22 de Março: Dia Mundial da Água

Por Murilo Sérgio da Silva Julião

 

Todos os anos comemora-se em 22 de março o dia mundial da água, porém é interessante frisar que a obtenção de água limpa e cristalina ainda custa muito pouco para as pessoas que tem acesso à água tratada e não dão o devido valor a esse bem finito.

 

            Cada pessoa no Brasil, em média, utiliza de 120 a 190 litros de água todos os dias; dependendo da região em que ela more; para beber, lavar, cozinhar, tomar banho etc. As companhias e/ou empresas de saneamento fornecem água e ao mesmo tempo devem assegurar que a mesma não contenha qualquer contaminante químico ou biológico que poderia ser perigoso para nossa saúde.

 

            No Brasil, cerca de 2/3 de nossa água potável é proveniente de fontes superficiais, isto é lagos, represas e rios e cerca de 1/3 é proveniente de fontes subterrâneas. As águas subterrâneas estão localizadas nos aquíferos, que são formados quando as águas de chuva penetram através dos poros de formações rochosas tais como arenito ou gesso. As companhias de água extraem a água perfurando poços ou de fontes naturais. O processo de tratamento depende da proveniência da água. Por exemplo, águas subterrâneas de boa qualidade necessitam somente serem desinfetadas, entretanto algumas águas subterrâneas e superficiais necessitam de tratamento adicional para remoção de ferro e manganês que ocorrem naturalmente ou para remover pesticidas ou nitratos ou poluentes orgânicos ao nível de traço oriundos da agricultura.

 

Tratamentos típicos

            As águas superficiais e algumas águas subterrâneas de baixa qualidade devem passar por três processos principais – clarificação, filtração e desinfecção – antes de chegar aos nossos lares.

 

Clareamento

            Pequenas partículas; incluindo-se solos, algas, bactérias, vírus e ácidos fúlvicos e húmicos que causam coloração às águas; podem estar presentes na água. Essas partículas, com tamanho variando entre 10 nm (10 x 10^-9 m) e 10 mm (10 x 10^-6 m), são coloidais, isto é, por causa de seu tamanho reduzido elas permanecem suspensas na água. Sistemas coloidais em águas naturais são sistemas tipicamente estáveis de duas fases que consistem de finas partículas sólidas dispersas numa fase líquida. A maioria dessas partículas coloidais têm fraca carga negativa, fazendo com que as mesmas sofram repulsão entre si, porém são estabilizadas por uma nuvem circundante de íons com carga contrária. As companhias de água, tais como CAGECE, SABESP, CEDAE etc., clarificam a água com adição de um agente coagulante, que remove aproximadamente 90% dos sólidos suspensos. Em geral, utilizam-se os seguintes agentes coagulantes, sulfato de alumínio [Al₂(SO₄)₃] e sulfato férrico [Fe₂(SO₄)₃]. Estes contém cátions polivalentes (ex. Al³⁺ ou Fe³⁺), os quais alteram o ambiente carregado e desestabilizam as suspensões coloidais. Resultando em pequenas partículas unidas que formam agregados também chamados de flocos. Estes tanto podem serem forçados, por microbolhas de ar (aeração), a formar flocos cada vez maiores no topo do tanque de clarificação como podem se depositar no fundo do tanque. Outros coagulantes podem ser usados, entre eles o sulfato ferroso, aluminato de sódio, sílica ativada ou polímeros catiônicos, porém sua utilização depende sobretudo do pH da água natural, que afeta a estabilidade do sistema coloidal e da quantidade de sólidos suspensos que a água natural contém.

 

O Papel dos Químicos na Indústria de Água

            Os químicos analisam e monitoram a água distribuída de acordo com as normas estabelecidas pelas Portarias divulgadas pelo Ministério da Saúde e pela OMS.

