Visão Geral do Sistema de tratamento por osmose reversa:</p><p>Fonte: NALCO Enhnanced Training</p><p>Como Funciona:</p><p> Uma OR é diferente de um filtro tradicionals no modo como ela separa partículas da</p><p>Alimentação. Um filtro opera por filtração DEAD END, uma OR opera por filtação por Fluxo Cruzado.</p><p>Estas diferenças são caracterizadas por:</p><p> Pelo n° de correntes de fluxo;</p><p> Pela direção do fluxo;</p><p> Por como as partículas são separadas;</p><p> Pela operação.</p><p>49</p><p>Fonte: NALCO Enhnanced Training</p><p> Tratamento por Ultravioleta – UV</p><p>É uma unidade compacta que usa raios ultravioletas para impedir de maneira rápida e confiante</p><p>que bactérias, vírus e causadores de outras doenças mortais se proliferem, produzindo uma água potável.</p><p>A luz germicida ultravioleta usada altera o DNA das bactérias e vírus até que estes não sejam mais capazes</p><p>de se reproduzir, e sem esta, os microrganismos são inofensivos. É um método confiante e seguro de</p><p>desinfecção de água para consumo diário, é eficaz, barato e não deixa gosto ou odor na água. Este é</p><p>utilizado pós filtração, em substituição ao cloro e de modo a possibilitar o reuso seguro do tratado.</p><p>a) Vantagens do uso do sistema de tratamento por ultravioleta -UV:</p><p> Não agride o meio ambiente;</p><p> Baixo investimento inicial;</p><p> Processo de tratamento imediato não necessitando tanques de estocagem;</p><p> Não há adição de produtos químicos na água, não havendo risco de formação de</p><p>trihalometanos;</p><p> Não altera sabor e odor da água;</p><p> Operação automática sem atenção especial ou medições constantes;</p><p> Simplicidade e facilidade de manutenção, limpeza periódica, e troca anual das lâmpadas;</p><p> Compatível com qualquer outro tratamento de água.</p><p>1.5 Processos de Tratamentos Químicos Internos</p><p>Conforme SULFANIL (2004), independentemente da qualidade das águas de alimentação sempre se</p><p>faz necessário um tratamento da água da caldeira, pois é lá que se concentram as impurezas presentes na</p><p>água.</p><p>Segundo MASCIA (1988), o tratamento químico interno da água de caldeira por meio de compostos</p><p>químicos foi o primeiro método utilizado para corrigir as impurezas provenientes da água de alimentação,</p><p>tendo nos dias de hoje uma intensa aplicação. Para este propósito, emprega-se uma grande variedade de</p><p>50</p><p>substâncias de composições diferenciadas, tendo em vista retardar o efeito da corrosão, incrustação,</p><p>possíveis arrastes e espumação nos equipamentos.</p><p>De acordo com Câmara & Carvalho (1976), até o início do século passado não havia tecnologia para</p><p>o tratamento químico da água que seria usada na caldeira, os equipamentos sofriam limpezas mecânicas</p><p>periódicas, o que não afastava acidentes e problemas operacionais, além do que a manutenção era lenta e</p><p>dispendiosa. Os anos seguintes revelaram a presença de significativa quantidade de cálcio e magnésio nos</p><p>depósitos retirados das caldeiras. A partir deste momento começou-se a abrandar a água pelo processo de</p><p>precipitação dos íons cálcio e magnésio.</p><p>Conforme MASCIA (1988), em 1918 iniciou-se o aquecimento da água de alimentação com o</p><p>objetivo de eliminar o oxigênio dissolvido, e em muitas unidades de geração de vapor eram acoplados</p><p>evaporadores que possibilitavam uma água de alta qualidade, fazendo com que reduzisse os problemas</p><p>operacionais nos equipamentos. Ainda nesta época começou-se a utilizar desaeradores, que reduziam o</p><p>oxigênio dissolvido a valores mínimos na água de alimentação.</p><p>Com o passar do tempo notou-se que águas que apresentavam certa alcalinidade formavam</p><p>depósitos de menor dureza e aderência aos tubos da caldeira. O primeiro composto utilizado para</p><p>tratamento de água foi o carbonato de sódio, o qual precipitava o cálcio e o magnésio. O uso de carbonato</p><p>de sódio foi abandonado quando se descobriu que a altas temperaturas ele sofria decomposição, liberando</p><p>gás carbônico, que é um agente altamente corrosivo.</p><p>O uso de fosfatos para precipitar íons cálcio e magnésio foi demonstrado em 1922, por R.E. HALL,</p><p>obtendo bons resultados em caldeiras que operavam numa pressão de 530 psi. Juntamente com o fosfato</p><p>necessitava-se de um composto que elevasse a alcalinidade a fim de manter as borras amolecidas. Passou-</p><p>se então a usar soda cáustica, e denominou-se este tipo de tratamento como convencional. No tratamento</p><p>dito convencional, o fosfato e a soda cáustica têm suas concentrações variando de acordo com a pressão</p><p>de trabalho da caldeira.</p><p>Com o desenvolvimento do tratamento externo as indústrias passaram a usar uma água de</p><p>alimentação de alta pureza, o que fez diminuir a concentração de fosfatos usada no tratamento</p><p>convencional. Este novo tratamento recebeu o nome de Controle de Precisão.</p><p>Em 1942, Whirll & Purcell notaram que a soda cáustica concentrava-se debaixo dos depósitos</p><p>desencadeando um processo corrosivo na caldeira. Isto fez com que propusessem um tratamento que</p><p>eliminava o uso da soda cáustica, mantendo somente o fosfato, processo que recebeu o nome de</p><p>tratamento de Coordenação pH-PO4. Mas esse tratamento nem sempre estava livre de NaOH, pois em altas</p><p>temperaturas os fosfatos sofriam o fenômeno do hide-out, o que produzia NaOH em excesso no interior da</p><p>caldeira.</p><p>51</p><p>Ravich & Scherbakova, em 1955, implantaram o Controle Congruente pH-P04, método que</p><p>proporcionou o uso de fosfatos na água de alimentação sem que houvesse a presença de NaOH, além</p><p>daquela obtida pela hidrólise dos fosfatos.</p><p>Com o uso de desmineralizadores na produção de água de alimentação para caldeiras, projetos de</p><p>unidades polidoras de condensado e construção de caldeiras sem tubulão, o que não permitia sólidos em</p><p>seu interior, sugeriu-se que nenhum produto químico sólido fosse injetado na água da caldeira. Foi criado</p><p>então o tratamento Zero Sólido, também conhecido como tratamento volátil.</p><p>Em 1960, começou-se a usar quelatos para complexar cálcio e magnésio presentes na água de</p><p>alimentação. Os quelatos possuem a vantagem sobre os fosfatos de não formar bolhas dentro das</p><p>caldeiras, porém tem um custo mais elevado. Seu uso é restringido a caldeiras de baixa e média pressão.</p><p>Atualmente descobriu-se que polímeros naturais ou sintéticos podem ser usados em tratamento de</p><p>águas de caldeiras de baixa e média pressão. Possuem a função de dispersar as borras</p><p>e evitar as</p><p>incrustações na superfície dos tubos da caldeira.</p><p>Para Sarev & Martinelli (1998), o tipo de tratamento a ser adotado depende das características da</p><p>água que vai ser injetada na caldeira, da sua pressão de trabalho, da taxa de vaporização e do modo de</p><p>utilização do vapor.</p><p>1.5.1 Controle de Precisão</p><p>Segundo Mascia (1989), este tratamento pode ser adotado em caldeiras de média e alta pressão,</p><p>geralmente tem sido aplicado em pressões que variam de 600 a 1500 psi. Em condições especiais pode ser</p><p>usado em caldeiras que operam a 2000 psi.</p><p>O Controle de Precisão é empregado quando se dispõe de uma água de alimentação que passou</p><p>por um abrandamento, ou quando a água de compensação for desmineralizada ou destilada. Neste método</p><p>de controle, como a água de alimentação é de ótima qualidade, não se necessita elevadas concentrações</p><p>de fosfato para precipitar a dureza existente.</p><p>Por volta de 1948 constatou-se que caldeiras que continham elevadas concentrações de fosfato</p><p>apresentavam depósitos duros e aderentes. Estes depósitos tratavam-se de fosfato de magnésio. Exames</p><p>posteriores em caldeiras que operam com uma concentração menor de fosfato mostraram que o magnésio</p><p>precipitava quase que totalmente como silicato de magnésio, que é menos duro e aderente em relação ao</p><p>fosfato de magnésio. Devido a isto, as concentrações de fosfato nas águas das caldeiras foram reduzidas</p><p>para concentrações de 2 a 4 ppm.</p><p>A Tabela 9 mostra os parâmetros a serem seguidos quando se usa o Controle de Precisão.</p><p>Tabela 9 - Controle de precisão.</p><p>Pressão (psi) 600 - 750 750 - 900 900 - 1000 1000 - 1500</p><p>Alcalinidade como OH ppm 400 300 250 250</p><p>52</p><p>(máx)</p><p>NaOH ppm 15 - 50 15 - 40 15 - 30 15 - 30</p><p>pH 10,5 - 11,5 10,5 - 11,5 10,5 - 11 10,5 - 11</p><p>Fosfato como PO4 ppm 2 - 4 2 - 4 2 - 4 2 - 4</p><p>Sólidos dissolvidos ppm</p><p>(máx)</p><p>2000</p><p>1500 1250 1000</p><p>* SiO2 ppm (máx) 10 10 - 7 7 - 6 6 - 2</p><p>Fonte: SANTOS (1976).</p><p>*Os primeiros valores correspondem às pressões mais baixas das respectivas colunas e os segundos</p><p>valores, às pressões mais altas.</p><p>Nota-se que há valores de alcalinidade e sólidos totais na Tabela 5, mas atualmente estes dados</p><p>devem ser desprezados, porque as caldeiras de alta pressão são alimentadas com água desmineralizada ou</p><p>destilada. No máximo, uma caldeira de alta pressão terá 50 ppm de sólidos totais, se o tratamento aplicado</p><p>for adequado.</p><p>O fosfato trissódico é o composto utilizado no controle de precisão, e este tratamento é</p><p>recomendado para caldeiras sujeitas à poluição de caráter ácido, proveniente do processo industrial. O</p><p>controle de precisão é usado também em sistemas onde os condensadores admitem poluição do</p><p>condensado e quando o desmineralizador não remover totalmente a sílica.</p><p>O uso de soda cáustica no controle de precisão não é aconselhado, a não ser em casos extremos</p><p>onde se necessita de um valor alto de pH. Neste caso poderá ocorrer problema sério de corrosão por soda</p><p>cáustica.</p><p>1.5.2 Controle de Coordenação pH-PO4</p><p>Conforme o mesmo autor foi criado em 1942 por WHIRRL & PURCELL, o controle de coordenação</p><p>pH-PO4 tem como objetivo manter alcalinas as águas de caldeiras, inibindo o cálcio e o magnésio, sem que</p><p>ocorra excesso de soda cáustica na água além do obtido pela hidrólise dos fosfatos.</p><p>Como já foi citada anteriormente, a alcalinidade quando presente em uma água de caldeira torna</p><p>os depósitos menos aderentes. Porém o uso da soda cáustica com função de aumentar a alcalinidade na</p><p>água acabava trazendo outros problemas ao material do equipamento.</p><p>Criou-se então o controle de coordenação, que envolve a determinação, em laboratório, de curvas</p><p>que relacionam o pH e a concentração de fosfato trissódico. Concentrações de fosfato em conjunto com a</p><p>pressão de operação das caldeiras determinaram o controle de qualidade da água, sendo que valores</p><p>abaixo da curva garantem que não haverá presença de soda cáustica na água, como podemos observar na</p><p>Figura 20 a seguir.</p><p>53</p><p>Figura 2 - Controle de Coordenação pH-PO4.</p><p>Fonte: SANTOS (1976).</p><p>O pH da água para caldeiras acima de 2000 psi deve ser mantido acima de 10 e a concentração de</p><p>fosfatos em torno de 10 a 15 ppm.</p><p>O controle de coordenação mostrou-se eficiente para caldeiras de 800 a l000 psi, mas para</p><p>caldeiras de alta pressão os problemas devidos à soda cáustica não foram solucionados. Havia dificuldade</p><p>de se manter valores abaixo da curva traçada, pois os fosfatos sofriam o fenômeno do hide-out.</p><p>Várias hipóteses foram levantadas sobre o fenômeno hide-out, mas nenhum argumento teve</p><p>aprovação científica. Experimentalmente constatou-se que os fosfatos sob condições hide-out não atacam</p><p>os tubos da caldeira, pelo contrário, formam uma película protetora evitando o processo corrosivo.</p><p>Em 1955, Ravich & Sherbakova, realizaram experiências com o fosfato trissódico em elevadas</p><p>temperaturas e pressões buscando viabilizar um tratamento químico livre de NaOH para caldeiras sujeitas à</p><p>alta pressão de trabalho.</p><p>Os experimentos demonstraram que as soluções submetidas às condições acima apresentavam</p><p>uma fase líquida e outra fase sólida. A fase líquida continha fosfato trissódico e soda cáustica enquanto que</p><p>a fase sólida apresentava fosfato cristalizado, numa proporção de PO4 maior que 3:1 em relação ao Na3PO4.</p><p>Já na fase líquida ocorria maior presença de Na em relação ao PO4 o que indica claramente a presença de</p><p>soda cáustica.</p><p>Ravich & Sherbakova misturando diversas soluções de fosfatos chegaram a conclusão de que a</p><p>relação Na:PO4 deveria ser de 2,65:1 respectivamente, para que as fases líquida e sólida fossem iguais à</p><p>uma temperatura de 365°C. Para a temperatura de 300°C a relação obtida foi de 2,8:1. Respeitando estas</p><p>relações não haveria presença de soda cáustica na fase líquida nem na sólida.</p><p>Com base nestes experimentos os pesquisadores propuseram uma curva de ajuste para cada</p><p>temperatura de trabalho, que garantiria a igual proporção de Na:PO4 nas duas fases, criando assim o</p><p>Controle Congruente pH-PO4.</p><p>54</p><p>1.5.3 Controle Congruente pH-PO4</p><p>De acordo com o autor mencionado anteriormente, Marcy & Haistead aproveitaram os</p><p>experimentos de Ravich & Sherbakova, desenvolvendo em laboratório uma série de curvas para avaliar a</p><p>relação entre Na:PO4, como mostra a Figura 21.</p><p>F</p><p>Figfigura 3 - Controle Congruente pH-PO4.</p><p>Fonte: SANTOS (1976).</p><p>As curvas foram traçadas com base na titulação potenciométrica de soluções de ácido fosfórico</p><p>com concentrações conhecidas, adicionando-se a estas, quantidades progressivas de NaOH.</p><p>Foi observado na prática que o uso do controle congruente pH-PO4 permite o acondicionamento de</p><p>águas de caldeiras de alta pressão, livres de NaOH, desde que sejam respeitadas as curvas propostas</p><p>mantendo-se os pontos pH-PO4 abaixo das mesmas.</p><p>1.5.4 Tratamento Zero Sólido</p><p>Segundo o mesmo autor, o tratamento zero sólido também é conhecido como tratamento volátil</p><p>ou ainda como água pura. Este tipo de tratamento foi criado devido ao desenvolvimento tecnológico na</p><p>construção de caldeiras, que dispensou o uso do tubulão, fazendo que as caldeiras modernas não</p><p>permitissem sólidos em seu interior.</p><p>A condição básica para o emprego do tratamento zero sólido é de que a caldeira possua unidades</p><p>polidoras de condensado em seu sistema.</p><p>A alcalinidade neste tratamento é elevada por meio de amônia, cicloexilamina ou morfolina quando</p><p>injetadas na água de alimentação da caldeira. A hidrazina também é adicionada na água de alimentação,</p><p>porém na água da caldeira propriamente dita, nenhum produto é adicionado.</p><p>O tratamento volátil admite um pH em torno de 9,0 na parte do tubulão, quando este existir, e de</p><p>7,5 a 8,0 na zona de geração de vapor. Jamais se deve aplicar este tratamento em caldeiras que não</p><p>possuam unidades polidoras de condensado, porque o tratamento zero sólido não protege o equipamento</p><p>contra nenhum tipo de poluição, principalmente devido ao cálcio e magnésio.</p><p>Portanto, fica evidente que o</p><p>tratamento externo deve ser rigoroso e muito bem aplicado para que a água possa ser utilizada na</p><p>alimentação de caldeiras de alta pressão.</p><p>55</p><p>1.5.5 Produtos químicos utilizados no tratamento interno</p><p>Os métodos de tratamento interno de água são desenvolvidos através de uma formulação</p><p>combinada de fosfatos, dispersantes poliacrílicos, sulfitos, quelantes, aminas voláteis, hidrazinas e</p><p>antiespumantes.</p><p>a) Fosfatos: são tradicionalmente alimentados diretamente no gerador de vapor, sendo utilizado pela</p><p>sua ação dispersante e pelo fato de reagirem com os sais de cálcio e magnésio, formando lamas não</p><p>aderentes em paredes e tubulações da caldeira. O fosfato precipita o cálcio como fosfato tricálcio</p><p>(Ca3(PO4)2). Fosfatos complexos, como polifosfatos, podem ser adicionados na caldeira ou na seção</p><p>pré-caldeira, enquanto que os ortofosfatos devem ser aplicados diretamente na caldeira, para se</p><p>evitar uma reação antecipada ainda na linha de água de alimentação.</p><p>b) Poliacrílicos: são utilizados como dispersantes e condicionadores de lama, ou seja, torna a lama mais</p><p>densa (junta as partículas), facilitando a eliminação de lamas pela descarga de fundo.</p><p>c) Sulfitos: são utilizados para controlar o oxigênio dissolvido na água, sendo que não são tóxicos. A</p><p>reação entre o oxigênio e o sulfito é a seguinte:</p><p>2 Na2SO3 + O2  2 Na2SO4</p><p>d) Quelantes: Para Sarev & Martinelli (1998), devem ser introduzidos na linha da água de alimentação,</p><p>ainda na seção pré-caldeira e livre de oxigênio, pois, este pode ocasionar a degradação dos</p><p>quelantes. Os quelantes nunca devem ser alimentados antes de trocadores de calor de cobre e/ou</p><p>suas ligas, devido a sua grande afinidade química por estes. Também não devem ser alimentados</p><p>diretamente ao tubulão da caldeira, devido a sua ação corrosiva pronunciada a altas temperaturas e</p><p>concentrações. Uma dosagem excessiva de quelantes na água da caldeira, pode acarretar corrosão</p><p>no metal da mesma.</p><p>e) Aminas voláteis: São utilizadas com a finalidade de lubrificar e proteger as tubulações por onde flui o</p><p>vapor contra corrosão.</p><p>f) Hidrazinas: são utilizadas para controlar o oxigênio dissolvido, portanto, possuem a mesma finalidade</p><p>dos sulfitos, sendo que são tóxicas. Exemplo:</p><p>N2H4 + O2  N2 + 2 H2</p><p>g) Antiespumantes: Conforme Sarev & Martinelli (1998), como qualquer outro produto é função das</p><p>características da água utilizada na caldeira, bem como, das condições de operação desta. São</p><p>geralmente baseados em poliglicóicos e poliamidas.</p><p>De acordo com o mesmo autor, os produtos químicos destinados ao tratamento interno de um</p><p>sistema gerador de vapor apresentam sua máxima eficiência quando introduzidos no sistema de modo</p><p>correto e nas dosagens certas, sendo que não eliminam totalmente as substâncias estranhas da água, mas</p><p>56</p><p>estas não apresentam mais sua agressividade inicial; elas ou se depositam na forma de lama no fundo da</p><p>caldeira ou continuam em suspensão.</p><p>1.6 PROBLEMAS RELACIONADOS COM A QUALIDADE DA ÁGUA</p><p>1.6.1 Corrosão</p><p>Segundo Gentil (1996), a corrosão é um processo eletroquímico capaz de se desenvolver em meio</p><p>ácido, neutro ou alcalino, na presença ou não de aeração, podendo ser acelerada pela presença de oxigênio</p><p>dissolvido; teores elevados de cloro; presença de íons cobre e níquel, responsáveis pela formação de pilhas</p><p>galvânicas; sólidos em suspensão que se depositam facilmente, de forma não aderente, em regiões</p><p>estagnastes e de alta transferência de calor.</p><p>A seguir apresentam-se os principais tipos e formas de corrosão existentes nos geradores de vapor.