Emprego de Flotação no tratamento de água

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RAQUEL PATRIOTA ALVES
1. INTRODUÇÃO
	A água possibilita que os seres vivos existentes no planeta Terra consigam sobreviver, conservando as condições de vida e de biodiversidade, bem como regulando o clima. Estima-se que somente 0,1% de toda a água do planeta esteja disponível para o consumo, porém esses recursos hídricos estão distribuídos de forma desproporcional, ou seja, não há água disponível para todos os seres humanos de maneira igualitária.
	Dentre todos os países, o Brasil é o que possui a maior reserva de água doce, com aproximadamente 13,7% do total disponível no planeta, entretanto 20% dos brasileiros não recebem água potável em suas casas. Em determinados lugares da Terra há uma razoável disponibilidade desse recurso, porém, em muitos outros, a falta de água é uma triste realidade; tendo como exemplo os desertos e as regiões semiáridas
	A água é, sob várias perspectivas, um dos recursos naturais mais relevantes para a manutenção da vida na Terra, mantendo o equilíbrio de ciclos geológicos, biológicos e químicos. Pelo ponto de vista do ecossistema, a água faz parte dos minerais e das rochas, constituindo os oceanos, lagos, rios e lençóis subterrâneos, de acordo com a Agência Nacional de Águas (ANA). Pelo contexto biológico, sabe-se que o corpo humano é formado essencialmente de água, isto é, de 70% a 75% do organismo.
	Além disso, este recurso é um elemento sociocultural, visto que é parte essencial para a qualidade de vida da população. Entretanto, atualmente, cerca de 35 milhões de brasileiros não tem acesso à água tratada. Quanto a questão econômica, além de ser necessária para a vida, a água também é um insumo indispensável para o desenvolvimento da economia.
	O objetivo dos sistemas de abastecimento de água é fornecer água potável para a população em quantidade apropriada e com uma pressão suficiente. De forma geral, os sistemas de abastecimento de água são constituídos de:
· Mananciais: são as fontes hídricas, subterrâneas ou superficiais, de onde é captada água para o abastecimento. 
· Captação: é o sistema de estruturas que subtrai a água dos mananciais.
· Estação elevatória: que é a estrutura encarregada de aumentar a pressão ou a vazão nas redes de distribuição e adução.
· Adutora: grupo de encanamentos, peças e obras de arte que são destinados a viabilizar o transporte de água. 
· Estações de tratamento de água:  local onde a água bruta é tratada, visando torná-la própria para consumo.
· Reservatórios: são as estruturas cuja função é armazenar água, regularizando as variações entre as vazões de adução e de distribuição, e condicionando as pressões na rede de distribuição.
· Redes de distribuição: é a rede de tubulações que tem como função levar água tratada para a população. 
		Figura 1: Sistema de distribuição de água. Fonte: Google Imagens
	Sabe-se que a água é um dos principais vetores de doenças infecciosas, devido à presença de sais dissolvidos, partículas em suspensão e microorganismos que geram doenças, quando em concentrações altas. 	
	Dessa maneira, se a água for distribuída de forma irregular, por uma rede insegura, vem a se tornar um considerável risco sanitário. Ademais, o abastecimento de água em boa qualidade e quantidade vai além do desenvolvimento econômico e da dessedentação. A água, quando bem tratada e bem distribuída, traz muitos benefícios à saúde pública, uma vez que é indispensável no preparo de alimentos, na hidratação, possibilita a higienização de ambientes entre outros usos. Além disso, a distribuição de água tratada traz conforto e bem estar para todas as camadas da sociedade.
	Tem-se duas formas de realizar o tratamento de água, onde uma delas utiliza métodos convencionais e a outra não convencionais. Em relação a água distribuída através de tratamentos convencionais, sabe-se que a água bruta passa por um tratamento completo em ETA, providos de processos de floculação, decantação, filtração, correção de pH, desinfecção/cloração e fluoretação; tudo isso antes de ser entregue à população.
	Em referência aos tratamentos não convencionais, a água bruta é tratada por meio de clarificador de contato, Estações de Tratamento de Água (ETA) compactas, sendo pressurizadas ou não; filtragem rápida, flotação entre outros.
2. DESENVOLVIMENTO
	Em concordância com Reali (1991), a flotação é um processo de separação de partículas sólidas ou líquidas de uma fase líquida com a utilização de bolhas de gás (normalmente o ar), as quais ao aderirem à superfície das partículas aumentam seu empuxo e provocam sua ascensão em direção à superfície da fase líquida, na qual serão devidamente coletadas por meio de dispositivos específicos.
	Os flotadores são utilizados como pré-tratamento da água e efluentes para auxiliar na redução de carga orgânica, pré-separação de resíduos minerais, orgânicos e vegetais, recuperação de óleos emulsionados, fibras de papel, efluentes de curtumes, refino de óleo, conservas entre outros.
Por ser um procedimento de segregação físico-químico, a flotação abrange uma sequência de diferentes etapas que devem ser executadas em uma ordem específica. Cada etapa e sua ordem no sistema depende da aplicação em questão.
