AUDITORIA INTERNA EM ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ÁGUA_NathaliaFL

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UNIVERSIDADE DE CAXIAS DO SUL 
ÁREA DO CONHECIMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E ENGENHARIAS 
GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA 
ESTÁGIO EM ENGENHARIA QUÍMICA 
 
 
 
 
 
 
 
NATHÁLIA FERRONATO LIVINALLI 
 
 
 
 
 
AUDITORIA INTERNA EM ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ÁGUA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAXIAS DO SUL 
2020 
NATHÁLIA FERRONATO LIVINALLI 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AUDITORIA INTERNA EM ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ÁGUA 
 
 
 
Relatório de Estágio Curricular Obrigatório, 
realizado no SAMAE, Serviço Autônomo 
Municipal de Água e Esgoto, sob a orientação 
do Me. Celso Gustavo Mello, da disciplina de 
Estágio em Engenharia Química, do curso de 
Engenharia Química na Universidade de 
Caxias do Sul. 
 
 
 
 
CAXIAS DO SUL 
2020 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 1 – Barragem Maestra ................................................................................................... 7 
Figura 2 – Represa Faxinal ....................................................................................................... 8 
Figura 3 – Represa Marrecas .................................................................................................... 8 
Figura 4 – Organograma estrutural ........................................................................................... 9 
Figura 5 – Organograma da Divisão de Água ........................................................................ 10 
Figura 6 – Fluxograma geral de uma estação de tratamento de água ..................................... 11 
Figura 7 – Planta e corte de floculador hidráulico helicoidal ................................................. 15 
Figura 8 – Planta e corte de floculador hidráulico horizontal. ................................................ 16 
Figura 9 – (a) Planta e (b) corte de floculador hidráulico vertical .......................................... 16 
Figura 10 – Planta e corte de floculador hidráulico vertical – bandejas perfuradas ............... 17 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE TABELAS 
 
Tabela 1 – Dados de comparação para o parâmetro turbidez ................................................. 29 
Tabela 2 – Dados de comparação para o parâmetro teor de cloro residual livre .................... 29 
Tabela 3 – Dados de comparação para o parâmetro teor de fluoretos .................................... 30 
Tabela 4 – Dados de turbidez em uT para os testes realizados ............................................... 32 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1 DESCRIÇÃO DO LOCAL DE ESTÁGIO ............................................................... 6 
 
2 REFERENCIAL TEÓRICO .................................................................................... 10 
2.1 DESCRIÇÃO DO TRATAMENTO DE ÁGUA ........................................................ 10 
2.1.1 Sistemas de mistura rápida (Coagulação) ............................................................... 11 
2.1.1.1 Coagulante sulfato de alumínio ................................................................................... 12 
2.1.2 Sistema de mistura lenta (Floculação) ..................................................................... 14 
2.1.3 Decantação ................................................................................................................. 17 
2.1.3.1 Decantadores convencionais ....................................................................................... 18 
2.1.3.2 Decantadores lamelares ............................................................................................... 18 
2.1.4 Filtração ...................................................................................................................... 19 
2.1.4.1 Meio filtrante ............................................................................................................... 19 
2.1.4.2 Limpeza dos filtros ...................................................................................................... 21 
2.1.5 Desinfecção ................................................................................................................. 21 
2.1.6 Fluoretação ................................................................................................................. 22 
2.1.7 Variações no processo de tratamento ...................................................................... 23 
2.1.7.1 Adsorção ...................................................................................................................... 23 
2.1.7.2 Pré – oxidação ............................................................................................................. 24 
2.1.7.3 Uso de quelantes .......................................................................................................... 25 
2.1.7.4 Ajuste de pH ................................................................................................................ 25 
2.1.8 Teste de Jarros ........................................................................................................... 26 
2.1.9 Resíduo de estações de tratamento de água ............................................................ 26 
 
3 DESCRIÇÃO DAS ATIVIDADES REALIZADAS ................................................ 27 
2.2 AUDITORIA INTERNA ............................................................................................. 27 
2.3 ENSAIOS TÉCNICOS DE APOIO AO PROCESSO ................................................. 31 
 
4 CONCLUSÃO ............................................................................................................. 34 
 
 REFERÊNCIAS .......................................................................................................... 35 
6 
 
1 DESCRIÇÃO DO LOCAL DE ESTÁGIO 
 
O serviço autônomo de água e esgoto (SAMAE) teve início junto à história do município 
de Caxias do Sul, sendo o domínio primário da água datado em 1893, pelo o Código de Posturas 
Municipais que tratava do uso de nascentes construídas e naturais para fornecimento 
comunitário. O foco da administração pública no cuidado com a higiene e saúde teve início em 
1910 com o “serviço de remoção de materiais fecais”, nesse mesmo ano aconteceram os dois 
primeiros investimentos em captação e distribuição de água, a escavação de um poço com 
sistema hidráulico ligado a um reservatório que abastecia a praça Dante Alighieri. Em 1919 e 
1921 iniciou-se a distribuição para o centro do município, com um reservatório na rua Borges 
de Medeiros que era alimentado pela captação de água de quatro vertentes pertencentes as terras 
onde atualmente é o Parque de Getúlio Vargas, essa rede somava 3 km de extensão (SAMAE, 
2018). 
Em 1924, com o novo intendente em posse, Celeste Gobbato, o abastecimento de água 
começou a ser um objetivo, por esse motivo iniciou – se os estudos do represamento das águas 
do arroio Dal Bó através de uma barragem. As obras começaram em 1926, a represa São Miguel 
foi construída de alvenaria, no próximo ano, a hidráulica municipal foi estruturada, com uma 
adutora por onde provia a água, a esse lugar foi adicionado reservatórios, a casa de filtros, 
tanques de decantação e a casa do mecânico, funcionando como uma estação de tratamento de 
água (ETA) para purificação antes do consumo, visto que análises anteriores da qualidade da 
água bruta do arroio apontaram a necessidade de filtragem e aplicação de cloro para a 
esterilização como etapa final antes de alcançar a população. A estação foi nomeada Borges de 
Medeiros e aberta em novembro de 1928, tendo uma rede total de 24 metros, nascia o sistema 
Dal Bó (SAMAE, 2016). 
Em seguida houve uma época de grande estiagem, tornando –se primordial a extensão 
do complexo Dal Bó, em 1943 foi inauguradaa Barragem São Pedro, no ano de 1948 totalizava 
três barragens: São Miguel, São Pedro, São Paulo. Com a ampliação do sistema São Miguel, 
chega -se a configuração atual (SAMAE, 2016). 
Com o aumento da população, em 1960 entorno de 95 mil pessoas, tornou – se 
obrigatório a elaboração de um novo conjunto. Então em 1963, João Goulart, presidente da 
república, autorizou o Departamento Nacional de Obras (DNOS), em doação, a construir a 
barragem Maestra, em 1968 foi inaugurada a ETA Dr. Celeste Gobbato, e finalmente em 1971 
7 
 
a represa foi concluída, com isso atribui -se funcionamento pleno ao sistema Maestra (SAMAE, 
2016). A barragem pode ser visualizada na Figura 1. 
Figura 1 – Barragem Maestra 
 
 Fonte: Andréia Copini. SAMAE (2015). 
No início de 1970, o fornecimento de água não deveria ser um entrave para o 
estabelecimento de novas indústrias em Caxias do Sul. A represa do Samuara era indicada como 
fonte de água para as indústrias que se instalariam na área destinada ao Distrito Industrial 
(SAMAE, 2016). Junto a isso, tinha-se a ideia do projeto de um complexo urbanístico Samuara, 
levando a inauguração do Hotel Samuara em 1961, as águas da represa eram denominadas como 
Lago do Parque Samuara. 
A implantação do sistema Faxinal teve início entre 1971 e 1983, onde os problemas com 
abastecimento estavam em foco novamente, nesta época o munícipio passava por uma situação 
econômica frágil, parando a obra em 1983, após a construção de duas barragens provisórias e a 
ETA Parque da Imprensa. Apenas em 1992, o sistema Faxinal foi concluído, demorando 14 
anos (SAMAE, 2018). A represa Faxinal pode ser visualizada na Figura 2. 
 
