2 Tecnologias sociais de saneamento rural

O componente abastecimento de água potável deve ser constituído pelas atividades, infraestruturas e instalações necessárias ao abastecimento público de água potável, desde a captação até as ligações prediais e os respectivos instrumentos de medição (BRASIL, 2007).

Para se tornar potável, a água passa por um processo de tratamento para remoção de substâncias indesejáveis que podem influenciar a saúde das pessoas, sejam elas físicas, químicas e/ou microbiológicas. Outro fator extremamente importante é o cuidado da água no intradomicílio, pois o usuário pode estar sujeito à água com qualidade imprópria, seja por meio da fonte de água utilizada ou mesmo por contaminações no trajeto da água, desde o tratamento até as caixas d'águas. Isso leva à necessidade de a população utilizar tratamentos domiciliares, tais como filtro em cerâmica porosa (vela), uso de hipoclorito de sódio ou fervura.

A modalidade de tratamento a ser aplicada depende das características da água, das condições e disponibilidades locais e do conhecimento das técnicas disponíveis.

Assim, neste tema iremos abordar os conceitos envolvidos nas partes constituintes de um sistema de abastecimento de água (SAA), desde o manancial utilizado para captação de água até o consumidor, tanto para os sistemas coletivos quanto individuais. Além disso, você irá conhecer a importância do tratamento individual, ou seja, no seu domicílio.

Vamos lá!

Partes constituintes do sistema de abastecimento de água

Não é em todo local que existe um sistema de abastecimento de água destinado à população de forma coletiva, ou seja, onde as pessoas recebem água diretamente em suas casas por rede de distribuição geral, bastando para isso abrir a torneira. Apesar desta forma de abastecimento de água atender a maior parte da população brasileira, existem as formas coletivas, geralmente localizadas nas áreas rurais.

Portanto, a água utilizada pela população pode ser oriunda de diversas formas de abastecimento de água, seja ela de forma coletiva ou individual.

Para entender melhor a diferença, a seguir são detalhadas as formas de abastecimento de água, as quais são consideradas no Anexo XX da Portaria de Consolidação nº 05 (BRASIL, 2017):

1. sistema de abastecimento de água para consumo humano (SAA): instalação composta por um conjunto de obras civis, materiais e equipamentos, desde a zona de captação até as ligações prediais, destinada à produção e ao fornecimento coletivo de água potável, por meio de rede de distribuição;
2. solução alternativa coletiva de abastecimento de água para consumo humano (SAC): modalidade de abastecimento coletivo destinada a fornecer água potável, com captação subterrânea ou superficial, com ou sem canalização e sem rede de distribuição;
3. solução alternativa individual de abastecimento de água para consumo humano (SAI): modalidade de abastecimento de água para consumo humano que atenda a domicílios residenciais com uma única família, incluindo seus agregados familiares.

Para facilitar a visualização das formas de abastecimento de água, bem como das modalidades e da abrangência do atendimento, seja com a presença ou não de rede de abastecimento, foi preparada a Figura 1.01. Espero que possam compreender as diferenças.

Um sistema de abastecimento de água para consumo humano (SAA) pode apresentar as unidades conforme apresentadas na Figura 1.02. Este quase sempre é composto por: captação (superficial ou subterrânea), elevatória, adutoras, estação de tratamento de água, reservatório e rede de distribuição, chegando até a casa das pessoas.

Vamos apresentar agora algumas definições e figuras para melhor compreensão do assunto.

Manancial (M): fonte de água a partir de onde é abastecido o sistema. Pode ser de um manancial superficial (rio, represa, lago etc.) ou subterrâneo (poço artesiano, poço de lençol freático), não se esquecendo da água de chuva. Pode ser utilizado para abastecimento doméstico, comercial, industrial e outros fins. Na Figura 1.03 é apresentado um manancial superficial.

