ADUÇÃO DE ÁGUA BRUTA

A adução de água bruta corresponde ao transporte de água da captação até a ETA através da tubulação e seus respectivos acessórios. O sistema pode ser por gravidade ou

recalque, livre (escoamento sob pressão atmosférica) ou forçado (escoamento sob pressão superior à atmosférica). Em termos energéticos, deve-se dar atenção aos sistemas por recalque. Conforme comentado anteriormente, a localização geográfica de mananciais, captações e ETAs influencia diretamente no comprimento e, consequentemente, nas perdas de carga das adutoras de água bruta. Além disso, o traçado das linhas terá influência direta nesse comprimento e na presença de singularidades na adutora, sendo dependente não somente da geografia/topografia locais, mas também da conformação de outras infraestruturas urbanas, principalmente a de transportes, o que dificulta sua alteração com vistas ao aumento da eficiência hidráulica e energética.

O diâmetro da tubulação é fundamental para a minimização das perdas de carga, bem como a rugosidade do conduto, que deve ser considerada no momento da sua seleção e gerenciada ao longo da vida útil, sobretudo no que se refere a incrustações e desgaste. Nesse sentido, a qualidade da água do manancial desempenha papel fundamental, seja em função da presença de sedimentos em suspensão que possam ocasionar desgaste por atrito no tubo, ou por características físico-químicas que favoreçam a deposição de material ou a corrosão.

As Figuras 84 e 85 (apêndice A) apresentam os fluxos hidráulicos e energéticos típicos de sistemas de adução de água bruta. Nas figuras, o fluxo de energia efluente da adução de água bruta para a ETA é implícito no bloco de perdas de carga, uma vez que, considerando o tratamento convencional, após adentrar na estação o é livre e por gravidade.

3.2.4 TRATAMENTO

Estação de tratamento de água é o “[...] conjunto de unidades destinado a adequar as características da água aos padrões de potabilidade.” (ABNT, 1992e). Tais padrões são definidos, no Brasil, pela Portaria no 518 do Ministério da Saúde (BRASIL, 2005). O enquadramento de corpos d´água e águas subterrâneas, no tocante às classes de qualidade e necessidades de tratamento, é definido pelas resoluções do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) no 357/2005 e 396/2008 (BRASIL, 2008b).

O CONAMA (BRASIL, 2008b) considera três tipos básicos de tratamento de água:

• Tratamento simplificado: clarificação da água por através de filtração, além de desinfecção e correção de pH, quando necessário;

• Tratamento convencional: processo de clarificação com utilização de coagulação e floculação, seguido de desinfecção e correção de pH;

• Tratamento avançado: métodos para remoção e/ou inativação de constituintes refratários aos processos convencionais de tratamento, que podem conferir à água cor, odor, sabor, atividade tóxica ou patogênica.

Resumidamente, o tratamento simplificado se inicia com a oxidação ou pré-cloração, que tem por objetivo facilitar a remoção de metais e matéria orgânica presente na água, nas etapas seguintes do tratamento. É feita então uma primeira correção do pH, conferindo a água características de alcalinidade/acidez compatíveis com as outras etapas do tratamento. Posteriormente, é adicionado um coagulante (os mais utilizados no Brasil são o sulfato de alumínio e o cloreto férrico) numa seção com alta turbulência – em geral, numa calha Parshall - que favorece sua mistura com a água bruta, comumente chamada de mistura rápida.

Após adição do coagulante, a água bruta adentra no floculador, local de velocidade controlada no qual as partículas em suspensão começam a se unir, dando origem aos flocos. O trajeto da água continua através do decantador, que também apresenta baixas velocidades, e no qual os flocos se depositam no fundo, por decantação. A água atravessa, então, os filtros, cuja composição clássica é feita por camadas de cascalho, areia e antracito, no qual são retidas as partículas em suspensão remanescentes da decantação. Por fim, é realizada uma nova correção do pH, visando evitar incrustações e corrosão em tubulações, a desinfecção – normalmente com cloro – para eliminação de microorganismos patogênicos, e a adição de flúor, para controle de cáries dentárias nos consumidores.

Segundo Cheremisinoff (2002), as tecnologias para tratamento de água podem ser classificadas em três categorias:

• Métodos físicos: consistem em processos de separação de fases líquidas e sólidas, sendo a filtração o mais representativo destes;

• Métodos químicos: baseiam-se em interações químicas entre reagentes e contaminantes, visando sua remoção e/ou neutralização;

• Métodos energeticamente intensivos: são voltados principalmente para a esterilização/desinfecção da água, englobando tecnologias térmicas e eletroquímicas.

Nesta pesquisa serão consideradas apenas ETAs operando o tratamento convencional. Em termos energéticos, os principais componentes de uma ETA são os sistemas de bombeamento de água tratada para a reservação primária e as elevatórias de retrolavagem de

filtros. Normalmente, todo o escoamento desde a entrada da água bruta na ETA até a saída dos filtros ocorre por gravidade. A partir daí, a água tratada é bombeada para o reservatório primário, a partir do qual é aduzida para outros reservatórios ou para a rede de distribuição.

A retrolavagem dos filtros acontece mediante a inversão do escoamento, através da qual água tratada é bombeada em sentido ascendente através dos filtros, removendo as partículas depositadas durante o processo de tratamento, sendo esta água posteriormente descartada.

A agitação da água nos floculadores pode ser feita através de agitadores mecânicos, acionados por motores elétricos. Estes, porém, apresentam, em geral, potências significativamente inferiores àquelas verificadas nos motores que acionam as bombas integrantes do sistema, conferindo a eles baixa representatividade em termos de consumo energético. Optou-se então em não considerar os agitadores, de forma direta, nesta pesquisa.

As Figuras 86 e 87 (apêndice A) apresentam os fluxos hidráulicos e energéticos típicos em ETAs operando tratamento convencional de água.