ENSAIO DE SEDIMENTAÇÃO EM PROVETAS

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1 
 
 
 
FACULDADES INTEGRADAS DE ARACRUZ 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
 
 
 
 
BIANCA LANGA SCALZER 
MAISA REBONATO 
MARIANA BISI COMETTI 
NATALIA FERREIRA 
YASMIN BASTOS DE ARAÚJO 
 
 
 
PRÁTICA 7 
ENSAIO DE SEDIMENTAÇÃO EM PROVETA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ARACRUZ 
2016 
2 
 
BIANCA LANGA SCALZER 
MAISA FERREIRA REBONATO 
MARIANA BISI COMETTI 
NATÁLIA FERREIRA 
YASMIN BASTOS DE ARAÚJO 
 
 
 
 
 
PRÁTICA 7 
ENSAIO DE SEDIMENTAÇÃO EM PROVETA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ARACRUZ 
2016 
Relatório apresentado ao departamento de 
Engenharia Química, como pré-requisito de 
avaliação da disciplina de Laboratório de 
Engenharia Química I, do 7° período do curso 
de Engenharia Química das Faculdades 
Integradas de Aracruz. 
Professor: Uara Sarmenghi Cabral M. Sc. 
3 
 
Sumário 
 
 
1. OBJETIVO ................................................................................................... 4 
2. INTRODUÇÃO ............................................................................................ 4 
2.1. CÁLCULO DA ÁREA DE SEDIMENTAÇÃO ......................................... 5 
2.2. MÉTODO DE KYNCH ........................................................................... 7 
2.3. CÁLCULO DA ALTURA DO SEDIMENTADOR .................................... 8 
3. PROCEDIMENTOS ................................................................................... 10 
3.1. MATERIAIS ......................................................................................... 10 
3.2. MÉTODOS .......................................................................................... 10 
4. RESULTADOS .......................................................................................... 11 
4.1. CLORETO FÉRRICO .......................................................................... 11 
4.2. CAL ..................................................................................................... 12 
6. DIMENSIONAMENTO DO SEDIMENTADOR ........................................... 16 
7. CONCLUSÃO ............................................................................................ 22 
8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................... 23 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 
 
1. OBJETIVO 
 
Dimensionar sedimentadores contínuos com base no ensaio de 
sedimentação em proveta visando separar uma suspensão diluída e um lodo 
com a maior parte sólida. 
 
2. INTRODUÇÃO 
As presentes e inúmeras partículas sólidas encontradas nas indústrias 
químicas permitem obter Processos de Separação vocacionados para lidar com 
a separação das partículas sólidas (fase dispersa) da fase contínua. Muitas 
vezes, esses mesmos processos, também se podem adaptar à separação de 
duas fases líquidas de densidades diferentes, uma das quais constitui a fase 
dispersa. Dentre outros processos existentes, temos em foco a sedimentação. 
A sedimentação é um dos processos de separação sólido-líquido 
baseados na diferença entre as densidades dos constituintes de uma 
suspensão; a remoção das partículas sólidas presentes em uma corrente líquida 
se dá pela ação do campo gravitacional, o que oferece ao processo as 
características de baixo custo e grande simplicidade operacional. A larga 
utilização industrial dos sedimentadores promove um crescente interesse no 
conhecimento do dimensionamento e operação desses equipamentos, com a 
finalidade de melhorar a sua utilização e eficiência no atendimento aos objetivos 
operacionais (CETEM, 2004). 
Dentre os processos de sedimentação as operações realizadas podem 
ser divididas em clarificação onde o produto desejado é o líquido clarificado e se 
caracterizam pela produção de espessados com baixas concentrações de 
sólidos ou espessamento onde o produto de interesse é o sólido e são 
caracterizados pela produção de espessados com alta concentração de sólidos, 
são os mais utilizados industrialmente e operam geralmente em regime contínuo. 
Do ponto de vista de Engenharia Química, o projeto de um sedimentador 
consiste no cálculo da área de sedimentação e da altura do espessamento; neste 
sentido, o clássico ensaio de proveta (figura 1) mostra ainda hoje seu valor. 
 