Captação (C): consiste na estrutura responsável pela extração de água do manancial, seja superficial (Figura 1.04a) ou subterrâneo (Figura 1.04b), podendo ser de muitas e diferentes formas em função do tipo do manancial.

Estação elevatória (EE): pode ser necessária quando a água necessita atingir alturas mais elevadas. Existem sistemas que não apresentam estações elevatórias, sendo a água transportada por gravidade. As estações elevatórias podem ser de água bruta (EEAB) e de água tratada (EEAT). Na Figura 1.05 estão ilustrados diferentes tamanhos de bombas e tubulações.

Adutoras (A): destinam-se a transportar água entre as unidades do SAA. Podem ser de água bruta (AAB), Figura 1.06a, e de água tratada (AAT), Figuras 1.06b e 1.06c. Em função de suas características hidráulicas, podem ser em conduto livre, em conduto forçado por gravidade ou em recalque.

Estação de tratamento de água (ETA): em função da qualidade da água, pode ser necessário um tratamento, compreendido unicamente por desinfecção, ou ainda um tratamento com uma tecnologia avançada. Na Na Figura 1.07 estão exemplificados um flocodecantador (Figura 1.07a) e uma ETA do tipo ciclo completo (Figuras 1.07b).

Reservatórios (R): são estruturas destinadas a atender as variações de vazões durante o dia, garantir condições de pressões na rede e atender as demandas de emergência. Em função de sua posição no terreno, podem ser apoiados, elevados, semienterrados ou enterrados.

Rede de distribuição (RD): é composta por tubulações, conexões e peças especiais, com a função de distribuir água até os usuários, podendo ser residências, comércio, indústria e locais públicos. Pode ser construída nos mais variados materiais, podendo ser em policloreto de vinila (PVC), polietileno de alta densidade (PEAD), DeFoFo, metálicas em aço e ferro fundido dúctil e fibra de vidro. Em locais antigos é possível ainda encontrar redes em outros tipos de materiais, como por exemplo, rede de fibrocimento. Na Figura 1.09a é possível observar a execução de uma rede em DeFoFo e, na Figura 1.09b, uma rede em PVC.

Dentre outros fatores, a pressão de água excessiva nas redes de distribuição favorece esse prejuízo, contribuindo para o rompimento da rede de distribuição e também para os problemas de falta d’água. Um sistema de abastecimento de água com índice de perda elevado pode estar propício a contaminações devido à entrada de contaminantes existentes no meio externo à tubulação, o que pode ocorrer durante as interrupções no fornecimento.

Para reduzir a pressão da água entregue à população, podem ser utilizadas válvulas redutoras de pressão (Figura 1.10), as quais têm a função de regular a pressão, mantendo-a dentro dos limites estabelecidos em normas técnicas, que no Brasil está entre 10 e 50 mca.

A ventosa (Figura 1.11) é outro acessório necessário em uma rede de distribuição, que permite expulsar a entrada controlada de ar em uma tubulação que está sob pressão. Isso ocorre geralmente nas tubulações durante as operações de seu enchimento, descarga e de parada da adução. A sua ausência pode levar ao colapso (estrangulamento) ou ao rompimento de uma rede de distribuição de água.

Superinteressante!

Água branca ou leitosa não é cloro!

Esse fenômeno ocorre pela falta de acessórios em uma rede de distribuição, tais como uma ventosa ou ainda o seu funcionamento de forma inadequada. Na Figura 12 é possível observar uma água leitosa e o desprendimento das bolhas de ar, tornando-a límpida novamente. Segundo a NBR 12.216 (ABNT, 2012), a pressão da água entregue à população deve variar aproximadamente de 10 a 50 mca.

Uma solução alternativa coletiva (SAC) atende de forma coletiva, no entanto, sem rede de distribuição, possui um ou mais pontos de acesso. Esta é uma modalidade de abastecimento coletivo destinada a fornecer água potável, com captação subterrânea ou superficial, com ou sem canalização e sem rede de distribuição (BRASIL, 2017). Para ser enquadrada nessa solução, a água tem que atender aos padrões de potabilidade, e alguém deve ser responsável por essa distribuição.