Contaminantes	Técnica analítica
Nitratos, fluoretos e vários metais	Espectrofotometria de absorção molecular ou atômica
Sulfatos	Análise gravimétrica
Fenóis	Espectrofotometria de absorção molecular
Hidrocarbonetos	Espectrofotometria do infravermelho
Hidrocarbonetos policíclicos aromáticos	Cromatografia de camada delgada associada à fluorescência UV
Pesticidas (ex. hexaclorociclohexano)	Cromatografia à gás ou líquida

 

Filtração

            As companhias de água utilizam uma combinação de vários tipos de filtros, incluindo-se os de areia (lentos) e os que fazem uso da pressão ou da gravidade (rápidos). Os filtros de areia consistem de camadas de areia que aprisionam partículas de um certo tamanho, nesses casos a água percola a uma velocidade de aproximadamente 0,1 m³/h. Eles possuem a vantagem de que a água não necessita ser antes clarificada. Pois quando o fluxo da água atravessa, forma-se uma camada de matéria biológica (denominada camada Schmutzdecke) que atua como uma fina esteira de pressão. Além disso, numa fina camada (alguns mm) do topo desta camada a matéria orgânica é destruída e as plantas e bactérias vivas consomem os nutrientes disponíveis, tais como fosfatos e nitratos, e convertem quaisquer compostos solúveis de ferro e manganês presentes em compostos de hidróxidos insolúveis.

            Os filtros de pressão e gravidade forçam a água através de camadas de areia e cascalho numa alta velocidade, cerca de 6 m³/h. Atualmente, algumas companhias de água incorporam o carvão ativado granulado (GAC) dentro dos filtros. O GAC tem uma grande área superficial contendo pequenos poros. Estes poros aprisionam qualquer substância orgânica dissolvida presente e a remove da água de abastecimento. O GAC é algumas vezes utilizada como uma camada discreta nos filtros, lentos, de areia para remover pesticidas ou como um filtro de contato com o ozônio para remover pesticidas e contaminantes traços. O ozônio (O₃) é um poderoso oxidante que oxida qualquer poluente e pesticida, presente na água, provenientes de produtos perigosos.

            Além disso, a membrana de filtração – tanto a de ultrafitração como a de microfiltração dependem do tamanho da partícula que está sendo removida – está se tornando um processo de tratamento comum nas grandes companhias de água no Brasil. Os filtros de membrana são geralmente feitos de polietersulfona, porém podem ser também feitos de polipropeno, poliamida ou de cerâmicas. As membranas de microfiltração têm poros na faixa de 0,1 – 10 mm de tamanho; pequeno o suficiente para reter e remover parasitas tais como Crystosporidium, que pode causar problemas estomacais nas pessoas. As membranas de ultrafiltração possuem poros na faixa de 0,001 – 0,1 mm de tamanho e adicionalmente poderiam remover alguns vírus e algumas moléculas orgânicas.

 

Desinfecção

            Finalmente, todas as águas necessitam ser desinfetadas antes de chegar em nossas residências. Nos últimos 80 anos, o cloro tem sido amplamente usado para este propósito. E ainda hoje é utilizado, porém em combinação com outros processos, incluindo-se o ozônio e o tratamento UV, que reduzem a quantidade total de cloro a ser usada. Uma quantidade residual de cloro é deixada na água para eliminar alguma bactéria que pode estar presente nas tubulações de fornecimento de água. A desinfecção remove a maioria de microrganismos perigosos, tais como a Escherichia coli. Entretanto, ela não é eficiente contra parasitas como o Crystosporidium. Estes parasitas são circundados por uma camada de proteção, tornando-os resistentes aos cloro (obs. são removidos pela membrana de filtração).

            O ozônio (O₃) é muito usado na França como um desinfetante, e algumas companhias de água do Reino Unido utilizam o O₃ antes da clarificação da água com a finalidade de remover algas residuais e novamente após a filtração como um desinfetante adicional. As companhias de água tendem a usar a luz ultravioleta como uma parte do procedimento de desinfecção de águas subterrâneas de boa qualidade. A luz UV é responsável por dar início as mortíferas reações fotoquímicas no interior das células de certos vírus e bactérias.

            A indústria da água fornece mais de 20.000 milhões de m³ de água todos os dias para 150 milhões de pessoas no Brasil.