</p><p>a) Corrosão uniforme</p><p>Conforme MASCIA (1989), a corrosão generalizada, na qual o material apresenta sua superfície</p><p>corroída de maneira uniforme em toda a sua extensão. Este tipo de corrosão pode ser verificado quando as</p><p>partes metálicas da caldeira estão em contato com uma água de alimentação que apresenta características</p><p>ácidas. Nas caldeiras flamotubulares a corrosão uniforme pode ser observada em volta dos tubos perto dos</p><p>espelhos, onde ocorre a dilatação e contração do material.</p><p>Para Sarev & Martinelli (1998), a principal causa de ocorrência deste tipo de corrosão deve-se a</p><p>existência de áreas anódicas e catódicas sob diferença de potencial; tais áreas podem se formar nas</p><p>seguintes condições:</p><p>- Anomalias na composição granular ou metálica;</p><p>- Impurezas no metal;</p><p>- Células de corrosão por aeração diferencial;</p><p>- Tensão no metal (“stress”).</p><p>b) Corrosão por pite e alveolar</p><p>Segundo Mascia (1989) é um tipo de corrosão localizada, caracterizada pelo ataque puntiforme do</p><p>metal. O processo corrosivo pode ocorrer em pequenas áreas, por perfurações em pontos discretos,</p><p>podendo perfurar uma chapa metálica em um período de tempo bastante reduzido. Nos pites a corrosão</p><p>apresenta-se com profundidade maior do que seu diâmetro. Já nos alvéolos a profundidade da corrosão é</p><p>menor que seu diâmetro. As causas mais prováveis desse tipo de corrosão são:</p><p>- Presença de áreas anódicas e catódicas com diferença de potencial, causados por impurezas</p><p>estranhas à composição do metal, diferença na estrutura do grão e tensões no metal;</p><p>- Água de alimentação com características ácidas, contendo eletrólitos dissolvidos;</p><p>- Depósitos minerais, resultando um eletrólito e dando início a pontos de corrosão por aeração</p><p>diferencial;</p><p>- Passagem da corrente elétrica no circuito formado.</p><p>57</p><p>c) Corrosão sob tensão</p><p>Conforme o mesmo autor, a corrosão sob tensão, também conhecida como corrosão tipo "stress",</p><p>ocorre quando for criada uma tensão no metal e este for exposto à água que contém eletrólitos dissolvidos.</p><p>Neste tipo de corrosão as áreas sob tensão se tornam áreas anódicas e são corroídas.</p><p>Para Sarev & Martinelli (1998), pode ser devida às falhas no projeto da caldeira e de um tratamento</p><p>térmico inadequado das chapas e tubos metálicos; por exemplo, pontas de tubos de caldeira, nas quais</p><p>nenhum cuidado relativo à expansão ou contração dos mesmos tenha sido tomado, se tornam áreas sob</p><p>“stress” e se corroem anodicamente. Outras áreas suscetíveis à corrosão são regiões de alta transferência</p><p>de calor em zonas de combustão, tubos soldados, mal laminados e com fendas, extremidade de tubos</p><p>repuxados, tubos incrustados, etc.</p><p>Segundo MASCIA (1989), os principais elementos causadores de processos de corrosão em</p><p>caldeiras podem ser identificados como sais e gases dissolvidos, ácidos minerais, material em suspensão e</p><p>microorganismos.</p><p>d) Corrosão por metais dissimilares</p><p>Conforme Sarev & Martinelli (1998), ocorre como uma corrosão localizada, devido á diferença de</p><p>potencial existente entre dois metais diferentes em contato direto numa água contendo sais dissolvidos</p><p>(eletrólitos), sendo que o metal menos nobre se comporta como um anodo e se corrói. A severidade de tal</p><p>corrosão pode ser minimizada pelo uso de metais dissimilares de potenciais de eletrodo próximos e pela</p><p>separação física destes metais pelo uso de um isolador. Tal fenômeno ocorre mais comumente na seção</p><p>pós-caldeira de geradores de vapor, operando nas mais variadas pressões.</p><p>e) Corrosão galvânica</p><p>Segundo MASCIA (1989), este tipo de corrosão pode ser encontrado em locais onde se utilizam</p><p>metais dissimilares. O uso de metais diferentes em contato expostos a água na presença de um eletrólito</p><p>gera um processo corrosivo onde o metal menos nobre toma-se um ânodo, corroendo-se. Ocorre, portanto</p><p>uma redução na espessura da chapa metálica. A corrosão galvânica pode ser observada em caldeiras</p><p>quando se usam tubos de ferro novos em contato com tubos de ferro antigos.</p><p>f) Corrosão devida a ácidos minerais</p><p>Conforme o mesmo autor, muitas águas superficiais utilizadas para gerar vapor em caldeiras</p><p>apresentam na sua composição química ácidos</p><p>como o clorídrico, sulfúrico, nítrico, acético, entre outros.</p><p>Estes ácidos normalmente provêm da poluição hídrica industrial. O ataque ácido causará uma corrosão</p><p>localizada nas caldeiras, geralmente observada na forma de pites ou alvéolos. Este processo de corrosão</p><p>ocorrerá em maior velocidade se juntamente com os ácidos forem encontrados sais minerais.</p><p>g) Corrosão devida a sais dissolvidos</p><p>Os sais que provocam maior corrosão em caldeiras são os de caráter ácido, sulfatos, sais</p><p>hidrolisáveis, sais oxidantes e bicarbonatos. Na corrosão por cloretos de caráter ácido, os mais importantes</p><p>58</p><p>são: cloreto de magnésio (MgCl2) e o cloreto de cálcio (CaCl2), porque estes reagem com a água formando</p><p>ácido clorídrico (HCl). O cloreto ferroso (FeCl2) rompe a magnetita, debilitando sua resistência e permitindo</p><p>a difusão de íons através de sua película enfraquecida. Neste ponto, devido à formação de ácido clorídrico</p><p>o pH estaria em tomo de 4,0 a 4,5, sendo prováveis as seguintes reações:</p><p>MgCl2 +2H2O Mg (OH)2 + 2HCl</p><p>O hidróxido de magnésio precipita, ficando parte em solução, havendo o ataque do ácido clorídrico</p><p>ao metal:</p><p>Fe + 2HCl  FeCI2+H2</p><p>Como parte do hidróxido de magnésio ficou em solução, havendo uma reação com o cloreto</p><p>ferroso:</p><p>FeCl2 + Mg (OH)2  Fe (OH)2 + MgCl2</p><p>O cloreto de magnésio irá produzir novamente ácido clorídrico conforme a primeira reação</p><p>apresentada, sendo que a corrosão prossegue indefinidamente, porém a quantidade de ácido clorídrico</p><p>formada é cada vez menor, visto que o hidróxido de magnésio precipita e somente parte permanece em</p><p>solução. Na segunda reação apresentada há liberação de hidrogênio e o metal da caldeira poderá sofrer</p><p>uma fragilização pelo hidrogênio. O mesmo fenômeno que ocorre com o cloreto de magnésio também é</p><p>verificado com o cloreto de cálcio. O cloreto de sódio apresenta uma corrosão menor que a dos cloretos de</p><p>cálcio e magnésio. Sendo o cloreto de sódio um eletrólito forte, aumentará a condutividade da água da</p><p>caldeira, favorecendo o mecanismo eletroquímico da corrosão.</p><p>h) Corrosão devida ao oxigênio dissolvido</p><p>O oxigênio dissolvido tem um papel importantíssimo no mecanismo da corrosão, podendo acelerá-</p><p>la ou retardá-la. Porém, para um melhor estudo sobre o oxigênio, devemos verificar a teoria eletrolítica da</p><p>corrosão. A água quando se ioniza forma íon hidrogênio H+ (na realidade íon ozônio H3O) e íon hidroxila OH-</p><p>H2O H+ + OH-</p><p>O ferro em contato com a água se dissolve em íon ferroso (Fe+2) e o íon hidrogênio perde a sua</p><p>carga fazendo que ocorra uma deposição sobre a superfície de ferro. O ferro ao dissolver-se forma uma</p><p>pilha de oxigenação diferencial.</p><p>2Fe 2Fe2+ + 4e-</p><p>O íon ferroso com a carga positiva é atraído pelo íon hidroxila, o qual está carregado</p><p>negativamente, formando o hidróxido ferroso.</p><p>2Fe2+ + 4OH-  2Fe (OH)2</p><p>Este hidróxido, que tem baixa solubilidade deposita-se sobre as partes metálicas da caldeira como</p><p>uma película. O hidrogênio formado na dissociação da água pode polarizar o sistema, diminuindo o</p><p>processo de corrosão. Porém em presença de oxigênio dissolvido, o qual exerce uma ação despolarizante,</p><p>59</p><p>as reações tendem a limpar a área catódica de hidrogênio, permitindo desta forma a continuação da ação</p><p>corrosiva.</p><p>2H + 1/</p><p>2O2  H2O</p><p>Neste processo ocorrem as seguintes reações:</p><p>(ânodo) 2Fe 2Fe2+</p><p>4OH +2Fe2+ 2Fe (OH)2</p><p>(cátodo) 4H+ + 4e  4H</p><p>4H + O2  2H2O</p><p>Neste caso ocorre a existência de áreas mais e menos aeradas. Assim a área menos aerada em</p><p>presença de oxigênio apresentaria corrosão e normalmente sob a forma de pites, porque os elétrons da</p><p>área menos aerada passam para a área mais aerada, devido a diferença de potencial existente. Outro caso</p><p>em que o oxigênio é responsável por corrosão seria a destruição de óxido preto de ferro (magnetita)</p><p>mediante a seguinte reação:</p><p>2Fe3O4 + 1/2O2  3Fe2O3</p><p>Ainda, como a terceira maneira do oxigênio ser responsável por corrosão pode-se mencionar o</p><p>ataque ao metal base:</p><p>4Fe + 2H2O +3O2  2Fe2O3 . H2O</p><p>O composto formado se desprende das partes metálicas da caldeira por ser uma película porosa,</p><p>não aderente, ficando o metal exposto a um novo ataque corrosivo.</p><p>i) Corrosão devida ao gás carbônico</p><p>O gás carbônico dissolvido na água também tem fator importante em um processo de corrosão.</p><p>Este normalmente provoca corrosão por pontos, tanto em caldeiras, quando o pH da água está baixo,</p><p>como nas seções pré e pós-caldeira, principalmente na linha de vapor e condensado. A formação de CO2 é</p><p>devida à decomposição dos carbonatos na água da caldeira e a ação do calor que decompõe os</p><p>bicarbonatos existentes nas águas naturais, precipitando os carbonatos.</p><p>Na água que contém gás carbônico ocorre o seguinte processo de corrosão:</p><p>CO2 + H2O H2CO3</p><p>H2CO3 2H+ + CO3</p><p>2-</p><p>Fe  Fe2+ + 2e</p><p>Os dois íons hidrogênio formados devido ao dióxido de carbono presente na água, atrairão os dois</p><p>elétrons da reação ocorrida com o ferro, fazendo com que o íon ferroso entre em solução até atingir um</p><p>novo equilíbrio. Logo, quanto maior for à introdução de CO2, maior será a dissolução do ferro.</p><p>j) Corrosão intergranular</p><p>A corrosão intergranular ou intercristalina ocorre no contorno do grão, sendo um processo</p><p>corrosivo extremamente perigoso porque na maioria das vezes só é detectado por micrografia.</p><p>60</p><p>k) Corrosão seletiva</p><p>Este processo de corrosão ocorre quando algum(s) do(s) componente(s) da liga metálica é corroído</p><p>preferencialmente.</p><p>l) Corrosão por fadiga</p><p>A corrosão por fadiga ocorre quando o material sofre ruptura sob a ação de tensão, calor e</p><p>processo corrosivo. Normalmente é encontrado nos domos e tubos principais de vapor, apresentando</p><p>fissuras difíceis de serem verificadas por estarem cobertas por produtos de corrosão e associadas a pites.</p><p>m) Corrosão por esfoliação</p><p>É a corrosão que ocorre com os materiais laminados, em particular o alumínio, que se manifesta</p><p>pela separação das camadas.</p><p>n) Corrosão por álcalis</p><p>O processo de corrosão por álcalis pode ser observado quando o mesmo encontra-se abaixo de</p><p>incrustações em zonas de alta transferência de calor.</p><p>o) Corrosão por sulfatos</p><p>O sulfato de magnésio (MgSO4) em presença de cloreto de sódio ocasiona a seguinte reação</p><p>química em uma água de caldeira:</p><p>NaCl + MgSO4  MgCl2 + Na2SO4</p><p>O cloreto de magnésio passa a ser um agente corrosivo, conforme já foi verificado anteriormente.</p><p>O sulfato também provoca corrosão microbiológica devido a bactérias redutoras de sulfato promover</p><p>despolarização catódica, o que acelera o processo corrosivo. Como exemplo pode-se citar a bactéria</p><p>desulfovibrio desulfüricans.</p><p>p) Corrosão devida ao gás sulfídrico</p><p>O gás sulfídrico presente na água é originário de meios químicos (poluição) e biológicos. O processo</p><p>corrosivo pode ser verificado conforme a seguinte reação:</p><p>Fe + H2S  FeS + H2</p><p>Na presença de oxigênio o gás sulfídrico pode ser oxidado a ácido sulfúrico, dentro de certas</p><p>condições de pH e temperatura, o que atacará violentamente o ferro.</p><p>q) Corrosão por dióxido e trióxido de enxofre</p><p>A existência de dióxido e trióxido de enxofre dissolvidos na água da caldeira em pH baixo, formarão</p><p>ácido sulfuroso e sulfúrico respectivamente. As reações que ocorrem no ataque ao ferro são:</p><p>2Fe + 2H2SO3  FeS + FeSO4 + H2O</p><p>Fe + H2SO4  FeSO4 + H2</p><p>2Fe + 3H2SO4 + 3/2O2  Fe2 (SO4)3 + H2O</p><p>61</p><p>r) Corrosão pela amônia</p><p>A amônia não ataca o ferro, porém as ligas de cobre e zinco são atacadas, formando complexos</p><p>solúveis.</p><p>Cu + 4NH3  Cu (NH3)4</p><p>+2</p><p>Quando há oxigênio no meio ocorre despolarização do metal:</p><p>Cu + 1/2O2 + 4NH3 + H2O  Cu (NH3)4 (OH)2</p><p>Na presença de zinco ocorre a seguinte reação:</p><p>Zn + 4NH3  Zn (NH3)4</p><p>+2 + 2e</p><p>s) Corrosão por cloro</p><p>Os compostos à base de cloro são muito utilizados para a desinfecção em águas, sendo estas</p><p>usadas para alimentar caldeiras. O cloro livre presente na água provoca uma corrosão rápida em forma de</p><p>pites e/ou alvéolos.</p><p>t) Fragilidade cáustica</p><p>Ocorre quando a soda cáustica fica depositada sobre a parte metálica destruindo o óxido preto</p><p>de ferro (magnetita) e conseqüentemente a superfície do metal. Normalmente a fragilidade cáustica</p><p>é observada em chapas rebitadas, juntas, uniões ou inserções.</p><p>u) Fragilização pelo hidrogênio</p><p>Quando ocorrer um aquecimento excessivo na chapa metálica da caldeira, fará com que a ebulição</p><p>da água ocorra sob forma de película. Neste ponto o vapor da água se dissocia, fazendo com que o ferro se</p><p>combine com o oxigênio, liberando hidrogênio atômico. O processo de liberação é contínuo, mediante</p><p>progressiva combinação do ferro com oxigênio, desgastando as partes metálicas. O hidrogênio nascente</p><p>que se forma penetra nos espaços intercristalinos de aço, reagindo com os óxidos, nitretos, carbetos,</p><p>formando produtos gasosos dentro do metal, originando pressões internas e fraturando o metal nos</p><p>espaços intercristalinos.</p><p>Fe3C + 4H  CH4 + 3Fe</p><p>Também pode ocorrer quando se tem óxido de cobre e ferro que se depositam sobre o óxido preto</p><p>de ferro, de função protetora, em locais de excessivo aquecimento, rompendo o filme protetor:</p><p>Cu2O + 2Fe3O4  2Cu + 3Fe2O3</p><p>CuO + 2Fe3O4  Cu + 3Fe2O3</p><p>2FeO + Fe3O4  Fe + 2Fe2O3</p><p>O óxido vermelho de ferro não protege o ferro e o vapor entra em contato com este, produzindo</p><p>hidrogênio atômico e penetra nos espaços intercristalinos, conforme vimos anteriormente. A fragilização</p><p>pelo hidrogênio é observada por fotomicrográfica, onde se nota na análise a descarbonetação.</p><p>62</p><p>1.6.1.1 Prevenção de Corrosão</p><p>De acordo com o autor mencionado anteriormente, um processo de corrosão em caldeiras pode</p><p>ser de diversas formas, como foi observado anteriormente. Porém nota-se que as principais causas de</p><p>corrosão em sistemas geradores de vapor são devidas ao oxigênio e ao gás carbônico, quando estes se</p><p>encontram dissolvidos na água da caldeira. Além da presença desses gases dissolvidos, se o pH da água</p><p>estiver abaixo de 10 o processo corrosivo pode ser facilitado.</p><p>Quanto menor for o valor do pH da água, maior será a concentração de íons hidrogênio, e</p><p>conseqüentemente maior será a possibilidade da corrosão aparecer sobre a tubulação. Com o uso de álcalis</p><p>pode-se controlar o pH da água das seções pré-caldeira, caldeira e pós-caldeira, evitando assim a corrosão.</p><p>Dependendo da pressão de trabalho da caldeira escolhe-se o tipo de alcalinizante a ser usado no</p><p>tratamento químico.</p><p>Para a eliminação do gás carbônico na rede de vapor usam-se compostos voláteis que controlarão a</p><p>corrosão. Tal função é exercida pela amônia e pelas aminas, sendo que as mais empregadas são a</p><p>cicloexilamina e a morfolina. A amônia só é efetiva como neutralizante do gás carbônico em baixas</p><p>dosagens, pois altas dosagens num meio principalmente aerado atacam o cobre e suas ligas, como já foi</p><p>visto. A morfolina possui um melhor fator de distribuição, enquanto que a cicloexilamina volatiliza dentro</p><p>da caldeira junto com o vapor, neutralizando o CO2 do condensado presente na rede.</p><p>C6H11NH2 + CO2 +H2O C6H11NH3HCO3</p><p>A reação de neutralização do CO2 pela morfolina é dada por:</p><p>C4H9NO + CO2 + H2O C4H10NOHCO3</p><p>Quando se usa aminas para o tratamento da seção pós-caldeira, deve-se cuidar para que o vapor</p><p>gerado não contate diretamente com produtos alimentícios.</p><p>Aminas, como por exemplo, a octadecilamina, é usada como inibidores de corrosão, pois formam</p><p>filmes resistentes que repelem a água não deixando que ocorra o contato com o metal, e assim não</p><p>causando o processo corrosivo. A formação do filme inibidor pela octadecilamina se dá por adsorção e a</p><p>solubilidade da C18H37NH2 em água a 20°C é de l mg/l.</p><p>Conforme Sarev & Martinelli (1998), estes inibidores formam uma película aderente e resistente a</p><p>água na superfície metálica, de maneira a evitar o contato direto entre o metal e os agentes corrosivos,</p><p>controlando, portanto, a corrosão por vapor e condensado.</p><p>Segundo MASCIA (1989), no combate aos gases dissolvidos pode-se mencionar o uso de</p><p>desaeradores, equipamentos auxiliares ao tratamento químico, que reduzem o teor destes gases na água</p><p>de alimentação.</p><p>A remoção química do oxigênio dissolvido é dada pelo uso do sulfito de sódio ou da hidrazina. A</p><p>velocidade de reação das substâncias com o oxigênio a baixa temperatura pode ser catalisada através do</p><p>uso de sais de cobalto ou compostos orgânicos.</p><p>63</p><p> Tratamento com Sulfito de Sódio</p><p>Para o mesmo autor, a reação ocorrida entre o oxigênio e o sulfito de sódio é a seguinte:</p><p>Na2SO3 + 1/2O2 Na2SO4</p><p>Ocorre a formação de sulfato de sódio, que é um composto solúvel. Em temperaturas superiores a</p><p>95°C a reação acontece em alta velocidade.</p><p>Em caldeiras que operam acima de 40 kgf/cm2, a altas temperaturas, pode ocorrer a decomposição</p><p>do oxigênio em dióxido de enxofre e ácido sulfúrico, os quais são extremamente corrosivos.</p><p>Na2SO3 + H2O 2NaOH + SO2</p><p>4Na2SO3 + 2H2O 3Na2SO4 + 2NaOH + H2S</p><p>Quando há produção de SO2, este se dissolve no condensado formando ácido sulfuroso, que abaixa</p><p>o pH, tomando o meio corrosivo para o metal.</p><p>SO2 + H2O H2SO3</p><p>Nota-se que a utilização de sulfito de sódio na água da caldeira como captador de oxigênio deve ser</p><p>bem equilibrada, pois aumenta o ter de sólidos na água, e que em caldeiras que operam a uma pressão</p><p>superior a 40 kgfcm2 o seu uso é desaconselhável.</p><p> Tratamento com Hidrazina</p><p>Segundo Sarev & Martinelli (1998), a reação da hidrazina com o oxigênio é dada por:</p><p>N2H4 + O2 2H2O + N2</p><p>Sabe-se que a reação acima ocorre instantaneamente em temperaturas acima de 150°C, não</p><p>exigindo o emprego de catalisadores e observa-se que existe aumento de sólidos na água da caldeira. Na</p><p>seção pré-caldeira requer o uso de um catalisador para acelerar a reação de seqüestro de oxigênio,</p><p>principalmente a temperaturas abaixo de 80°C.