Essa é uma prática comum no Brasil e no mundo, sendo as formas mais frequentes o chafariz (fontanário ou fonte) e o abastecimento por meio de veículo transportador de água, denominado caminhão pipa.

Chafariz

Os chafarizes, também conhecidos como fontanários ou fontes, são estruturas que podem ser destinadas ao abastecimento de água de forma coletiva, podendo atender a um ou mais pontos.

Você sabia?

Antigamente, para o abastecimento de uma população, era frequentemente empregada a distribuição de água por meio de chafarizes em praças centrais de uma cidade, vila, vilarejo, etc.? (Figura 1.13). Entretanto, ainda são alternativas utilizadas como únicas fontes de abastecimento, como em alguns locais em Cabo Verde (Figura 1.14).

Atualmente, em alguns desses pontos é fornecida água tratada para a população

Em algumas situações eram utilizados os aquedutos (Figura 1.15), que conduziam água da captação até um chafariz, onde as pessoas tinham acesso de forma coletiva à água. Os aquedutos eram estruturas construídas em tijolos, pedras ou concreto, geralmente edificados sobre arcos ou plataformas, tendo por finalidade trazer água de locais próximos ou distantes. Na antiguidade várias civilizações utilizavam dessa tecnologia para a obtenção de água. No Brasil, foi construído no Rio de Janeiro o primeiro aqueduto, que transportava água captada no rio Carioca até um chafariz no Largo da Carioca, sendo ampliado, aperfeiçoado e adotado em outras cidades brasileiras (BRASIL, 2015).

Essa água podia ser utilizada para o consumo humano, mas também para outra atividade, como era o caso da mineração. Na Figura 1.16 é apresentado o Bicame de Pedra, aqueduto construído por escravos, em 1792. A captação era realizada na Serra da Caraça e se conduzia a água pelo aqueduto ao povoado de Quebra Osso, em Minas Gerais – Brasil, onde era utilizada na mineração.

Dependendo do local do manancial, a água pode ser captada com maior facilidade, como exemplificado na Figura 1.18, onde é realizada a captação da água em pé de serra, conduzindo-a a um chafariz para uso coletivo.

De forma geral, os chafarizes podem ser abastecidos por água captada do lençol freático, das nascentes, dos rios e lagos, mas que requerem ainda um tratamento para serem entregues a uma determinada população. Podem ser alimentados ainda por água tratada proveniente de um sistema de abastecimento de água, conduzida por uma rede de abastecimento para suprir o ponto de consumo (Figura 1.19), podendo ou não passar por um reservatório.

Caminhão pipa

O uso do caminhão pipa é outra forma empregada para abastecer de forma coletiva várias famílias.

Essa água muitas vezes pode ser distribuída para as famílias, através do abastecimento em reservatórios (Figura 1.20), cacimbas domiciliares (Figura 1.21) ou ainda em pontos de entrega coletivo, onde as famílias recebem a água em baldes, panelas, tambores etc., tendo que carregar a água até as suas casas. Na Figura 1.22 pode ser observado um caminhão pipa entregando água a um morador em uma comunidade quilombola no estado de Goiás.

Uma solução alternativa individual (SAI) de abastecimento apresenta uma estrutura que permite atender de forma individual uma família. Nesta categoria estão as captações de água provenientes da chuva, o lençol freático, lençol subterrâneo, nascente, fundo de vales, rios/lagos e açudes.

Captação de água de chuva

É uma tecnologia que pode ser empregada em situações de falta de água, captando água proveniente das chuvas ocorridas em um intervalo de tempo, sendo encaminhada para um reservatório dimensionado, com volume suficiente para atender a demanda de água por um período de tempo. Essa fonte de água tem grande relevância em locais onde a escassez de água, proveniente de outras fontes, é existente. De maneira geral, acumula-se água nas chamadas “cisternas” durante o período chuvoso para utilização durante o período de estiagem (seca).