5 
 
 
 
Figura 1 – Zonas durante um experimento de sedimentação realizado em proveta 
Onde, 
A- Líquido clarificado; 
B- Suspensão com concentração uniforme, igual à inicial; 
C- Zona de transição e concentração não-uniforme, aumentando de cima 
para baixo; 
D- Zona de compressão, que aumenta com o passar do tempo. 
 
O mecanismo acima mostrado pode ser descrito da seguinte maneira: 
Inicialmente a suspensão é homogênea e a concentração da fase 
particulada é constante em todos os pontos ao longo da altura do sedimentador. 
Ao decorrer do tempo, as partículas mais densas começam a sedimentar e a 
formar uma fina camada de partículas no fundo do sedimentador. Inicia-se então 
durante a sedimentação a formação de uma região de líquido clarificada com 
ausência de sólidos. Assim, atinge-se uma situação em que existe apenas a 
região de compactação e de líquido clarificado. A partir de então a sedimentação 
consiste em uma compressão lenta da fase particulada, que expulsa o líquido 
existente entre as partículas para a fase clarificada. 
 
2.1. CÁLCULO DA ÁREA DE SEDIMENTAÇÃO 
Os sedimentadores podem ser classificados como descontínuos – são 
tanques cilíndricos com a solução em repouso por um determinado tempo – e 
6 
 
contínuos – são tanques rasos de grande diâmetro, em que operam grades com 
função de remover a lama e alimentação é feita pelo centro do tanque. 
No estabelecimento do balanço de massa das fases sólida e líquida no 
sedimentador contínuo, considera-se que o extravasante não contenha 
partículas sólidas. 
Para os balanços de massa de sólidos e líquidos temos: 
 sólidos: 
𝜌
𝑠
. 𝐿𝑎. 𝑐𝑎
∗ = 𝜌
𝑠
. 𝐿. 𝑐∗ = 𝜌
𝑠
. 𝐿𝑙. 𝑐𝑙
∗ (1) 
 
Assim, temos: 
𝐿𝑙 =
𝐿.𝑐∗
𝑐𝑙
∗ (2) 
 
 Líquidos: (entre um nível qualquer do sedimentados e a descarga do lodo) 
 
𝜌. 𝐿. (1 − 𝑐∗) = 𝜌. 𝑉 + 𝜌. 𝐿𝑙 . (1 − 𝑐𝑙
∗) (3) 
 
Resultando das equações (1) e (3): 
 𝑉 = 𝐿𝑎. 𝑐𝑎
∗ . (
1
𝑐∗
−
1
𝑐𝑙
∗) (4) 
 
Onde para as equações acima, temos: 
a= índice referente à alimentação de suspensão; 
l= índice referente ao lodo; 
L= vazão de suspensão descendente numa seção transversal do sedimentador 
(L³/ɵ); 
ρ= densidade do líquido (M/L³); 
ρS = densidade do sólido (M/L³); 
7 
 
c* = concentração volumétrica de sólidos na seção transversal do sedimentador 
(L³ sólidos/L³ suspensão). 
 
2.2. MÉTODO DE KYNCH 
A relação c x v é específica para o sistema sólido-fluido e pelo ensaio de 
proveta por der obtido. Esse ensaio é conduzido com a suspensão na 
concentração inicial ca e para (c, v) é calculado a partir da curva de sedimentação 
resultante do deslocamento da interface entre as regiões clarificada e de 
sedimento que se estabelecem na proveta. 
Biscaia Jr. (1982) mostrou que Kynch elaborou um método de 
dimensionamento de sedimentadores que requer apenas um ensaio que forneça 
a curva de decantação (Z x ɵ), mostrando também a minimização de La/A nas 
figuras abaixo: 
 
 
Figura 2 – Ensaio na proveta pelo método de Kynch 
 
Os valores de c e v podem ser obtidos atravésdos gráficos, onde uma 
curva tangente é traçada em diversos pontos e determinam-se os valores de Ɵ, 
Zi e Z e assim seus valores são encontrados. 
Os cálculos para obtenção de c e v são descritos pelas seguintes 
equações: 
 
8 
 
 𝑐 =
𝑐𝑎.𝑧𝑜
𝑧𝑖
 (5) 
 𝜐 =
𝑧𝑖−𝑧
ɵ
 (6) 
 
Onde, 
C= Concentração mássica de sólido (M/L³); 
Ca = concentração inicial da suspensão (t/m³); 
Zo= Altura inicial da suspensão (m); 
Zi= Altura do lodo (m); 
𝜐= Velocidade (m/s²); 
ɵ= Tempo (s). 
 