</p><p>De acordo com MASCIA (1989), A hidrazina possui um poder redutor, transforma o Fe2O3 em Fe3O4</p><p>(óxido preto de ferro) que age como protetor. O fenômeno pode ser observado também para o cobre onde</p><p>o CuO transforma-se em Cu2O. As reações envolvidas são:</p><p>6Fe2O3 + N2H4 N2 + 2H2O + 2Cu2</p><p>Em temperaturas acima de 200°C a hidrazina pode se decompor em amônia:</p><p>3N2H4 4NH3 + N2</p><p>Na caldeira deve-se manter praticamente nulo o teor de hidrazina e esta deve ser controlada na</p><p>água de alimentação.</p><p>1.6.2 Depósitos ou Incrustações</p><p>Para Dantas (1988), os depósitos ou incrustações são deposições ou precipitações sólidas, de</p><p>naturezas alcalinas, responsáveis por inúmeros problemas que ocorrem nas superfícies internas das</p><p>caldeiras. A formação de crostas aderentes ou não na superfície de aquecimento de caldeiras atua como</p><p>um isolante térmico de baixa condutividade reduzindo a taxa de transferência de calor da chama,</p><p>64</p><p>aumentando o consumo de combustível, elevando a temperatura da superfície dos metais por</p><p>superaquecimento e eventuais</p><p>rupturas da estrutura. Quanto maior a temperatura de operação de uma</p><p>caldeira, menor tolerância aos depósitos ela oferece.</p><p>Segundo Sarev & Martinelli (1998), entre as incrustações nos tubos de caldeiras provenientes de</p><p>sais minerais dissolvidos encontrados na água de alimentação, pode-se citar: carbonato de cálcio, sulfato</p><p>de cálcio, silicatos de cálcio e magnésio, silicatos complexos contendo ferro, alumina, cálcio e sódio, borras</p><p>de fosfates de cálcio ou magnésio e óxidos de ferro não protetores. A concentração crescente destes sais</p><p>na água da caldeira devido à evaporação continua da água, faz com que estes compostos solúveis atinjam</p><p>seu limite de solubilidade numa dada temperatura, precipitando-os. Isto acarretará a rigor, a formação de</p><p>incrustações e lamas.</p><p>As incrustações são duras e aderentes, formam-se pelo crescimento cristalino dos sais cuja</p><p>solubilidade é inversamente proporcional à temperatura. As lamas são mais moles e menos aderentes,</p><p>provenientes de sais cujo limite de solubilidade é ultrapassado na temperatura em que se encontram.</p><p>Conforme MASCIA (1989), normalmente com a elevação da temperatura ocorre uma maior</p><p>dissolução das substâncias sólidas na água. Porém existem substâncias que apresentam difícil dissolução e</p><p>as que com um aumento da temperatura tomam-se cada vez menos solúvel, como é o caso do CaSO4</p><p>(sulfato de cálcio). Outras substâncias como o CaCO3 (carbonato de cálcio), mesmo aumentando a</p><p>temperatura conservam a sua solubilidade quase que inalterada.</p><p>Na parte interna da caldeira, estes compostos, sofrem reações químicas, tornando-se insolúveis à</p><p>medida que há uma concentração da água. Isto ocorre principalmente em caldeiras aquatubulares, nos</p><p>tubos de vaporização, onde a carga de calor na superfície de aquecimento é grande e a película de água da</p><p>superfície apresenta maior temperatura e concentração que a água existente na parte interna do tubo.</p><p>Assim, estes sólidos e substâncias cuja solubilidade diminui com o aumento de temperatura aderem à</p><p>superfície de aquecimento formando as crostas.</p><p>As crostas formadas na superfície de aquecimento constituem um obstáculo à passagem de calor</p><p>da chama para a água no tubo da caldeira. Além de influenciar na condutividade térmica estes depósitos</p><p>provocam um superaquecimento da chapa metálica, e à medida que a temperatura aumenta a sua</p><p>resistência à tração de escoamento diminui podendo provocar dilatações e até mesmo rupturas dos tubos</p><p>em conseqüência da alta pressão.</p><p>As principais causas da existência de depósitos em caldeiras são: excesso de impurezas presentes</p><p>na água de alimentação, processo de corrosão que forma subprodutos depositantes, condensado ou vapor</p><p>contaminado e tratamento químico aplicado inadequadamente.</p><p>1.6.2.1 Prevenção de Depósitos</p><p>Segundo Sarev & Martinelli (1998), existem inúmeras maneiras de se evitar a formação de</p><p>depósitos (incrustações) num sistema gerador de vapor, proporcionando uma operação de bom</p><p>65</p><p>rendimento do equipamento, diminuindo-se acentuadamente os gastos na manutenção do sistema e</p><p>economizando-se sensivelmente o combustível, de suma importância nos dias atuais.</p><p>As descargas eliminam periodicamente uma parcela da água concentrada no gerador de vapor,</p><p>visando manter o nível máximo de sólidos dissolvidos e em suspensão no sistema. Os principais tipos de</p><p>descargas são:</p><p>a) Descargas de nível</p><p>Visam limitar o teor admissível de sólidos dissolvidos na água do gerador de vapor. Controla os</p><p>ciclos de concentração (sólidos em suspensão, sólidos totais dissolvidos, alcalinidade e sílica). Um controle</p><p>automático das descargas de nível apresenta as seguintes vantagens:</p><p>- Aumenta a economia na operação do sistema;</p><p>- Evita arraste devido ao alto teor de sólidos;</p><p>- Evita desperdício de água, de combustível e de produtos destinados ao tratamento.</p><p>b) Descargas de fundo</p><p>Removem a lama e parte dos sólidos dissolvidos. Tais descargas são manuais e sua importância</p><p>aumenta quando a concentração de lama na água da caldeira é alta. As descargas de longa duração (15 a</p><p>60 segundos) eliminam mais água concentrada e sais dissolvidos e pouca lama. As descargas de curta</p><p>duração (5 a 15 segundos) eliminam menor quantidade de água concentrada e grande quantidade de lama</p><p>formada, por isso são mais eficientes que as de longa duração.</p><p>Descargas não controladas criam problemas de superconcentração dos sais dissolvidos na água da</p><p>caldeira, acúmulo excessivo e perigoso de lama, etc. A concentração excessiva de sais na água da caldeira</p><p>resulta em fenômenos de espumação, elevação do ponto de ebulição, etc., que danificam as linhas de</p><p>vapor, purgadores, paletas das turbinas e outros, bem como eleva o consumo do combustível.</p><p>A escolha adequada de um programa de tratamento permite controlar da melhor maneira possível</p><p>à formação de depósitos.</p><p> Tratamento Convencional</p><p>De acordo com MASCIA (1989), o tratamento convencional para abrandamento da dureza consiste</p><p>basicamente no uso de fosfatos, álcalis, colóides e dispersantes.</p><p>A função dos fosfatos na água da caldeira é de evitar incrustações devidas ao cálcio e ao magnésio,</p><p>sendo que o composto mais utilizado para realizar esta precipitação é o fosfato trissódico. Podem ser</p><p>usados ainda o fosfato dissódico, monossódico, metafosfato de sódio, ácido fosfórico e polifosfatos.</p><p>Deve-se manter ajustada a alcalinidade da água através da soda cáustica, para amolecer a borra e</p><p>os depósitos existentes no interior da caldeira. Além disto, sabe-se em certas caldeiras que operam abaixo</p><p>de 57 kgf/cm2, certa concentração de alcalinidade protege o aço, pois a reação entre o vapor e o aço é</p><p>controlada pelo pH do meio. Uma das reações formadas segundo o tratamento convencional é:</p><p>2Na3PCO4 + 3CaCO3 Ca3(PO4)2 + 3Na2CO3</p><p>66</p><p>A provável fórmula molecular do precipitado de cálcio é 3Ca3(PO4)2Ca(OH)2, que é denominada</p><p>hidroxiapatita de cálcio. A hidroxiapatita de cálcio é um lodo mole, não aderente, que é removido pela</p><p>purga da caldeira.</p><p>Caso a água de alimentação da caldeira possua um teor baixo de sílica, os fosfatos reagirão com o</p><p>magnésio formando o composto Mg(PO4)2Mg(OH)2 que é mais aderente que o 3MgO . 2SiO2H2O, conhecido</p><p>por serpentina. Para a formação de serpentina usam-se silicatos de sódio nas águas, mas estes devem ser</p><p>adequadamente calculados para que não ultrapassem o valor máximo estipulado.</p><p>MgCl2 + SiO2 + 2NaOH MgSiO3+ 2NaCl + H2O</p><p>O tratamento convencional é muitas vezes coadjuvado por agentes dispersantes, que são</p><p>polímeros de origem natural ou sintética, como por exemplo: o tanino, o amido, a carboximetilcelulose,</p><p>poliacrilatos, entre outros. Quando isto ocorre temos um tratamento chamado Conjugado.</p><p>Os agentes dispersantes quando usados em água de caldeira têm a função de dispersar a borra</p><p>(Iodo) formada devido a precipitação dos sais de cálcio e magnésio, a qual dispersa tem menor tendência a</p><p>aderir as partes metálicas da caldeira. Esta borra é retirada da caldeira por meio de descargas de fundo.</p><p> Tratamento com Quelatos</p><p>Segundo o mesmo autor, o tratamento à base de quelatos difere do tratamento convencional para</p><p>prevenção de incrustações nos tubos da caldeira. Este tipo de tratamento visa complexar os íons cálcio e</p><p>magnésio e não precipitar como no tratamento convencional, formando compostos solúveis e impassíveis</p><p>de sofrer incrustações nas condições de operação.</p><p>Os compostos pertencentes ao grupo dos quelatos utilizados em tratamento de água de caldeira</p><p>são o etileno diamino tetracetato de sódio (Na4EDTA) e o sal sódico de nitrilo acidotriacético (Na4NTA). O</p><p>agente quelante NTA é mais estável que o EDTA em altas temperaturas, tornando o seu controle mais</p><p>facilitado.</p><p>A formação dos complexos neste tratamento é devida a um tipo especial de ligação química, onde</p><p>o íon metálico é preso dentro da estrutura do complexo</p><p>Na4EDTA. O agente quelante atua como um</p><p>sequestrante, captando o íon metálico que é dito seqüestrado.</p><p>O tratamento químico baseado nos quelatos emprega os seguintes produtos: EDTA ou NTA,</p><p>fosfatos, soda cáustica, sulfito de sódio e antiespumantes. Os compostos solúveis formados pêlos quelantes</p><p>perdem suas atividades químicas e podem ser facilmente eliminados pelas descargas de fundo. Como os</p><p>quelatos produzem complexos solúveis, a quantidade de depósitos na caldeira é pequena, isto faz com que</p><p>se dispense o uso de dispersantes.</p><p>Quando utilizados os quelatos devem ser alimentados em águas livres de oxigênio, pois se sabe que</p><p>l ppm de oxigênio dissolvido inativa de 50 a 100 ppm de quelatos, tornando o tratamento químico inviável.</p><p>O residual de quelato na água de alimentação deve ficar em torno de 5 a 15 ppm, sendo que para o</p><p>tratamento ser eficiente esta água deve apresentar uma dureza total de no máximo 5 ppm.</p><p>67</p><p>No tratamento químico à base de quelatos deve ser cuidadosamente observada a concentração do</p><p>mesmo na água da caldeira, porque quando em excesso os quelantes podem causar corrosão no metal</p><p>formando um complexo com o óxido de ferro (magnetita), dissolvendo-o.</p><p>Os quelatos se usados de maneira adequada mostram-se efetivos na manutenção de equipamentos</p><p>e na remoção de depósitos já existentes no interior da caldeira.</p><p> Tratamento com Polímeros</p><p>Conforme o autor anterior, o tratamento à base de polímeros foi proposto recentemente para</p><p>tratar águas de caldeiras de baixa e média pressão. Os polímeros são usados como inibidores de</p><p>incrustação e dispersantes, possuem uma atuação diferenciada dos quelatos, pois não seqüestram os íons</p><p>cálcio e magnésio presentes na água.</p><p>Para evitar incrustação os polímeros devem reagir com a matéria incrustante, penetrando nos seus</p><p>espaços intercristalinos formando uma estrutura distorcida e de forma irregular. A tensão criada pelas</p><p>distorções na estrutura do cristal evita que ocorram fixações, aderência, na superfície dos tubos da</p><p>caldeira.</p><p>O uso de polímeros no tratamento de água deve ser bem controlado e deve atender características</p><p>bem determinadas quanto a sua solubilidade em água, propriedades eletrolíticas, peso molecular e grupo</p><p>funcional. Cada polímero deve ser estudado a fim de que realize uma função específica dentro do</p><p>tratamento químico.</p><p>Numa ação dispersante o polímero deve aglomerar partículas que estão em suspensão na água da</p><p>caldeira, dando-lhes certa carga elétrica. Quando as partículas presentes na água possuem carga elétrica de</p><p>mesma natureza ocorre o fenômeno da dispersão.</p><p>Para a função de dispersante geralmente usa-se um polímero de baixo peso molecular e para o</p><p>controle de agentes incrustantes usam-se polímeros com elevado número de carboxilas. Polímeros</p><p>sintéticos como os poliacrilatos e os copolímeros do ácido maleico-estireno são usados para evitar</p><p>incrustações.</p><p>Como vimos cada polímero exerce uma função específica no tratamento de água para caldeiras,</p><p>portanto não existe um composto que sirva ao mesmo tempo como dispersante e como inibidor de</p><p>incrustação. Por exemplo, um acrilato que é indicado para evitar incrustação não pode ser usado como</p><p>agente dispersante. Fica evidenciado que para termos um tratamento adequado à base de polímeros</p><p>devemos usar dois ou mais tipos de compostos.</p><p>A concentração de um polímero na água de alimentação da caldeira deve ficar entre 2 a 15 ppm. O</p><p>valor de pH deve ser ajustado na faixa de 10 a 12, com o uso de NaOH, e ainda deve utilizar sulfito de sódio</p><p>ou hidrazina como auxiliar no tratamento.</p><p>Caldeiras de até 57 kgf/cm2 que possuam boa qualidade de água para alimentação permitem o uso</p><p>de um tratamento com polímeros, já em caldeiras que operam acima de 100 kgf/cm2, os polímeros se</p><p>68</p><p>decompõem deixando certa quantidade de carbono na água da caldeira, o que pode acarretar danos ao</p><p>equipamento.</p><p> Tratamento Conjugado</p><p>Para o autor mencionado anteriormente, o tratamento químico é dito conjugado quando se usa um</p><p>quelato ou fosfato junto com polímeros na água da caldeira.</p><p>Como o próprio nome indica, esses agentes têm a função de dispersar os flocos formados na</p><p>caldeira e causados pelas precipitações de Ca e Mg. Os flocos finamente divididos em suspensão na água</p><p>podem ser eliminados por descarga de água da caldeira com maior efetividade que quando se apresentam</p><p>em partículas maiores, e têm uma tendência menor de formar incrustações sobre os tubos da caldeira.</p><p>Caldeiras de baixa e média pressão, após a adoção do uso dos polímeros dispersantes tem reduzido</p><p>consideravelmente o consumo de combustível devido a seu estado de limpeza.</p><p>Inspeções visuais periódicas na caldeira ajudam na comprovação da efetividade do uso de</p><p>polímeros dispersantes.</p><p>De acordo com SULFANIL (2004), o tratamento com polímeros dispersantes tem melhorado em</p><p>muita a eficiência da caldeira e evitado um número grande de paradas de sistemas de geração de vapor</p><p>para limpeza de caldeiras.</p><p>Segundo MASCIA (1989), a concentração e o tipo de composto químico a ser usado dependerão do</p><p>problema verificado na caldeira, pois o tratamento conjugado geralmente é utilizado quando o método</p><p>anterior não demonstrou eficiência.</p><p>As borras anteriormente formadas bem como os depósitos encontrados devem sofrer um estudo</p><p>minucioso para que se possa encontrar um quelato ou fosfato adequado a auxiliar o polímero na solução</p><p>do problema observado no gerador de vapor.</p><p>1.6.3 Arraste e Espumação</p><p>Para o mesmo autor, o arraste e a espumação consistem nas principais causas de contaminação do</p><p>vapor produzido numa caldeira.</p><p>Podemos definir arraste como um fenômeno onde as partículas de água da caldeira são carregadas</p><p>para o vapor gerado, o que é extremamente indesejável. Tal fenômeno ocorre em caldeiras que operam</p><p>nas mais diversas pressões, influindo diretamente na pureza do vapor.</p><p>Conforme SAREV & MARTINELLI (1998), as causas do arraste podem ser mecânicas ou químicas. As</p><p>mecânicas são devidas a flutuações repentinas e excessivas de cargas e operação em níveis superiores ao</p><p>projetado, excesso de produção de vapor, nível de água elevado, entre outras. As químicas são devidas à</p><p>presença excessiva de sólidos dissolvidos ou em suspensão, sílica ou alcalinidade e também a presença de</p><p>contaminações oleosas.</p><p>De acordo com MASCIA (1989), espumação é a contaminação que se verifica devido à influência</p><p>exercida pela concentração de produtos químicos na tensão superficial na película de água, que envolve as</p><p>69</p><p>bolhas de vapor em geração. A formação de espuma deve-se ao excesso de sólidos totais dissolvidos,</p><p>alcalinidade total elevada, óleos e graxas, excesso de sólidos em suspensão, detergentes e matéria</p><p>orgânica.</p><p>Segundo DANTAS (1988), as principais conseqüências do arraste e da espumação são danos nas</p><p>turbinas e outros equipamentos, formação de depósitos nos separadores, válvulas de redução, aparelho</p><p>separador de vapor, na seção pós-caldeira e perda de produção.</p><p>1.6.3.1 Prevenção do Arraste e da Espumação</p><p>Conforme MASCIA (1989), anteriormente foi visto que o arraste pode ser causado por razões</p><p>mecânicas ou químicas, acarretando uma série de danos. Ao tentar solucionar o problema deve-se</p><p>saber que o tratamento químico não corrige problemas de arraste mecânico, pois estes são devidos a</p><p>falhas no projeto do gerador de vapor.</p><p>O arraste devido a condições químicas pode ser minimizado com o uso de antiespumantes,</p><p>aliado as descargas regulares de lama, evitando a deposição da mesma nos tubos da caldeira e</p><p>assegurando, portanto, um funcionamento seguro e perfeito da unidade.</p><p>Para eliminar o arraste pode ser usado um mecanismo de separação vapor-água, e deve-se</p><p>manter o nível da água da caldeira controlado pelo visor e evitar o excesso de produção de vapor.</p><p>A Tabela 10 mostra as concentrações máximas de sólidos permitida no vapor e os possíveis</p><p>problemas causados.</p><p>Tabela 10 - Concentrações</p><p>Hidrogênio Deutério</p><p>A = Z + N A = Z + N</p><p>A = 1 + 0 A = 1 + 1</p><p>A = 1 u.m.a A = 2 u.m.a</p><p>6</p><p>Exemplo: 2H + ½ O2 H2O - Água Natural (leve)</p><p>2D + ½ O2 D2O - Água Deuterada (pesada)</p><p>1.3 PARÂMETROS DE QUALIDADE DAS ÁGUAS</p><p>Segundo SPERLING (1996), a qualidade da água pode ser representada através de diversos</p><p>parâmetros que traduzem as suas principais características físicas, químicas e biológicas. Os itens seguintes</p><p>descrevem, de forma sucinta os principais parâmetros, apresentando o conceito do mesmo, a sua origem</p><p>(natural ou antropogênica), a sua importância sanitária, a sua utilização e as interpretações dos resultados de</p><p>análises.</p><p>Os parâmetros abordados a seguir podem ser utilizados tanto para caracterizar águas de</p><p>abastecimentos, como também águas residuais, mananciais e corpos receptores.</p><p>A - Parâmetros físicos</p><p> Cor</p><p>A cor é devida á presença de substâncias dissolvidas na água. Classifica-se como cor verdadeira,</p><p>devido somente às substâncias dissolvidas, e cor aparente, aquela associada à cor e turbidez, ou seja,</p><p>determinada sem separação do material em suspensão.