 
 
 
 
8 
 
Figura 2 – Represa Faxinal 
 
 Fonte: Andréia Copini. SAMAE (2015). 
Estava previsto que a demanda por mais distribuição de água voltaria a ser iminente no 
início de 2010. Por este motivo, as obras do sistema Marrecas tiveram início em 2009, em 
dezembro de 2012 foi inaugurada a represa Marrecas, imagem da represa na Figura 3, junto 
com mais uma ETA, Morro Alegre, iniciando as operações em 2014. Esse complexo hidráulico 
garantiu a cidade de Caxias do Sul abastecimento por mais 25 anos, sendo a maior obra do 
município. 
Figura 3 – Represa Marrecas 
 
 Fonte: Andréia Copini. SAMAE (2015). 
 
 
9 
 
Hoje em dia, o SAMAE Caxias funciona como uma autarquia municipal, com 
autonomia administrativa, tendo como missão a prestação de serviços públicos de qualidade no 
abastecimento de água e esgotamento sanitário, evoluindo constantemente com 
sustentabilidade. Abordando a área do tratamento de água, a instituição possui seis ETA’s em 
funcionamento, que são abastecidas por seis bacias de captação, estes sistemas são submetidos 
a uma criteriosa metodologia, para garantir a plena qualidade de água que é fornecida à cidade. 
O ambiente de estágio consiste nas ETA’s, onde realiza – se análises em forma de auditoria 
todos os dias (SAMAE, 2015). 
A qualidade da água é o principal foco do SAMAE, executando controle operacional 
durante 24 horas, ao todo analisa-se 145 parâmetros da água, 430 mil análises por ano. a 
autarquia monitora 474 pontos, assegurando que os quase 130 milhões de litros de água tratados 
por dia estejam em conformidade com os padrões de potabilidade (SAMAE, 2019). A estrutura 
organizacional do SAMAE está representada na Figura 4. 
Figura 4 – Organograma estrutural 
 
 Fonte: SAMAE (2015). 
 A divisão de água é a estrutura correspondente ao estágio deste relatório, visualizada na 
Figura 5. O setor em foco é a gerência de tratamento de água (GTA) com suas respectivas 
seções listadas. 
 
 
10 
 
 
 
Figura 5 – Organograma da Divisão de Água 
 
 Fonte: SAMAE (2015). 
 
2 REFERENCIAL TEÓRICO 
 
2.1 DESCRIÇÃO DO TRATAMENTO DE ÁGUA 
 
A disponibilização de água tratada em boas condições para a população depende da 
seleção de processos de tratamento que permite a remoção ou redução de determinadas 
impurezas da água bruta. O projeto do tratamento da água é determinado principalmente pela 
natureza da água bruta e leva em conta a segurança do processo, facilidade de construção, 
operação e manutenção, existência de equipamentos adequados e custos de construção e 
operação. Existem três categorias de estações de tratamento de água no Brasil: As 
convencionais, as de filtração direta e as de flotação de ar dissolvido (RICHTER, 2009). 
As ETA’s do SAMAE utilizam a tecnologia convencional de ciclo completo para 
produzir água adequada ao padrão de potabilidade definido pelo Ministério da Saúde, essa 
tecnologia é constituída das operações de coagulação, floculação, decantação, filtração, 
desinfecção, fluoretação e correção de pH (SAMAE, 2016). Na Figura 6 é observado o 
11 
 
fluxograma geral do processo, a locomoção da água captada das represas até o início do 
tratamento, é feita pelas Estações de Bombeamento de Água Bruta (EBAB). O esquema 
apresentado serve de base para o tratamento de água do SAMAE, com variações em cada ETA, 
por exemplo a adição de outros produtos no tratamento. 
Figura 6 – Fluxograma geral de uma estação de tratamento de água 
 
Fonte: O Autor (2020). 
 
2.1.1 Sistemas de mistura rápida (Coagulação) 
 
A água bruta coletada possui características específicas de cada região, nela existem 
impurezas que se apresentam em suspensão ou dissolvidas. As partículas em suspensão 
apresentam tamanhos que variam de 10-3 a 10 mm, algumas impurezas são removidas 
facilmente, outras são classificadas como material coloidal, por serem mais finas, exigindo 
técnicas mais complexas para a remoção, como a utilização de coagulantes. A sedimentação de 
moléculas coloidais não sofre influência da gravidade, devido a área superficial dessas 
partículas ser muito maior que seu próprio peso, o que provoca uma dispersão coloidal estável. 
Resíduos de esgoto doméstico e industrial, microrganismos, compostos de origem vegetal 
podem ser classificados como partículas em suspensão, das espécies dissolvidas fazem parte 
íons de Ferro e Manganês, íons que promovem dureza à água, entre outros (FRANCO, 2009). 
Segundo SAMAE (2016) e suas referências, a desestabilização de partículas coloidais e 
em suspensão ocorre pela ação de um agente químico, denominada coagulação. A finalidade 
12 
 
desta fase é elevar a velocidade de decantação por junção de partículas que constituem um 
floco. Alguns problemas podem ocorrer caso o coagulante seja dosado inadequadamente, como 
os flocos terem um tamanho muito reduzido, ultrapassando o elemento filtrante. 
No SAMAE, a coagulação é realizada em uma unidade de mistura rápida, Calha 
Parshall, no entanto, outras estações de tratamento operam com dispersores hidráulicos ou até 
na própria adutora de água bruta. O princípio fundamental de uma unidade de mistura rápida é 
promover uma intensa agitação em um curto espaço de tempo, fazendo com que os íons 
metálicos provenientes do coagulante possam atravessar a nuvem de cargas que cerca uma 
partícula coloidal, sendo possível a formação do floco. 
Conforme RICHTER (2009), o pH e a temperatura são fatores que influenciam a 
eficiência do processo, o pH resultante depende da alcalinidade presente na água bruta e da 
dosagem aplicada de coagulante, esses dados são obtidos com ensaio de coagulação (“Jar-
Test”). A temperatura influi na constante de equilíbrio da água, fazendo variar um pOH para 
um dado pH de coagulação, por isso ocorre diferentes situações com as mudanças climáticas. 
Os coagulantes mais comuns utilizados incluem sais de alumínio ou de ferro, mas também pode 
ser aplicado polímeros, sílica ativa e betonita. 
 
2.1.1.1 Coagulante sulfato de alumínio 
 
O coagulante sulfato de alumínio hidratado (Al2(SO4)3. [16 - 18] H20) é o agente 
utilizado no SAMAE. Inicialmente, ocorre a hidrólise do sulfatode alumínio, os produtos dessa 
reação positivamente carregados são instáveis, por isso é necessária uma região de intensa 
turbulência para dissipação do produto, por consequência acontece a rápida adsorção na 
superfície dos coloides e a neutralização parcial das partículas. A reação de hidrólise do sulfato 
de alumínio é representada pela Reação da Equação (1) (SAMAE, 2016). 
Al2(SO4)3(𝑎𝑞) + 6 ∙ H2O(𝑙) → 2 ∙ Al(OH)3(𝑠) ↓ +6 ∙ 𝐻
+
(𝑎𝑞) + 3 ∙ (𝑆𝑂4)
2−
(𝑎𝑞)
 (1) 
As espécies que não foram adsorvidas convertem-se em hidróxido de alumínio, 
composto neutro e insolúvel. Os produtos da hidrólise, não o íon Al+3, são os principais agentes 
da coagulação, por este motivo a faixa de pH ideal para aplicação do sulfato é de 5,5 a 7,0, 
nessa faixa há a formação predominante dos produtos da hidrólise. O excesso na dosagem pode 
causar a reversão da carga da partícula e a restabilização da suspensão, desse modo, há uma 
13 
 
estreita faixa de aplicação na qual a coagulação pode não funcionar. Ao elevar a dosagem de 
coagulante, o mecanismo de varredura passa a dominar o processo, o que faz com que os flocos 
formados adquiram mais peso, podendo ser arrastado para as unidades filtrantes (LIBÂNIO, 
2010). 
A aplicação do agente químico é definida diariamente pelo teste de jarros realizado pelos 
operadores, o cálculo pode ser visualizado na Equação (2), onde é simulado o processo com 
diferentes valores de dosagem e avaliado a formação do floco. Durante a realização do teste de 
jarros é necessário a produção de uma solução com a concentração adequada para o volume dos 
jarros de 2 L, ao considerar a concentração e a massa específica do produto comercial, obtém - 
se uma concentração de 3,16 [mLpc/Ls]. 
 
