Características da agua

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STAE - Unip
Prof. Eng. Civil Guilherme Dall’Agnol
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Características da água
• As características da água podem ser 
classificadas em:
– Física
– Química
– Biológica
Características físicas
• Turbidez: É uma medida dos sólidos em
suspensão em água – Reflete na redução da
transparência ocasionada na presença de
materiais em suspensão.
• É medido em Unidade de Turbidez (uT).
Características físicas
• Partículas presentes na água: 
– Estado coloidal: Argilas
– Em suspensão: Silte
– Plânctons e outros microrganismos 
– Matéria orgânica e inorgânica 
Características físicas
• Origem da Turbidez na água:
– Despejos domésticos
– Despejos industriais
– Microorganismos
– Erosões
– Partículas de rocha, argila e silte
– Algas e outros microorganismos
Ação Antropogênica
Origem Natural
Características físicas
• Importância:
- Em corpos d’água pode reduzir a penetração da
luz, prejudicando a fotossíntese
- De origem antropogênica podem estar associadas
a compostos tóxicos e organismos patogênicos
- De origem natural não traz inconvenientes
sanitários diretos – Esteticamente não agradável.
Podem servir de abrigos a microrganismos.
Características físicas
• É um dos parâmetros físicos mais importantes:
– Utilizado no controle de operação na estação de 
tratamento de água (ETA)
– Caracterização de águas de abastecimento bruta e 
tratada.
Características físicas
• Legislação vigente: Portaria 2.914/MS –
Dispõe sobre os procedimentos de controle e
de vigilância da qualidade da água para
consumo humano e seu padrão de
potabilidade.
• Segundo a Portaria 2.914/MS o parâmetro de
turbidez para água tratada é de 0,5uT ou
1,0uT (dependerá da tecnologia de
tratamento)
Características físicas
• Cor – Responsável pela coloração da água –
Influenciada pelas substâncias dissolvidas na
água geralmente de matéria orgânica
(degradação de plantas e animais – húmus).
• Importância:
– De origem natural não traz riscos direto à saúde.
Mas a cloração de água com cor pode gerar sub
produtos cancerígenos
– De origem industrial pode apresentar toxicidade
Características físicas
• Pode ser classificada em:
– Cor aparente: material em suspensão
– Cor verdadeira: material em solução.
• Determinação da cor verdadeira:
– Centrifugação a 3000rpm durante 30min – retirar
o sobrenadante
– Filtrar em papel filtro de 0,45µm.
Lembrando que Cor + Cloro = THM (Trihalometanos)
Características físicas
• Sabor e Odor: Interação entre gosto (salgado,
doce, azedo) e o odor (sensação ofativa).
• Origem:
– Antropogênica: Despejos domésticos, despejos
industriais, gases dissolvidos (𝐶𝑂2, 𝐻2𝑆. . )
– Natural: Matéria orgânica em decomposição,
microrganismos (algas..)
Características físicas
• Podem estar presentes em águas correntes e
dormentes, mas dificilmente em águas
subterrâneas.
• Característica de difícil avaliação
• A remoção deste efeito requer aeração,
aplicação de material oxidante e carvão
ativado
Características físicas
• Temperatura – medida da intensidade de calor
• Origem:
– Antropogênica: despejos industriais, águas de 
torres de resfriamento
– Natural: transferências de calor por radiação ou 
condução (interação de atmosfera e água, 
atmosfera e solo).
Características físicas
• Influências: O aumento da temperatura pode 
causar: 
– Aumento das taxas de reações químicas e 
biológicas
– Diminui a solubilidade de gases dissolvidos (Ex.: 
OD)
– Aumenta a taxa de transferências de gases (como 
consequência pode gerar maus odores)
Características físicas
• Série de sólidos – série de indicadores de
sólidos orgânicos e inorgânicos presentes em
suspensão e/ou em solução.
• Determinados em laboratório de qualidade de
águas e efluentes.
Características físicas
= S. Sedim. 
Características físicas
• Remoção de sólidos:
– Sólidos Sedimentáveis (SD): Decantadores
– Sólidos em Suspensão: Decantadores, filtros e
flotadores
– Sólidos dissolvidos coloidas: Coagulação e
floculação
– Sólidos Voláteis: Processos biológicos anaeróbios
e aeróbios.
Características físicas
• Condutividade elétrica: indicativo da quantidade
de sais dissolvidos na água.
• Indicativo da quantidade de sólidos totais
dissolvidos (STD):
𝐶𝐸 = 𝐾 ∗ 𝑆𝑇𝐷
CE = Condutividade elétrica (µS/m) – variando de 50 a 
500. 
STD = Sólidos totais dissolvidos (mg/L)
K = Constante (varia entre 0,55 a 0,75)
Características físicas
• Quando determinada a constante elétrica de
uma determinada água, é uma rápida maneira
de se determinar o STD.