</p><p>Para PRODEMGE (1999), os principais constituintes responsáveis pela cor são os sólidos dissolvidos de</p><p>origem natural ou antropogênica, sendo considerados de origem natural, a decomposição da matéria</p><p>orgânica e a presença de ferro e manganês, e de origem antropogênica, resíduos industriais e esgoto</p><p>domésticos.</p><p>De acordo com DREW (1979), quase todas as águas de superfície apresentam cor, enquanto que as</p><p>subterrâneas geralmente são isentas. A presença de cor em água é indesejável na grande maioria das</p><p>aplicações industriais. Em fábricas de papel, por exemplo, a cor na água de processos irá tingir as fibras de</p><p>celulose. Em aplicações de água para a alimentação de caldeiras, a matéria orgânica, que produz a cor tende</p><p>a se carbonizar provocando incrustações nos tubos das mesmas.</p><p>Segundo Sperling (1996), a cor amarela amarronzada produzida por 1mg/l de platina em combinação</p><p>com 0,5 mg/l de cobalto metálico é considerada a unidade padrão de cor (uH - Unidade Hazen).</p><p>Com relação à interpretação dos resultados para tratamento e abastecimento de água, os valores de</p><p>cor da água bruta, inferiores a 5 uH, usualmente dispensam a coagulação química, valores acima 25 uH,</p><p>normalmente requerem o tratamento por coagulação química seguida por filtração e valores de 5 a 25 uH</p><p>exigem somente o tratamento por coagulação química não seguida por filtração.</p><p>7</p><p>Este parâmetro é freqüentemente utilizado na caracterização de águas de abastecimento, tanto</p><p>brutas quanto tratadas.</p><p> Turbidez</p><p>Para PRODEMGE (1999), a turbidez representa o grau de interferência da passagem de luz na água,</p><p>conferindo-lhe uma aparência turva.</p><p>De acordo com DREW (1979), turbidez é o termo aplicado à matéria suspensa de qualquer natureza,</p><p>presente em um corpo de água. É encontrada em quase todas as águas de superfície, em valores elevados, e</p><p>normalmente ausente em águas subterrâneas. Águas de lagos, açudes e represas são, geralmente,</p><p>possuidores de turbidez baixa, porém variável em função dos ventos que revolvem seus fundos. Águas de</p><p>rios e riachos apresentam alta turbidez. De uma forma geral, após uma precipitação de chuvas as águas de</p><p>superfície tendem a aumentar seus valores de turbidez.</p><p>Os principais constituintes responsáveis pela turbidez são os sólidos em suspensão, que podem</p><p>possuir origem natural ou antropogênica. São considerados de origem natural: partículas de rochas, argila,</p><p>algas e outros. Os de origem antropogênica são: despejos domésticos, industriais, erosões ou por intermédio</p><p>de microorganismos.</p><p>Para DEQ (2006), a unidade mais utilizada é a uT (Unidade de Turbidez) ou UNT e NTU em inglês, que</p><p>é a Unidade de Jackson ou Nefelométrica. A medição pode ser feita por meio de turbidímetros,</p><p>espectrofotômetros ou vela de Jackson (olhar pelo tubo e ver a vela em baixo).</p><p>Com relação à interpretação dos resultados, os termos de tratamentos e abastecimento público de</p><p>águas, com valores inferiores a 20 uT, sugerem que estas podem ir diretamente para o processo de filtração,</p><p>enquanto que águas com turbidez acima de 50 uT, requerem uma etapa antes da filtração, chamada de</p><p>coagulação química.</p><p>O parâmetro turbidez é utilizado com freqüência para caracterizar águas consideradas brutas ou</p><p>tratadas, com a finalidade de controle da operação das estações de tratamento de água.</p><p> Sabor e odor</p><p>De acordo com Sperling (1996) pode-se definir como sabor à interação entre o gosto (salgado, doce,</p><p>azedo e amargo), e o odor. O odor está basicamente relacionado com a sensação olfativa.</p><p>Os principais constituintes responsáveis pelo sabor e odor são os sólidos em suspensão, os sólidos</p><p>dissolvidos e os gases dissolvidos. O sabor e o odor podem possuir duas origens: natural e antropogênica. A</p><p>natural, por matéria orgânica em decomposição, microorganismo (ex. algas) ou por gases dissolvidos, como</p><p>por exemplo, ácido sulfídrico (H2S), enquanto que, a origem antropogênica é simplesmente relacionada com</p><p>despejos domésticos, industriais ou gases dissolvidos. Este parâmetro é utilizado com freqüência para</p><p>caracterizar águas de abastecimento (brutas e tratadas).</p><p>8</p><p> Temperatura</p><p>A temperatura possui duas origens quando relacionada com o parâmetro de caracterização de águas.</p><p>A primeira é a origem natural, que está relacionada à transferência de calor por radiação, condução e</p><p>convecção entre atmosfera e solo, enquanto a origem antropogênica está relacionada com águas de torres</p><p>de resfriamento e despejos industriais.</p><p>A importância da temperatura como parâmetro é que as elevações da temperatura aumentam a taxa</p><p>das reações químicas e biológicas e também a taxa de transferência de gases (o que pode gerar mau cheiro).</p><p>Além disso, o aumento da temperatura causa diminuição da solubilidade dos gases dissolvidos, como por</p><p>exemplo, o oxigênio, que é de extrema importância na sobrevivência da flora e fauna aquáticas.</p><p>O parâmetro temperatura é, freqüentemente, utilizado na caracterização de corpos de águas e na</p><p>caracterização de águas residuais brutas. Este parâmetro deve ser analisado em conjunto com outros</p><p>parâmetros, tais como oxigênio dissolvido.</p><p>Segundo Deberdt (2006), para medir a temperatura, podem ser utilizados termômetros simples de</p><p>mercúrio ou aparelhos mais sofisticados como o Termistor, que pode registrar diretamente a temperatura</p><p>das várias profundidades na coluna d’água, sendo que, estas medidas devem ser realizadas no próprio local</p><p>de coleta.</p><p>B-Parâmetros químicos</p><p> pH</p><p>O parâmetro pH (Potencial Hidrogeniônico), representa a concentração de íons hidrogênio (H+) em</p><p>escala anti-logarítima, dando uma indicação da condição da água. Para Medri (1997), o potencial de</p><p>hidrogenação (pH) é um parâmetro importante, pois condiciona as reações químicas do meio.</p><p>Os constituintes responsáveis pelo pH são sólidos e gases dissolvidos, de origem natural ou</p><p>antropogênica. Como exemplo de constituintes de origem natural pode-se citar a dissolução de rochas, a</p><p>absorção de gases da atmosfera, a oxidação da matéria orgânica ou a fotossíntese, enquanto que os de</p><p>origem antropogênica se resumem em despejos domésticos e industriais, como por exemplo, às oxidações</p><p>de matéria orgânica e lavagens de recipientes com produtos ácidos.</p><p>O parâmetro pH é freqüentemente utilizado na caracterização dos seguintes tipos de águas: de</p><p>abastecimento (brutas e tratadas), residuais brutas; controle da operação</p><p>de sólidos no vapor.</p><p>ppm de Sólidos no Vapor Problemas</p><p>0 a 0,02 –</p><p>0,02 a 0,11 Depósitos nas turbinas.</p><p>0,11 a 1,00</p><p>Depósitos nas turbinas e possíveis depósitos no superaquecedor</p><p>> 1,00 Depósitos nas turbinas e superaquecedores.</p><p>Fonte: MASCIA (1989).</p><p>Para evitar a espumação devem-se diminuir a concentração dos sólidos dissolvidos, sólidos em</p><p>suspensão, alcalinidade cáustica e matérias orgânicas na água da caldeira por meio de descargas de fundo.</p><p>Pode-se usar um antiespumante para resolver problemas de espumação, principalmente quando a água</p><p>contiver óleos, graxas detergentes, etc.</p><p>1.7- Limpeza Química de Caldeiras</p><p>Segundo o autor anterior, em caldeiras aquatubulares pode-se fazer uma limpeza mecânica, a qual</p><p>facilita a limpeza química, porém em caldeiras flamotubulares compactas a limpeza mecânica torna-se</p><p>extremamente difícil.</p><p>70</p><p>Sabe-se que processos de incrustação nas paredes dos tubos diminuem consideravelmente o</p><p>rendimento térmico da caldeira, além de submeter o metal a um superaquecimento provocando</p><p>deformações plásticas, abaulamentos e até ruptura do material.</p><p>O tratamento da água de alimentação para a caldeira mesmo sendo eficiente e adequado, às vezes</p><p>não impede que ocorra certa quantidade de depósitos na tubulação. A Tabela 8 mostra os principais tipos</p><p>de depósitos encontrados nas caldeiras.</p><p>Tabela 11 - Depósitos encontrados no interior de caldeiras.</p><p>Íon Nome Fórmulas determinadas pela análise ao raio X</p><p>Bário Carbonato de bário</p><p>Sulfato de bário</p><p>BaCO3</p><p>BaSO4</p><p>Cálcio</p><p>Carbonato de cálcio</p><p>Sulfato de cálcio</p><p>Sulfato de cálcio hidratado</p><p>Hidróxido de cálcio</p><p>Hidroxifosfato de cálcio</p><p>Fosfato de cálcio</p><p>CaCO3</p><p>CaSO4</p><p>CaSO4. 1/2H2O</p><p>CaCOH/2</p><p>Ca10(OH)2(PO4)6</p><p>Ca3P2O3 ou Ca3(PO4)2</p><p>Magnésio Hidróxido de magnésio Mg(OH)2</p><p>Sódio Sulfato de sódio Na2SO4</p><p>Silicato</p><p>Oxido de silício</p><p>Silicato de ferro e sódio</p><p>Silicato de alumínio e sódio</p><p>Silicato de cálcio e sódio</p><p>Silicato de cálcio</p><p>Silicato de alumínio e cálcio</p><p>Silicato de magnésio</p><p>SiO2</p><p>Na2O. Fe2O3. 4SiO2</p><p>NaAl(SiO2) . H2O</p><p>Na2O. 4CaO. 6SiO2. H2O</p><p>CaSiO3</p><p>4Na2O. CaO . 4Al2O3. 2CO2. 2SiO2. 3H2</p><p>3MgO. 2SiO2. 2H2O</p><p>Ferro</p><p>Óxido de ferro II</p><p>Óxido de ferro III</p><p>Magnetita</p><p>Sulfeto de ferro</p><p>FeO</p><p>Fe2O3</p><p>Fe2O4</p><p>FeS</p><p>Cobre</p><p>Óxido cúprico</p><p>Óxido cuproso</p><p>Cobre metálico</p><p>CuO</p><p>Cu2O</p><p>Cu0</p><p>Alumínio</p><p>Sulfato de alumínio</p><p>Óxido de alumínio</p><p>Al2(SO4)3</p><p>Al2O3</p><p>71</p><p>Alumínio metálico Al0</p><p>Níquel Óxido de níquel</p><p>Níquel metálico</p><p>NiO</p><p>Ni0</p><p>Zinco Óxido de zinco</p><p>Zinco metálico</p><p>ZnO</p><p>Zn0</p><p>Fonte: SANTOS (1976).</p><p>Estes depósitos acarretam uma série de inconvenientes, já citados anteriormente, que comprovam</p><p>a necessidade de uma limpeza química para a remoção dos mesmos.</p><p>De acordo com SANTOS (1976), nos EUA e Europa a consciência dessa necessidade é tão evidente</p><p>que os engenheiros de manutenção programam lavagem ácida das caldeiras de suas indústrias</p><p>regularmente a cada 3 ou 5 anos de operação e às vezes em prazos até mais curtos. O boletim do Instituto</p><p>Brasileiro de Petróleo recomenda que se faça limpeza química ácida em caldeiras a cada 12 meses.</p><p>Conforme MASCIA (1989), o resultado deste trabalho é obtido a médio e longo prazo, pois</p><p>desaparecem processos de corrosão e incrustação, melhorando consideravelmente a eficiência do</p><p>equipamento e por conseqüência reduz em cerca de 25% o consumo do combustível.</p><p>O processo de limpeza química de caldeiras pode ser dividido em limpeza pré-operacional e</p><p>limpeza de caldeiras em operação.</p><p>1.7.1 Limpeza Química Pré-Operacional</p><p>Segundo o mesmo autor, os geradores de vapor devem sofrer uma preparação especial antes que</p><p>inicie sua operação, isto se faz necessário porque durante o período de construção o equipamento pode</p><p>ficar sujeito a chuvas, umidade, poeira, barro, exposição ao ar, entre outros fatores de deterioração. As</p><p>caldeiras ainda podem conter óleo e graxa sobre a tubulação, resíduos de solda, limalhas de ferro, etc.</p><p>Portanto o objetivo principal da limpeza pré-operacional é a retirada de depósitos soltos no interior</p><p>da caldeira e a parte oxidada do metal, preparando-o para receber um tratamento químico adequado.</p><p>A remoção de óleos, graxas e sujeiras em geral devem ser efetuadas antes da lavagem ácida,</p><p>utilizando um detergente alcalino a quente (150 a 200°F) com duração de 6 a 8 horas recirculando a</p><p>solução.</p><p>Para a remoção de óxidos de ferro existem diversos tipos de processos, entre os quais serão</p><p>mencionados os mais utilizados.</p><p>a) Ácido Clorídrico com Inibidor</p><p>O ácido clorídrico em soluções a 5% com a presença de um inibidor, cuja concentração fica em</p><p>tomo de 0,3%, é o ácido mais utilizado em limpezas químicas e tem demonstrado uma grande eficiência na</p><p>remoção de depósitos em relação ao tempo de circulação da solução no equipamento. O inibidor de ácido</p><p>é um composto orgânico ou mistura de compostos orgânicos, os quais são adicionados a solução ácida</p><p>72</p><p>evitando que o ácido clorídrico ataque o metal base, mas não minimizando o ataque do ácido sobre o óxido</p><p>de ferro. Os inibidores de ácido são formulados à base de compostos químicos, como por exemplo: sais de</p><p>bário, gelatina, anilina, piridina, formoldeído, tiouréia, amido e óxidos de arrênio.</p><p>b) Ácido Fosfórico com Inibidor</p><p>O ácido fosfórico não possui uma eficiência tão grande como a do ácido clorídrico na limpeza</p><p>química de caldeiras, mas seu emprego em tempos mais longos oferece uma boa eficácia na remoção de</p><p>óxidos. Geralmente o ácido fosfórico é usado em caldeiras que apresentam partes de aço inoxidável, o que</p><p>impede a utilização do ácido clorídrico por ser corrosivo ao material.</p><p>c) Ácido Fórmico e Ácido Cítrico com Inibidor</p><p>A mistura destes ácidos na proporção de 2% de ácido fórmico e de 1% de ácido cítrico mais a</p><p>presença de um inibidor confere uma boa eficiência na remoção de óxidos de ferro. Sua utilização é</p><p>freqüente, porém a solução deve circular por um tempo maior e com velocidade mais alta quando</p><p>comparado com o uso de uma solução de ácido clorídrico.</p><p>d) Citrato de Amônio</p><p>Cerca de 2,5 a 3,0% de citrato de amônio em solução resultam uma boa remoção de óxidos de ferro</p><p>combinado com uma elevação de pH em cerca de 3 ou 4, o que toma o citrato de ferro um composto</p><p>solúvel. O citrato de amônio tem grande poder de remoção de depósitos de óxido de ferro magnético. Este</p><p>processo de lavagem de caldeira foi aperfeiçoado recebendo o nome de CITROSOLV, no qual se usa uma</p><p>solução de monoamônio em pH alcalino não precipitando compostos de ferro insolúveis, somente</p><p>dissolvendo óxido de ferro. Após elevar o pH da solução com amônia a solução deve ser aerada para</p><p>passivar a superfície do metal e o tempo mínimo de circulação é de 6 horas a uma velocidade não inferior a</p><p>30 cm/s.</p><p>e) Etileno-diamino-tetracetato de Amônio</p><p>O uso de etileno-diamino-tetracetato de amônio em solução a 3,0% num meio alcalino possui</p><p>grande emprego em lavagens químicas de caldeiras. Foram obtidas efetivas remoções de óxidos de ferro a</p><p>uma temperatura superior a 200°F, com a vantagem da solução em questão ser alcalina, e, portanto não</p><p>necessitar neutralização após a lavagem.</p><p>f) Ácido Sulfâmico Inibido</p><p>Esta solução é empregada numa concentração de 3,0% junto com um inibidor, quando o material a</p><p>sofrer limpeza química trata-se de aço inoxidável, o que inviabiliza o uso do ácido clorídrico.</p><p>g) Ácido Sulfúrico com Inibidor</p><p>O uso do ácido sulfúrico é reduzido a casos onde o ácido clorídrico não pode ser empregado por</p><p>atacar o metal base. Quando utilizado para limpeza química ácida o ácido sulfúrico é encontrado em</p><p>soluções a 5,0% juntamente com um inibidor.</p><p>73</p><p>1.7.2 Limpeza Química de Caldeiras em Operação</p><p>Conforme o autor já mencionado anteriormente, a caldeira sujeita a operação por um</p><p>determinado período de tempo, apresenta uma série de depósitos diferentes daqueles encontrados em</p><p>geradores de vapor novos. Podemos citar</p><p>como exemplo de depósitos existente em caldeiras os carbonatos</p><p>e sulfatos de cálcio, sulfatos de sódio, silicatos, óxidos de ferro e hidróxido de magnésio entre outros.</p><p>Geralmente a remoção destes depósitos é feita por meio de uma solução ácida que é circulada no</p><p>interior da caldeira tendo o seu tempo de residência uma função da quantidade, espessura e tipos de</p><p>depósitos encontrados.</p><p>Costuma-se fazer uma lavagem alcalina a quente antes de proceder a limpeza química ácida, com a</p><p>função de amolecer e tomar porosos os depósitos facilitando a reação ácida.</p><p>Para uma operação de limpeza química devem ser removidas todas as conexões e válvulas que</p><p>possuam cobre, bronze, latão e alumínio. Devem ser abertas as bocas de inspeção, válvulas de segurança e</p><p>demais aberturas da caldeira para a eliminação dos gases formados durante a limpeza química.</p><p>O roteiro para o procedimento de uma limpeza química em caldeiras segue a seguinte</p><p>metodologia: acomodação das crostas, limpeza ácida, neutralização e cuidados com a atmosfera de</p><p>hidrogênio.</p><p>a) Acomodação das Crostas</p><p>O processo consiste em fazer uma lavagem alcalina à quente para a remoção das graxas e óleos</p><p>além de amolecer e tomar porosos os depósitos, o que facilitará posteriormente a limpeza química ácida. É</p><p>recomendável que a solução alcalina permaneça 72 horas circulando a uma temperatura de</p><p>aproximadamente 80°C. O aquecimento da solução alcalina deve ser feito fora da caldeira, por meio de um</p><p>aquecedor. Para tal função deve ser utilizado um tanque de capacidade adequada, o qual receberá a</p><p>solução através de uma mangueira e uma bomba de circulação especial. O nível deve ser mantido</p><p>constante e nas caldeiras flamotubulares a solução deverá cobrir os tubos superiores.</p><p>Depois de efetuada a lavagem alcalina a solução deve ser esgotada totalmente, lavando-se a</p><p>caldeira com água até a remoção total da solução básica.</p><p>b) Limpeza Ácida</p><p>O ácido mais utilizado para a limpeza química é o clorídrico, mas o sulfúrico, fosfórico e sulfâmico</p><p>são também bastantes empregados industrialmente sempre acompanhados por um inibidor de oxidação.</p><p>A limpeza é efetuada obrigatoriamente com recirculação da solução ácida, conforme a operação</p><p>descrita para a lavagem alcalina, mantendo-se a temperatura em 55°C, medida no tanque de aquecimento.</p><p>A duração da operação é função do tipo da crosta e espessura, normalmente está entre 12 horas até 48</p><p>horas quando as crostas são espessas e de difícil remoção.</p><p>Sempre deverá ser efetuada uma análise no laboratório para se determinar os constituintes dos</p><p>depósitos (crostas) e retirar amostras em diversos pontos para se estimar uma espessura média. Se possível</p><p>74</p><p>à concentração do ácido deverá ser mantida constante. Após a limpeza ácida a solução no interior da</p><p>caldeira deverá ser esgotada, aberta todas as janelas de inspeção, flanges, coletores, etc., e lavar a caldeira</p><p>internamente com jato de água sob pressão para remoção dos depósitos.</p><p>A Figura 4 mostra o fluxograma básico para a realização de uma limpeza ácida em caldeiras.</p><p>Figura 4 - Fluxograma básico de uma limpeza ácida em caldeiras. Fonte: IBT (1966)</p><p>c) Neutralização</p><p>Após a lavagem com jato de água sob pressão a caldeira deverá ser enchida com água limpa e</p><p>adicionada uma solução alcalina com inibidor para neutralização, mantendo-se a temperatura da solução a</p><p>60°C por um período de 8 a 16 horas.</p><p>d) Cuidados com a Atmosfera de Hidrogênio</p><p>O hidrogênio desprendido durante a limpeza química pode causar dois grandes problemas:</p><p>fragilidade do aço pelo hidrogênio e atmosfera explosiva na caldeira.