O volume da cisterna deve ser calculado em função do número de pessoas residentes no domicílio, do consumo de cada pessoa (consumo per capita) e do período de estiagem (sem chuva). Para uma família de quatro pessoas (habitantes), com um consumo per capita de 22 L/hab.dia e um período de estiagem de seis meses (180 dias), o volume da cisterna seria de 15.840 l (15,84 m3), obtido pela multiplicação dos parâmetros (4 hab. x 22 L/hab.dia x 180 dias = 15.840 litros).

Lembre-se que a quantidade de água da chuva (precipitação pluviométrica no período a ser captada), o tipo do material utilizado como superfície de coleta (telhado cerâmico, telha de fibrocimento, laje de concreto, entre outras), com coeficiente de escoamento superficial variando entre 0,8 e 0,9, e a sua área superficial são parâmetros que devem ser analisados para verificar o atendimento à demanda de água.

Por exemplo, em um local com precipitação pluviométrica de 500 mm (P = 0,5 m) no período de seis meses (180 dias), sendo captada água em 50 m2 de telhado cerâmico (telha de barro, com coeficiente de escoamento superficial igual a 0,8), a quantidade de água (volume) que pode ser coletada pelo telhado será obtida pela multiplicação entre eles (volume = 0,5 m x 50 m2 x 0,8 = 20 m3 = 20.000 l).

Considerando que 20% desse volume será descartado para limpeza do telhado, sobrarão 16.000 l (volume = 20.000 – (20.000 x 0,20)). Para esse exemplo o volume será suficiente para atender a demanda, visto que serão necessários 15.840 litros para atender quatro pessoas, consumindo cada uma 22 litros de água diariamente por 180 dias. Na Figura 1.23 estão ilustrados exemplos de cisternas, construídas em placas de concreto e em PEAD. Existem no comércio cisternas prontas para o uso, sendo de volumes variados, custando de R$ 200,00 (200 l) a R$ 12.000,00 (12.000 l).

Na NBR 15.527 (ABNT, 2019) estão estabelecidos requisitos, critérios e procedimentos para aproveitamento de coberturas em áreas urbanas para fins não potáveis.

Poço escavado

Segundo Brasil (2015), o poço escavado manualmente é uma das formas mais antigas usadas pelo homem e recebe várias denominações, podendo ser: poço raso, poço freático, poço caipira, poço amazonas, cacimba, cacimbão ou somente poço. Ainda são usados os termos caseiro e caboclo e, no estado de Goiás, ainda pode ser chamado de cisterna, a mesma denominação para local utilizado para armazenar água da chuva. Com relação à profundidade, geralmente está abaixo dos 10 m, podendo atingir profundidades superiores. No trabalho de Scalize et al. (2014), a profundidade chegou a 20,0 m. O diâmetro usual é de 90 cm, mas pode chegar a 5 m (BRASIL, 2015). Na Figura 1.24 está ilustrado um poço raso com a presença de uma bomba manual que alimenta um reservatório (caixa d’água).

Essa tecnologia é de fácil aplicação e muito difundida no Brasil, mas requer cuidados quanto à sua localização, construção e manutenção, para que a água não seja contaminada. Conforme o Manual de Saneamento (BRASIL, 2015), a sua distância de qualquer fonte de contaminação pode variar em função das características do solo, geralmente a distância mínima, desde que obedecidas condições técnicas de 15,0 m para uma fossa seca. No caso de outras fontes de contaminação, tais como chiqueiros, estábulos e outros que possam comprometer o lençol freático que alimenta o poço, essa distância deve ser de 45 m (BRASIL, 2014). A retirada da água pode ser por meio de sarilho (Figura 1.25) e balde, bomba elétrica ou manual.