𝑞𝑝𝑐 = 0,015 ∙ (
𝐷 ∙𝑄
𝐶𝑝𝑐 ∙𝜌𝑝𝑐
) (2) 
 
Sendo: 
qpc: Aplicação de produto comercial [mlpc/15s] 
D: Dosagem de produto comercial a ser aplicada [mgAl2(SO4)3. [16 -18] H2O/L] 
Q: Vazão de operação da ETA [L/s] 
Cpc: Concentração do produto comercial = 0,48 [KgAl2(SO4)3. [16 -18] H2O /Kgpc] 
ρpc: Massa específica do produto comercial = 1,32 [Kgpc/Lpc] 
 
O principal problema da utilização de sulfato de alumínio é o resíduo da decantação, 
lodos com a presença de íons Al3+, elemento que quando oxidado no organismo humano é 
associado a doença de Alzheimer, (RICHTER, 2009). Encontram – se pesquisas que empregam 
diferentes coagulantes para o tratamento de água, como por exemplo o trabalho de Padilha et 
al. (2011), que após a análise do uso de sulfato de alumínio, cloreto férrico e policloreto de 
alumínio (PAC) como coagulantes de água de um manancial de abastecimento, observou que 
o PAC utilizou uma menor dosagem e apresentou menor valor de turbidez, sendo o coagulante 
mais adequado para o uso no caso estudado. 
 
 
 
14 
 
2.1.2 Sistema de mistura lenta (Floculação) 
 
O sistema de mistura lenta é a segunda etapa do tratamento, com o intuito de expor a 
água coagulada a uma menor velocidade de agitação, por tempo suficiente para que os flocos 
alcancem o tamanho e a massa específica adequadas, a fim de remover por sedimentação. 
Segundo Libânio (2010) “A definição de floculação é, uma das operações unitárias de 
clarificação, um conjunto de fenômenos físicos que reduzem o número de partículas suspensas 
e coloidais presentes na massa líquida. Para isso, se fornecem tempos de detenção e gradiente 
de velocidade adequados para que ocorram os choques entre as partículas já desestabilizadas 
pela adição do coagulante, formando flocos que serão removidos pela sedimentação”. 
As partículas são transportadas através das câmaras de floculação, esta ação ocorre 
devido três fenômenos. O primeiro fenômeno é o movimento Browniano ou floculação 
pericinética, que é responsável pelos primeiros choques entre as partículas coloidais, que 
iniciam ainda na mistura rápida, o choque promove a aglomeração das partículas que formam 
flocos inferiores a 1 µm. Após inicia-se o fenômeno da floculação ortocinética, onde a energia 
externa proveniente da formação dos microflocos influencia a formação dos flocos de maior 
peso, que podem ser removidos pela decantação. Com a desuniformidade de volume e 
densidade dos flocos formados, começa o terceiro mecanismo, a sedimentação diferencial, os 
flocos possuem diferentes velocidades de sedimentação, concorrendo no movimento descente 
na unidade de decantação, neste ocorrem choques e a formação de flocos mais pesados 
(LIBÂNIO, 2010). 
O turbilhonamento presente na calha de coagulação, pode emulsionar microbolhas de 
ar na água coagulada. Quando a mistura na fase de floculação é reduzida, essas bolhas são 
liberadas, arrastam o lodo, o que produz escuma, geralmente visível na superfície dos 
floculadores. 
Existem diversos fatores que afetam a floculação, como as características da água bruta, 
dosagem de coagulante, gradiente de velocidade, tempo de residência e número de câmaras. 
Cada tempo de residência existe uma turbulência adequada associada, o que constrói uma 
relação entre números de choques e taxa de fragmentação de flocos, essa relação determina se 
os flocos se agregam ou se fragmentam (SAMAE, 2016). O período que a água permanece no 
dispositivo de floculação corresponde à razão entre o volume efetivo do dispositivo e sua taxa 
de fluxo rica, este valor teórico só se verifica para unidades que contenham um número de 
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câmaras superior a 8, caso isso não ocorra, há o efeito de curto-circuito, sendo o tempo de 
detenção inferior ao teórico (LIBÂNIO, 2010). A NBR 12.216/1992 recomenda a instalação de 
pelo menos três câmaras de floculação em série. 
A energia dissipada na massa líquida que fomenta a aglutinação das moléculas pode ser 
de origem mecânica ou hidráulica. As unidades hidráulicas são dividas compartimentos com 
distintos gradientes de velocidades, esses são divididos por chicanas que mudam a direção do 
escoamento. Nas unidades mecanizadas, a velocidade é gerada pela rotação das paletas de um 
agitador, o que promove um menor número de compartimentos, criando caminhos 
preferenciais, diminuindo o tempo que uma molécula permanece na etapa de floculação, quanto 
maior o volume do compartimento, há uma redução no grau de turbulência ótima (SAMAE, 
2016). 
Existem três tipos de floculadores hidráulicos, os de escoamento helicoidal, promovem 
o escoamento sempre na direção ascendente por lados alternados com aberturas inferiores com 
curvas de 90°, normalmente, são construídas em concreto, com 12 a 24 câmaras, na Figura 7 é 
possível visualizar a planta e o corte de um floculador helicoidal. Outro tipo é o floculador de 
fluxo horizontal usado em algumas estações SAMAE, onde a direção do fluxo muda através de 
chicanas, o que é benéfico para a formação de flocos (Figura 8). 
Figura 7 – Planta e corte de floculador hidráulico helicoidal. 
 
 
Fonte: Libânio (2010). 
 
 
 
 
 
 
16 
 
 
 
Figura 8 – Planta e corte de floculador hidráulico horizontal. 
 
 
Fonte: Libânio (2010). 
 
O terceiro exemplo de floculador hidráulico, é o de fluxo vertical, com chicanas 
superiores e inferiores (Figura 9). Outra alternativa é o fluxo ascendente através de bandejas 
perfuradas, ao propósito de redução da área das unidades (Figura 10) (LIBÂNIO,2010). 
Figura 9 – (a) Planta e (b) corte de floculador hidráulico vertical. 
 
Fonte: Libânio (2010). 
 
 
 
 
17 
 
 
 
 
Figura 10 – (1) Planta e (2) corte de floculador hidráulico vertical – bandejas perfuradas. 
 
 
Fonte: Libânio (2010). 
 