2.3. CÁLCULO DA ALTURA DO SEDIMENTADOR 
Tendo em base um decantador ideal, existem três zonas distintas com 
alturas específicas para se obter melhor desempenho. Pavlov, Romankov e 
Noskov (1981) propuseram para a altura do sedimentador, a soma de três 
parcelas indicadas na figura abaixo: 
 
Figura 3- Alturas das regiões de espessamento 
Assim, o cálculo da altura total é dado por: 
 
 𝐻 = 𝐻1 + 𝐻2 + 𝐻3 (7) 
9 
 
 
Onde, 
H1 = Altura da região clarificada, que pode variar entre 0,45 e 0,75m; 
H2= Altura da região de espessamento; 
H3= Altura do fundo do sedimentador, sendo D seu diâmetro e seu valor 
estipulado é de 7,3 x10-2 D. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10 
 
3. PROCEDIMENTOS 
 
3.1. MATERIAIS 
 
 Proveta de 1000 mL com tampa 
 Água destilada 
 Cloreto férrico (FeCl3) 
 Cal (CaO) 
 Béquer de 100 mL 
 Balança 
 Sulfato de alumínio 
 Hidróxido de amônia 
 Densímetro 
 
3.2. MÉTODOS 
 
Iniciou-se o procedimento pesando em uma balança analítica 4 g de 
cloreto férrico e 8 g de cal para preparação de duas soluções distintas. 
Primeiramente, colocou-se a cal em uma proveta de 1000 mL, completou-
se o volume com água e, em seguida, adicionou-se 2 mL de sulfato de alumínio 
(floculante) e tampou-se a proveta adequadamente para permitir movimentos 
semicirculares e misturá-los. Imediatamente após agitação da solução com o 
floculante, colocou-se a proveta destampada em cima da bancada, evitando-se 
vibrações, e iniciou-se o ensaio, registrando-se o tempo e altura entre a região 
clarificada e a região de sedimentação. 
Repetiu-se o procedimento para a solução de cloreto de férrico, 
adicionando-se 14 mL do floculante hidróxido de alumínio, e registraram-se os 
dados. 
O procedimento foi realizado em duplicata, porém registrou-se no relatório 
apenas o melhor resultado para cada floculante. 
 
11 
 
4. RESULTADOS 
 
Os valores obtidos experimentalmente foram transformados para o 
Sistema Internacional de Unidades (SI) e dispostos nas Tabelas 1 e 2. Em 
seguida, montaram-se os gráficos da altura em função do tempo para ambas as 
soluções, representados pelas Figuras 1 e 2. 
 
4.1. CLORETO FÉRRICO 
 
Durante 23 minutos e 30 segundos, observou-se o seguinte 
comportamento: 
TABELA 1 – Ensaio de sedimentação para a solução de cloreto férrico. 
Tempo 
(s) 
Altura 
(m) 
Tempo 
(s) 
Altura 
(m) 
Tempo 
(s) 
Altura 
(m) 
Tempo 
(s) 
Altura 
(m) 
0 0,320 360 0,145 720 0,094 1080 0,080 
30 0,315 390 0,135 750 0,092 1110 0,080 
60 0,305 420 0,127 780 0,091 1140 0,078 
90 0,285 450 0,122 810 0,090 1170 0,078 
120 0,275 480 0,115 840 0,088 1200 0,077 
150 0,255 510 0,113 870 0,086 1230 0,077 
180 0,240 540 0,109 900 0,085 1260 0,077 
210 0,215 570 0,105 930 0,083 1290 0,074 
240 0,200 600 0,103 960 0,083 1320 0,074 
270 0,188 630 0,099 990 0,083 1350 0,074 
300 0,167 660 0,097 1020 0,082 1380 0,074 
330 0,155 690 0,096 1050 0,080 1410 0,074 
12 
 
 
Figura 4 – Gráfico da curva de sedimentação para a solução de cloreto férrico. 
 