Os poços escavados devem ser protegidos, a fim de evitar contaminações externas. Assim, deve-se revestir e impermeabilizar os primeiros 3m a partir da superfície do terreno. Geralmente o material utilizado pode ser alvenaria de tijolos (Figura 1.26a) ou concreto (anéis de concreto podem facilitar a construção – Figura 1.26b). Esse revestimento deve ser prolongado para o meio externo em 50 a 80 cm (Figura 1.26d), onde deve ser protegido por uma tampa (de concreto, madeira, fibra de vidro ou outro material), possibilitando sua abertura (Figura 1.26c e 1.26d) e permitindo a inspeção quando necessária. Além disso, é fundamental a construção de uma calçada de 1m ao redor da boca do poço. Essas estruturas visam à proteção contra a entrada de enxurrada no poço ou ainda por infiltração pelas paredes.

Muitos poços apresentam problemas construtivos e falta de manutenção, o que pode propiciar contaminações externas. Na Figura 1.27a é possível observar um poço escavado com a presença de revestimento interno em tijolo cerâmico não impermeabilizado, sem prolongamento externo, tampa de proteção e calçada ao redor da boca do poço, facilitando contaminações externas, como por exemplo, a presença de girino, conforme ilustrado na Figura 1.27b.

Na Figura 1.28 é possível observar a falta de revestimento interno. Na Figura 1.28a, há a presença de vegetação, na Figura 1.28b o poço está sem tampa, a Figura 1.28c apresenta a utilização de materiais improvisados para tampar o poço e, na Figura 1.28d, mostram-se as condições que favorecem a contaminação da água utilizada para o consumo humano.

A água retirada de poços rasos escavados deve ser desinfetada antes do consumo, pois pode apresentar patógenos prejudiciais à saúde humana. Corroborando com essa necessidade, Scalize et al. (2014) encontraram a presença do indicador de contaminação fecal, a Escherichia coli, em 100% das amostras coletadas nesse tipo de fonte de abastecimento, o que indica que o cuidado com a qualidade da água deve estar presente.

A falta d’água é um problema que afeta muitas famílias e, em algumas ocasiões, ocorrem soluções inusitadas. Assista ao vídeo e veja como foi resolvido o problema da falta d’água em um local no estado do Ceará.

A construção de um poço raso não garante o abastecimento de água para toda vida. Veja o exemplo em Paraibuna, onde o lençol freático está cada vez mais baixo, necessitando maiores profundidades dos poços para ser retirada alguma quantidade de água para utilização pela população local. Assista ao vídeo.

Poço tubular

Essa categoria de poço pode ser dividida em poço tubular raso e poço tubular profundo, cada um com suas características próprias.

Poço tubular raso

O poço tubular raso, também chamado de minipoço (Figura 1.29), pode ser perfurado com a utilização de trados, brocas ou cavadeiras manuais, ou cravado quando empregado tubos metálicos. Apresenta pequenos diâmetros e pode ter profundidades variadas em função do nível do lençol freático. Scalize et al. (2014), realizando uma pesquisa no assentamento Canudos, no estado de Goiás, constataram profundidades inferiores a 32 m, sendo o mais comum entre 8,0 e 20,0 m, com diâmetro entre 0,15 a 0,30 m (BRASIL, 2015).

Esse tipo de poço pode propiciar uma melhor qualidade da água, desde que seja construído adequadamente e praticadas manutenções periódicas. No assentamento Canudos, no estado de Goiás, Scalize et al. (2014) encontraram a presença de Escherichia coli em 100% das amostras coletadas em poços rasos escavados manualmente, enquanto ocorreu 14,3% em minipoços, representando apenas um local dos sete minipoços estudados.