</p><p>Em pressão e temperatura ambientes os limites da mistura explosiva hidrogênio/ar são de 6,2% a</p><p>71,4%, sendo a temperatura de ignição do hidrogênio cerca de 580°C. Portanto ao realizar uma limpeza</p><p>química ácida deve-se ventilar o máximo possível a casa de caldeira.</p><p>Quando houver necessidade de mandrilagem de tubos, aperto de flanges, consertos, etc., deve-se</p><p>esperar que a caldeira esfrie totalmente, evitando assim problemas devido à fragilização do aço pelo</p><p>hidrogênio.</p><p>Devemos cuidar também para que depois de efetuada a limpeza química não sejam acesos</p><p>maçaricos, lanternas ou ferramentas que provoquem fagulhas, até que o equipamento seja testado com</p><p>um explosímetro.</p><p>1.8 - CONTROLE DE QUALIDADE DE ÁGUAS</p><p>De acordo com o mesmo autor, para um controle satisfatório da qualidade da água em um sistema</p><p>gerador de vapor dependemos de muitos fatores, que devem ser controlados e interpretados de forma</p><p>correta, pois são de extrema importância na avaliação do tratamento químico.</p><p>75</p><p>Uma das maneiras de fazer o controle da qualidade das águas para os sistemas geradores de vapor</p><p>é através das análises físico-químicas efetuadas em laboratório, como já foi comentado anteriormente.</p><p>Porém, outra maneira de fazer esse controle é por meio de instrumentos de medição contínua.</p><p>O controle de qualidade de águas por instrumentos de medição contínua é feito por</p><p>condutivímetros, potenciômetros, silicômetros, medidores de cloro residual e oxigênio dissolvido,</p><p>fosfatômetros, entre outros.</p><p>No tratamento de água industrial para caldeiras deve haver conhecimento prévio dos limites</p><p>máximos e mínimos estabelecidos. Para um controle total do acondicionamento da água, os operadores</p><p>devem saber o significado de cada variável e os instrumentos devem estar em locais adequados, a fim de</p><p>que se realize um controle eficiente do sistema.</p><p>Os condutivímetros devem estar localizados em pontos onde poderá ocorrer poluição da água.</p><p>Geralmente são colocados em linhas de retorno de condensado, descargas de bombas, no efluente de</p><p>desaeradores, linhas de descargas da caldeira e efluente de desmineralizadores.</p><p>Os medidores de pH são instalados na linha de condensado, na água de alimentação da caldeira,</p><p>em efluentes de desaeradores, filtros e estações de clarificação. Os silicômetros são dispostos na linha de</p><p>descarga da água da caldeira e em efluentes de desmineralizadores.</p><p>Os aparelhos para medir o teor de oxigênio dissolvido são colocados nas descargas de bombas de</p><p>condensados e em efluentes de desaeradores, e os medidores de cloro residual são instalados em estações</p><p>de clarificação de água.</p><p>6- EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO</p><p>1- As principais vantagens do teste da DBO5 não são igualadas por nenhum outro teste de</p><p>determinação de matéria orgânica, isso porque esse teste permite várias indicações. Cite no mínimo</p><p>5 dessas determinações:</p><p>2 – Uma das propriedades químicas da água é reagir com óxidos não metálicos, tendo como produto</p><p>da reação ácido. Mostre a reação balanceada do dióxido de enxofre com a água formando como</p><p>produto da reação o ácido sulfúrico.</p><p>3- Quais são as possíveis relações entre os seguintes parâmetros de qualidade de águas: Matéria</p><p>Orgânica, Micro-organismos, Oxigênio dissolvido, DBO, DQO, CO2, COT, pH, Acides.</p><p>4- O parâmetro cor é devido á presença de substâncias dissolvidas na água, classificando-se como cor</p><p>verdadeira e cor aparente. A presença de cor em águas é indesejável na grande maioria das</p><p>aplicações industriais, principalmente em águas de alimentação de caldeiras. Explique o porquê</p><p>disso:</p><p>76</p><p>5- Em função do pH a água pode causar nos geradores de vapor corrosão ácida e/ou incrustações</p><p>alcalinas. Por esse motivo o mesmo deve se mantiver num padrão mínimo. Qual é esse padrão e o</p><p>que o mesmo implica em uma água de geração de vapor:</p><p>6- A interpretação dos resultados do parâmetro acidez é importante, uma vez que ele está ligado à</p><p>alcalinidade e ao pH, fornecendo algumas informações:</p><p>-pH maior que 8,2 indica......................................................................................................</p><p>-pH entre 4,5 e 8,2 indica.....................................................................................................</p><p>-pH menor que 4,5 indica.....................................................................................................</p><p>7- No caso de águas industriais, o parâmetro dureza é importante, pois, águas com dureza elevada</p><p>causam alguns inconvenientes nas máquinas geradores de vapor (caldeiras e aquecedores). Cite no</p><p>mínimo três desses inconvenientes:</p><p>8- Dentro do ciclo do nitrogênio na biosfera, este se altera entre várias formas e estados de</p><p>oxidação, como resultado de diversos processos bioquímicos. No meio aquático, o nitrogênio pode</p><p>ser encontrado de várias formas. Quais são?</p><p>9- Águas de abastecimento industrial possuem vários usos específicos, como: Águas que não entra</p><p>em contato com o produto (refrigeração e caldeiras); águas que entra em contato com o produto;</p><p>águas incorporadas ao produto (alimentos, bebidas e remédios). Quais são os principais requisitos de</p><p>qualidade para cada uso especifico:</p><p>10- Com relação à interpretação dos resultados para o tratamento e abastecimento de água, os</p><p>valores de cor da água bruta, inferiores a 5 uH, usualmente dispensam a coagulação química, valores</p><p>acima de 25 uH, normalmente requerem o tratamento por coagulação química. Quais são os</p><p>principais compostos químicos utilizados atualmente, nesse tipo de tratamento de coagulação</p><p>química?</p><p>11- O processo de tratamento de coagulação química é uma mistura rápida de um coagulante na</p><p>água. Com objetivo de distribuir uniformemente o respectivo coagulante são utilizados 4</p><p>mecanismos diferentes. Quais são esses mecanismos?</p><p>12- Quais são os principais fatores que podem afetar diretamente os processos de coagulação e</p><p>floculação em um sistema de tratamento de água?</p><p>13- A Pré-decantação é um processo de tratamento de água empregado para separar partículas de</p><p>grande tamanho, acima de 10 mícron. Dependendo da percentagem requerida de remoção de</p><p>Sólidos Suspensos, calcula-se um tempo de retenção para que o processo ocorra no pré-decantador.</p><p>Quais os principais fatores que influenciam nesse tempo de retenção?</p><p>14- O tratamento de água a base de cloração é a operação de injeção de um composto químico</p><p>clorado, altamente oxidante, na água. A finalidade desta operação é oxidar os materiais oxidáveis.</p><p>77</p><p>Quais os produtos químicos utilizáveis para efetuar uma cloração e quais são os seus teores de cloro</p><p>Ativo em %?</p><p>15- Quando a cloração é efetuada logo após a captação da água, ela é chamada de pré-cloração. Esta</p><p>pré-cloração é usada para oxidar, com o objetivo de modificar o caráter químico da água. Quais são</p><p>as características principais nesse processo?</p><p>16- O sistema de tratamento de águas denominado de pós-cloração é utilizado com o propósito de</p><p>desinfecção, que é o objetivo principal da cloração. Quais são suas principais características?</p><p>17- O sistema de tratamento de água por filtração se dá pela passagem da água através de um meio</p><p>filtrante poroso para remover matéria suspensa. O tipo de matéria suspensa a ser removida depende</p><p>da água, que pode ser bruta ou tratada. Quais os tipos de filtros mais utilizados para esse tipo de</p><p>sistema de tratamento de águas.</p><p>18- Quais os fatores mais importantes para se medir e monitorar num sistema de tratamento de</p><p>água por filtração?</p><p>19- Qual a finalidade de se usar a filtração com carvão ativado em um sistema de tratamento de</p><p>água?</p><p>20- A clarificação é um processo externo de tratamento de águas usado para corrigir os parâmetros</p><p>cor e turbidez de águas superficiais, removendo sólidos em suspensão, sólidos finos que se</p><p>apresentam como turbidez e cor e outros materiais coloidais. A extensão desta remoção depende do</p><p>equipamento e do tratamento químico usado. Esse processo de clarificação engloba três passos</p><p>importantes: Coagulação, floculação e sedimentação ou decantação. Explique detalhadamente como</p><p>é feito estes processos de tratamento:</p><p>21- O sistema de tratamento de água pelo processo de desmineralização isoladamente não produz</p><p>águas totalmente pura. Quais são os motivos que levam isso não ocorrer?</p><p>22- As estruturas de resinas utilizadas em processos de troca iônica ou desmineralização em</p><p>tratamento de águas são a base de materiais naturais ou sintéticos. Site quais são esses materiais</p><p>naturais ou sintéticos utilizados na formação dessas estruturas de resinas.</p><p>23- Quais são os principais tipos de resinas utilizados atualmente em processos de tratamento por</p><p>troca iônica ou por desmineralização e quais suas principais funções?</p><p>24- Explique detalhadamente, como é realizado o tratamento externo a base de “troca iônica” e cite</p><p>quais os principais cátions e quais os principais ânions, utilizados em colunas catiônicas:</p><p>25- Sabe-se que a análise da DBO é mais lenta que a DQO; enquanto uma demora 5 dias, a outra leva</p><p>apenas 2 horas. Como as indústrias podem proceder para obter resultados aproximados de DBO com</p><p>mais agilidade após terem realizado várias análises de ambos os parâmetros?</p><p>78</p><p>26- Reescreva de forma correta a frase abaixo: “A água dura é caracterizada pela presença do</p><p>isótopo trítio do hidrogênio, ao invés do deutério. Já a água pesada, contém muitos sais minerais</p><p>como o carbonato de magnésio, por exemplo,”.</p><p>27- De que forma é possível detectar a presença de agentes patogênicos em uma amostra de água?</p><p>Qual a principal fonte destes agentes?</p><p>28- Uma das finalidades do tratamento de águas a base de abrandamento com cal é a eliminação do</p><p>gás Carbônico (CO2) existente na água, responsável pela acides e consequentemente, pela corrosão</p><p>de tubulações e das máquinas. Mostre a reação balanceada da cal (hidróxido de Cálcio) com o gás</p><p>carbônico livre na água.</p><p>29- Para diminuir a dureza de águas não carbonatadas, é usado o tratamento através de barrilha</p><p>(Na2CO3). Mostre as reações balanceadas desse processo.</p><p>30- A redução da alcalinidade é feita via dois tipos de processos. Quais são esses processos e mostre</p><p>também, as reações balanceadas que ocorrem durante estes tipos de redução da alcalinidade de</p><p>águas.</p><p>31- Uma das propriedades químicas da água é reagir com metais alcalinos terrosos , tendo como</p><p>produto da reação hidróxidos metálicos. Qual das reações abaixo está de acordo com essa</p><p>afirmação?</p><p>a) 2Na + 2H2O ---> 2NaOH + H2</p><p>b) 2Fe + 3 H2O ---> Fe2O3 + 3H2</p><p>c) 2K + 2H2O ---> 2KOH + H2</p><p>d ) Mg + 2H2 O ---> Mg(OH)2 + H2</p><p>e) Si + 2 H2O ---> SIO2 + H2</p><p>32- O parâmetro pH é frequentemente utilizado na caracterização dos seguintes tipos de águas: de</p><p>abastecimento (brutas e tratadas), residuais brutas; controle de estações de tratamento de águas e</p><p>corpos de águas. Qual das alternativas abaixo, fornece as condições corretas com relação este</p><p>parâmetro de qualidade?</p><p>a) pH>7, condições de águas básicas;</p><p>b) pH>7, condições de águas ácidas;</p><p>c) pH= 7, condições ácidas;</p><p>d) pH> 9,4 indica a presença de bicarbonatos e hidróxidos;</p><p>e) pH> 9,4 indica a presença de ácidos minerais.</p><p>33- Quais das afirmações abaixo, são verdadeiras e quais são falsas?</p><p>( ) A Dureza é classificada como: dureza carbonatada ou não cabonatada. Essa classificação depende</p><p>do anion ao metal está associado.</p><p>79</p><p>( ) Os Cloretos se não removidos da água por evaporação ou desmineralização, ocasionarão um</p><p>processo corrosivo no interior da caldeira.</p><p>( ) Dentro do ciclo do CO2 na biosfera, este se altera entre várias formas de oxidação, como resultado</p><p>de diversos processos bioquímicos.</p><p>( ) O processo de pré-decantação é também chamado de sedimentação simples, sendo aplicado em</p><p>águas que possuem sólidos em suspensão em condições de detectar normalmente sem auxílio do</p><p>processo de floculação.</p><p>( ) Denomina-se oxigenação da água a operação de injeção de um composto químico clorado,</p><p>altamente oxidante, na água. A finalidade desta operação é oxidar os materiais oxidáveis.</p><p>( ) O processo de troca iônica é feito através de colunas com determinados tipos de resinas</p><p>catiônicas, compostas por íons cátions ou ânions desejáveis na água, quando essas colunas são</p><p>carregadas de resinas compostas fortemente por</p><p>íons hidróxidos (OH-1), removem os íon</p><p>indesejáveis como: HCO 3-1, CO3, Cl-1, SIO3.</p><p>( ) A reação da cal com o gás carbônico é a seguinte: Ca(OH)2 + Ca(HCO3 )2 CaCO3 + H2O.</p><p>( ) A Hidrazina é utilizada para controlar o Gás carbônico dissolvido em águas de geração de vapor.</p><p>( ) Corrosão seletiva é o processo de corrosão quando alguns dos componentes da liga metálica é</p><p>corroído preferencialmente. (Elementos menos nobres da liga).</p><p>( ) Na limpeza ácida o ácido mais utilizado é o sulfúrico, mas o clorídrico, fosfórico e sulfâmico são</p><p>também bastante empregados industrialmente sempre acompanhados por inibidor de oxidação.</p><p>34 – A Cor da água é devida á presença de substâncias dissolvidas na mesma. Quais são os principais</p><p>constituintes responsáveis por essa coloração na água e de onde são originários.</p><p>35- Através da adição da cal (hidróxido de cálcio) na água, pode-se remover os sais responsáveis pela</p><p>dureza e pela alcalinidade magnesiana da água, como por exemplo o sal bicarbonato de magnésio.</p><p>Mostre a reação química balanceada desse sal com a cal, tendo como produto dessa reação a</p><p>formação do hidróxido de magnésio mais o carbonato de cálcio e a água.</p><p>36-uma formulação combinada a base de fosfatos, dispersantes, poliacrílicos, sulfitos e aminas</p><p>voláteis. Qual é a finalidade do uso dos sulfitos? Explique.</p><p>37- A qualidade da água pode ser representada através de diversos parâmetros que traduzem as suas</p><p>principais características físicas, químicas e biológicas. Quais dos parâmetros abaixo são considerados</p><p>químicos respectivamente?</p><p>a) pH, sabor e odor, temperatura. b) temperatura, cor, pH. c) dureza, DBO, Alcalinidade.</p><p>d) cor, temperatura, sabor e odor e) temperatura, cor, dureza.</p><p>38- Explique com detalhes como funciona o sistema de tratamento de águas por osmose reversa.</p><p>39- Qual a diferença entre os termos água pesada e água dura? Explique:</p><p>80</p><p>40- A qualidade da água pode ser representada através de diversos parâmetros que traduzem as suas</p><p>principais características físicas, químicas e biológicas. Quais os principais parâmetros físicos de</p><p>qualidade de uma água e, quais os principais constituintes responsáveis por esses parâmetros?</p><p>41- Qual é o parâmetro de qualidade da água que está diretamente relacionado com a concentração</p><p>de cátions multitemáticos em solução, sendo os cátions mais frequentes os íons de cálcio e</p><p>manganês.</p><p>42– Em tratamentos considerados internos de águas utilizadas para geração de vapor, são usadas</p><p>uma formulação combinada de fosfatos, policrílicos, sulfitos, Hidrazina e aminas voláteis. Qual é a</p><p>função do uso dos Hidrazina nesses tipos de tratamentos?</p><p>43– Quais as principais causas de corrosão em uma máquina de geração de vapor, relacionadas com</p><p>a água de reposição?</p><p>44– A água tem como propriedade química reagir com certos óxidos metálicos, tendo como produto</p><p>da reação a formação de hidróxidos. Mostre a reação balanceada do óxido de cálcio com a água.</p><p>45– Quais as vantagens e desvantagens em se empregar o tratamento com cal a quente invés do</p><p>tratamento a base de cal a temperatura ambiente?</p><p>46– Quais as principais propriedades físicas da água pura?</p><p>REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS</p><p>ALLINGER, Norman L. et al. Química Orgânica. 2ª ed. Rio de Janeiro, Editora Guanabara Koogan S/A,</p><p>1978. 961p.</p><p>SITE INTERNET http://www.geocities.com/Vienna/Choir/9201/indice 2_quimica_organica.htm</p><p>ALMEIDA, R. S.; A Industrialização e a questão ambiental na região sudeste do Brasil; 2004;</p><p>Disponível em: http://www.ig.ufu.br/revista/volume11/artigo04_vol11.pdf > Acesso em: 17 Abril.</p><p>2006.</p><p>AZZOLINI, J. 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Por</p><p>exemplo:</p><p>- pH elevado certamente está associado com proliferações de algas;</p><p>- pH afastado da neutralidade afeta diretamente o crescimento e o desenvolvimento de</p><p>microorganismos.</p><p>Em função do pH a água pode causar nos geradores de vapor, corrosão (ácida) e/ou incrustação</p><p>(alcalina). Por isso, o pH deve ser mantido no mínimo de 10,5, o que implica na presença de alcalinidade</p><p>hidroxila (mantém a sílica solúvel).</p><p> Alcalinidade</p><p>Para PRODEMGE (1999), o parâmetro alcalinidade é uma medida dos componentes básicos da água,</p><p>geralmente bicarbonatos, carbonatos e hidróxidos no caso de águas naturais.</p><p>Os constituintes responsáveis pela alcalinidade podem ser originários de duas fontes. A primeira é a</p><p>natural, que está diretamente ligada com a decomposição da matéria orgânica ou resultante da própria</p><p>interação da atmosfera com a água, enquanto a fonte antropogênica, está diretamente ligada aos despejos</p><p>industriais.</p><p>A importância do parâmetro alcalinidade, embora não tendo significado sanitário para água potável,</p><p>é de controle do tratamento de água, estando diretamente relacionada com a coagulação, com a redução de</p><p>dureza e com a prevenção da corrosão em tubulações. É também uma determinação importante no</p><p>tratamento de esgotos, levando em consideração que uma redução do pH pode afetar diretamente os</p><p>microorganismos responsáveis diretos pela depuração.</p><p>Este parâmetro é freqüentemente utilizado na caracterização de águas de abastecimento e de águas</p><p>residuais, não deixando de lado o controle de estação de tratamentos.</p><p>Através da alcalinidade, podem-se interpretar os resultados como:</p><p>- pH > 9,4 indica a presença de hidróxidos e carbonatos;</p><p>- pH entre 8,3 e 9,4 indica a presença de carbonatos e bicarbonatos;</p><p>- pH entre 4,4 e 8,3 indica somente a presença de bicarbonatos.