Fundação de Ensino de Contagem- FUNEC/CENTEC

Ensino Médio Integrado ao Ensino Técnico

Departamento de Química

Química Industrial

PROCESSOS INDUSTRIAIS – P.I.

VISITA TÉCNICA Á ETA DA COPASA

BRUMADINHO - MG

CONTAGEM

ABRIL/2013

INTRODUÇÃO:

A COPASA possui um dos sistemas de tratamento de água mais rigorosos em seu controle de qualidade, realizando análises que são capazes de detectar qualquer odor, cor, sabor, substância química e microorganismos presentes que são capazes de causar prejuízos a saúde do consumidor.

Este tratamento de água feito pela COPASA possui em seu processo diversas operações unitárias (Captação, aeração, coagulação, floculação e etc.) que garantem maior qualidade da água (sempre respeitando as determinações feitas pelo Ministério da saúde), sendo que ao final do processo é distribuída para a população.

A visita foi feita ao Sistema Rio Manso, localizado no município de Brumadinho e que abastece a região metropolitana de Belo Horizonte e que tem como principais contribuintes da barragem os Rios Manso e Veloso e os Córregos Souza, Provisório, Grande, Lamas, do Cruzeiro, das Pedras, Taboca, da Pinguela, Areias e Quéias.

O sistema Rio Manso possui ainda uma área de proteção da bacia de 67.000 hectares, uma área sob responsabilidade da COPASA de 9.000 hectares e uma área inundada de 1.080 hectares.

Ao longo deste relatório pretende-se explicar a importância de cada operação unitária e como cada uma é realizada para melhor qualidade das águas que serão distribuídas pela COPASA e posteriormente consumidas.

OBJETIVOS:

Acompanhar e conhecer as operações unitárias do processo de tratamento de água feito pela COPASA, bem como revisar os conhecimentos adquiridos dentro de sala de aula.

DESENVOLVIMENTO:

MANANCIAL

Imagem 1 : Rio Manso – ETA Brumadinho

Sistema Rio MansoÁrea de Proteção da Bacia: 67.000 haÁrea sob responsabilidade da Copasa: 9.000 haÁrea inundada: 1.080 haÁrea abastecida: Região Metropolitana de Belo HorizonteLocalização: municípios de Brumadinho, Rio Manso, Itatiaiuçu, Bonfim e Crucilândia

Principais contribuintes da barragemRios Manso e Veloso e os córregos Souza, Provisório, Grande, Lamas, do Cruzeiro, das Pedras, Taboca, da Pinguela, Areias e Quéias.

Vegetação característicaA vegetação é característica do Cerrado, com variações da Mata de Galeria, Cerradão, Campo Sujo, Campo Limpo e mata estacional semidecidual. Presença de espécies da flora típica do cerrado, tais como: Aroeira, braúna, aroeira-branca, Pau-d’óleo, peroba-rosa, jacarandá, araticum, cedro e canafístula.

Fauna característicaA fauna adaptada ao ambiente típico do cerrado formado por capoeiras esparsas e com disponibilidade alimentar mais escassa na época das secas. Ocupam principalmente as áreas de mata ciliar que oferecem maior disponibilidade de alimento e proteção. São típicos da área exemplares de: marreca, caracará, anu , capivara,  raposinha-do-campo .Alguns animais estão inclusos na “Lista das espécies ameaçadas de extinção da fauna de Minas Gerais”, tais como: lobo-guará , macaco sauá, jaguatirica, gato-pintado, onça-parda, lontra e tamanduá-bandeira

Imagem 2 : Sistema Rio Manso

-Proteção de mananciais

As ferramentas mais importantes para dispormos de água em quantidade e qualidade são a conservação dos suprimentos de água doce do planeta e a recuperação dos sistemas com água poluída. A COPASA, diante dessa realidade, adota como uma das suas prioridades a proteção dos mananciais utilizados em seus sistemas de abastecimento público de água.

O monitoramento qualitativo dos mananciais superficiais e subterrâneos (poços profundos) utilizados pela COPASA é feito em conformidade com a portaria 518 e CONAMA 357, de forma a garantir a distribuição de água dentro dos padrões de potabilidade estabelecidos pelo Ministério da Saúde e a acompanhar a qualidade das águas utilizadas para o abastecimento público. Também é desenvolvido um programa especial de monitoramento limnológico dos reservatórios de regularização de vazão ampliando o conhecimento específico da empresa e da população sobre a qualidade das águas.

O monitoramento quantitativo de diversos mananciais utilizados pela COPASA também é feito com base em informações operacionais, em medições mensais de vazão com micromolinete em 320 mananciais de pequeno porte e com dados obtidos da rede de estações hidrométricas da ANA – Agência Nacional das Águas. Além da medição de vazão dos cursos d’água, a COPASA conta com uma rede de 420 estações pluviométricas, que também são fundamentais para o refinamento dos estudos hidrológicos e conhecimento das fontes de produção da água que podem ser selecionadas para serem utilizadas para abastecimento público e para garantir o uso racional das águas e a preservação dos cursos d’água.