Há situações construtivas e de falta de manutenção que podem por em risco a qualidade da água, tais como sua construção em áreas sujeitas a inundações e com entrada de água do escoamento superficial (Figura 1.30a) ou ainda pela presença de animais (Figura 1.30b).

Poço tubular profundo

Geralmente é construído para atender uma comunidade de forma coletiva, mas ainda pode ser uma solução individual. Deve seguir as normas NBR 12.212 − Projeto de poço tubular − e NBR 12.244 − Construção de poço tubular. A profundidade pode variar de 20 m a cerca de 4.500 m, com diâmetro de 4´a 36”, podendo ser poço tubular freático, artesiano ou artesiano jorrante (BRASIL, 2015).

Na Figura 1.31 é possível observar as instalações de um poço tubular profundo que alimenta um reservatório e abastece uma família.

Nascente

A utilização de água de nascente também é uma forma de abastecimento de água. Outras denominações podem ser utilizadas para essa fonte de abastecimento, tais como mina, olho d’água e fonte de água. Existem várias formas empregadas para a retirada da água de uma nascente. Geralmente a água vem pela ação da gravidade até o ponto de consumo, mas às vezes pode ser utilizada bomba elétrica ou mecânica para captação da água. A qualidade dessa água pode ser variável, podendo ser necessária ou não ao menos uma filtração em areia e, para ambas as situações, uma desinfecção.

Uma forma comum é o represamento da nascente com uma sobre-elevação do próprio solo ou com utilização de pedras locais. Podem ser ainda construídos sistemas de drenagem.

Na Figura 1.32 podem ser observados dois diferentes represamentos, sendo o primeiro com a utilização de pedras locais e o segundo com a sobre-elevação do terreno local com o próprio solo.

A proteção de uma nascente é fundamental para a manutenção da qualidade e quantidade da água. Ela deve ter sua mata ciliar preservada e cercada, evitando a retirada da vegetação e a entrada de animais, sejam eles da própria fauna local ou ainda da pecuária, pois podem contaminar a água utilizada para consumo. O manejo adequado da agricultura e/ou da pastagem em conjunto com a drenagem rural é um fator primordial para evitar a contaminação e o assoreamento ou erosão das nascentes.

Na Figura 1.33 pode ser observada uma mesma nascente em dois momentos distintos com intervalo de dois dias. Nota-se que a falta de vegetação e da drenagem local fez com que durante as chuvas a qualidade da água fosse prejudicada.

Outra forma de realizar a captação da água de uma nascente é cravar uma tubulação com a extremidade toda perfurada sob uma nascente. Desta forma, a água será drenada para dentro da tubulação e conduzida por uma mangueira até o ponto de consumo (Figura 1.34). Para essa situação a água deve sofrer desinfecção antes do consumo.

Uma nascente pode ser utilizada por uma ou mais pessoas. Na Figura 1.35, podem ser notadas três tubulações independentes, as quais abastecem três famílias situadas em locais diferentes. A quantidade de famílias a ser abastecida depende da quantidade de água disponível em uma nascente, podendo não atender a todos durante todo o ano, uma vez que uma nascente tem variação de vazão de forma sazonal.

Córrego, ribeirão, rio ou lago

A captação também pode ser realizada diretamente de um curso d’água, seja de um rio, ribeirão, córrego ou algum lago. A captação pode ser realizada utilizando uma bomba elétrica, mecânica ou pela ação da gravidade, na qual a água é conduzida ao ponto de consumo. Essa água deve receber um tratamento específico antes do consumo, podendo ser por meio de uma filtração em areia, seguida por uma desinfecção. O consumo dessa água in natura pode trazer problemas à saúde. Na Figura 1.36 observam-se tubulações em PEAD saindo da água, por onde é conduzida água até o ponto de consumo com o auxílio de uma bomba elétrica.