4.2. CAL 
 
Durante 21 minutos e 30 segundos, observou-se o seguinte 
comportamento: 
TABELA 2 – Ensaio de sedimentação para a solução de Cal. 
Tempo 
(s) 
Altura 
(m) 
Tempo 
(s) 
Altura 
(m) 
Tempo 
(s) 
Altura 
(m) 
Tempo 
(s) 
Altura 
(m) 
0 0,319 330 0,084 660 0,049 990 0,043 
30 0,305 360 0,073 690 0,048 1020 0,043 
60 0,292 390 0,067 720 0,047 1050 0,042 
90 0,273 420 0,064 750 0,047 1080 0,041 
120 0,240 450 0,062 780 0,046 1110 0,041 
150 0,220 480 0,058 810 0,045 1140 0,041 
180 0,197 510 0,056 840 0,045 1170 0,041 
210 0,175 540 0,054 870 0,045 1200 0,041 
240 0,140 570 0,053 900 0,045 1230 0,040 
270 0,124 600 0,051 930 0,044 1260 0,040 
300 0,102 630 0,050 960 0,043 1290 0,040 
 
0,000
0,050
0,100
0,150
0,200
0,250
0,300
0,350
0 150 300 450 600 750 900 1050 1200 1350 1500
A
lt
u
ra
 (m
)
Tempo (s)
Cloreto Férrico
13 
 
 
Figura 5 – Gráfico da curva de sedimentação para solução de Cal. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
0,000
0,050
0,100
0,150
0,200
0,250
0,300
0,350
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300
A
lt
u
ra
 (m
)
Tempo (s)
Cal
14 
 
5. DISCUSSÃO 
 
Tanto para a solução de cal quanto para a de cloreto, a curva apresentou-
se visualmente satisfatória tendo em vista o tempo em que ficaram em repouso. 
Para melhor visualização e discussão dos resultados, comparou-se os 
dados das Tabelas 1 e 2, construiu-se um único gráfico, representado a seguir: 
 
Figura 6 – Gráfico da curva de sedimentação para as soluções de cloreto e cal. 
 
Observando-se a Figura 6, nota-se que a solução de Cal sedimenta mais 
rapidamente do que a solução de cloreto férrico. Isso ocorre porque as soluções 
formam diferentes produtos, de diferentes características físico-químicas. 
O cloreto férrico sofre hidrólise e libera calor. Quando entra em contato 
com o hidróxido de amônia (floculante), ocorre a formação de hidróxido de ferro 
III e cloreto de amônio. A reação é dada por: 
FeCl3 (aq) + 3 NH4OH (aq) → Fe(OH)3 (s) + 3 NH4Cl (aq) 
O hidróxido de ferro III formado é muito solúvel em água e, por isso, o 
precipitado formado é dissolvido pela água de forma rápida e não pode ser 
observado com clareza. 
 
0,000
0,050
0,100
0,150
0,200
0,250
0,300
0,350
0 150 300 450 600 750 900 1050 1200 1350 1500
A
lt
u
ra
 (m
)
Tempo (s)
Cloreto x Cal
Cloreto
Cal
15 
 
Já o óxido de cálcio, reage com a água produzindo hidróxido de cálcio: 
 CaO (s) + H2O (l) → Ca(OH)2 (aq) 
Com a adição do sulfato de alumínio (floculante), ocorre a formação de 
hidróxido de alumínio. A reação é dada a seguir: 
3 Ca(OH)2 (aq) + Al2(SO4)3 (aq) → 2 Al(OH)3 (s) + 3 CaSO4 (aq) 
 
Por ser um sólido insolúvel em água, o hidróxido de alumínio é facilmente 
a observado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
16 
 