Quanto aos poços profundos estes são monitorados quando utilizados para o abastecimento público através da observação dos seguintes parâmetros: tempo diário de funcionamento, vazão explotada, rebaixamento dos níveis d’água (níveis dinâmicos) e ocorrências de problemas relacionados à estrutura física dos poços. Essas

informações sistematizadas permitem um conhecimento cada vez maior das águas subterrâneas do Estado.

Todas as áreas de domínio da COPASA apresentam uma diversidade de espécies da fauna e flora que comprovam o seu excelente estágio de preservação, abrigando espécies ameaçadas de extinção, relatadas no "Livro Vermelho das Espécies Ameaçadas de Extinção da Fauna do Estado de Minas Gerais" e na "Lista das Espécies Ameaçadas de Extinção da Flora do Estado de Minas Gerais".

A preservação dessas áreas vem garantir a perpetuidade das características qualitativas e quantitativas dessas fontes de abastecimento.

Nas áreas de Serra Azul, Rio Manso, Pedra Azul, Medina e Juramento a Copasa desapropriou todas as áreas vertentes ao reservatório, criando uma unidade de conservação cercada e vigiada, que visa a preservação da fauna e flora silvestres, bem como prolongamento da vida útil do reservatório.

Ao longo dos anos a Empresa vem desenvolvendo diversos trabalhos em parceria com renomadas instituições técnico-científicas objetivando o amplo conhecimento dos aspectos físicos e bióticos das áreas de proteção que resultaram num relevante banco de dados das espécies da fauna e da flora locais.

- Qualidade da água

A Copasa possui um rigoroso controle de qualidade que realiza análises antes, durante e depois do processo de tratamento da água, sempre respeitando as determinações do Ministério da Saúde. As análises detectam qualquer tipo de sabor, odor, substância químicas ou microorganismos prejudicial à saúde.

0 controle de qualidade começa antes mesmo da estação de tratamento. Por toda parte, técnicos da Copasa- químicos, bioquímicos, biólogos e engenheiros - estão estudando, acompanhando e fiscalizando as condições e as características das muitas fontes de captação: rios, córregos, lagos e águas subterrâneas. Esse programa é fundamental para o conhecimento atualizado dos recursos hídricos em Minas. E é dele que a Copasa retira os dados para definir como a água deve ser tratada em cada unidade.

Imagens 3 e 4 : Funcionários no laboratório da Copasa

Aeração Este processo consiste em colocar a água em contato estreito com uma fase gasosa (geralmente o ar) para transferir substâncias solúveis do ar para a água, aumentando seus teores de oxigênio e nitrogênio, e substâncias voláteis da água para o ar. A aeração pode ser por gravidade, aspersão, difusão de ar ou forçada.

A prática da aeração se faz, de um modo geral, por três razões:

Para remoção de gases dissolvidos:

Gás carbônico, gás sulfídrico, cloro em excesso.

Introduzir na água, oxigênio do ar:

A fim de oxidar ferro e manganês que serão removidos através de decantação e filtração.

Remover substâncias causadoras de gosto e odor:

Substâncias oleaginosas, gás sulfídrico, sabores devido a ferro e manganês, decomposição de matérias orgânicas.

COAGULAÇÃO E FLOCULAÇÃO:

A água pode conter uma variedade de impurezas, destacando--se partículas coloidais, substâncias húmicas e organismos em geral... Tais impurezas apresentam carga superficial negativa impedindo que as mesmas se aproximem uma das outras permanecendo no meio líquido se suas características não forem alteradas. Para que as impurezas possam ser removidas, é preciso alterar algumas características da água e consequentemente, das impurezas, por meio da coagulação, floculação, sedimentação (ou flotação) e filtração.

COAGULAÇÃO:A remoção das partículas de sujeira se inicia no tanque de mistura rápida com a dosagem de sulfato de alumínio ou cloreto férrico. Estes coagulantes, têm o poder de aglomerar a sujeira, formando flocos. Para otimizar o processo adiciona-se cal, o que mantém o pH da água no nível adequado.

Abaixo segue uma foto demonstrando uma parte do processo de coagulação na Estação de Tratamento de Água da COPASA:

FLOCULAÇÃO: Na floculação, a água já coagulada movimenta-se de tal forma dentro dos tanques que os flocos misturam-se, ganhando peso, volume e consistência.

O agente coagulante utilizado, interage com os sólidos em suspensão na água formando-se então os flocos.

Figura 1: Água contendo CaO e o agente coagulante (Neste caso o Al2(SO4)3 iniciando o processo – FONTE: Autoria Própria.