Em regra, uma unidade de floculação deve ser capaz de fornecer um elevado tempo de 
residência associado a um baixo gradiente de velocidade para a obtenção das melhores 
condições de floculação. A qualidade dessa etapa pode ser verificada por meio de parâmetros 
como turbidez e cor aparente, o processo não adequado acarretará em um aumento de flocosnos filtros, deteriorando a água clarificada (SAMAE,2016). 
Para obtenção de flocos mais densos e a redução da dosagem de coagulantes, são 
aplicados auxiliares da floculação, polímeros orgânicos ou sintéticos, esses possuem grupos 
funcionais hidrolisáveis que são adsorvidos na superfície dos coloides, formam pontes químicas 
entre eles, originando flocos. Lee et al. (1998), avaliaram a utilização de polímeros orgânicos 
aplicados ao rio Nak – Dong, estes polímeros melhoraram a eficiência de remoção de turbidez 
e de carbono orgânico total. 
 
2.1.3 Decantação 
 
A etapa seguinte a floculação, é a decantação que tem por finalidade a separação de 
partículas de maior massa especifica em relação a água pela ação de forças gravitacionais, que 
conduzem os sólidos a uma zona de armazenamento. As unidades em que se realizam este 
processo são os decantadores ou tanques de decantação (RICHTER, 2009). Os decantadores 
podem ser do tipo convencional ou lamelares. 
18 
 
 
 
2.1.3.1 Decantadores convencionais 
 
No SAMAE, existem os dois tipos de decantadores, em ETA’s mais antigas os 
decantadores convencionais são predominantes, que consistem em grandes tanques cilíndricos 
ou retangulares com escoamento horizontal. A sedimentação de flocos maiores ocorre 
rapidamente, os flocos leves se depositam nas calhas coletoras de água decantada. 
Essas unidades devem evitar a direção do vento, sendo construídas ao contrário, devido 
ao vento ocasionar correntes que podem estar orientadas para as calhas coletoras, havendo 
arraste de escuma. A profundidade do decantador previne o arraste de flocos depositados, 
aumentando o intervalo de tempo entre as limpezas do decantador. As comportas para entrada 
de água floculada, situadas no fundo desse decantador formam correntes ascensionais e o arraste 
de flocos na direção das calhas coletoras, e também possibilita a formação de zonas mortas. As 
unidades retangulares são menos suscetíveis a zonas mortas que as circulares. 
 
2.1.3.2 Decantadores lamelares 
 
Estas unidades possuem um sistema mais completo de distribuição de água floculada 
aprimorando a homogeneidade com fluxo ascendente. Existe um compartimento abaixo desse 
sistema, para o acúmulo de lodo. Acima da distribuição de água há placas paralelas com ângulos 
de 60°, possuindo dutos retangulares que promovem a separação dos flocos, na superfície, estão 
localizadas as calhas coletoras distribuídas por todo o comprimento do decantador. 
O funcionamento inicia com a introdução da água floculada sob as placas de 
sedimentação, ao escoar nos dutos, decanta-se os flocos, a água decantada sobe a superfície e é 
recolhida pelas calhas coletoras. A inclinação das placas, promove a autolimpeza dos módulos, 
devido a aglutinação, os flocos adquirem peso para escorregarem até o fundo, de onde são 
removidos por descartes hidráulicos regulares. 
 
 
19 
 
 
2.1.4 Filtração 
 
Nesta fase ocorre a remoção dos flocos leves, que não foram decantados. Nas ETA’s do 
SAMAE, os filtros utilizados são filtros rápidos com escoamento descendente que operam pela 
ação da gravidade. 
A retenção das partículas ocorre principalmente pelo mecanismo de coagem, o tamanho 
médio dos flocos que chegam aos filtros varia de 0,5 a 2 mm. Outro mecanismo presente é a 
sedimentação no interior dos poros do filtro, devido ao escoamento laminar nos minúsculos 
canais do meio filtrante, partículas de maior tamanho e densidade podem se depositar nas 
superfícies dos grãos. É possível também a ocorrência do mecanismo de aderência como força 
de Van der Waals, interações eletrostáticas, pontes químicas e adsorção especifica nos grãos. 
A filtração rápida é realizada em um meio granular que consiste em uma camada de 
filtro e uma camada de cascalho com um tamanho de partícula específico. A eficiência do 
dispositivo depende das características do meio filtrante, características dos sólidos suspensos, 
tipo do sistema de filtração (taxa constante ou declinante, filtração ascendente ou descendente), 
taxa de filtração, carga hidráulica disponível, sistema de limpeza do filtro e temperatura da água 
(FUNASA, 2015). 
 
2.1.4.1 Meio filtrante 
 
O elemento filtrante pode ser composto de areia fina, camada simples, com fluxo 
ascendente ou de areia fina e carvão antracito, camada dupla, com fluxo descendente. A 
granulometria da areia influencia na velocidade de filtração. O carvão antracito apresenta massa 
especifica menor que a da areia fina, por isso o carvão é disposto acima da areia, isso propicia 
com a maior porosidade do carvão, que os flocos se alojem no interior do meio filtrante, o que 
aumenta a taxa de filtração. 
A última divisão do meio é a camada suporte, ela evita que grânulos do material filtrante 
passem pelos orifícios de coleta da água filtrada, composta de seixos, que promovem uma 
melhor distribuição na lavagem dos filtros. Com a acumulação das partículas, aumenta a 
20 
 
velocidade intersticial, o que possibilita um aumento da erosão dos flocos já retidos, 
ocasionando que estes passem pela filtração, esta acumulação promove também o aumento da 
resistência do leito, com isso a coluna hidrostática fica acima da superfície filtrante. 
Conforme Funasa (2015, p. 119): 
 
A camada filtrante simples deve ser constituída de areia, com espessura 
mínima de 45 cm, tamanho efetivo de 0,45 mm a 0,5 mm e coeficiente 
de uniformidade de 1,4 a 1,6. Em caso de filtro de fluxo ascendente, 
pode-se utilizar camada filtrante com espessura mínima de 2,0 m 
tamanho efetivo de 0,7 mm a 0,8 mm e coeficiente de uniformidade 
inferior ou igual a 2. A camada filtrante dupla deve ser constituída de 
camadas sobrepostas de areia e antracito, utilizando a especificação 
básica seguinte: Areia, com espessura mínima de camada, 25 cm; 
tamanho efetivo, de 0,40 mm a 0,45mm e o Antracito, com espessura 
mínima de camada, 45 cm; tamanho efetivo, de 0,8 mm a 1,0 mm. A 
camada suporte deve ser constituída de seixos rolados, com espessura 
mínima igual ou superior a duas vezes a distância entre os bocais do 
fundo do filtro, porém não inferior a 25 cm. 
 
A extremidade do filtro é composta por um sistema de drenagem, que leva ao estágio 
de desinfecção, parte da água flui para os moradores e outra permanece em um reservatório de 
lavagem. Os filtros utilizados no SAMAE são de dupla camada. 
A eficiência da filtração de dupla camada foi confirmada pela investigação de Torres-
Lozada et al. (2018), que avaliou a tecnologia de dupla filtração com dois tipos de carvão 
ativado granular (casca vegetal de coco e mineral betuminosa), determinando a influência na 
redução da turbidez e na matéria orgânica dissolvida. Esse projeto confirmou que o filtro é 
capaz de assegurar a qualidade final da água tratada, com uma maior retenção de sólidos e uma 
maior eficácia de remoção de matéria orgânica, além de minimizar os riscos e reduzir as 
limitações no tratamento de água para o consumo humano. 
 
 
 
 
 
21 
 
2.1.4.2 Limpeza dos filtros 
 
O filtro é higienizado com água não clorada, proveniente do reservatório de água de 
lavagem, para isso fecha-se a admissão de água decantada. A água de lavagem oriunda sob 
pressão dos drenos, arrasta a sujeira para a descarga de esgoto dos filtros. A limpeza auxiliar 
pode ser realizada usando ar comprimido. 
O monitoramento periódico da turbidez da água filtrada permite decidir a frequência de 
lavagem e o percentual de abertura do filtro. A turbidez aumenta após a limpeza, para segurança 
operacional, é indicado o descarte da água filtrada entre os 15 e 20 minutos posteriores. 
 