Exemplo Exercício
• Em uma determinada indústria o STD
determinado em laboratório é de 79,36 mg/L
e a condutividade de 53,96µS/m. Determine a
quantidade o STD, quando a condutividade
for:
a) 50µS/m
b) 100µS/m
c) 150µS/m
Características Biológicas
• Entre as impurezas encontradas na água
incluem organismos presentes que conforme
sua natureza, tem grande significado para os
sistemas de abastecimento de água.
• Alguns desses organismos, como bactérias,
vírus e protozoários são patogênicos e podem
causar doenças e epidemias
Características Biológicas
• Algumas das algas são responsáveis por
conferir gosto e odor desagradável a água ou
ainda distúrbios em parte do sistema de
abastecimento.
• Os exames para identificar podem ser: 
– Bacteriológicos
– Hidrobiológicos
Características Biológicas
• Existem inúmeros patógenos presentes na
água. Além disso,
– Sua presença e quantidade é de difícil previsão
– As técnicas analíticas não existem ou são muito
caras e requer tempo
As ações para remover e prevenir que os patógenos
entrem no sistema de abastecimento devem ser
eficientes
Características Biológicas
• Mas a maioria dos patógenos derivam das
fezes
• Adoção de bactérias indicadoras – redução de
custos
Características Biológicas
• Características básicas de um indicador:
– Presente no ambiente onde os patógenos estão
presentes
– Presente em quantidade igual ou maior do que os
patógenos
– Ser resistente como os patógenos as condições
natural da água e nos processos de purificação.
– Não patogênico
– Detectável por método simples, rápido e barato
Características Biológicas
• Bactéria indicadora:
– Escherichia Coli
– Coliformes termotolerantes
Podem não indicar a presença de alguns vírus e
protozoários, mas fornecem uma razoável indicação
confiável dos riscos de doença.
Características Biológicas
• Atenção: Uma água distribuída quando não
encontrado a presença de Escherichia Coli ou
Coliformes termo tolerantes NÃO indicam
uma água segura, mas sim de baixo risco.
Características Biológicas
• Bactérias heterotróficas – Utilizadas para
avaliar a eficiência do tratamento de água.
– Exemplo: Pseudomonas, Clostridium,
Desulfovibrio, Serratia e Mycobacterium.
Características Biológicas
• Protozoários Patogênicos: 10 a 100µm
– Giárdia: 2 a 4 µm
– Cryptosporidium: 6 a 12µm
Resistente ao desinfetantes comum (Cloro)
Fontes de infecção mesmo em países desenvolvidos
de clima temperado
Características Biológicas
• Vírus – Tamanho entre 0,01 a 0,3µm
O tratamento convencional não é capaz de
remover essas partículas, mas a desinfecção é
capaz de inativar os vírus.
Características Biológicas
• Algas:
– Verdes
– Verdes-azuladas
– Marrons
– Amarelas
Dependem da 
quantidade de 
pigmentos específicos 
Podem causar sabor 
e odor a água 
Características Biológicas
• As algas podem liberar toxinas:
– Irritações na pele
– Doença gastrointestinal
– Fatais
Mais comum: Microcistinase Saxitoxinas.
Características Biológicas
Características Biológicas
• Quantidade de organismos que podem causar
doenças (Geldereich, 1996 apud Di Bernardo, 2009.)
Características Biológicas
Características Químicas
• Podem ser classificadas em características
orgânicas e inorgânicas:
– Inorgânicas: pH, alcalinidade, dureza, sulfato,
sulfetos, nitratos, ferro, mangânes, etc..
– Orgânicas: benzeno, clorofenois, pesticidas,
hidrocarbonetos aromáticos polinuclear (PAH) e
Trihalometanos (THM).
Características Químicas
• pH: Potencial hidrogeniônico – Representa a
quantidade de íons hidrogênio (H+), dando
uma indicação sobre a condição de acidez,
neutralidade ou basicidade da água.
• Podem ter origem:
– Antropogênica: Despejos domésticos ou
industriais.
– Natural: Dissolução de rochas, absorção de gases
da atmosfera, oxidação da matéria orgânica,
fotossíntese..
Características Químicas
• pH:
– Indicam o grau de acidez ou alcalinidade
– Reflexo das características do solo ou do subsolo
– Onde o calcário é predominante: águas possuem
alta alcalinidade, dureza e pH.
– Onde o calcário não é predominante: águas
possuem baixa alcalinidade, dureza e pH.
Características Químicas
• Importância: O Coagulante da água sofre
interferência de desempenho de acordo com
o pH:
Características Químicas
• Muitas estações não ajustam sua coagulação
com as alterações do pH da água bruta.