Abaixo segue umas fotos demonstrando algumas partes do processo de floculação na Estação de Tratamento de Água da COPASA:

A á gu a c oa gu lad a é a gita da forman do floc os mais p esa dos, c om maior v olu me e maior c on sciê nc ia.

Os floc os formad os n a e tap a a nte rior d ec an tam.

Após a decantação dos flocos anteriormente formados é feito a retirada do decantado, obtendo então o Lodo, que é tratado em outra etapa.

Figura 2: Flocos sendo formados – FONTE: Autoria Própria.

DECANTAÇÃO E FILTRAÇÃO

A decantação e filtração, como já dito anteriormente, são processos que segmentam os processos de coagulação e filtração e tem como intuito retirar impurezas presentes na água que alteram suas propriedades físico-químicas.

DECANTAÇÃO / SEDIMENTAÇÃO

Na decantação, os flocos formados anteriormente, nos processos de coagulação e floculação, separam-se da água, sedimentando-se, no fundo dos tanques, por força gravitacional.

Figura 2: Flocos sendo formados, por agitação, para que através do grande peso, volume e consistência decantem, facilitando a sua possível retirada – FONTE: Autoria Própria.

Figura 01: Flocos já formados, prestes a decantar por força gravitacional.

Partículas suspensas na agua coagulam-se e formam flocos maiores nos processos de coagulação / floculação.

Esses flocos formados, por obterem uma maior massa e volume, sedimentam depositando-se no fundo do tanque por força gravitacional.

FILTRAÇÃO

A água ainda contém impurezas que não foram sedimentadas no processo de decantação.Por isso, ela precisa passar por filtros constituídos por camadas de areia ou areia e antracito suportadas por cascalho de diversos tamanhos que retêm a sujeira ainda restante.

Figura 02: Água entrando em processo de filtração.

A água passa por filtros que retiram os sólidos ainda suspensos na água para melhor eficácia do processo de retiragem de impurezas.

CORREÇÃO DE PH:

A Organização Mundial da Saúde (OMS) prefere não fixar valores limites para o pH da água potável.Já a portaria n36 do MS estabelece que o pH deverá ficar situado no intervalo de 6,5 a 8,5. Na realidade, a correção de pH deveria ter por objetivo final , o equilíbrio químico da água. Demodo que ela saia da estação de tratamento de água sem características corrosivas ou incrustantes.

Atingir esse objetivo não é tarefa simples, dada a complexidade da composição química de cada água.

Entretanto, uma das formas utilizadas para prever se a determinada água é corrosiva ou incrustante ou neutra é a determinação do índice de saturação. Este método é qualitativo, não sendo possível, somente através dele, determinar quais os compostos e em que proporções que, adicionados à água, permitiriam corrigir seu desequilíbrio.

Reagentes que podem vir a ser utilizados :

Cal hidratada

Carbonato de sódio

Hidróxido de sódio

Gás carbônico

Poli fosfatos de sódio

FLUORETAÇÃO:

Finalmente a água é fluoretada, em atendimento à Portaria do Ministério da Saúde.Consiste na aplicação de uma dosagem de composto de flúor  (ácido fluossilícico).Reduz a incidência da cárie dentária, especialmente no período de formação dos dentes, que vai da gestação até a idade de 15 anos.

afluoretação das águas de abastecimento vem sendo praticada em todo o país, em

quase todos os sistemas abastecedores, como forma de prevenção da cárie dentária;

flúor adicionado de menos não é eficaz, enquanto que flúor adicionado em excesso

pode levar à ocorrência da denominada fluorose dentária, responsável pelo

escurecimento do esmalte dos dentes.

No Brasil, a fluoretação da água em sistemas de abastecimento em que existe estação

de tratamento é obrigatória, de acordo com a Lei Federal N

º 6050, de 1974. Essa lei

foi posteriormente regulamentada pelo Decreto Federal N º 76.872, de 1975.

Segundo os padrões de potabilidade do Serviço de Saúde Pública dos Estados Unidos,

as concentrações ótimas do íon flúor (Cot) na água potável são as transcritas na tabela

1.1, e dependem da temperatura (Tm) da região.

Tabela Concentração ótima de íon Flúor (Cot) TM °[C] Cot [mg/L]10,0 a 12,1 1,212,2 a 14,6 1,1 14,7 a 17,7 1,017,8 a 21,4 0,921,5 a 32,5 0,826,4 a 32,5 0,732,6 a 37,5 0,6FONTE : Serviço de Saúde Pública dos EEUU

Reagentes mais utilizados :

fluorsilicato de sódio

b) ácido fluorsilícico;

c) fluoreto de sódio (fluorita).

