Clarificação química em Jar Test

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Clarificação química em Jar Test 
 
Joane Szortika Quadros 
Graduanda em Engenharia Ambiental e Sanitária – Universidade Federal de 
Pelotas - UFPel 
RESUMO 
No presente trabalho, realizou-se o teste no Jar Test, utilizando a água bruta 
do canal São Gonçalo. O objetivo desta atividade além da otimização, é a 
verificação morfologia dos flocos formados durante o processo de coagulação, 
bem como a analise da variação do pH e turbidez. A variante trabalhada, pelo 
nosso grupo, foi o valor do coagulante (QClor - Clarificante), para o qual o 
fenômeno de coagulação/floculação atingisse um resultado excelente, ou o 
mais próximo de uma água mais límpida e clara possível. Os resultados para a 
água em questão mostraram que a coagulação, floculação e decantação, não 
foram eficientes. A análise morfológica dos flocos mostrou a formação de flocos 
pequenos. 
Palavra-chave: Jar Test; coagulação, filtração, sedimentação; morfologia dos 
flocos. 
 
INTRODUÇÃO 
A água tem fundamental importância para a manutenção da vida no 
planeta, e, portanto, falar da relevância dos conhecimentos sobre a água, em 
suas diversas dimensões, é falar da sobrevivência da espécie humana, da 
conservação e do equilíbrio da biodiversidade e das relações de dependência 
entre seres vivos e ambientes naturais. 
Os mananciais de águas superficiais sofrem modificações em suas 
características naturais devido a sua exposição ao ambiente e, principalmente, 
pela ação antrópica. O desmatamento e o lançamento de efluentes domésticos 
e industriais são os principais responsáveis pela degradação e contaminação 
dos recursos hídricos usados para o abastecimento público. Para manter a 
qualidade da água tratada, uma Estação de Tratamento de Água (ETA), pode 
passar por mudanças na sua estrutura física, como também nos produtos 
químicos utilizados (CONSTANTINO, 2009). 
Os serviços públicos de abastecimento devem fornecer sempre água de 
boa qualidade (RICHTER, 2007). Um dos primeiros passos no processo de 
tratamento de água do manancial, na entrada de água bruta de uma ETA é a 
coagulação química. Dada a importância da coagulação na ETA, tornam-se 
imprescindíveis estudos mais aprofundados sobre os diversos tipos de 
coagulantes. Caso esta etapa de coagulação não tenha êxito, todas as demais 
estarão prejudicadas, a ponto de, em certas situações, obrigar o descarte de 
toda a água da ETA, por estar fora dos padrões de potabilidade (CARVALHO, 
2008). 
Ou seja, a relevância da eficiência da coagulação eleva-se com o 
emprego da transposição dos resultados obtidos nos ensaios de Jar Test para 
escala real, tanto pelo menor tempo de floculação, ou de detenção no floco-
decantador, quanto pela menor probabilidade da ocorrência da sedimentação 
diferencial no interior das placas. 
A fim de se determinar a melhor dosagem de produtos químicos e o pH 
ótimo que produzirão melhor qualidade do efluente clarificado, testes 
controlados são feitos sob diferentes condições. O Teste de Jarro ou “Jar Test” 
é ainda o ensaio mais largamente utilizado para avaliar o processo de 
coagulação/floculação. Estes ensaios devem reproduzir, da melhor maneira 
possível, as condições de projeto da coagulação/floculação, no que diz respeito 
ao tempo de mistura e velocidade de agitação. O equipamento do ”Jar Test” 
utilizado pode realizar até seis testes ao mesmo tempo, o que possibilita uma 
comparação imediata e avaliação da melhor dosagem de coagulante e 
floculante a ser usada no processo, podendo-se ainda considerar o tempo de 
decantação e a qualidade do líquido clarificado em relação ao parâmetro 
turbidez (RODRIGUES, 2004). 
METODOLOGIA 
Foi realizado o teste de clarificação química em Jar Test, com diferentes 
concentrações do coagulante QClor. Nosso grupo ficou responsável pela água 
bruta do canal São Gonçalo. 
Primeiramente homogeneizou-se a amostra; adicionou 2L de água bruta 
nos jarros 1, 2 e 3 do Jar Test; mediu pH e a turbidez em um dos jarros, pois 
ambas amostras eram iguais. 
Figura 1: Amostras das águas, antes da aplicação do coagulante. Sendo da esquerda para direita, os 
jarros 1, 2, 3, 4, 5 e 6 respectivamente. 
 