2.1.5 Desinfecção 
 
De acordo com Funasa (2015), desinfecção é o estágio do tratamento de água 
responsável pela inativação dos micro-organismos patogênicos, realizada pela ação de agentes 
físicos e/ou químicos, sendo, portanto, uma operação unitária obrigatória. Um agente 
desinfetante deve possuir elevado potencialde oxidação, a dosagem, o pH da água e o tempo 
de contato são fatores importantes para a eficácia da desinfecção. 
Em estações de tratamento de água, o desinfetante mais utilizado é o cloro gás 
(cilindros), outro tipo de agente é o hipoclorito de sódio (fornecido em solução ou gerado por 
células eletroquímicas). Nos poços, são aplicadas pastilhas de tricloroisocianurato (Cl3(NCO)3). 
Todos os insumos aplicados hidrolisam, formando ácido hipocloroso, o que pode ser visto nas 
Reações das Equações a seguir. 
𝐶𝑙2(𝑔) + 𝐻2𝑂 (𝑙) ↔ 𝐶𝑙
− 
(𝑎𝑞) + 𝐻𝑂𝐶𝑙(𝑎𝑞) + 𝐻
+
(𝑎𝑞) (3) 
𝑁𝑎𝑂𝐶𝑙(𝑎𝑞) + 𝐻2𝑂(𝑙) ↔ 𝑂𝐻
−
(𝑎𝑞) + 𝐻𝑂𝐶𝑙(𝑎𝑞) + 𝑁𝑎
+
(𝑎𝑞) (4) 
𝐶𝑙3(𝑁𝐶𝑂)3(𝑠) + 3. 𝐻2𝑂(𝑙) ↔ 3. 𝐻𝑂𝐶𝑙(𝑎𝑞) + 𝐶3𝑁3𝑂3𝐻3(𝑎𝑞) (5) 
𝐻𝑂𝐶𝑙(𝑎𝑞) ↔ 𝑂𝐶𝑙
−
(𝑎𝑞) + 𝐻
+
(𝑎𝑞) (6) 
O cloro residual livre é o somatório das concentrações do íon hipoclorito (OCl-) e do 
ácido hipocloroso (HOCl). O pH inferior a 7 evita a dissociação do ácido hipocloroso, 
22 
 
aumentando a eficiência de desinfecção, devido o ácido apresentar poder desinfetante 80 vezes 
maior que o íon hipoclorito. 
Em algumas épocas do ano, a água apresenta matéria orgânica em excesso, compostos 
nitrogenados reagem com o cloro em solução formando cloraminas, o que gera cloro residual 
combinado, com menor poder oxidante. Por isso realiza-se análises de cloro total nesses casos, 
o que identifica o cloro na forma livre e o cloro na forma combinada. 
A desinfecção sofre a influência de várias características da água, que afetam a sua 
eficiência, além da matéria orgânica, a turbidez alta, presença de metais como o ferro e o 
manganês, influenciam, pelo motivo que tornam o cloro menos disponível para desativação dos 
microrganismos. 
A dosagem do cloro gás é feita através de cloradores que operam à vácuo, para evitar 
vazamentos. O injetor de gás funciona como um sistema Venturi, a água com uma vazão alta 
passa por uma restrição de diâmetro, acelerando, com isso reduzindo a pressão, dessa forma, o 
gás cloro é succionado no ponto de estrangulamento, deve ser uma pressão inferior a atmosfera. 
 A desinfecção junto com a próxima etapa de fluoretação ocorre na caixa de mistura, 
com a mangueira de dosagem abaixo do nível de água, não havendo represamento do fluxo. A 
mistura acontece na tubulação ou na entrada do reservatório de água tratada. 
 
2.1.6 Fluoretação 
 
Esta fase do tratamento envolve a aplicação de compostos contendo flúor, na água. A 
finalidade da tecnologia de fluoretação é prevenir a cárie dentária em crianças menores de 14 
anos, porque é a maneira mais eficaz e econômica de controlar essa doença. Os agentes 
químicos mais usados para isso são o fluoreto de sódio, o fluossilicato de sódio e o ácido 
fluossilícico (FUNASA, 2015). 
 A aplicação no SAMAE, é feita por meio de bombas dosadoras, e o composto utilizado 
é o ácido fluossilícico (H2SiF6). A dissociação do ácido, torna disponível o íon fluoreto na água, 
a hidrólise pode ser vista na Reação da Equação (7). 
𝐻2𝑆𝑖𝐹6(𝑎𝑞) + 2. 𝐻2𝑂(𝑙) → 𝑆𝑖𝑂2 (𝑎𝑞) + 6. 𝐹
−
(𝑎𝑞) + 6. 𝐻
+
(𝑎𝑞) (7) 
23 
 
 A dosagem aplicada de ácido leva em conta o teor de íons fluoretos na água natural, em 
razão disso, os operadores de ETA’S verificam regularmente o teor de fluoretos, com base 
nisso, determinam a dosagem correta a ser aplicada. Existe um limite a ser respeitado na 
dosagem, quando ultrapassado pode causar fluorose dentária. 
 
2.1.7 Variações no processo de tratamento 
 
 O processo de tratamento de água apresenta diversas variações. Neste item será 
apresentado variações utilizadas pelas estações de tratamento de água de Caxias do Sul, estas 
variações foram aplicadas de acordo com problemas que foram apresentados durante os anos, 
por meio de estudos determinou -se a aplicação dessas. 
 
2.1.7.1 Adsorção 
 
A adsorção é utilizada para eliminar substancias que conferem odor e sabor a água, 
como a geosmina, MIB, cianotoxinas, agroquímicas, tóxicas e mutagênicas. O carvão ativado 
pulverizado é um dos adsorventes utilizados para isso, sua capacidade está relacionada aos 
tamanhos dos poros e a superfície especifica do grão, portanto é seletivo, não tendo a mesma 
eficiência de remoção para os diversos contaminantes solúveis presentes na água. 
A dosagem do carvão ativado em pó é através de uma emulsão preparada em continua 
agitação, juntamente com água nas linhas de dosagem para prevenir a sedimentação do material. 
A aplicação ocorre logo após o coagulante no dispositivo de mistura rápida ou na entrada do 
floculador, e o tempo de contato é um fator que afeta a capacidade de adsorção. 
O estudo de Kuroda et al. (2005), caracterizou dez tipos de carvão ativado (4 granulares 
e 6 pulverizados) para adsorção de microcistina de águas naturais, ao comparar os resultados 
obtidos no experimento e os dados reportados na literatura citada, o trabalho constatou a baixa 
capacidade adsortiva dos carvões nacionais selecionados para remoção de microcistina não 
purificada, tendo resultado em valores de capacidade máxima de adsorção de MICYST da 
ordem de 3,0 μg/mg para o carvão ativado granular 1 e da ordem de 10 μg/mg para o carvão 
ativado pulverizado 6. 
24 
 