6. DIMENSIONAMENTO DO SEDIMENTADOR 
 
É possível determinar o diâmetro e altura de um sedimentador com os 
dados obtidos no ensaio de sedimentação em proveta através do método de 
Biscaia Jr.. 
Primeiramente, calculamos a altura mínima de sedimentação, a partir da 
Equação 8: 
𝑧𝑚𝑖𝑛 = 𝑧0
𝐶𝑣
𝐶𝑣𝑢
 (8) 
Onde: 
𝑧0 = altura inicial; 
𝐶𝑣 = concentração da suspensão na entrada do sedimentador; 
𝐶𝑣𝑢 = Concentração da suspensão na saída. 
𝑧𝑚𝑖𝑛 = 0,320 𝑚 ∗
4 𝑔/𝑙
25 𝑔/𝑙
 
𝑧𝑚𝑖𝑛 = 0,0512 𝑚 
 
Depois, traça-se uma reta horizontal no ponto do 𝑧𝑚𝑖𝑛,até que ela 
encontre a curva de sedimentação, onde é traçada uma reta vertical que indica 
o tempo mínimo de sedimentação. 
 
Figura 7- Gráfico para obtenção de 𝑡𝑚𝑖𝑛 
0,000
0,050
0,100
0,150
0,200
0,250
0,300
0,350
0 150 300 450 600 750 900 1050 1200 1350 1500
A
lt
u
ra
 (
m
)
Tempo (s)
Cloreto
17 
 
Como é possível observar no gráfico, o valor de 𝑧𝑚𝑖𝑛 obtido na equação 8 
acima, não foi suficiente para que a reta traçada encontrasse a curva em um 
determinado ponto, tornando impossível a determinação de 𝑡𝑚𝑖𝑛. Para melhorar 
os cálculos, foi necessário diminuir a concentração de lodo pela metade, para 
que o valor de 𝑧𝑚𝑖𝑛 obtido nos cálculos fosse condizente com o gráfico. 
 
𝑧𝑚𝑖𝑛 = 0,320 𝑚 ∗
4 𝑔/𝑙
12,5 𝑔/𝑙
 
𝑧𝑚𝑖𝑛 = 0,1024 𝑚 
 
Figura 8 -gráfico para obtenção de 𝑡𝑚𝑖𝑛com outra concentração 
 
O valor de 𝑡𝑚𝑖𝑛 de acordo com o a figura 8 é de aproximadamente 630 s 
ou 0,175 h. 
Utilizando a equação abaixo, é possível também calcular a área mínima 
(𝐴𝑚í𝑛) do sedimentador, que possui como parâmetros 𝑡𝑚𝑖𝑛, altura inicial (𝑧0) e 
vazão volumétrica (𝑉). 
𝐴𝑚í𝑛 =
𝑉 ×𝑡𝑚í𝑛
𝑧0
 (9) 
O valor da vazão fornecida está em unidade mássica (18 ton/h ou 18.000 
kg/h). No entanto, para que os cálculos sejam realizados de forma correta, este 
0,000
0,050
0,100
0,150
0,200
0,250
0,300
0,350
0 150 300 450 600 750 900 1050 1200 1350 1500
A
lt
u
ra
 (m
)
Tempo (s)
Cloreto
𝑧𝑚𝑖𝑛
𝑡𝑚𝑖𝑛
18 
 
parâmetro deve estar em unidade volumétrica. Para esta conversão, utilizamos 
a equação 10, apresentada abaixo. 
 𝑉 = 
�̇�
𝜌
 (10) 
Onde: 
�̇� = vazão mássica do sistema; 
V = vazão volumétrica do sistema; 
ρ = densidade da suspensão. 
 
A densidade aferida em laboratório, com auxílio do densímetro, foi de 
0,995 g/cm3 ou 995 kg/m3. 
 