Adicionou-se o Coagulante QClor (5mL/L, 7,5mL/L e 10mL/L, 
respectivamente, nos jarros 1, 2 e 3), o qual é considerado um coagulante bem 
denso; ajustou-se a velocidade do Jar Test para 260 RPM e deixou 5 minutos – 
observando-se a coagulação. 
 
Figura 2: Coagulante QClor. 
 
 
Figura 3: Processo de coagulação. 
 
 
Após os 5 minutos, se diminui a velocidade do Jar Test para 70 RPM, o qual 
permanece agitando por 10 minutos (tempo de formação do floco). 
Figura 4: Processo de floculação. 
 
 
Em seguida, desliga-se a agitação e observa a decantação por 15 minutos. 
Figura 5: Processo de Sedimentação/Decantação. 
 
 
 
 
Figura 6: Processo de Sedimentação/Decantação - vista de cima. 
Jarro 1 Jarro 2 Jarro 3 
 
 
Por fim, é medido o pH e turbidez de cada um dos jarros. 
RESULTADOS E DISCUSSÕES 
Tabela 1: Parâmetros analisados. 
OBSERVAÇÕES JARRO 1 JARRO 2 JARRO 3 JARRO 1’ JARRO 2’ JARRO 3’ 
pH inicial 7,44 7,44 7,44 6,62 6,62 6,62 
Turbidez inicial (NTU) 96 96 96 96 96 96 
Dosagem do coagulante (mL/L) 5 7,5 10 2,5 5,0 15 
Tempo para formação do floco na coagulação 
(minutos) 
5 5 5 5 5 5 
Aspectos físicos do floco pós-coagulação 
(Ruim, bom ou excelente) 
Ruim Ruim Ruim Ruim Ruim Ruim 
Tempo para formação do floco na floculação 
(minutos) 
10 10 10 10 10 10 
Aspectos físicos do floco pós-floculação 
(Ruim, bom ou excelente) 
Ruim Ruim Ruim Ruim Ruim Ruim 
Tempo para decantação do floco (minutos) 15 15 15 15 15 15 
Aspectos físicos da clarificação 
(Ruim, bom ou excelente) 
Ruim Ruim Ruim Ruim Ruim Ruim 
pH final 4,04 3,99 3,92 4,13 3,97 3,82 
Turbidez final 26 20 16 36 20 16 
Observações: o turbidimetro estragou, então, utilizamos o espectrofotômetro. A troca de unidade do espectrofotômetro 
para a do turbidímetro se deu através da equação linear da linha de tendência entre os padrões NTU 0,1 0,8 8 80 e os 
valores registrados respectivamente no espectrofotômetro. 
Os parâmetros analisados foram cor, pH e turbidez, bem como os 
aspectos físicos do floco e seu comportamento quanto as etapas pós-
coagulação, pós-floculação da amostra de água Bruta do Canal São Gonçalo - 
conforme mostra a Tabela 1. 
Quanto ao parâmetro do pH, foi constatado redução em todos os jarros. 
Entretanto, o coagulante usado foi o QClor-Clarificante e, em sua embalagem 
consta que o produto não causa alteração no pH. A redução do pH, se não 
neutralizada, pode causar problemas, como, por exemplo: ser corrosivo ou 
agressivas a certos metais e paredes de concreto; enquanto águas com valor 
elevado de pH tendem a formar incrustações. Ou seja, o pH trata-se de um 
parâmetro importante principalmente nas etapas de coagulação, filtração, 
desinfecção e controle da corrosão. 
A turbidez das águas é devida à presença de partículas em suspensão e 
em estado coloidal, as quais podem representar ampla faixa de tamanhos. A 
turbidez pode ser causada por uma grande variedade de materiais, incluindo 
partículas de areia fina, silte, argila e microrganismos. As partículas de menor 
tamanho e com baixa massa específica são mais difíceis de ser removidas nas 
ETAs, por apresentarem menor velocidade de sedimentação (Di Bernardo, 
1993). 
Tabela 2: Turbidez x pH 
 