2.1.7.2 Pré – oxidação 
 
A pré – oxidação normalmente acontece, na fase inicial, ao propósito de retirar as 
colônias de algas fixadas nas superfícies dos decantadores e filtros, oxidação de compostos 
orgânicos que promovem sabor e odor à água, remoção por oxidação e precipitação, de metais 
solúveis e inativação viral. Cada vez que, largas proporções de algas estão presentes no 
manancial, a adição de oxidantes deve ser deslocada para o final do decantador, evitando a lise 
celular, que aumenta a quantidade de substancias responsáveis pela alteração de sabor e odor 
na água. 
Os íons Fe2+ e Mn2+ estão presentes em lagos e barragens quando não há oxigênio 
presente no meio, a estiagem propicia a concentração dessas espécies no fundo da represa, no 
caso de haver inversão térmica, esses alcançam a superfície, oxidam -se e formam precipitados. 
Com a captação de água diária, altas concentrações de metais estão presentes na água, o que 
gera dificuldades operacionais no tratamento, por exemplo o aumento de cor aparente, aumento 
de turbidez. 
Estes metais encontram – se em diversas formas na água, para cada forma é necessário 
um tipo de tratamento correto para solucionar os problemas originados, podem estar na forma 
dissolvida (água clara), forma precipitada (água vermelha ou preta), forma coloidal (água 
amarela). Com os agentes oxidantes conseguimos precipitar os íons dissolvidos e remover pela 
filtração os óxidos precipitados (EAI, 2015). 
A oxidação pode ocorre pelo ar (oxigênio), cloro, dióxido de cloro, ozônio ou 
permanganato de potássio. O produto mais utilizado no SAMAE é o dióxido de cloro (ClO2), 
por ser um oxidante mais seletivo, não reagindo com nitrogênio amoniacal, forma menos 
trihalometanos (THM), por não romper as ligações de carbono integrante da matéria orgânica. 
O dióxido apresenta maior eficiência para o Manganês do que para o ferro. 
O dióxido de cloro é um gás vermelho – alaranjado, fortemente oxidante, explosivo, de 
odor irritante e muito solúvel em água. O produto é gerado junto ao ponto de aplicação, no 
SAMAE, a reação entre o clorito de sódio e gás cloro gera o dióxido, representada na Reação 
da Equação (8). 
2. 𝑁𝑎𝐶𝑙𝑂2 (𝑎𝑞) + 𝐶𝑙2 (𝑔) ↔ 2. 𝐶𝑙𝑂2 (𝑎𝑞) + 2. 𝑁𝑎𝐶𝑙(𝑎𝑞) (8) 
 
25 
 
2.1.7.3 Uso de quelantes 
 
O uso de quelantes é uma alternativa para a estabilização das formas metálicas solúveis, 
para impedir a formação de óxidos após o tratamentono reservatório ou nas redes 
distribuidoras. O ortopolifosfato de sódio é o composto utilizado no SAMAE, ele forma 
complexos com o ferro e o manganês mantendo-os indisponíveis para oxidação. 
Nas tubulações metálicas o ortopolifosfato em excesso forma uma capa protetora 
resistente à abrasão, o que impede de desprender o material depositado nas paredes, quando há 
decorrência de alterações no fluxo. O produto comercial contém óxidos de fósforo (P2O5), 
fosfatos reativos (PO4
2-) e fosfatos condensados. são um composto muito reativo, podendo 
interagir com os íons presentes na água, como o cálcio (Ca2+), e alumínio (Al3+), o que pode 
diminuir a eficiência de complexação (SAMAE, 2016). 
 
2.1.7.4 Ajuste de pH 
 
O pH das águas dos mananciais varia entre 6,0 e 8,5, mas quando há quantidades 
maiores de matéria orgânica o pH possui valores abaixo de 5,0. O ajuste do pH é importante, 
devido ser um parâmetro que influencia na solubilidade das substâncias, no grau de toxicidade 
e interfere no processo de coagulação. Segundo o Anexo XX da Portaria de Consolidação nº 5 
de 28 de setembro de 2017 “Recomenda-se que, no sistema de distribuição, o pH da água seja 
mantido na faixa de 6,0 a 9,5”. 
No processo de tratamento de ciclo completo, onde há coagulação, é necessária uma 
pré-alcalinização, nesta etapa alguns insumos são utilizados, por exemplo, barrilha, soda 
cáustica ou cal virgem, hidratada ou em suspensão, antes da adição do coagulante. O ajuste 
pode ocorrer novamente na pós-alcalinização, acontece após o tratamento, definindo o pH da 
água final de distribuição (INTIMA; TRUGILLO, 2019). 
 
 
 
 
26 
 
2.1.8 Teste de Jarros 
 
No momento no qual deseja-se testar novos insumos, definir dosagens, melhor pH, testar 
soluções de problemas encontrados no processo, utiliza-se o equipamento chamado Teste de 
jarros ou Jar Test. Este aparelho simula as etapas do processo: mistura rápida, mistura lenta e 
sedimentação. Na simulação em bancada, a água bruta é disposta em jarros de 2 litros e a 
simulação do processo iniciada. Posteriormente a um certo tempo de sedimentação, é avaliado 
a turbidez final dos frascos, comparando com o valor inicial da água bruta. 
O trabalho de SELHORST FILHO et al. (2011), demostra a utilização do Jar Test para 
a otimização da concentração de produtos adicionados à água bruta de Ponta Grossa (PR) na 
clarificação e o tempo de contato do carvão ativado em pó. Em seguida à análise dos 
coagulantes, sulfato de alumínio e cloreto de polialumínio (PAC), o sulfato demonstrou um 
custo inferior em relação ao PAC e remoção superior de cor aparente e turbidez com um tempo 
de contato baixo. 
 
 
2.1.9 Resíduo de estações de tratamento de água 
 
O resíduo de maior volume de uma estação de tratamento de água é o lodo gerado na 
etapa de decantação. No SAMAE, esse lodo é coletado e bombeado para a UTR (Unidade de 
Tratamento de Resíduo), onde passa por adensadores, como última etapa a prensa, retirando o 
máximo de umidade possível, após isso o lodo é enviado para aterros. Brasil (2008 apud 
TAVARES, 2016) cita que “Entre os métodos de desaguamento do lodo, que geram um 
efluente líquido e a massa sólida, estão: dispositivos tubulares de geotêxtil; lagoas de 
desidratação e leitos de secagem; leito de secagem com dispositivos tubulares de geotêxtil; filtro 
prensa; centrífuga; filtro a vácuo com tambor rotativo e prensa desaguadora”. Conforme Santos 
(2003 apud TAVARES, 2016), o tratamento do lodo deve conter operações e processos 
unitárias como o adensamento, visa a redução da umidade pela concentração dos sólidos; 
acondicionamento, adição de produtos químicos que aumentam a retenção dos sólidos e 
desidratação, reduz o volume do lodo, removendo água. 
27 
 
O lodo de um processo contendo o coagulante sulfato de alumínio, possui elevada 
umidade, não tem viscosidade definida, sua parte sólida é principalmente hidróxido de 
alumínio, microrganismos e coloides removidos do processo (KATAYAMA, 2012 apud 
TAVARES, 2016). O principal problema é que este lodo possui quantidades relevantes do íon 
Alumínio, responsável por desencadear o desenvolvimento do mal de Alzheimer. 
A inovação em tratamentos de lodos com a presença de metais é o foco de trabalhos 
como, o de Tavares (2016) que propôs tratamento de vermicompostagem para a parcela sólida 
do lodo de uma ETA consorciado com lodos de esgoto, obtendo um resultado positivo, que 
reduz significativamente o teor de alumínio e estabiliza o ph, possibilitando que o resíduo 
posteriormente seja usado como adubo. Outro método proposto foi a remoção do Al por 
adsorção com o pó da concha do marisco Anomalocadia brasiliana e o CAP, aplicando a 
separação sólido-líquido do lodo por deságue, obteu taxas de remoção do Al superiores a 80 %, 
com baixas concentrações dos adsorventes. 
A pesquisa de Teixeira (2006), avaliou a possibilidade de incorporação deste resíduo 
em massa cerâmica para produção de tijolos, o lodo obtido com a utilização de coagulante à 
base de alumínio, prejudicou mais as propriedades cerâmicas do que o lodo com ferro presente, 
as especificações necessárias para a síntese de tijolos estão dentro dos limites aceitáveis, 
conforme a temperatura de queima e a concentração na mistura, assim evidencia -se que o lodo 
de ETA pode ser incorporado à massa para produzir material cerâmico. 
 