DESINFECÇÃO

Existe uma série de elementos contaminantes da água, dentre eles, os biológicos, microrganismos capazes de provocar doenças, tais como a hepatite, cólera e gastroenterite entreoutras.Os métodos mais utilizados atualmente no tratamento da água são a cloração, a desinfecção por ozônio e a desinfecção por raios ultravioleta (UV).A desinfecção da água com cloro é uma das técnicas mais antigas de tratamento e segundo a SABESP, desde que passou a ser utilizada, promoveu a queda no índice de mortalidade infantil e redução das doenças provocadas pela água contaminada. Na cloração, são adicionados à água cloro em gás, sódio ou hipoclorito de cálcio.As quantidades variam com as necessidades de desinfecção da água. Para uma desinfecção efetiva, é necessário um período de reação de no mínimo 20 minutos e a eficiência do processo é bastante ligada ao valor de pH da água. Em casos de águas contaminadas organicamente, o gosto e os odores desagradáveis podem ser combatidos com a cloração da água. A prevenção do desenvolvimento de bactérias no sistema de distribuição geralmente é

superestimada, uma vez que há uma rápida redução na concentração de cloro devido à demanda inevitável na rede de abastecimento. A cloração é o método de desinfecção mais usado e é aplicável em diversas áreas. O Cloro, atua por difusão através da parede celular, para então agir sobre os elementos vitais no interior da célula, como enzimas, proteínas, DNA e RNA.

1.0 Adição do Cloro á água de tratamento- COPASA

Fonte: Autoria própria

CLARIFICAÇÃO

As águas superficiais, geralmente, contêm sólidos suspensos sedimentáveis e coloidais, oriundos da erosão do solo, decaimento da vegetação, micro-organismos e compostos produtores de cor. Materiais de tamanho maior, como a areia e silte, considerados os sólidos suspensos sedimentáveis, podem ser eliminados a um grau considerável pela (pré) decantação (anterior ao tratamento químico) simples, mas as partículas mais finas devem ser quimicamente coaguladas para produzirem flocos, os quais são removidos na decantação e filtração subsequentes. Esses processos constituem o que a indústria de tratamento de água denominadeclarificação(FILHO,2002).

2.0 Etapa de Clarificação da água

Fonte: Autoria própria

DISTRIBUIÇÃO

A água tratada é um produto industrial que exige altos investimentos para a sua produção, reservação, distribuição e controle de qualidade. Para garantir sua quantidade e qualidade dentro dos padrões estabelecidos pela Organização Mundial de Saúde - OMS, a COPASA exerce um rigoroso controle e investe em programas de preservação dos mananciais de onde a água é retirada para abastecimento público.

Para chegar às casas, a água passa por vários canos enterrados sob a pavimentação das ruas da cidade. Essas canalizações são chamadas redes de distribuição.

Para que uma rede de distribuição possa funcionar perfeitamente, é necessário haver pressão satisfatória em todos os seus pontos. Onde existe menor pressão, instalam-se bombas, chamadas boosters, cujo objetivo é bombear a água para locais mais altos.

Muitas vezes, é preciso construir estações elevatórias de água, equipadas com bombas de

maior capacidade. Nos trechos de redes com pressão em excesso, são instaladas

válvulasredutoras.

3.0 – Distribuição da água após etapas de tratamento

Fonte: Ciência é tudo

CONCLUSÃO:

Com base nos conhecimentos obtidos dentro de sala de aula na disciplina de Processos Industriais e reforçados na visita técnica feita á ETA da COPASA de Brumadinho, conclui-se que as operações unitárias (descritas no relatório) e que fazem parte do processo de tratamento de água, são de extrema importância por garantir uma água de alta qualidade, sem agentes contaminantes ou quaisquer substâncias que possam causar algum dano ao organismo do consumidor. Cada operação unitária tem a sua função que complementada garante a distribuição de uma água que limpa , pronta para a sua distribuição.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

http://www.copasa.com.br/cgi/cgilua.exe/sys/start.htm?sid=157&infoid=105&tpl=section.htm acessada no dia 27/04/2013 ás 18hrs 03 min.;

http://www.copasa.com.br/cgi/cgilua.exe/sys/start.htm?sid=6 acessado no dia 27/04/2013 ás 17 hrs38min

http://cienciaetudo.ict.ufvjm.edu.br/bct/qualeaqualidadedaaguaqueconsumimos-1http://www.copasa.com.br/cgi/cgilua.exe/sys/start.htm?tpl=section&sid=350&infoid=1453http://www.bioproject.com.br/Edital/BioProject%20-%20Edital%20N%2036.pdfhttp://www.copasa.com.br/cgi/cgilua.exe/sys/start.htm?sid=98

http://tpqb.eq.ufrj.br/download/clarificacao-de-agua-de-abastecimento-publico.pdf

http://www.copasa.com.br/cgi/cgilua.exe/sys/start.htm?sid=98 Site visitado no dia 29 / 04 / 2013 às 19:30hrs.