 
 
 
 
 
0
5
10
15
20
25
30
35
40
3,8 3,9 4 4,1 4,2
Teste 1
Teste 2
Tu
rb
id
ez
fi
n
al
 
(m
l/
l)
pH final
 
Concentração 
QClor (ml/l) 
Turbidez 
final 
pH 
final 
Teste 1 
5 26 4,047,5 20 3,99 
10 16 3,92 
Teste 2 
2,5 36 4,13 
5 20 3,97 
15 16 3,82 
Comparando os testes 1 e 2, é possível observar que não houve benefícios 
nas condições de turbidez em concentrações acima de 10 ml/l; entretanto, com 
uma leve mudança no pH a concentração de 7,5 ml/l – teste 1- e 5ml/l – teste 2 
– resultaram na mesma turbidez. 
Talvez, fosse preciso mudar alguma outra componente, para que 
tivéssemos um resultado melhor quanto à turbidez e cor da água. Segundo 
Richter (2009), diversas são as informações que se podem obter com o uso 
adequado do aparelho de Jar Test, entre elas: dosagem ótima de coagulante e 
outros reagentes, concentração (diluição) ótima, intensidade e tempo de 
floculação, sequencia de aplicação de reagentes etc. 
Quanto ao floco, uma amostra nebulosa indica coagulação pobre, enquanto 
que a coagulação satisfatória contém flocos que são bem formados, com o 
líquido apresentando-se claro entre partículas. 
O fenômeno da floculação pode ser afetado por fatores como: pH; A 
concentração do coagulante, temperatura, alcalinidade, tipo e concentração de 
íons no meio líquido; heterogeneidade de uma suspensão em relação ao tipo, 
tamanho e fração de volume de partículas; e o tipo de reator incluindo o grau 
de mistura e a variação na escala e intensidade da turbulência são fatores que 
devem ser levados em consideração. 
Nos Testes: 
 Amostra com dosagem de coagulante 5ml/L parecia ter mais flocos, 
porém eram pequenos e por esse motivo não sedimentavam; 
 Amostras com maiores dosagens de coagulante apresentaram um floco 
melhor se comparado com a dosagem de 5ml/L, mas ainda insuficiente, 
se comparado com o padrão de potabilidade; 
As amostras do jarro 1 e 3 apresentaram, uma espuma ao término da 
floculação, demostrando presença de matéria orgânica na água. 
Nenhum dos jarros apresentou resultados bons, pois passado o tempo 
de sedimentação do floco, ainda estavam disperso em todo jarro. Por exemplo, 
caso isso fosse uma Estação de Tratamento de Água, a possibilidade de 
entupimento dos filtros seria alta e constante. Sem contar, que o coagulante 
pode não ser o mais adequado para esse tipo de água, sendo preciso ser feitos 
mais testes, variando do coagulante, até o pH. 
A Resolução do Conama 357/05 dita que o limite máximo permitido para 
o valor da turbidez é de 5 UNT. No caso, a água bruta do São Gonçalo, 
dificilmente chegar-se-ia a NTU perto de 1 - 5. 
Obs.: os parâmetros da turbidez (UNT) das ETAs em Pelotas são: 1,2 
Santa Bárbara; 0,49 Sinot; 1 Moreira; 0,67 Quilombo. 
CONCLUSÃO 
Através da prática de clarificação química em “Jar Test” foi possível 
analisar comparativamente os parâmetros antes do ensaio, com os resultados 
obtidos após o mesmo, comprovando a importância da escolha certa do 
coagulante, bem como as possíveis mudanças que o mesmo pode causar na 
água, como, por exemplo: aumento ou diminuição do pH. O Jar test vem a 
conciliar na otimização do processo, pois pode ser testado nas mais diferentes 
condições (físicas, químicas e biológicas). 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
CARVALHO, M. J. H., Uso de Coagulantes Naturais no Processo de Obtenção de 
Água Potável, Dissertação de Mestrado, Departamento de Engenharia Civil, Universidade 
Estadual de Maringá, Maringá, PR, 2008. 
 