</p><p>De acordo com Sarev & Martinelli (1998), o controle da mesma é importante para se evitar a</p><p>corrosão do ferro pela água. O controle adequado do pH da água ou da alcalinidade evita incrustações e</p><p>controla a formação de lama. Por outro lado, uma alcalinidade mais alta provoca formação de espuma e</p><p>ataca a camada preta protetora de magnetita (Fe3O4), podendo provocar corrosão intergranular. A</p><p>alcalinidade pode ser controlada pelo processo de dealcalinização, desmineralização ou evaporação.</p><p> Acidez</p><p>O parâmetro acidez é a capacidade da água em resistir às mudanças de pH causadas pelas bases.</p><p>Isso é devido, principalmente, à presença de gás carbônico (CO2) livre.</p><p>10</p><p>Os constituintes responsáveis pela acidez são sólidos e gases dissolvidos (CO2 e H2S), podendo ser</p><p>origem natural, como por exemplo, o CO2 da atmosfera ou resultante da decomposição da matéria orgânica,</p><p>e de origem antropogênica como despejos industriais (ácidos e vazadouros de minerações).</p><p>O parâmetro acidez tem utilização mais freqüente na caracterização de águas de abastecimentos,</p><p>principalmente quando é para uso industrial.</p><p>A interpretação dos resultados desse parâmetro é importante, uma vez que ele está ligado à</p><p>alcalinidade e ao pH, fornecendo as seguintes informações:</p><p>- pH > 8,2 indica ausência de CO2 livre na água;</p><p>- pH entre 4,5 e 8,2 indica acidez carbônica;</p><p>- pH < 4,5 indica a presença de acidez por ácidos minerais fortes, sendo estes resultantes de despejos</p><p>industriais.</p><p> Dureza</p><p>Conforme DREW (1979), a dureza de uma água é proporcional ao conteúdo de sais de cálcio (Ca+2) e</p><p>magnésio (Mg+2). Estes sais, e em ordem decrescente de abundancia na água, são bicarbonatos (HCO3</p><p>-),</p><p>sulfatos (SO4</p><p>-), cloretos (Cl-) e nitratos (NO3</p><p>-).</p><p>Para sperling (1996), a dureza é classificada como: dureza carbonatada ou não carbonatada. Essa</p><p>classificação depende do ânion ao que o metal está associado. A dureza correspondente à alcalinidade é</p><p>denominada dureza carbonatada, enquanto que as demais formas são caracterizadas como não</p><p>carbonatada.</p><p>Os principais constituintes responsáveis pela dureza são os sólidos dissolvidos de origem natural ou</p><p>antropogênica. A origem natural está relacionada com a dissolução de sais de cálcio e magnésio, originários</p><p>de rochas calcárias, enquanto que a origem antropogênica está basicamente ligada a despejos industriais.</p><p>A utilização desse parâmetro se dá na caracterização de águas de abastecimentos (inclusive</p><p>industriais), brutas e tratadas. Este parâmetro, em termos de tratamentos utilizados em abastecimentos</p><p>públicos de água, fornece as seguintes informações:</p><p>- Dureza < 50 mg/l CaCO3, é considerada água mole;</p><p>- Dureza entre 50 e 150 mg/l CaCO3, é considerada água moderada;</p><p>- Dureza entre 150 e 300 mg/l CaCO3, é considerada água dura;</p><p>- Dureza > 300 mg/l CaCO3, é considerada água muito dura.</p><p>De acordo com DREW (1979), no caso de águas industriais, esse parâmetro de análise é importante,</p><p>pois, águas com dureza elevada causam incrustações nas tubulações de água quente (caldeiras e</p><p>aquecedores), prejudicando a troca térmica. Podem ocasionar um superaquecimento nos tubos, que levará a</p><p>ruptura do material ou possivelmente a um ataque corrosivo. Os sais presentes na água podem ser</p><p>removidos por abrandamento, desmineralização ou evaporação.</p><p>11</p><p> Cloretos</p><p>Todas as águas naturais, em maiores ou menores escalas, contêm íons resultantes da dissolução de</p><p>minerais. Os íons cloretos (Cl-) são advindos da dissolução de sais, como por exemplo, do cloreto de sódio</p><p>(NaCl).</p><p>Os constituintes responsáveis pelos cloretos são os sólidos dissolvidos de origem natural ou</p><p>antropogênica, sendo que a origem natural é basicamente composta pela dissolução de minerais ou por</p><p>intrusão de águas salinas, enquanto que a origem antropogênica é basicamente composta por despejos</p><p>domésticos, industriais ou por águas utilizadas em irrigações.</p><p>A importância desse parâmetro se dá na determinação de concentrações de sais que imprimem um</p><p>sabor salgado à água. Este parâmetro é utilizado na caracterização de águas de abastecimentos brutas.</p><p>Para Santos (1976), a concentração de cloretos em água doce pode variar de 3 a algumas centenas</p><p>de ppm; na água do mar sua concentração alcança valores de 26000 ppm. De acordo com DREW (1979), os</p><p>cloretos se não removidos da água por evaporação ou desmineralização, ocasionarão um processo corrosivo</p><p>no interior da caldeira.</p><p> Resistividade e Condutividade</p><p>Conforme Breda (2001) são dois parâmetros relacionados à concentração de íons presentes na água,</p><p>ou seja, à concentração de materiais nela dissolvidos, por exemplo, íons cálcio e magnésio (Ca++ e Mg++),</p><p>presentes nas águas de abastecimento e cuja origem pode ser a lixiviação de formações rochosas e o uso de</p><p>reagentes no tratamento de potabilização; gases, como o dióxido de carbono (CO2), que se ioniza na água e</p><p>forma ácido carbônico; silicatos lixiviados de leitos arenosos de rios ou de recipientes de vidro; íons ferrosos</p><p>(Fe+2) e férrico (Fe+3), liberados de tubos e superfícies de ferro; íons cloreto e fluoreto, de estações de</p><p>tratamento de água; fosfatos e nitratos, de detergentes e fertilizantes; íons alumínio, manganês, cobre etc.</p><p>A maioria das substâncias inorgânicas dissolvidas tem carga elétrica positiva (cátions) ou negativa</p><p>(ânions), e transmitem corrente elétrica quando se mergulha eletrodos na água e se aplica voltagem nos</p><p>mesmos. Assim, quanto maior for a concentração iônica, mais fácil será a transmissão de corrente elétrica.</p><p>A resistividade é inversamente proporcional à concentração de íons presentes na água; portanto,</p><p>quanto maior for à quantidade de íons presentes, menor</p><p>será a resistividade (isto é, a água terá menos</p><p>resistência à passagem da corrente elétrica) e maior será a condutividade (ou seja, a água conduzirá melhor a</p><p>corrente elétrica).</p><p>A condutividade é medida em microsiemens/cm (mS/cm) e é mais adequada para água com grande</p><p>quantidade de íons; a resistividade é medida em megohm.cm e é mais adequada para água com poucos íons</p><p>dissolvidos. Ambas as medidas são recíprocas; assim, a 25º C, uma água com resistividade = 18,2</p><p>Megohm.cm tem condutividade = 0,055 mS/cm - esta é a água de mais elevada pureza que se consegue</p><p>obter com a tecnologia atual.</p><p>12</p><p>A medição da resistividade ou da condutividade dá apenas uma indicação genérica, não específica, da</p><p>presença e concentração de espécies químicas ionizadas; ela não consegue indicar a presença, tipo e</p><p>concentração de espécies químicas não ionizadas, ou mesmo de substâncias ionizadas ao nível de partes por</p><p>bilhão.</p><p> Gás Carbônico</p><p>Segundo Santos (1976) apresenta-se dissolvido nas águas brutas, numa concentração variando de 2 a</p><p>15 ppm. Este gás dissolvido em água é altamente corrosivo ao ferro e ligas de cobre que constituem as</p><p>tubulações, aquecedores, condensadores, rotores de bombas, etc., de sistemas geradores de vapor. O CO2</p><p>pode ser removido por degaseificadores e desmineralizados.</p><p> Sulfatos</p><p>Conforme o mesmo autor, os sulfatos estão presentes na forma de sulfatos de cálcio, sódio e</p><p>magnésio, na qual suas concentrações variam grandemente podendo apresentar valores de 5 a 200 ppm,</p><p>sendo que causam os mesmos inconvenientes que a dureza na água. Podem ser removidos por</p><p>abrandamento, desmineralização ou evaporação.</p><p> Sílica</p><p>Para Sarev & Martinelli (1998), a sílica é um constituinte de todas as águas naturais, encontra-se</p><p>principalmente no estado iônico, podendo-se encontrar também no estado coloidal. Seu teor é expresso em</p><p>miligramas de SiO2 por litro de água. Independente da fonte de água os valores de sílica, normalmente</p><p>encontrados, estão na faixa de 3 a 50 mg/l como SiO2. Águas altamente alcalinas podem em certas ocasiões</p><p>apresentar valores maiores.</p><p>Segundo Mascia (1989), juntamente com a dureza, a sílica ocasiona depósitos duros e de difícil</p><p>remoção sobre os tubos da caldeira, prejudicando a troca térmica, além de ocasionar processos incrustantes</p><p>nos superaquecedores e nas turbinas. Para sua remoção aplica-se a desmineralização ou evaporação.</p><p> Ferro</p><p>Conforme DREW (1979), a forma mais comum, em que o ferro solúvel é encontrado nos corpos de</p><p>água, é como bicarbonato ferroso - Fe (HCO3)2. É encontrado nesta forma em águas subterrâneas profundas,</p><p>limpas e incolores que em contato com o ar se turvam e sedimenta um depósito amarelo-marrom</p><p>avermelhado. A reação envolvida é a seguinte:</p><p>4 Fe (HCO3)2+ O2 + 2 H2O  4 Fe (OH)3 + 8 CO2</p><p>4 Fe (OH)3  2 Fe2O3 + 6 H2O</p><p>Da mesma forma que a cor, o ferro contido em águas de uso industrial provoca problemas, que vão</p><p>desde o aparecimento de depósitos e crostas de óxido de ferro (Fe2O3) sobre as superfícies dos tubos da</p><p>caldeira, podendo provocar rupturas e princípio de corrosão, até a coloração de produtos que a água contata</p><p>e interferências em processos industriais. O ferro pode ser removido por aeração, cloração, abrandamento</p><p>cal sodada, desmineralização ou evaporação.</p><p>13</p><p> Manganês</p><p>Segundo Santos (1976), da mesma forma que o ferro, está presente em águas brutas como</p><p>bicarbonatos, onde sua concentração é normalmente baixa, podendo variar de 0 a 5 ppm. Seus</p><p>inconvenientes em superfícies de troca de calor são os mesmos que o ferro também. Pode ser removido por</p><p>precipitação, durante o abrandamento da água no processo de cal sodada, por desmineralização ou por</p><p>evaporação da água.</p><p> Oxigênio Dissolvido</p><p>De acordo com Valente (1997), o Oxigênio Dissolvido (OD) é um indicador da concentração de</p><p>oxigênio dissolvido na água em mg/l. O oxigênio é um gás pouco solúvel em água e a sua solubilidade</p><p>depende da pressão (altitude), temperatura e sais dissolvidos, normalmente a concentração de saturação</p><p>está em torno de 8 mg/l a 25°C entre 0 e 1000 metros de altitude.</p><p>Conforme Sperling (1996), o Oxigênio Dissolvido é de essencial importância para os organismos</p><p>aeróbios (que vivem na presença de oxigênio). Caso o oxigênio seja totalmente consumido, têm-se as</p><p>condições anaeróbias (ausência de oxigênio), com geração de maus odores.</p><p>Os constituintes responsáveis são os gases dissolvidos de origem natural ou antropogênica, sendo a</p><p>origem natural o oxigênio atmosférico em dissolução ou pela produção pelos organismos fotossintéticos,</p><p>enquanto que a origem antropogênica é basicamente pela aeração artificial.</p><p>A importância desse parâmetro em águas é a caracterização dos efeitos da poluição causados pelos</p><p>despejos orgânicos, além de sua utilidade na vitalidade dos seres aquáticos aeróbios, sendo também,</p><p>freqüentemente utilizado no controle operacional de estações de tratamento de esgotos e de corpos d’água.</p><p>Para Sperling (1996), podem-se obter informações fundamentais com esse parâmetro, observando-</p><p>se que:</p><p>- É necessário um teor mínimo do oxigênio de 1 mg/l nos reatores dos sistemas aeróbicos;</p><p>- A solubilidade do OD varia com altitude e temperatura. Ao nível do mar, na temperatura de 20</p><p>ºC, a concentração de saturação é igual a 9,2 mg/l com relação aos corpos das águas;</p><p>- Valores de OD superiores à saturação são indicativos da presença de algas;</p><p>- Valores de OD inferiores a saturação são indicativos da presença de matéria orgânica em</p><p>decomposição;</p><p>- Com OD em torno de 4 a 5 mg/l morrem os peixes mais resistentes; com OD igual a 2 mg/l</p><p>todos os peixes estão mortos; com OD igual a zero mg/l têm-se condições de anaerobiose.</p><p> Matéria Orgânica</p><p>Conforme Sperling (1996), a matéria orgânica presente nos corpos d’água e nos esgotos é uma</p><p>característica de primordial importância, sendo causadora do principal problema de poluição das águas: o</p><p>consumo do oxigênio dissolvido pelos microorganismos nos seus processos metabólicos de utilização e</p><p>estabilização da matéria orgânica. Os principais componentes orgânicos são componentes de proteínas,</p><p>14</p><p>carboidratos, gordura e os óleos, além da uréia, surfactantes, fenóis, pesticidas e outros em menores</p><p>quantidades.</p><p>Para Valente (1997), a adição de matéria orgânica nos cursos d’água consome oxigênio dos mesmos,</p><p>através da oxidação química e principalmente da bioquímica, via respiração dos microorganismos,</p><p>depurando assim a matéria orgânica.</p><p>Quando a carga dos esgotos lançados excede a capacidade de autodepuração do corpo de água, o rio</p><p>fica sem oxigênio, provocando problemas estéticos e liberação de odor e impedindo a existência de peixes e</p><p>outros seres aquáticos, os peixes morrem não por toxicidade, mas por asfixias. Todos os organismos vivos</p><p>dependem de uma forma ou de outra do oxigênio para manter os processos metabólicos de produção de</p><p>energia e de reprodução. A quantidade de alimento (esgoto ou outros despejos orgânicos assimiláveis)</p><p>lançada ao copo d’água deve ser proporcional à sua vazão ou ao seu volume, isto é, à sua disponibilidade de</p><p>oxigênio dissolvido.</p><p>Segundo Sperling (1996), a importância desse parâmetro na qualidade das águas se dá por três</p><p>fatores:</p><p>- A matéria orgânica é responsável pelo consumo e pelos microorganismos decompositores do</p><p>oxigênio dissolvido na água;</p><p>- A DBO retrata, de uma forma indireta, o teor de matéria orgânica nos esgotos ou no corpo</p><p>d’água, sendo, portanto, uma indicação do potencial do consumo de oxigênio dissolvido.</p><p>- A DBO é um parâmetro de fundamental importância na caracterização do grau de poluição de</p><p>um corpo d’água.</p><p>O parâmetro é, freqüentemente, utilizado nas caracterizações de águas residuais brutas e tratadas e,</p><p>também na caracterização de corpos d’água.</p><p>A utilidade dos resultados desse parâmetro está diretamente ligada em termos de tratamento de</p><p>águas residuais, e aos corpos d’água.</p><p>Com relação às águas residuais, a DBO dos esgotos domésticos está em</p><p>torno de 300 ml/l, enquanto a DBO dos esgotos industriais varia amplamente e com o tipo de processo</p><p>industrial. Com relação aos corpos d’água, a DBO é obtida e comparada com padrões de corpos d’águas</p><p>existentes.</p><p>A matéria orgânica carbonácea divide-se nas seguintes frações: (a) não biodegradável (em</p><p>suspensão e dissolvida) e (b) biodegradável (também em suspensão e dissolvida). Na prática, geralmente</p><p>não há necessidade de se caracterizar a matéria orgânica em termos de proteínas, gorduras, carboidratos,</p><p>etc. Entretanto, há grande dificuldade na determinação laboratorial dos diversos componentes da matéria</p><p>orgânica nas águas residuais, face à multiplicidade de formas e compostos em que a mesma pode se</p><p>apresentar. Sendo assim, podem-se utilizar métodos indiretos (medição do consumo de oxigênio) ou</p><p>diretos (medição do carbono orgânico) para a quantificação da matéria orgânica ou seu potencial poluidor.</p><p>15</p><p>a) Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO)</p><p>Conforme Sperling (1996), a DBO retrata a quantidade de oxigênio requerida para estabilizar,</p><p>através de processos bioquímicos, a matéria orgânica carbonácea.</p><p>A estabilização completa demora, em termos práticos, vários dias (cerca de 20 dias ou mais para</p><p>esgotos domésticos), o que corresponde à Demanda Última de Oxigênio (DBOu). Porém, para evitar que o</p><p>teste de laboratório demorasse tanto e para permitir a comparação de diversos resultados, foram</p><p>efetuadas algumas padronizações:</p><p>- Convencionou-se proceder a analise no 5º dia, sendo que para esgotos domésticos típicos,</p><p>esse consumo no quinto dia pode ser correlacionado com o consumo total final (DBOu);</p><p>- Determinou-se que o teste fosse efetuado à temperatura de 20ºC, já que temperaturas</p><p>diferentes interferem no metabolismo bacteriano, alterando as relações entre a DBO de 5</p><p>dias e a DBOu.</p><p>Assim, tem-se a DBO padrão, expressa por DBO5, ou seja, sempre que se referir à DBO</p><p>simplesmente, está se referindo à DBO padrão.</p><p>Os constituintes responsáveis pela DBO5 são os sólidos em suspensão e sólidos dissolvidos,</p><p>podendo ser de origem natural (matéria orgânica e vegetal) ou de origem antropogênica (despejos</p><p>domésticos e despejos industriais).</p><p>Segundo Valente (1997), a Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO5), é um indicador que determina</p><p>indiretamente a concentração de matéria orgânica biodegradável através da demanda de oxigênio exercida</p><p>por microorganismos através da respiração. É uma medida que procura retratar em laboratório o</p><p>fenômeno que acontece no corpo d’água.</p><p>Assim uma amostra é coletada em duplicata, e em uma das amostras é medido o oxigênio</p><p>dissolvido após a coleta; o oxigênio da outra amostra é medido após 5 dias, período em que a amostra fica</p><p>em uma incubadora a uma temperatura de 20°C. A diferença de concentração de oxigênio representa a</p><p>DBO5 (oxigênio consumido para oxidar a matéria orgânica via respiração dos microorganismos). É um</p><p>indicador estimativo, já que as condições: turbulência das águas, a erosão e insolação, etc., não são</p><p>consideradas. Quando a água possui muita matéria orgânica e microorganismos, é necessário diluir a</p><p>amostra e introduzir nutrientes. Para afluentes industriais que não possui oxigênio suficiente e nem</p><p>microorganismos, é necessário além da diluição e introdução de nutrientes, adicionar “somente”, ou seja,</p><p>uma porção de esgoto com microorganismos e DBO5 conhecida para corrigir o restante final. No período de</p><p>5 dias a 20°C (DBO5) são consumidos 70% a 80% da matéria orgânica (esgoto doméstico); após 5 dias</p><p>começa a demanda nitrogenada, em que durante cerca de 20 dias, são consumidos 100% da matéria</p><p>orgânica. O esgoto é considerado biodegradável quando a relação DQO/DBO5 é menor que 5.</p><p>Para Sperling (1996), as principais vantagens do teste da DBO5 não são igualadas por nenhum outro</p><p>teste de determinação de matéria orgânica, isso porque esse teste permite:</p><p>16</p><p>- a indicação aproximada da fração biodegradável do despejo;</p><p>- a indicação da taxa de degradação do despejo;</p><p>- a indicação da taxa de consumo de oxigênio em função do tempo;</p><p>- a determinação aproximada da quantidade de oxigênio requerido para a estabilização biológica</p><p>da matéria orgânica presente.