3 DESCRIÇÃO DAS ATIVIDADES REALIZADAS 
 
2.2 AUDITORIA INTERNA 
 
No SAMAE, a qualidade da água é o objetivo principal. Sendo a Gerência de tratamento 
de água (GTA), o setor responsável pelas análises realizadas que comprovam o alto padrão de 
potabilidade da água fornecida a população, ao todo são 145 parâmetros. Em cada ETA, existe 
de 1 a 3 operadores responsáveis pelo monitoramento do processo, sendo feitas análises do 
início ao fim deste por 24 horas. 
Afim de aprimorar a condição da água distribuída, foi instituído pela gerência uma 
função para fiscalizar o tratamento de água nas estações, auditoria interna de controle 
28 
 
operacional. Essa atividade no turno diurno é realizada por estagiários, e a noite por técnicos 
em química, consiste em verificar o processo como um todo assim como os operadores, em 
busca de anomalias, visualizar a quantidade de insumos, qualquer alteração comunicar o 
superior, para buscar a melhoria. 
Os estagiários realizam análises principais como, turbidez, que é a quantificação da 
objeção que um feixe de luz sofre ao tentar percorrer uma amostra de água, essa dificuldade 
confere aspecto opaco ao líquido, a medida acontece no aparelho turbidímetro modelo 2100N 
da HACH®, de cada etapa do processo, água que entra na estação (água bruta, AB), 
decantadores, filtros, água que sai do processo (água tempo real, ATR), a água na saída no 
reservatório da ETA (água tratada, AT). As análises de concentração de fluoretos e cloro 
residual livre na água tratada também são realizadas, essas são feitas em um fotômetro NOVA 
60 A Spectroquant®. 
A fotometria funciona da seguinte forma, um feixe de luz é transmitido através de uma 
solução colorida, esse feixe perde sua intensidade, ou seja, uma parte da luz é absorvida pela 
solução, esta depende das estruturas das moléculas, e é característica para cada substância 
química. Sabendo-se então quais radiações foram absorvidas e suas quantidades pode-se 
estimar a composição da solução em concentração mg/L, pela conversão do equipamento. 
A metodologia é baseada no livro Standard Methods, para medir o teor de cloro, coloca-
se 10 ml da amostra em uma proveta própria do equipamento, devidamente ambientada, após 
coloca-se o reagente DPD-Free2 (N, N-Dietil-p-Fenilenediamina), então agita-se e mede-se no 
Nova60A. O reagente reage com o cloro livre (Cl2), com o ácido hipocloroso (HClO) e com 
íons hipoclorito (ClO-) em solução, transformando a amostra em um líquido rosa. 
Para o teor de fluoretos, é necessário utilizar água deionizada para configuraro branco 
da análise, a amostra e a água deionizada devem estar a mesma temperatura, após o ajuste da 
temperatura, coloca-se as amostras em cubetas de 10 ml, e adiciona-se 2 ml do reagente 
SPADNS, agita-se e deixa reagir por 1 minuto, após zera-se o fotómetro com a amostra com 
água deionizada e então lê-se a amostra na cubeta própria do equipamento. 
O método colorimétrico SPADNS é baseado na reação entre o íon fluoreto e o corante 
(sal trissódico do ácido 4,5 - dihidroxi -3- (parasulfofenilazo) - 2,7 - naftalenodisulfônico 
(SPADNS)), oxicloreto de zircônio (ZrOCl2) e arsenito de sódio (NaAsO2) dissolvidos em 
ácido clorídrico. O fluoreto reage com o corante, dissociando uma parte dele em um ânion 
incolor complexo (ZrF6-2). De modo que, com o acréscimo de flúor, a cor produzida fica 
29 
 
progressivamente mais clara. A taxa de reação entre os íons fluoreto e zircônio é influenciada 
pela acidez da mistura, sendo a instantaneidade reativa ligada a maior proporção de ácido no 
reagente (APHA, 2017). 
 Em algumas ETA´s a água apresenta uma grande alteração do pH durante o processo, 
devido a mudanças nas condições naturais das represas em cada época do ano, essas alterações 
fazem com que a água bruta interaja de formas diferentes com as dosagens de insumos 
determinadas, por isso nesses casos o pH é verificado e corrigido no tratamento. O pH é medido 
em um PHmêtro Digimed DM -22. Cada análise segue o padrão de potabilidade determinado 
pela Portaria de Consolidação nº 5 de 28 de setembro de 2017. 
As verificações mais importantes exigidas pelo Ministério da Saúde são a turbidez da 
água na saída do reservatório, o teor de fluoretos e o teor de cloro residual livre, fez-se uma 
comparação dos dados de auditoria com os dados obtidos pelos operadores para os padrões 
citados anteriormente, no período de 1 a 31 de janeiro de 2020. As Tabelas 1, 2, 3 são 
respectivamente os resultados dessa comparação, com o padrão de potabilidade para o 
parâmetro de turbidez AT, teor de cloro residual livre, teor de fluoretos. 
Tabela 1 – Dados de comparação para o parâmetro turbidez 
 
 
ETA 
 
Número 
Auditorias 
Média 
AT Operadores 
(uT) 
Média 
AT Auditorias 
(uT) 
Padrão 
de potabilidade 
(uT) 
Borges de Medeiros 50 0,11 0,12 95 % 0,5 uT / 5 % 
1,0 uT 
Celeste Gobatto 67 0,22 0,23 95 % 0,5 uT / 5 % 
1,0 uT 
Eng° Ildefonso José 
Schroeber 
26 0,18 0,18 95 % 0,5 uT / 5 % 
1,0 uT 
Morro Alegre 33 0,09 0,11 95 % 0,5 uT / 5 % 
1,0 uT 
Parque da Imprensa 64 0,16 0,15 95 % 0,5 uT / 5 % 
1,0 uT 
Samuara 56 0,13 0,12 95 % 0,5 uT / 5 % 
1,0 uT 
Fonte: O Autor (2020) 
30 
 
Tabela 2 – Dados de comparação para o parâmetro teor de cloro residual livre 
 
 
ETA 
 
Número 
Auditorias 
Média 
Teor de Cloro 
residual livre 
Operadores 
(mg/L) 
Média 
Teor Cloro 
residual livre 
Auditorias 
(mg/L) 
Padrão 
de 
potabilidade 
(mg/L) 
Borges de Medeiros 50 1,07 1,09 <2 
Celeste Gobatto 68 1,11 1,11 <2 
Eng° Ildefonso José 
Schroeber 
26 1,27 1,31 <2 
Morro Alegre 35 1,83 1,70 <2 
Parque da Imprensa 64 1,33 1,34 <2 
Samuara 57 1,42 1,38 <2 
Fonte: O Autor (2020). 
Tabela 3 – Dados de comparação para o parâmetro teor de fluoretos 
 
ETA 
 
Número 
Auditorias 
Média 
Teor de 
Fluoretos 
Operadores 
(mg/L) 
Média 
Teor de 
Fluoretos 
Auditorias 
(mg/L) 
Padrão 
de 
potabilidade 
(mg/L) 
Borges de Medeiros 50 0,75 0,77 <1,5 
Celeste Gobatto 68 0,74 0,79 <1,5 
Eng° Ildefonso José 
Schroeber 
26 0,79 0,77 <1,5 
Morro Alegre 35 0,77 0,78 <1,5 
Parque da Imprensa 64 0,77 0,79 <1,5 
Samuara 57 0,74 0,73 <1,5 
Fonte: O Autor (2020). 
31 
 
A comparação feita demonstra que as auditorias tem um importante papel de averiguar 
o cumprimento da portaria de potabilidade, assim como as análises que são feitas diariamente 
pelos operadores, assegurando o andamento correto do processo ininterrupto. Pode se observar 
também que todos os parâmetros em todas as ETA’S estão dentro do padrão. 
Outra atividade da auditoria, é a verificação da dosagem de insumos, que varia conforme 
as condições da água que entra no processo e também com as características que o reagente 
chega as ETA’s. Por isso é medido a vazão de dosagem, e a massa específica dos produtos que 
varia com o tempo de armazenamento. Esses dados de aplicação de insumos são utilizados para 
dimensionamento de bombas dosadoras, de tanques de armazenagem e também para previsão 
de estoque de licitações. 
Os dados obtidos nas auditorias alimentam o sistema interno do SAMAE e são 
comparados com os dados obtidos pelos operadores. Dessa maneira, as falhas identificadas, 
servem para aprimorar o tratamento de água nas ETA´S. Ao analisar companhias de estações 
de tratamento pelo Brasil, verificou – se que poucas apresentam atividade de auditoria interna, 
sendo essa um diferencial para a ótima característica da água distribuída pelo SAMAE Caxias 
do Sul. 
 