	A flotação das partículas em suspensão em determinado líquido pode realizar-se através de um ou mais dos seguintes métodos: adesão, arraste ou aprisionamento.
Figura 2: Mecanismos de Flotação. Fonte: Engenovo
2.1 Flotação por adesão
	Na flotação por adesão, a aproximação entre as partículas em suspensão acontece por meio da atração físico-químico entre ambas. As superfícies das partículas possuem características naturais que beneficiam a ligação destas bolhas de ar, em detrimento à aproximação com o líquido que constitui o meio.
2.2 Flotação por arraste
	O processo de flotação por arraste acontece quando uma considerável quantidade de bolhas de ar, ao dirigir-se à superfície do meio, leva consigo as partículas que se encontram em estado de suspensão. Dessa forma, não há qualquer força ou método de união entre as bolhas e as partículas de ar, o que torna a flotação bastante instável. Em consequência da interrupção da geração de bolhas, as partículas sedimentam de forma imediata, suspendendo o processo de flotação.
2.3 Flotação por aprisionamento
	Neste processo, as bolhas de ar são capturadas no interior das partículas. Esse processo é consequência da floculação das partículas através de uma suspensão, onde elas se enfrentam profundamente dispersas entre as bolhas de ar. 
	Durante criação e o desenvolvimento dos flocos, ocorre o aprisionamento de considerável número de bolhas de ar na sua parte interna, causando uma redução na densidade final dos aglomerados de ar e partícula para números abaixo da densidade do líquido. Ademais, a estabilidade dos flocos que são formados chega a ser, majoritariamente, muito alta, o que favorece em um processo de flotação rápido, permanente e eficiente.
	Figura 3: Flotação em tratamento de águas e efluentes. Fonte: Google Imagens
	Com a operação de separação de fases sólido-líquido ou líquido-sólido, a flotação teve seu leque de aplicação bastante ampliado nas últimas décadas. No campo de tratamento de águas residuárias, a aplicação através do ar dissolvido (FAD) mostra-se como solução promissora para uma quantidade cada vez mais significativa de situações consideradas problemáticas nesta área. Entretanto, a ideia de se aplicar esse sistema no tratamento de água tem recebido uma maior atenção por parte dos pesquisadores apenas nos últimos anos.
	De acordo com Hyde (1997), na Inglaterra e na Suécia, algumas pesquisas estão sendo feitas há algum tempo neste âmbito, de forma que em 1973 já existiam 16 unidades de flotação por ar dissolvido, em real escala, funcionando em estações de tratamento de água no norte da Europa, com capacidade alterando entre 10 m³/h e 3 mil m³/h.
	No tratamento de efluentes e água, a flotação é responsável por separar líquidos de sólidos com nuvens de microbolhas de ar que levam as impurezas em suspensão para a superfície, como foi dito anteriormente. Além disso, aeficiência da flotação depende da relação ar/sólidos e da dimensão da bolha; isto é, quanto menor for o tamanho da bolha e maior a quantidade de ar, mais eficiente será o flotador.
	As bolhas que são produzidas no flotador têm efeito sobre a integração das partículas e uma boa difusão de ar/sólidos para o impacto e integração de partículas com as microbolhas.
 Figura 4: Flotador. Fonte: Google Imagens
Figura 5: Sistema de Flotação. Fonte: Google Imagens
3. CONCLUSÃO
	Visivelmente, os trabalhos que vêm sendo produzidos conduzem à conclusão de que a pesquisa, tendo como objetivo o melhor conhecimento da aplicabilidade da flotação, principalmente, por ar dissolvido no tratamento de água, assume grande relevância considerando os problemas mais recorrentes em Estações de Tratamento de Água (ETA), que podem ser facilmente resolvidos com a utilização da flotação.
	De acordo com levantamentos literários e resultados de pesquisas, acredita-se que o emprego de unidades compactas de flotação seja, de certo modo, atrativo em relação aos sistemas de tratamento de águas convencionais de floculação e decantação, por exemplo.
REFERÊNCIAS
REALI, M. A. P. Concepção e avaliação de um sistema compacto para tratamento de águas de abastecimento utilizando o processo de flotação por ar dissolvido e filtração com taxa declinante. Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 1991.
Qual a importância da água para a vida do planeta, 2020. Disponível em: 
<https://www.posestacio.com.br/qual-a-importancia-da-agua-para-a-vida-do-planetaij/noticia/1921>. Acesso em: 30 abr. 2021. 
HYDE, R. A. et alii – “Water Clarification by Flotation”, Journal American Water Works Association, 369-374, July, 1977.
Fundamentos básicos da Flotação, Engenovo, 2020. Disponível em: 
<http://www.engenovo.com.br/infotec/Art%20Tec--Flotacao-Fundamentos%20Basicos--2014.pdf>. Acesso em: 30 abr. 2021. 
CAMPOS, J. R.; REALI, M. P. Emprego da Flotação por ar dissolvido no tratamento de água para abastecimento. 1985, revista DAE, vol. 45. Nº 142.