</p><p>Porém, para Marais & Ekama apud Sperling (1996), esse teste possui algumas limitações:</p><p>- pode-se encontrar baixos valores de DBO5 caso os microrganismos responsáveis pela</p><p>decomposição não estejam adaptados ao despejo;</p><p>- os metais pesados e outras substancias tóxicas podem matar ou inibir os microrganismos;</p><p>- há a necessidade da inibição dos organismos responsáveis pela oxidação da amônia, para evitar</p><p>que o consumo de oxigênio para a nitrificação (demanda nitrogenada) interfira com a demanda</p><p>carbonácea;</p><p>- a relação DBOu/DBO5 varia em função do despejo e também ao longo da linha da ETE;</p><p>- o teste não é útil para efeito de controle operacional de uma ETE, pelo fato de demorar 5 dias.</p><p>PORTUGAL (1993) cita alguns exemplos de DBO5: as águas servidas de uma refinaria de açúcar</p><p>chegam a ter DBO5 de 6.000 miligramas por litro, o que significa que a cada litro dessas águas despejado</p><p>num rio fará com que 6.000 mg, ou seja, 6 g do oxigênio dissolvido na água do rio desapareçam. Nos</p><p>esgotos não tratados (esgotos domésticos), cada pessoa é responsável (em média) pelo desaparecimento</p><p>de 54 gramas diárias de oxigênio existentes nas águas do rio (ou lago) onde esse esgoto é despejado.</p><p>b) Demanda Última de Oxigênio (DBOu)</p><p>Conforme Sperling (1996), ao final do 5º dia a estabilização da matéria orgânica não esta ainda</p><p>completa, prosseguindo, embora em taxas mais lentas, por mais um período de semanas ou dias, sendo</p><p>que, depois disso, o consumo de oxigênio pode ser considerado desprezível. Assim, a Demanda Última de</p><p>Oxigênio (DBOu) corresponde ao consumo de oxigênio exercido até este momento, a partir do qual não há</p><p>consumo representativo.</p><p>Como a estabilização praticamente se completa aos 20 dias de teste, pode-se determinar a DBOu</p><p>aos 20 dias. Conceitualmente, o teste é similar à DBO5, variando somente o tempo da determinação final</p><p>do oxigênio dissolvido.</p><p>Vários autores adotam, de maneira geral, a relação DBOu/DBO5 (esgotos domésticos) igual a 1,46.</p><p>Portanto, caso se tenha uma DBO5 de 300 mg/l, a DBOu será igual a 1,46 x 300 mg/l = 438 mg/l.</p><p>c) Demanda Química de Oxigênio (DQO)</p><p>Para Valente (1997), a Demanda Química de Oxigênio (DQO) é um indicador de matéria orgânica</p><p>baseado na concentração de oxigênio consumido para oxidar a matéria orgânica, biodegradável ou não, em</p><p>meio ácidos e condições energéticas por ação de um agente químico oxidante forte. Esta técnica apenas</p><p>17</p><p>estima a concentração de matéria orgânica em termos de oxigênio consumido, já que nos copos d’água as</p><p>condições não são tão energéticas, além do fato de que algumas espécies inorgânicas, tais como nitritos,</p><p>compostos reduzidos de enxofre e substâncias orgânicas – como hidrocarbonetos aromáticos, compostos</p><p>alifáticos de cadeia aberta e piridinas – não são oxidadas. A principal vantagem da DQO é a rapidez, pouco</p><p>mais de duas horas, enquanto que a DBO5 leva 5 dias.</p><p>Conforme Medri (1997), a DQO representa a quantidade de oxigênio necessária para estabilizar</p><p>quimicamente as matérias orgânicas e inorgânica oxidáveis de uma água, ou seja, é a quantidade de</p><p>oxigênio consumida por diversos compostos sem intervenção de microorganismos. É uma indicação</p><p>indireta do teor do carbono orgânico através do consumo do oxigênio no processo de oxidação da matéria</p><p>orgânica presente na água. O teste é realizado através do uso de oxidantes forte, como o dicromato de</p><p>potássio, em meio ácido e temperatura elevada, durante duas horas.</p><p>Segundo Valente (1997), o Oxigênio Consumido, é um termo quimicamente com o mesmo</p><p>significado que da DQO, mas o mesmo é utilizado quando o oxidante é o permanganato. Assim o oxigênio</p><p>consumido, também conhecido como</p><p>“matéria orgânica”, é um indicador da concentração de matéria</p><p>orgânica, como DQO, no entanto a oxidação é realizada em condições menos energéticas. A oxidação com</p><p>permanganato é mais utilizada para águas limpas, com baixa concentração de matérias orgânicas.</p><p>A DQO é mais utilizada para concentrações acima de 5 mg O2/l (águas com maior teor de matéria</p><p>orgânica) e o permanganato para concentrações inferiores a 5 mg O2/l (águas mais limpas, avaliação de</p><p>potabilidade). A DQO ocorre em condições mais energéticas, temperaturas acima de 150°C e meio muito</p><p>ácido; os seus resultados são normalmente maiores que o oxigênio consumido com permanganato que</p><p>ocorre em temperaturas inferiores a 100°C e condições menos ácidas.</p><p>De acordo com Sperling (1996), as principais vantagens do teste da DQO são:</p><p>- O teste gasta apenas de 2 a 3 horas para ser realizado;</p><p>- O resultado do teste dá uma indicação do oxigênio requerido para estabilização da matéria</p><p>orgânica;</p><p>- O teste não é afetado pela nitrificação, dando uma indicação da oxidação apenas da matéria</p><p>orgânica carbonácea (e não da nitrogenada).</p><p>Entretanto, o teste da DQO possui algumas limitações, como:</p><p>- No teste da DQO são oxigenadas, tanto as frações biodegradáveis, quanto a fração inerte dos</p><p>despejos. O teste superestima, portanto, o oxigênio a ser consumido no tratamento biológico</p><p>dos despejos;</p><p>- O teste não fornece informações sobre a taxa de consumo da matéria orgânica ao longo do</p><p>tempo;</p><p>- Certos constituintes inorgânicos podem ser oxidados e interferir no resultado.</p><p>18</p><p>Conforme Braile & Cavalcanti apud Sperling (1996), para esgotos domésticos brutos, a relação</p><p>DQO/DBO5 varia em torno de 1,7 a 2,4, no entanto, para esgotos industriais, essa relação pode variar</p><p>amplamente. Assim, para a relação DQO/DBO5 baixa (a fração biodegradável é elevada) e para a relação</p><p>DQO/DBO5 elevada (a fração inerte, isto é, não biodegradável, é elevada).</p><p>Entretanto, para Sperling (1996), a relação DQO/DBO5 varia também à medida que o esgoto passa</p><p>pelas diversas unidades da estação de tratamento. A tendência para a relação é de aumentar, devido à</p><p>redução lenta da fração biodegradável, ao passo que a fração inerte permanece aproximadamente</p><p>inalterada. Com isso, o efluente final do tratamento biológico possui valores da relação DQO/DBO5</p><p>usualmente superiores a 3,0.</p><p>d) Carbono Orgânico Total (COT)</p><p>Conforme Tchobanoglous & Schroeder apud Sperling (1996), o carbono orgânico é medido</p><p>diretamente, e não indiretamente, como nos três testes anteriores. O COT é um teste instrumental, e tem</p><p>se mostrado satisfatório em amostras com reduzidas quantidades de matéria orgânica. Segundo</p><p>Eckenfelder apud Sperling (1996), o teste do COT mede todo o carbono liberado na forma de CO2, sendo</p><p>que para garantir que o carbono medido seja realmente o carbono orgânico, as formas inorgânicas de</p><p>carbono (como CO2, HCO3</p><p>-) devem ser removidas antes da analise ou corrigidas no cálculo.</p><p> Nitrogênio</p><p>Para Sperling (1996), dentro do ciclo do nitrogênio na biosfera, este se altera entre várias formas e</p><p>estados de oxidação, como resultado de diversos processos bioquímicos. No meio aquático, o nitrogênio</p><p>pode ser encontrado nas seguintes formas: Nitrogênio Molecular (N2), Nitrogênio Orgânico (dissolvido e em</p><p>suspensão), Amônia (livre – NH3 e ionizada – NH4</p><p>+), Nitritos (NO2</p><p>-) e Nitratos (NO3</p><p>-).</p><p>Conforme Weibull (2001), os constituintes responsáveis pela presença do nitrogênio são os sólidos</p><p>em suspensão e sólidos dissolvidos, sendo que, as diversas formas de nitrogênio podem ser de origem</p><p>natural (proteínas, clorofila e outros compostos biológicos) ou de origem das atividades humanas e animais</p><p>(despejos domésticos e industriais, excrementos de animais e fertilizantes). Nos esgotos domésticos</p><p>frescos, predominam o nitrogênio em forma de amônia e o orgânico.</p><p>O nitrogênio orgânico encontra-se devido à presença de proteínas, na matéria fecal, em</p><p>microrganismos e como resíduo de plantas e animais em decomposição. Já a amônia provém do processo</p><p>de amonificação (transformação do nitrogênio orgânico em nitrogênio amoniacal) e pela hidrolise de uréia,</p><p>substância componente da urina, através da ação de enzimas (SOUZA, 1996 apud GASPAR, 2003).</p><p>Segundo Sperling (1996), o nitrogênio é um componente de grande importância em termos da</p><p>geração e do próprio controle da poluição das águas, devido principalmente aos seguintes aspectos:</p><p>19</p><p> Poluição das águas:</p><p>- O nitrogênio na forma de nitrato está associado a doenças como a metahemoglobinemia</p><p>(síndrome do bebe azul);</p><p>- É um elemento indispensável para o crescimento de algas, as quais, quando em elevadas</p><p>concentrações em lagos e represas, podem conduzir a um crescimento exagerado desses</p><p>organismos (processo denominado eutrofização);</p><p>- Nos processos bioquímicos de conversão da amônia a nitrito e este a nitrato, implica no</p><p>consumo de oxigênio dissolvido do meio, podendo afetar a vida aquática;</p><p>- O nitrogênio na forma de amônia livre é diretamente tóxico aos peixes.</p><p> Tratamento de esgotos:</p><p>- É um elemento indispensável para o crescimento dos microrganismos responsáveis pelo</p><p>tratamento de esgotos;</p><p>- Nos processos de conversão da amônia a nitrito e este a nitrato (nitrificação), que</p><p>eventualmente possa ocorrer numa estação de tratamento de esgotos, implica no</p><p>consumo de oxigênio e alcalinidade;</p><p>- No processo de conversão do nitrito a nitrogênio gasoso (desnitrificação), que eventualmente</p><p>possa ocorrer numa estação de tratamento de esgotos, implica em: economia de oxigênio</p><p>e alcalinidade (quando realizado de forma controlada) ou deterioração da decantabilidade</p><p>do lodo (quando não controlado).</p><p>Para Weibull (2001), a medição do nitrogênio, geralmente avaliado em miligramas por litro (mg/l) é</p><p>importante não só para se constatar a presença de esgotos domésticos lançados recentemente no corpo</p><p>d’água, mas também como um indicador de futuro consumo de oxigênio no processo de nitrificação e</p><p>possível crescimento de algas.</p><p>Em esgotos domésticos frescos, cerca de 60% do nitrogênio presente esta na forma de nitrogênio</p><p>orgânico e 40% na forma de nitrogênio amoniacal (JENKINS & HERMANOWICZ, 1991 apud GASPAR, 2003).</p><p>Conforme Sperling (1996), essas formas são conjuntamente, determinadas em laboratório pelo método</p><p>Kjeldahl, constituindo assim o chamado Nitrogênio Total Kjeldahl (NTK). Assim temos:</p><p>- NTK = amônia + nitrogênio orgânico (forma predominante nos esgotos domésticos);</p><p>- NT = NTK + NO2</p><p>- + NO3</p><p>- (nitrogênio total).</p><p>Para esgotos sanitários, a concentração de nitrogênio total Kjeldahl (NTK) no efluente é da ordem</p><p>de 40 a 60 mg N/L e dessa concentração total, aproximadamente 75% é nitrogênio amoniacal e 25% é</p><p>nitrogênio orgânico (HAANDEL & MARAIS, 1999 apud GASPAR, 2003).</p><p>De acordo com Sperling (1996), dependendo do valor do pH dos esgotos, a amônia, pode-se</p><p>apresentar das seguintes formas: para valores de pH menores que 8, a amônia se apresenta praticamente</p><p>20</p><p>na forma de NH4</p><p>+; para pH igual a 9,5, aproximadamente 50% NH3 e 50% NH4</p><p>+; e para valores de pH</p><p>superiores a 11, praticamente toda a amônia na forma de NH3.</p><p>O parâmetro nitrogênio é freqüentemente utilizado na caracterização de águas de abastecimentos</p><p>(brutas e tratadas), na caracterização de águas residuais (brutas e tratadas) e também na caracterização de</p><p>corpos d’água.</p><p> Fósforo</p><p>Conforme Sperling (1996), o fósforo é encontrado na água geralmente nas formas de ortofosfatos,</p><p>polifosfatos e fósforo orgânico.</p><p>Os ortofosfatos são diretamente disponíveis para os microorganismos (metabolismo biológico) sem</p><p>a necessidade de conversão a formas mais simples. As principais fontes de ortofosfatos na água são o solo,</p><p>detergentes, fertilizantes, despejos industriais e esgotos domésticos. A forma em que os ortofosfatos se</p><p>apresentam na água depende do pH, podendo ser: PO4</p><p>-3, HPO4</p><p>-2, H2PO4</p><p>-, H3PO4; já nos esgotos domésticos</p><p>a forma</p><p>predominante é o HPO4</p><p>-2. Segundo DEQ (2006), um método comum para a determinação de</p><p>ortofosfato é o método calorimétrico cloreto estanoso com molibdato de amônia que combinam com o</p><p>fósforo para produzir uma coloração azulada.</p><p>De acordo com Sperling (1996), os polifosfatos são moléculas mais complexas com dois ou mais</p><p>átomos de fósforo. Os polifosfatos são convertidos em ortofosfatos pela hidrólise ácida. O uso de</p><p>detergentes a base de polifosfatos influenciam significativamente os teores de fósforo das águas residuais e</p><p>podem ser responsáveis pela metade da contribuição de fósforo pelos esgotos domésticos. Para DEQ</p><p>(2006), a amostra é acidificada com um ácido forte e fervida durante, pelo menos 90 minutos, resfriada e</p><p>neutralizada como pré-tratamento anterior ao teste do ortofosfato. Desta forma mede-se o fósforo</p><p>inorgânico total. Para saber a fração dos polifosfatos, faz-se uma subtração.</p><p>Segundo Sperling (1996), o fósforo orgânico é normalmente de menor importância nos esgotos</p><p>domésticos, mas pode ser importante em águas residuais, industriais e lodos oriundos do tratamento de</p><p>esgotos. No tratamento de esgotos e nos corpos d’água receptores, o fósforo orgânico é convertido a</p><p>ortofosfatos.</p><p>Conforme DEQ (2006), o fósforo total é medido fazendo-se inicialmente uma digestão com ácidos</p><p>perclórico, sulfúrico ou nítrico. Dependendo do tipo de amostra, após a digestão um método calorimétrico</p><p>pode ser utilizado para medir o ortofosfato liberado.</p><p>Para lançamentos em corpos hídricos (represas) P é climatizado a PT (fósforo total) em 1,0 mg/l</p><p>(esgoto). Os seguintes valores de fósforo total podem se utilizados como indicativos aproximados de estado</p><p>de eutrofização de lagos: P < 0,01-0,02 mg/l (não eutrófico), P entre 0,02-0,05 mg/l (estágio intermediário)</p><p>e P > 0,05 mg/l (eutrófico).</p><p>Segundo Weibull (2001), concentrações elevadas de fósforo podem contribuir da mesma forma que</p><p>o nitrogênio, para a proliferação de algas e acelerar, indesejavelmente, em determinadas condições, o</p><p>21</p><p>processo de eutrofização. Por outro lado, o fósforo é um nutriente fundamental para o crescimento e</p><p>multiplicação das bactérias responsáveis pelos mecanismos bioquímicos de estabilização da matéria</p><p>orgânica.</p><p>Conforme Sperling (1996), este parâmetro é freqüentemente utilizado para caracterização de águas</p><p>de abastecimento (brutas e tratadas) e na caracterização de corpos d’água.</p><p> Óleos e Graxas</p><p>Segundo Almeida (2004), são substâncias que, em contato com a água, criam uma película</p><p>bloqueadora à penetração da luz solar, impedindo as trocas gasosas nos corpos d'água, matando por asfixia</p><p>os animais aquáticos e os pássaros que fazem das águas parte de seu habitat.</p><p>Para CETESB (2005), os óleos e graxas são substâncias orgânicas de origem mineral, vegetal ou</p><p>animal. Estas substâncias geralmente são hidrocarbonetos, gorduras, ésteres, ácidos graxos, sabões, graxas,</p><p>óleos vegetais e minerais, ceras, etc. São raramente encontrados em águas naturais, normalmente</p><p>oriundos de despejos e resíduos industriais, esgotos domésticos, efluentes de oficinas mecânicas, postos de</p><p>gasolina, estradas e vias públicas.</p><p>Conforme Jordão (1995), estas substâncias também são denominadas sólidos flutuantes ou de</p><p>escuma, ou ainda, simplesmente de gorduras. São extraídas em laboratório por meio de éter de petróleo,</p><p>hexano ou triclorotrifluoretano.</p><p>De acordo com Almeida (2004), os despejos de origem industrial são os que mais contribuem para</p><p>o aumento de matérias graxas nos corpos d'água, sendo que, as principais fontes poluidoras são as</p><p>refinarias de petróleo, as unidades fabris dos pólos petroquímicos, as siderúrgicas, os frigoríficos, etc.</p><p>Segundo CETESB (2005), a pequena solubilidade dos óleos e graxas constitui um fator negativo no</p><p>que se refere à sua degradação em unidades de tratamento de despejos por processos biológicos e,</p><p>quando presentes em mananciais utilizados para abastecimento público, causam problemas no tratamento</p><p>d'água. A presença de material graxo nos corpos d'água, além de acarretar problemas de origem estética,</p><p>diminui a área de contato entre a superfície da água e o ar atmosférico, impedindo, dessa maneira, a</p><p>transferência do oxigênio da atmosfera para a água.</p><p>Os óleos e graxas em seu processo de decomposição reduzem o oxigênio dissolvido elevando a</p><p>DBO5 e a DQO, causando alteração no ecossistema aquático. Na legislação brasileira não existe limite</p><p>estabelecido para esse parâmetro.</p><p>Para Jordão (1995), a necessidade da remoção dos óleos e graxas contidos nos esgotos deve-se aos</p><p>problemas que podem causar nas unidades de tratamento de esgoto. Assim, sua remoção tem as seguintes</p><p>finalidades: evitar obstruções dos coletores; evitar aderência nas peças especiais da rede coletora de</p><p>esgotos; evitar o acúmulo nas unidades de tratamento, provocando odores desagradáveis e perturbações</p><p>no funcionamento dos dispositivos de tratamento e evitar aspectos desagradáveis nos corpos receptores.</p><p>22</p><p>Conforme Vázquez (2004) podem ser removidos utilizando-se a caixa de gordura, que é obrigatória</p><p>em abatedouros, laticínios, indústrias de óleos e outras. O mecanismo utilizado para a remoção do material</p><p>é a flutuação (processo físico), onde o resíduo deve permanecer na caixa de gordura por um tempo de, no</p><p>mínimo 6 minutos. Por isso o tempo de detenção aplicado na prática varia de 6 min a 10 min, conseguindo-</p><p>se, assim, uma eficiência de remoção de aproximadamente 90%. Porém, quando o volume de esgoto é</p><p>muito grande o dimensionamento tradicional torna-se inviável e, então, utiliza-se o sistema de flotação.</p><p> Sólidos</p><p>Para Medri (1997), os sólidos são responsáveis pelo aparecimento da cor e turbidez nas águas. É a</p><p>indicação da presença de sólidos em suspensão e sólidos dissolvidos nas águas, e esses, por sua vez, estão</p><p>relacionados com sólidos de origem orgânica denominados Sólidos Voláteis (SV) e sólidos de origem</p><p>mineral denominados Sólidos Fixos (SF) os quais juntos formam os Sólidos Totais (ST). Os Sólidos Totais em</p><p>águas caracterizam o teor da matéria seca das mesmas, os Sólidos Voláteis indicam uma estimativa da</p><p>matéria orgânica existente no resíduo, enquanto que os Sólidos Fixos representam a matéria inorgânica, ou</p><p>seja, o teor dos sólidos minerais.</p><p>Figura 1 – Distribuição aproximada dos sólidos do esgoto bruto (em termos de concentração)</p><p>Fonte: SPERLING, 1996 Pg. 65</p><p> Micropoluentes Inorgânicos</p><p>De acordo com Sperling (1996), uma grande parte dos micropoluentes inorgânicos é tóxica.