• Dosagem do coagulante é obtida pelo Jar Test
Requer equipamento e operador qualificado
(custos adicionais) 
Características Químicas
• O pH deve ser medido constantemente:
– Na água bruta
– Na água sedimentada
– Na água filtrada
– Na água tratada
– No sistema de distribuição
Características Químicas
• O pH deve ser sempre corrigido para faixas de
6,0 a 9,5 pois:
– Durante o tratamento existe a tendência na
redução do pH: Reação do coagulante com a
alcalinidade da água bruta.
– Evitar corrosão da água na rede de distribuição de
água potável
Características Químicas
• O Cloro deve ser adicionado antes da correção
final de pH, pois em faixas mais altas de pH
mais altas ocorre a volatilidade do cloro
(péssimo efeito de cloração).
Características Químicas
• Em termos de abastecimento e tratamento de
água:
– Diferentes valores de pH estão associados a
diferentes faixas de atuação ótima de coagulantes
– Pode ocorrer necessidade de correção de pH
antes e/ou depois da adição de produtos químicos
Características Químicas
• Em termos de corpos d’água:
– Valores elevados de pH podem estar associados à
proliferação de algas
• Em termos de tratamento de águas
residuárias:
– Valores de pH afastado da neutralidade tendem a
afetar as taxas de crescimento de organismos.
Características Químicas
• Alcalinidade: Quantidade de íons na água que
reagirão para neutralizar os íons presentes.
• Principais constituintes:
– Bicarbonatos
– Carbonatos
– Hidróxidos
Características Químicas
• Alcalinidade é um parâmetro importante para
a coagulação da água e sua origem é natural
das rochas alcalinas na bacia hidrográfica ou
pode ser adicionada por meio de cal virgem
(óxido de cálcio).
Características Químicas
• É um parâmetro que deve ser considerado no
projeto da estação de tratamento de água e
no monitoramento das estações de
tratamento de água (Implantação e operação).
• Valores extremos necessitam:
– Valores baixos – correções para aumentá-la
– Valores altos – abrandamento
Características Químicas
• Dureza da água: indicativo formado pelos íons
bivalentes de metais, geralmente formados por
𝐶𝑎+2 𝑒 𝑀𝑔+2.
• Razões para a remoção:
– Aumenta a quantidade de sabão necessário para
lavagens (custos)
– Produz incrustações em sistemas de elevadas
temperaturas
– Pode formar deposição na tubulação de distribuição
(obstrução)
Características Químicas
• Interpretação da dureza d’água:
≤ 50 mg/L 𝐶𝑎𝐶𝑂3: Água branda
50< D ≤ 150 mg/L 𝐶𝑎𝐶𝑂3: Água moderada
150 < D ≤ 300 mg/L 𝐶𝑎𝐶𝑂3: Água dura
D > 300 mg/L 𝐶𝑎𝐶𝑂3: Água muito dura
Características Químicas
• Remoção da dureza da água?
– 𝐶𝑎𝐶𝑂3 torna-se insolúvel em faixas de pH de 9,3 a
10
– 𝑀𝑔(𝑂𝐻)2 torna-se insolúvel em faixas de pH
próximos de 10,5
Alternativa: adição de Cal até as faixas de pH
informada e os compostos insolúveis irão precipitar
no sistema.
Características Químicas
• Depois da adição da Cal, o pH ficará elevado –
necessita de correção.
• Solução: adição de 𝐶𝑂2 - redução de pH 
(formação de ácido carbônico) 
Características Químicas
• Alternativas no lugar da Cal é a soda cáustica,
onde o pH será elevado, mas gerará como
subproduto uma água com elevado teor de
sódio.
• Problemas para alguns consumidores que tem
o consumo de sódio limitado em sua dieta
alimentar.
Características Químicas
• Ferro e mangânes: sérios problemas em redes
de abastecimento de água no estado de Goiás
devido a alguns locais terem altas
concentrações de ferro no solo ou subsolo.
• Limites permitidos pela legislação:
– 0,1 mg/L de Mg
– 0,3 mg/L de Fe
Características Químicas
• Em termos sanitário a baixa concentração de
Fe e Mg não causam grandes problemas.
• Problemas do Ferro:
– Em concentrações acimas da permitida
apresentará problemas como tingimento de
louças, talheres, roupas.
– Em concentrações mais elevadas ainda causam
sabor e odor (geralmente o consumidor já rejeitou
a água por questões de coloração).
Características Químicas
Características Químicas
• Já o manganês, em altas concentrações, pode
causar sérios problemas de saúde como
efeitos neurológicos, neuropsiquiátricos como
alucinações, instabilidade emocional,
fraqueza, distúrbios de comportamento e fala
que podem culminar na doença: manganismo.
Leituras
• CONAMA 357 – 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.
• Portaria 2.914 / MS – Dispõe sobre os
procedimentos de controle e vigilância da
qualidade da água para consumo humano e seu
padrão de potabilidade.
Leituras
• ABNT 12.216 – Projeto de estações de
tratamento de água para abastecimento
público.