Resumo
A desinfecção com cloro é um dos métodos mais utilizados nas Estações de Tratamento de Água (ETA), visto que essa etapa garante que a água tratada esteja isenta de microrganismos patogênicos. De acordo com a Portaria N° 2914/2011do Ministério da Saúde, a concentração de cloro na água tratada deve estar entre 2,0 a 0,2 mg/L, contudo, essa concentração pode variar ao longo da rede de distribuição, pois pode ocorrer reações no seio do líquido ou com a parede da tubulação. Quanto ao primeiro fenômeno, este pode ser verificado no armazenamento da água no reservatório, uma vez que muitas variáveis podem acelerar esse processo. O monitoramento da qualidade da água dentro do reservatório é deficiente na maioria das companhias, contudo, este cenário precisa ser alterado, uma vez que boa parte da água tratada é armazenada em reservatórios antes de ser destinada ao consumidor, podendo sofrer alguma mudança na sua qualidade. Diante disso, o presente trabalho tem como objetivo estudar o decaimento de cloro em alguns reservatórios da Companhia de Saneamento de Alagoas – CASAL, avaliando os parâmetros que podem interferir nas reações de decaimento e na qualidade de água.
Introdução
De acordo com a Portaria N° 2914/2011do Ministério da Saúde, as companhias de saneamento devem fornecer uma água potável que esteja dentro dos padrões de qualidade para o consumo humano. Além de passar pelas etapas de tratamento convencionais, como coagulação, floculação, decantação e filtração, a etapa de desinfecção é essencial para combater microrganismos patogênicos prejudiciais à saúde, inativando-os ou os destruindo, a fim de garantir uma água que esteja dentro dos padrões pré-estabelecidos (PEREIRA, 2009).
Muitas estações de tratamento de água utilizam o cloro (Cl2) como agente químico desinfectante, sendo usado em larga escala, podendo ser encontrado nas formas líquida, sólida ou gasosa. Quando dissolvido em água, o cloro gasoso sofre hidrólise, formando íons hidrogênio, cloreto e o ácido hipocloroso (HOCL), sendo este último dissociado em íons hidrogênio e hipoclorito (OCl-). Os agentes responsáveis pela oxidação da matéria orgânica indesejada são o ácido hipocloroso e o íon hipoclorito, cuja soma desses componentes correspondem às concentrações conhecidas de cloro residual livre (RODRIGUES E SCALIZE, 2016).
Alguns parâmetros podem influenciar no consumo do cloro residual ao longo da distribuição, como condições hidráulicas (vazão e pressão), velocidade do escoamento, tempo de residência na tubulação, diâmetro da mesma, reações na massa líquida entre o cloro residual com substâncias orgânicas e inorgânicas, como amônia, sulfeto, íons ferro, íons de magnésio e matéria orgânica; e reações de decaimento nas paredes da tubulação, as quais são influenciadas pelo material, idade e pela presença ou não de biofilme na tubulação, sendo bastante frequente em tubulações compostas por ferro fundido (SALGADO, 2008).
Modelos de qualidade da água assumem reações cinéticas de primeira ordem simples para o decaimento de cloro nos sistemas de abastecimento de água, em que o decaimento relacionado ao escoamento é representado pela constante cinética Kb, e o decaimento relacionado com reações próximas à parede das tubulações é bem representada pela constante cinética Kw (SALGADO, 2008).
Muitos sistemas de distribuição armazenam a água tratada em reservatórios antes de destiná-la ao consumidor, devido à necessidade de abastecimento constante. Estocada, a água pode sofrer alteração na sua qualidade, principalmente na concentração de cloro, ocasionando seu decaimento, comprometendo, assim, sua confiabilidade. A depender de como ocorre a entrada e a saída da água no reservatório, podem existir diversos modelos de mistura dentro dos reservatórios, sendo os principais definidos pelo EPANET como escoamento em Êmbolo FIFO (“first in, first out), Mistura Completa, Mistura com dois compartimentos e escoamento em Êmbolo LIFO (“last in, first out). O modelo de escoamento em êmbolo FIFO considera que o volume de água é dividido em camadas, não havendo mistura entre elas parcela a entrar é a primeira a sair. O modelo de mistura completa admite que há uma mistura completa e instantânea entre a água de chegada e a residente. O modelo de escoamento em êmbolo LIFO é caracterizado pela divisão da água armazenada em parcelas de água de entrada que também não se misturam, sobrepondo-se umas sobre as outras, entrando e saindo pelo fundo do reservatório (EPANET, 2000). Cada tipo de mistura apresenta sua característica, influenciando diretamente na qualidade da água armazenada.
Quando a água é dividida em camadas, ocorre um fenômeno chamado de estratificação, em que os estratos formados apresentam temperaturas e características distintas. Uma vez que a temperatura influencia diretamente o as reações químicas e biológicas, assim como a manutenção do ecossistema aquático como um todo, este parâmetro deve ser levado em conta quando se trata de qualidade de água. Quando o volume de água apresenta temperatura constante, pode-se afirmar que a água está uniformemente misturada. No entanto, quando há variação de temperatura, principalmente, acima de 24 °C, ocorre diferença de densidade das parcelas de água, estando as mais pesadas situadas no fundo do corpo líquido (GÊNOV A et al., 2002). Além da temperatura, outros fatores que deve ser levado em consideração quando se deseja realizar um estudo da qualidade da água no reservatório são a forma como ocorre os jatos de entrada e saída de água, a idade da água no reservatório, o seu tempo de estocagem e a velocidade de enchimento dos reservatórios, com o objetivo de propor melhorias ao processo de estocagem (PIZARRO, 2012).
Devido ao elevado risco de deteriorização, deve ser realizado periodicamente um controle do estado que se encontram as águas armazenadas em reservatórios, tanto quanto à concentração de cloro residual livre, quanto à presença de outros parâmetros físico-químicos que interferem no consumo de cloro, como a presença de bactérias e matéria orgânica; sulfato, nitrito, ferro e amônia (PEREIRA, 2009).
Diante disso, foi realizado um estudo para determinar a qualidade da água armazenada em alguns reservatórios da Companhia de Saneamento de Alagoas, constituintes do sistema de distribuição que abastece um Distrito de Medição de Controle, o DMC 116. Foram analisados o reservatório enterrado Poço de sucção da Estação de Tratamento Cardoso (R-02 Cardoso), o reservatório SE (semi-enterrado) R-02A e o reservatório SE (semi-enterrado) R-02. A partir do reservatório R-02 a água desce por gravidade abastecendo o DMC 116, a qual está sendo alvo de estudo relacionado à modelagem hidráulica e à modelagem de qualidade da água.
Autores: Larissa Lima de Arruda Melo e Wanderson da Silva.