</p><p>Entre estes, temos os metais pesados que se dissolvem na água - arsênico (As), cádmio (Cd), cromo (Cr),</p><p>cobre (Cu), mercúrio (Hg), níquel (Ni), chumbo (Pb) e zinco (Zn) - os quais são tidos como um dos mais</p><p>relevantes problemas ambientais por serem elementos carcinogênicos e mutagênicos. Além dos metais</p><p>pesados, há outros micropoluentes inorgânicos de importância em termos de saúde pública, como os</p><p>cianetos, o flúor e outros.</p><p>FIXOS</p><p>50 mg/l</p><p>VOLÁTEIS</p><p>300 mg/l</p><p>FIXOS</p><p>400 mg/l</p><p>VOLÁTEIS</p><p>250 mg/l</p><p>EM</p><p>SUSPENSÃO</p><p>(não filtráveis)</p><p>350 mg/l</p><p>DISSOLVIDOS</p><p>(filtráveis)</p><p>650 mg/l</p><p>TOTAIS</p><p>1000 mg/l</p><p>23</p><p>Segundo Weibull (2001), a tendência dos metais pesados é de se aderirem aos sólidos em</p><p>suspensão, que por sua vez, sedimentam-se no fundo do corpo d’água. Além de serem tóxicos, são</p><p>cumulativos no organismo e podem provocar diversos tipos de doenças no ser humano com a ingestão de</p><p>pequenas doses, por períodos consideráveis. Os metais são medidos, geralmente, em mg/l ou g/l.</p><p>A forma dos constituintes responsáveis se resume nos sólidos em suspensão e sólidos dissolvidos,</p><p>de origem natural ou antropogênica, sendo que os de origem natural possuem menor importância,</p><p>enquanto que os de origem antropogênica são originários das seguintes fontes: despejos industriais,</p><p>atividades mineradoras e agricultura.</p><p>Este parâmetro é freqüentemente utilizado para caracterização de</p><p>águas de abastecimento (brutas</p><p>e tratadas), na caracterização de águas residuais (brutas e tratadas) e na caracterização de corpos d’água.</p><p> Micropoluentes Orgânicos</p><p>São materiais orgânicos resistentes à degradação biológica (pelos microorganismos), os quais, não</p><p>são integrados aos ciclos biogeoquímicos. Estes, basicamente, são destacados pelos defensivos agrícolas,</p><p>detergentes de estrutura molecular fechada e por grande número de produtos químicos.</p><p>Nas águas, geralmente, se apresentam por meio de sólidos dissolvidos de origem natural ou</p><p>antropogênica. A origem natural se dá pela própria madeira, através dos seus subprodutos: tanino, lignina,</p><p>celulose e fenóis, enquanto que a origem antropogênica se dá por despejos industriais, detergentes,</p><p>processamento e refinamento do petróleo e defensivos agrícolas. São expressos, geralmente, em mg/l ou</p><p>g/l.</p><p>Este parâmetro é freqüentemente utilizado para caracterização de águas de abastecimento (brutas</p><p>e tratadas), na caracterização de águas residuais (brutas e tratadas) e na caracterização de corpos d’água.</p><p>C - Parâmetros Biológicos</p><p>Para Sperling (1996), este parâmetro está basicamente relacionado com microorganismos que</p><p>desempenham diversas funções de extrema importância, relacionados com transformações da matéria</p><p>pertencentes a ciclos biogeoquímicos.</p><p>Conforme Breda (2001), a água de superfície contém grande variedade de microorganismos</p><p>(agentes patogênicos), incluindo bactérias, protozoários, vírus, algas e outros.</p><p>De acordo com Sperling (1996), a detecção desses agentes patogênicos em uma amostra d’água é</p><p>extremamente difícil, pois suas concentrações são baixas, necessitando do exame de grandes volumes da</p><p>amostra para que fosse detectado um único ser patogênico.</p><p>Este obstáculo é superado através do estudo dos chamados organismos indicador de contaminação</p><p>fecal. Esses organismos não são patogênicos, mas dão uma satisfatória indicação de quando uma água</p><p>apresenta contaminação por fezes humanas ou animais e a sua potencialidade para transmitir doenças, a</p><p>qual pode ser efetuada, indiretamente, através do grupo de coliformes. O grupo coliforme de bactérias se</p><p>24</p><p>divide como indicador de contaminação fecal, da seguinte forma: coliformes totais (CT), coliformes fecais</p><p>(CF) e estreptococos fecais (EF).</p><p>Segundo Thomann & Mueller apud Sperling (1996), o grupo de coliformes totais (CT) constitui-se</p><p>em um grande grupo de bactérias que têm sido isoladas de amostras de águas e solos poluídos e não</p><p>poluídos, bem como de fezes de seres humanos e outros animais de sangue quente. Tal grupo foi bastante</p><p>usado no passado como indicador, e continua a ser usado em algumas áreas, embora as dificuldades</p><p>associadas com a ocorrência de bactérias não fecais seja um problema.</p><p>Os coliformes fecais (CF) são um grupo de bactérias indicadoras de organismos originários do trato</p><p>intestinal humano e outros animais. O teste para CF é feito a uma elevada temperatura, na qual o</p><p>crescimento de bactérias de origem não fecal é suprimido. Como exemplo desse grupo pode-se citar a</p><p>bactéria Escherichia coli.</p><p>Conforme Weibull (2001), no intestino dos seres humanos e animais predominam em grande</p><p>número os coliformes fecais. Para se ter uma idéia, um indivíduo elimina, em média, 10 bilhões de</p><p>coliformes fecais por dia. Além dos coliformes, existem, no meio intestinal outras bactérias, vírus,</p><p>protozoários e vermes, em números significativamente menores. Nesse meio intestinal, podem conviver</p><p>agentes patogênicos, isto é, nocivos ao homem, como alguns tipos de bactérias que podem provocar</p><p>diarréias fortes, febre, náusea e a cólera, alguns tipos de protozoários, responsáveis, inclusive, pela malária</p><p>e vírus perigosos como aqueles que podem levar a hepatite infecciosa, gastroenterite, febre amarela,</p><p>dengue e a paralisia infantil.</p><p>A contaminação fecal é geralmente medida em número mais provável de coliformes por cem</p><p>mililitros de água amostrada (NMP/100 ml). Os órgãos ambientais utilizam-se deste indicador para</p><p>diagnosticar também as condições para o banho de mar. Esse serviço informa à população a qualidade</p><p>adequável ou não de banho (balneabilidade) junto às águas litorâneas (excelente, muito boa, satisfatória e</p><p>imprópria).</p><p>Segundo Jordão (1995), o esgoto bruto contém cerca de 109 a 1010 NMP/100 ml de coliformes</p><p>totais e de 108 a 109 NMP/100 ml de coliformes fecais.</p><p>Para Sperling (1996), os estreptococos fecais (EF) incluem varias espécies ou variedades de</p><p>estreptococos, tendo no intestino de seres humanos e outros animais o seu habitat usual. São exemplos:</p><p>Streptococos faecalis (contaminação fecal humana), Streptococos bovis e Streptococos equinus</p><p>(contaminação fecal de bois e cavalos, respectivamente).</p><p>A legislação ambiental considera, implicitamente, uma relação entre coliformes totais e coliformes</p><p>fecais (CT/CF = 5). No entanto, existe uma grande dispersão em torno deste valor, que depende ainda do</p><p>tempo decorrido após o lançamento dos esgotos na água.</p><p>A relação entre coliformes fecais e estreptococos fecais (CF/EF) é um bom indicador sobre a origem</p><p>da contaminação. Quanto maior o valor da relação CF/EF, considera-se que seja maior a contribuição</p><p>25</p><p>relativa da contaminação de origem humana. Assim, adotam-se os seguintes limites: CF/EF > 4</p><p>(contaminação predominantemente humana), CF/EF < 1 (contaminação predominantemente de outros</p><p>animais de sangue quente) e 1 < CF/EF < 4 (interpretação duvidosa).</p><p>Entretanto, alguns cuidados devem ser tomados, tanto nas condições corretas para a obtenção dos</p><p>dados de CF e EF, quanto na interpretação da relação CF/EF. De maneira geral, pode-se dizer que esta</p><p>relação seja útil apenas como um indicador amplo da provável origem principal da contaminação.</p><p>1.3.1 Utilização dos Parâmetros</p><p>Segundo Sarev & Martinelli (1998), a análise físico-química da água a ser utilizada fornece subsídios</p><p>para a identificação dos contaminantes, permitindo dessa forma, a escolha de um ou mais métodos de</p><p>tratamento externo, cuja finalidade é alterar a qualidade da água antes do ponto de utilização. Sempre que</p><p>solicitada uma análise de água, devem-se selecionar os parâmetros a serem investigados pela análise.</p><p>A Tabela 1 a seguir apresenta uma relação das associações mais freqüentes entre os parâmetros e</p><p>tópicos usuais em análises d’água para abastecimentos, residuais e corpos d’água receptores.</p><p>Tabela 1 - Principais parâmetros a serem investigados numa análise de água.</p><p>Características</p><p>Parâmetro</p><p>Águas para abastecimento</p><p>Águas residuais Corpo</p><p>receptor</p><p>Superficial Subterrânea</p><p>Bruta</p><p>Tratada</p><p>Rio</p><p>Lago Bruta Tratada Bruta Tratada</p><p>Parâmetros</p><p>Físicos</p><p>Cor x x x (1) x x x</p><p>Turbidez x x x x x x</p><p>Sabor e odor x x x x</p><p>Temperatura x x x x</p><p>Parâmetros</p><p>Químicos</p><p>pH x x x x x x x</p><p>Alcalinidade x x x</p><p>Acidez x x</p><p>Dureza x x</p><p>Ferro/Manganês x x x x</p><p>Cloretos x x</p><p>Nitrogênio x x x x x x x x</p><p>Fósforo x x x</p><p>Oxigênio</p><p>dissolvido</p><p>x (2)</p><p>x</p><p>Micropoluentes</p><p>inorgânicos (3)</p><p>x</p><p>x</p><p>x</p><p>x</p><p>x</p><p>x</p><p>x</p><p>x</p><p>Micropoluentes</p><p>orgânicos (3)</p><p>x</p><p>x</p><p>x</p><p>x</p><p>x</p><p>x</p><p>x</p><p>x</p><p>Parâmetros</p><p>Biológicos</p><p>Organismos</p><p>indicadores</p><p>x</p><p>x</p><p>x</p><p>x</p><p>x</p><p>x</p><p>x</p><p>Algas (diversas) x x (2) x</p><p>Bactérias decom.</p><p>(diversas)</p><p>x (2)</p><p>Fonte: SPERLING (1996), Pg. 40.</p><p>26</p><p>(1) Causada por Fe e Mn.</p><p>(2) Durante o tratamento, para controle do processo.</p><p>(3) Devem ser analisados aqueles que possuírem justificativas, devido ao uso e ocupação do</p><p>solo na bacia hidrográfica.</p><p>1.3.2 Requisitos e Padrões de Qualidade da água</p><p>a) Requisitos de qualidade</p><p>Conforme Sperling (1996),Os requisitos de qualidade de uma água são funções de seus usos</p><p>previstos. A Tabela 2 apresenta, de maneira simplificada, a associação entre os principais requisitos de</p><p>qualidade da água.</p><p>Tabela 2 –</p><p>Associação entre os principais requisitos de qualidade da água.</p><p>Uso geral Uso específico Qualidade requerida</p><p>Abastecimento de</p><p>água doméstica</p><p>- Isenta de substâncias químicas prejudiciais à</p><p>saúde</p><p>- Isenta de organismos prejudiciais à saúde</p><p>- Adequada para serviços domésticos</p><p>- Baixa agressividade e dureza</p><p>- Baixa turbidez, cor, sabor e odor e</p><p>microorganismos</p><p>Abastecimento</p><p>industrial</p><p>Água não entra em</p><p>contato com o produto</p><p>(refrigeração e</p><p>caldeiras)</p><p>- Baixa dureza</p><p>- Baixa agressividade</p><p>Água entra em contato</p><p>com o produto</p><p>- Variável com o produto</p><p>Água incorporada ao</p><p>produto (alimentos,</p><p>bebidas, remédios)</p><p>- Isenta de substâncias químicas prejudiciais à</p><p>saúde</p><p>- Isenta de organismos prejudiciais à saúde</p><p>- Esteticamente agradável (baixa turbidez, cor,</p><p>sabor e odor)</p><p>Irrigação</p><p>Hortaliças, produtos</p><p>ingeridos crus ou com</p><p>casca</p><p>- Isenta de substâncias químicas prejudiciais a</p><p>saúde</p><p>- Isenta de organismos prejudiciais à saúde</p><p>- Salinidade não excessiva</p><p>Demais plantações - Isenta de substâncias químicas prejudiciais ao</p><p>solo e às plantações</p><p>- Salinidade não excessiva</p><p>Dessedentação de</p><p>animais</p><p>- Isenta de substâncias químicas prejudiciais a</p><p>saúde dos animais</p><p>- Isenta de organismos prejudiciais à saúde dos</p><p>animais</p><p>Preservação da flora</p><p>e da fauna</p><p>- Variável com requisitos ambientais da flora e</p><p>da fauna que se deseja preservar.</p><p>Recreação e lazer Contatos primários</p><p>(contato direto com o</p><p>meio líquido. Exemplo:</p><p>natação, esqui, surfe)</p><p>- Isenta de substâncias químicas prejudiciais a</p><p>saúde</p><p>- Isenta de organismos prejudiciais a saúde</p><p>- Baixos teores de sólidos em suspensão e óleos</p><p>27</p><p>e graxas</p><p>Contato secundário</p><p>(não há contato direto</p><p>com o meio líquido.</p><p>Exemplo: navegação de</p><p>lazer, pesca, lazer</p><p>contemplativo)</p><p>- Aparência agradável</p><p>Geração de energia Usinas hidrelétricas - Baixa agressividade</p><p>Usinas nucleares ou</p><p>termoelétricas (torres</p><p>de resfriamento)</p><p>- Baixa dureza</p><p>Transportes - Baixa presença de material grosseiro que</p><p>possa por em risco as embarcações</p><p>Fonte: SPERLING (1996), Pg. 41.</p><p>b) Padrões de qualidade</p><p>Para Sperling (1996), além dos requisitos de qualidade, que traduzem de uma forma generalizada e</p><p>conceitual a qualidade desejada para a água, há necessidade de se estabelecer também padrões de</p><p>qualidade, embasados por suporte legal. Os padrões devem ser cumpridos, por força da legislação, pelas</p><p>entidades envolvidas com a água a ser utilizada.</p><p>Em termos práticos, há três tipos de padrões de interesse direto dentro da Engenharia</p><p>Ambiental no que tange à qualidade da água:</p><p>- Padrões de lançamento no corpo receptor;</p><p>- Padrões de qualidade do corpo receptor;</p><p>- Padrões de qualidade para determinado uso imediato (exemplo: padrões de</p><p>potabilidade).</p><p>c) Padrões de lançamento no corpo receptor</p><p>A Resolução CONAMA n.º 430 de 13/05/2011 complementa e altera a resolução n.º 357/2005</p><p>que dividiu às águas do território nacional em águas doces (salinidade menor que 0,5%), salobras (entre</p><p>0,5% a 30%) e salinas (salinidade maior que 30%). Em função dos usos da água previstos, foram criadas</p><p>nove classes.</p><p>Tabela 3 – Classificação das águas doces em função dos usos preponderantes.</p><p>Uso</p><p>Classe</p><p>Especial 1 2 3 4</p><p>Abastecimento x x x x</p><p>Preservação do equilíbrio natural das</p><p>comunidades aquáticas</p><p>x</p><p>Recreação de contato primário x x</p><p>Proteção das comunidades aquáticas x x</p><p>Irrigação x x x</p><p>Criação de espécies x x</p><p>Dessedentação de animais x</p><p>Navegação x</p><p>Harmonia paisagista x</p><p>Usos menos exigentes x</p><p>28</p><p>A cada uma dessas classes corresponde uma determinada qualidade a ser mantida no corpo</p><p>d’água. Esta qualidade é expressa na forma padrão, através da referida resolução do CONAMA.</p><p>d) Padrões de potabilidade</p><p>Segundo Sperling (1996), os padrões de potabilidade estão diretamente associados à qualidade da</p><p>água fornecida ao consumidor, ou seja, na própria ligação domiciliar.</p><p>Os padrões de potabilidade foram definidos na Portaria N° 2914 de 12/12/2011, do Ministério da</p><p>Saúde. Atualmente, a Portaria de Consolidação N° 5 de 28/09/2017 traz no seu anexo XX os padrões de</p><p>potabilidade que originalmente foram estabelecidos pela Portaria N° 2914. Em 2021, o anexo XX teve</p><p>alterações que foram apresentadas na Portaria N° 888 de 04/05/2021, mas o texto de origem se manteve o</p><p>anexo XX da Portaria N° 5 de 28/09/2017 com o acréscimo de parâmetros ou alterações de valores</p><p>máximos permitidos.</p><p>A Tabela 4 a seguir mostra os padrões de qualidade para os corpos d’água das diversas classes</p><p>conforme padrões de lançamento da resolução CONAMA nº 396, 03/04/2008.</p><p>Tabela 4 – Padrões de qualidade para os corpos d’água das diversas classes (água doce) e padrão de</p><p>lançamento.</p><p>Parâmetro</p><p>Unidade</p><p>Padrão para corpo d’água</p><p>Classe</p><p>Padrão de</p><p>lançament</p><p>o</p><p>1 2 3 4</p><p>Cor UH 30 75 75 - -</p><p>Turbidez UT 40 100 100 - -</p><p>Sabor e odor - VA VA VA - -</p><p>Temperatura ºC - - - - < 40ºC</p><p>Material flutuante - VA VA VA VA Ausente</p><p>Óleos e graxas - VA VA VA (1) (2)</p><p>Corantes artificiais - VA VA VA - -</p><p>Sólidos dissolvidos mg/l 500 500 500 - -</p><p>Cloretos mg/l 250 250 250 - -</p><p>PH - 6 a 9 6 a 9 6 a 9 6 a 9 5 a 9</p><p>DBO5 mg/l 3 5(3) 10(3) - (4)</p><p>DQO mg/l - - - - (4)</p><p>OD mg/l 6 5 4 2 -</p><p>Sólidos em suspensão mg/l - - - - (4)</p><p>Amônia mg/l 0,02(5) 0,02(5) - - 5,0(5)</p><p>Substância potencialmente</p><p>prejudicial</p><p>- (6) (6) (6) (6) (6)</p><p>Coliformes totais org/100</p><p>ml</p><p>1000 5000 20000 - -</p><p>Coliformes fecais org/100</p><p>ml</p><p>200 1000 4000 - -</p><p>Regime de lançamento - - - - - (7)</p><p>Notas:</p><p>- A tabela anterior lista apenas os parâmetros principais.</p><p>29</p><p>- VA: Virtualmente ausente.</p><p>- (1): Tolerem-se efeitos iridescentes, isto é, que gerem as cores do arco-íris.</p><p>- (2): Minerais: 20 mg/l; vegetais e gorduras animais: 50 mg/l</p><p>- (3): Pode ser ultrapassado caso estudos de autodepuração indiquem que o OD deverá</p><p>estar dentro de padrões nas condições críticas de vazão (médias mínimas de 7 dias em 80</p><p>anos de recorrência).</p><p>- (4): Consultar a legislação estadual pertinente.</p><p>- (5): Amônia: padrão do corpo receptor: Amônia ionizada NH3 padrão de lançamento:</p><p>Amônia total.</p><p>- (6): Várias substâncias: consultar resolução.</p><p>- (7): Regime de lançamento: a vazão máxima deverá ser no máximo 1,5 vez a vazão média</p><p>do período de atividade de agente poluidor.</p><p>Tabela 5 – Padrão de potabilidade da água destinada ao consumo humano</p><p>Parâmetro Umidade Valor máximo permissível</p><p>Características físicas e organolépticas</p><p>- Cor</p><p>- Odor</p><p>- Turbidez</p><p>- Sabor</p><p>UH</p><p>-</p><p>UT</p><p>-</p><p>15</p><p>não objetável</p><p>5</p><p>não objetável</p><p>Componentes que afetam a qualidade organoléptica</p><p>- Alumínio</p><p>- Cloretos</p><p>- Cobre</p><p>- Dureza total</p><p>- Ferro total</p><p>- Manganês</p><p>- Sólidos totais dissolvidos</p><p>mg/l</p><p>mg/l</p><p>mg/l</p><p>mg/l</p><p>mg/l CaCO3</p><p>mg/l</p><p>mg/l</p><p>0,2</p><p>250</p><p>2,0</p><p>500</p><p>0,3</p><p>0,1</p><p>1000</p><p>Componentes inorgânicos que afetam a saúde</p><p>- Arsênio</p><p>- Chumbo</p><p>- Cianetos</p><p>- Mercúrio</p><p>- Prata</p><p>mg/l</p><p>mg/l</p><p>mg/l</p><p>mg/l</p><p>mg/l</p><p>0,01</p><p>0,01</p><p>0,07</p><p>0,001</p><p>0,05</p><p>Componentes orgânicos que afetam a saúde</p><p>- Diversos : consultar padrão</p><p>Bacteriológicos</p><p>- Coliformes fecais</p><p>- Coliformes totais</p><p>org/100 ml</p><p>org/100 ml</p><p>Ausentes</p><p>Diversas contaminações</p><p>Fonte: Portaria n° 2914, de 12 de dezembro de 2011, do MINISTÉRIO DA SAÚDE,</p><p>A Tabela 6 apresenta alguns parâmetros físico-químicos normalmente analisados em águas</p><p>destinadas a geração de vapor.</p><p>Tabela 6 - Parâmetros básicos de tratamento para caldeiras de baixa e média pressão.</p><p>Parâmetro físico - químico < 28 kgf/cm2 28 a 57 kgf/cm2</p><p>pH 10 a 12 10,5 a 11,2</p><p>30</p><p>Dureza (ppm CaCO3) 0 0</p><p>Sílica (ppm SiO2) < 150 < 50</p><p>Sólidos dissolvidos (ppm) < 3500 < 2500</p><p>Fosfatos (ppm PO4) 20 a 80 20 a 40</p><p>Sulfitos (ppm SO3) 20 a 60 20 a 40</p><p>Cloretos 0 0</p><p>Hidrazina (ppm N2H4) 0,1 a 0,2 0,05 a 0,15</p><p>Quelatos (ppm) 5 a 10 < 5</p><p>pH condensado 7,5 a 9,0 8,0 a 9,0</p><p>Alcalinidades (ppm CaCO3) 250 a 450 250 a 300</p><p>Fonte: MASCIA (1989).</p><p>Outros parâmetros analisados são: cor (íons ferro</p>