𝑉 =
18000 𝑘𝑔/ℎ
995 𝑘𝑔/𝑚3
 
𝑉 = 18,1 𝑚3/ℎ 
Após a mudança de unidades, podemos determinar a área mínima. 
𝐴𝑚í𝑛 =
 18,1
𝑚3
ℎ × 0,175 ℎ 
0,320 𝑚
 
𝐴𝑚𝑖𝑛 = 9,893 𝑚
2 
Tendo determinado 𝐴𝑚𝑖𝑛, pode-se calcular o diâmetro mínimo (𝐷𝑚𝑖𝑛) do 
sedimentador, através da equação 11. 
 𝐷𝑚í𝑛 = √
4𝐴𝑚í𝑛
𝜋
 (11) 
𝐷𝑚í𝑛 = √
4 𝑋 9.893 𝑚2
𝜋
 
𝐷𝑚í𝑛 = 3,55 𝑚 
Os valores de 𝐴𝑚𝑖𝑛e 𝐷𝑚í𝑛 não podem ser considerados como valores reais 
para o dimensionamento do sedimentador, Segundo PERRY (2007), a área real 
do projeto é determinada através da equação 12, a seguir. 
𝐴𝑝𝑟𝑜𝑗 = 𝑓1 × 𝑓2 × 𝐴𝑚í𝑛 (12) 
19 
 
Os parâmetros de correção 𝑓1 e 𝑓2 são necessários para uma melhor 
precisão nos cálculos. Tais parâmetros apresentam algumas particularidades a 
serem seguidas, como descritas abaixo: 
𝑠𝑒 𝐷𝑚í𝑛 ≥ 30 𝑚 → 𝑓2 = 1,2 
𝑠𝑒 5 < 𝐷𝑚í𝑛 < 30 𝑚 → 1,2 < 𝑓2 < 1,5 
𝑠𝑒 𝐷𝑚í𝑛 ≤ 30 𝑚 → 𝑓2 = 1,5 
 1,10 < 𝑓1 < 1,25 
Segundo o valor de 𝐷𝑚í𝑛 obtido para este experimento, utilizaremos a 
terceira particularidade apresentada, onde 𝑓2 = 1,5 e 𝑓1 = 1,2. 
𝐴𝑝𝑟𝑜𝑗 = 1,2 × 1,5 × 9,893 
𝐴𝑝𝑟𝑜𝑗 = 17,81 𝑚
2 
Com isso, calculamos 𝐷𝑝𝑟𝑜𝑗 : 
𝐷𝑝𝑟𝑜𝑗 = √
4𝐴𝑝𝑟𝑜𝑗
𝜋
 
𝐷𝑝𝑟𝑜𝑗 = √
4 ∗ 17,81 𝑚2
𝜋
 
𝐷𝑝𝑟𝑜𝑗 = 4,76 𝑚 
Além do diâmetro, foi necessário definir também a altura do sedimentador. 
Esta pode ser calculada pela soma das parcelas de altura, como demonstrado 
na equação 7. 
 Segundo PERRY, há algumas recomendações para determinação de H1 
e H3, como mostrado a seguir. 
 Submersão da alimentação: 47< H1< 75 cm 
Usa-se H1 (60 cm) 
 Capacidade de armazenamento: 30 < H2 < 60 cm 
Usa-se H2 (45 cm) 
Para o cálculo da altura da região de espessamento, foi utilizada a 
equação 13, apresentada abaixo. 
𝐻2 =
4 ∗ 𝑉 ∗ (𝑡𝑢 − 𝑡𝑐) ∗ 𝑐𝑣
3 ∗ 𝐴𝑚𝑖𝑛 ∗ 𝑐𝑣𝑢
 (13) 
20 
 
 
Onde: 
𝑉 = vazão volumétrica; 
𝑡𝑢= tempo útil; 
𝑡𝑐= tempo crítico; 
𝐶𝑣 =concentração da suspensão na entrada do sedimentador; 
𝐶𝑣𝑢 =concentração da suspensão na saída; 
𝐴𝑚𝑖𝑛= área mínima. 
 