2.3 ENSAIOS TÉCNICOS DE APOIO AO PROCESSO 
 
Em apoio as auditorias, são realizados ensaios, estes são planejados no momento em 
que são identificados erros no processo, entre os testes feitos estão, testes com novos produtos, 
novas dosagens, novos equipamentos, local de dosagem. Para simular o tratamento em escala 
laboratorial existe o equipamento chamado Jar Test da Policontrol ou Teste de Jarros 
constituído de seis jarros com agitador, três programas que são diferenciados pelo tempo de 
simulação de cada fase do tratamento, também existe a opção de alterar manualmente o 
programa. 
Os programas são divididos em fase de agitação rápida, simulando a Calha Parshall onde 
é adicionado o coagulante, seguida pela etapa de agitação lenta, floculação, e conclui com a 
decantação. Os tempos de residência em cada fase para o programa 2, o mais utilizado pelos 
operadores, são 20 segundos na agitação rápida, 15 minutos para floculação e 20 min para 
decantação. Realiza-se também o controle dos gradientes de velocidade (rpm), sendo 500 rpm 
32 
 
para simular o início do processo, 35 rpm para etapa de agitação lenta, e 0 rpm para decantação. 
Dessa forma, o modelo ideal para o tratamento é reproduzido no Jar Test, sem as interferências 
reais que um tratamento sofre, como a formação de fluxo preferenciais, que impossibilitam o 
funcionamento esperado. 
Uma das análises feitas no teste de jarro foi o estudo do intervalo de ppms nos jarros 
usados pelos operados para determinação de dosagem do sulfato de alumínio. Na realização do 
teste é definido um intervalo de 2 ppm nas dosagens de coagulantes testadas, por ser a lacuna 
que apresenta maior reprodutibilidade na prática. 
Como toda técnica de análise, o teste de jarros engloba erros, por exemplo a não 
consideração da variação no valor de concentração da solução do coagulante, o que influi 
diretamente no tratamento, na formação dos flocos, em quantidade e qualidade. O teste também 
não possibilita analisar as alterações nas propriedades que água bruta apresenta, como a água é 
proveniente de barragens, meio natural, sofre influência do ambiente em que ela está situada, 
como por exemplo fatores climáticos, o que alteram temperatura, cor, turbidez, pH, essas 
alterações fazem com que a água real interaja de formas diferentes com a dosagem determinada 
no teste. 
Existe também limitações apresentadas no equipamento do teste de jarros utilizados, 
como o volume de cada jarro, não ser a medida exata e calibrada, o modo de dosagem nos jarros 
é muito incerto, sendo possível erros na posição dos tubos de ensaios usados para a dosagem, o 
que faz com que o coagulante dosado não caia inteiramente dentro do jarro, alterando o valor 
de ppm. 
Nesse sentido, analisou-se as vantagens e desvantagens do teste, e decidiu-se que ao 
levar em conta os erros apresentados foi necessário quantificá-los, buscando por alterações para 
melhorar a forma de controle utilizada. Dessa forma, realizou-se testes com água bruta com 
uma dosagemfixa de sulfato de alumínio de 19 ppm, assim constatou-se a diferença entre a 
turbidez final dos jarros, como pode ser visto na Tabela 4. 
 
 
 
 
33 
 
 
Tabela 4 – Dados de turbidez em uT para os testes realizados 
ÁGUA BRUTA 
 
03/dez 05/dez Total 
Graus de Liberdade n 4 5 9 
Média xmédio 1,53 1,415 1,4725 
Desvio Padrão s 0,21 0,19 0,20 
Nível de significância a - - 95 % 
t-Student k - - 2,26 
Intervalo de Confiança IC - - ± 0.45 
 Fonte: O Autor (2019). 
O Intervalo de confiança (IC) obtido pelo procedimento é de 0,45 unT (α = 5%), ou seja, 
se for colocada a mesma dosagem nos jarros poderá haver uma diferença de 0,45 unT 
comparando amostras em uma mesma bateria de jarros. Ao comparar o resultado com os dados 
obtidos pelos operados diariamente pelo período de janeiro a dezembro de 2019, a diferença de 
2 ppm na aplicação de coagulante em cada jarro, demonstrou que 61% dos dados históricos de 
testes de jarros da ETA Parque da Imprensa apresentaram diferenças inferiores ao intervalo de 
confiança encontrado no teste com dosagem fixa. 
Quando analisado os dados que aplicaram uma diferença de 4 ppm, obteve-se 49% de 
diferenças de turbidez inferiores ao IC. Assim, determinou-se a utilização de diferença de 
aplicação de coagulante entre os jarros para 4 ppm, sendo a melhor dosagem a que demonstrar 
tamanho de flocos formados maiores. 
 
 
 
 
 
 
 
 
34 
 
 
4 CONCLUSÃO 
 
O SAMAE é divido em diversas estruturas organizacionais, uma delas é a divisão de 
água e, dentro desta divisão, encontra -se a gerência de tratamento de água, onde o estágio foi 
realizado. Com as atividades de auditoria interna nas ETA´S, foi possível aprender o quão 
importante é o monitoramento do processo, que influencia na melhora constante e a verificação 
do andamento correto do tratamento de água de uma cidade. 
O processo de tratamento de água estudado é de estilo convencional e é divido nas 
seguintes fases: mistura rápida, mistura lenta, decantação, filtração rápida, desinfecção e 
fluoretação. Esse estágio permitiu a participação diária nessas etapas, propiciando uso do 
conhecimento adquirido em disciplinas de química, como a interação dos insumos com a água, 
e o contato com operações unitárias vistas no curso de engenharia química, como filtração, 
decantação, estudo do funcionamento de bombas dosadoras e válvulas, cálculos de dosagem de 
produtos. 
A atividade de inspeção diária de ETA´S, permitiu também a aprendizagem de análise 
de dados, acompanhar a eficiência do processo, com testes químicos para verificação com a 
legislação vigente, além de oportunizar ao estagiário proporcionar melhorias contínuas, com 
testes de pesquisa e desenvolvimento diretamente ligados ao processo. Um dos progressos foi 
nos testes de jarros realizados pelos operadores, que definem a dosagem de coagulante; com a 
sugestão de reparo, obteve -se uma definição mais exata. 
Um dos aperfeiçoamentos que ainda podem ser feitos é na manipulação dos resíduos 
das ETA´S, onde foi sugerida uma melhor utilização e tratamento para o lodo gerado, como a 
remoção do alumínio presente, por meio de adsorção e a realocação para uso como adubo ou 
produção de massa cerâmica para tijolos. Em virtude dos fatos mencionados, o estágio realizado 
nas estações de tratamento de água de Caxias do Sul, influenciou na evolução profissional, 
devido o contato com o funcionamento de um processo ligado com o objetivo de qualidade e 
eficiência, o que tornou oportuno compartilhar conhecimento com outras engenharias, como a 
ambiental e a civil. Portanto, este trabalho foi de grande relevância em âmbito técnico e pessoal, 
contribuindo para a construção de um profissional da engenharia química. 
 
35 
 
 
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