CAVAZZANA, Tarso Luís; MATSUMOTO, Tsunao; LIBÂNIO, Marcelo. Avaliação da floco-
decantação de manta de lodo associada à decantação de alta taxa no tratamento de 
águas de consumo humano. Eng. Sanit. Ambient. vol.13 n°.2 Rio de Janeiro Apr./June 
2008 
 
Caracterização dos parâmetros de qualidade da água do manancial Utinga, Belém, PA, 
Brasil. Disponível em: <http://dx.doi.org/10.4136/ambi-agua.202> Acesso em: 15/05/2016 
 
CONSELHO NACIONAL DE MEIO AMBIENTE. Dispõe sobre a classificação dos 
corpos de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento, bem como 
estabelece as condições e padrões de lançamento de efluentes, e dá outras 
providências. Resolução CONAMA 357/2005. Brasília, 2005. 
 
CONSTANTINO, A. F.; YAMAMURA, V. D., Redução do Gasto Operacional em Estação 
de Tratamento de Água Utilizando o PAC. Simpósio de Pós Graduação em 
Engenharia Urbana. Maringá, PR, 2009. 
 
DI BERNARDO, L. Métodos e Técnicas de tratamento de Água - V. I e II. ABES - 
Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental. Rio de Janeiro, Brasil, 1993. 
 
Jar-Test ou Teste de Jarros. Disponível em:http://www.licenciamentoambiental.eng.br/jar-
test-ou-teste-de-jarros/#sthash.aU0pWUU1.dpuf> Acesso em: 15/05/2016 
QClor Clarificante. Disponível em: <http://www.qclor.com.br/produto-cloro-clarificante.html> 
Acesso em: 22/05/2016 
 
Os principais parâmetros monitorados pelas sondas multiparâmetros são: pH, 
condutividade, temperatura, turbidez, clorofila ou cianobactérias e oxigênio dissolvido. 
Disponível em: 
<http://www.agsolve.com.br/news_upload/file/Parametros%20da%20Qualidade%20da%20
Agua.pdf> Acessado no dia 22/05/16 
 
RODRIGUES, F. S. F., Aplicação da Ozonização e do Reativo de Fenton como Pré-
tratamento de Chorume com os Objetivos de Redução da Toxicidade e do Impacto 
no Processo Biológico, Dissertação de Mestrado, COPPE, Universidade Federal do Rio 
de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ, 2004. 
 
RICHTER, C. A. & NETTO, J. M. A., Tratamento de Água: Tecnologia Atualizada. São 
Paulo, SP, Editora Blucher, 2007. 
 
RICHTER, Carlos A. Água: métodos e tecnologia de tratamento. São Paulo: Edgard 
Blucher, 2009. 
 
SANTOS, Gabriel Rosa. Estudo de Clarificação de Água de Abastecimento Público e 
Otimização da Estação de Tratamento de Água / Gabriel Rosa dos Santos. – Rio de 
Janeiro, 2011. UFRJ/EQ 2011