 Primeiramente, a definição dos parâmetros tempo útil (tu) e tempo crítico 
(tc) são fundamentais. Foi utilizado o método de Biscaia Jr a fim de estimar 
valores para essas incógnitas, como descrito a seguir. 
Utilizando por base o gráfico da curva de sedimentação do cloreto férrico, 
e traçando as retas tangentes à curva, tornou-se possível encontrar o tempo 
crítico. Inicialmente, traçou-se uma reta tangente à curva de sedimentação 
partindo de Zo. Após isso, foi necessário traçar uma reta originária do Zmin até 
que a mesma tocasse a reta tangente. O terceiro passo foi traçar uma bissetriz 
no ponto de encontro entre ambas. O ponto de contato da bissetriz com a curva 
de sedimentação corresponde ao valor de tc, como apresentado na figura abaixo: 
 
Figura 9 - Gráfico para obtenção de tc 
0,000
0,050
0,100
0,150
0,200
0,250
0,300
0,350
0 150 300 450 600 750 900 1050 1200 1350 1500
A
lt
u
ra
 (m
)
Tempo (s)
Cloreto
𝑧𝑚𝑖𝑛
tc
21 
 
De acordo com o gráfico, o tc equivale a aproximadamente 400 s ou 0,111 
h. 
Na determinação do parâmetro tempo útil, utilizamos de igual o gráfico da 
curva de sedimentação do cloreto férrico. Foi traçada uma reta tangente à curva, 
tomando como ponto de partida zmin. O ponto onde a reta tangente toca à curva 
é o valor desejado de tu. 
 
 
Figura 10- Gráfico para obtenção de tu 
 
De acordo com o gráfico, o valor de tu é de aproximadamente 950 s ou 
0,2638 h. 
 Com os valores obtidos de tu e tc, determinamos H3. 
𝐻3 =
4 ∗ ,18,1
𝑚3
ℎ ∗
(0,2683 ℎ − 0,111 ℎ) ∗ 0,004 𝑘𝑔/𝑙
3 ∗ 9,893 𝑚2 ∗ 0,0125 𝑘𝑔/𝑙
 
 
𝐻3 = 0,123 𝑚 
Finalmente, determinamos o valor de H, como a seguir. 
𝐻 = 0,6 𝑚 + 0,45 𝑚 + 0,123 𝑚 
𝐻 = 1,173 𝑚 
 
0,000
0,050
0,100
0,150
0,200
0,250
0,300
0,350
0 150 300 450 600 750 900 1050 1200 1350 1500
A
lt
u
ra
 (m
)
Tempo (s)
Cloreto
22 
 
7. CONCLUSÃO 
 
Através do experimento foi possível realizar todos os cálculos necessários 
para dimensionar um sedimentador dentre eles área, altura e diâmetro, tendo 
como base o ensaio de sedimentação em proveta visando separação de uma 
suspensão diluída e um lodo com a maior parte sólida. 
Os gráficos mostraram que as soluções cal e cloreto férrico, apresentaram 
curvas satisfatórias quanto a sua redução da altura x tempo. Foi possível 
perceber que a Cal por ter maior concentração e utilização de sulfato de alumínio 
apresentou mais rápida sedimentação formando hidróxido de alumínio no qual é 
insolúvel em água sendo assim mais perceptível, já a solução de Cloreto Férrico 
com menor concentração e utilização de hidróxido de amônia apresentou mais 
longa sedimentação formando hidróxido de ferro III e cloreto de amônio. 
Observando a evolução da decantação e a velocidade de sedimentação 
com o tempo, percebeu-se que a medida que o tempo passou, o valor da 
velocidade diminuiu, ou seja, conforme decantou, a velocidade de sedimentação 
tendeu ao valor 0 enquanto sua concentração tendeu ao valor máximo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
23 
 
 
 
8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
1. PERRY, James O., Doon W. GREEN, e Robert H. MALONEY. Perry’s 
Chemical Engineers’ Handbook. 8ª Edição. New York: Editora McGraw-
Hill, 2007; 
2. disponível em <http://www.cetem.gov.br/publicacao/CTs/CT2004-189-
00.pdf> - acesso em 28 de abril de 2016; 
3. Disponível em< https://moodle.ufsc.br/course/view.php?id=40465>- 
acesso em 28 de abri de 2016;