Tecnologias para tratamento da água

O tratamento da água para consumo humano tem como finalidade a remoção de impurezas que podem causar prejuízos à saúde da população que a consome e ainda evitar a sua rejeição em função das suas características organolépticas, atendendo aos padrões de potabilidade estabelecidos em legislações específicas, tornando-a, assim, uma água tratada e potável.

Antes de seguir adiante, vamos apresentar alguns conceitos importantes que estão apresentados no Anexo XX da Portaria de Consolidação nº 5 (BRASIL, 2017):

• água para consumo humano: água potável destinada à ingestão, preparação e produção de alimentos e à higiene pessoal, independentemente da sua origem;
• padrão organoléptico: conjunto de parâmetros caracterizados por provocar estímulos sensoriais que afetam a aceitação para consumo humano, mas que não necessariamente implicam risco à saúde;
• padrão de potabilidade: conjunto de valores permitidos como parâmetro da qualidade da água para consumo humano, conforme definido em Legislação;
• água tratada: água submetida a processos físicos, químicos ou combinação destes, visando a atender ao padrão de potabilidade;
• água potável: água que atenda ao padrão de potabilidade estabelecido em Legislação e que não ofereça riscos à saúde.

No Brasil, o Anexo XX da Portaria de Consolidação nº 5 (BRASIL, 2017) é a legislação que dispõe sobre o padrão de potabilidade, estabelecendo ainda regras importantes, tais como em seu artigo 24, “toda água para consumo humano, fornecida coletivamente, deverá passar por processo de desinfecção ou cloração”, e em seu Parágrafo único, “As águas provenientes de manancial superficial devem ser submetidas a processo de filtração”.

São diversos os padrões de potabilidade que compõem o Anexo XX da Portaria de Consolidação nº 5 (BRASIL, 2017), compostos pelas características físicas, químicas, microbiológicas e de radioatividade da água.

Como já visto em capítulos anteriores, dentre as características físicas podemos citar a turbidez, cor, o sabor e odor, a temperatura, os sólidos e a condutividade elétrica. As características biológicas são os coliformes totais, coliformes termotolerantes, Escherichia coli, protozoários, cianobactérias e vírus. Já as características químicas contemplam pH, alcalinidade, dureza, OD, DBO, DQO, nitrogênio, fósforo, cloretos, fluoretos, ferro, manganês e pesticidas.

As tecnologias de tratamento empregadas para tornar uma água potável podem ser divididas quanto à utilização ou não de um coagulante para realizar o seu tratamento. Existem ainda as tecnologias, ditas avançadas, que podem ser empregadas no tratamento da água, que utilizam diferentes princípios.

Então, o que é um coagulante?

É um produto natural ou artificial que é adicionado à água para desestabilizar as partículas coloidais (“sujeira”) que estão em suspensão no meio aquoso. Geralmente é um sal metálico, sendo o mais comum o sulfato de alumínio, mas também são utilizados outros sais, como o cloreto férrico, o cloreto ferroso e o sulfato ferroso, além do policloreto de alumínio.

Podemos tratar a água sem um coagulante?

Sim, existem tecnologias de tratamento de água que podem ser empregadas sem a adição de um coagulante, tais como a filtração lenta, que será abordada mais adiante, mas, resumidamente, esse tratamento requer a passagem da água unicamente em um meio filtrante de areia.

Na Tabela 1.1 são elencadas algumas das tecnologias que podem ser empregadas para o tratamento da água, juntamente com as etapas de tratamento.

A resposta é bem simples, mas a discussão é bem longa. A tecnologia de tratamento a ser escolhida depende das características da água bruta, levando-se em consideração os custos de implantação e manutenção. No entanto, os aspectos socioeconômicos e culturais da população devem ser avaliados e discutidos para que a utilização seja efetiva. Existem ainda os aspectos ambientais e políticos que também podem influenciar a escolha da tecnologia.

Uma água deve ser entregue à população com qualidade adequada, dentro dos padrões de potabilidade e com preço acessível. Além disso, outros itens são importantes e fazem parte do atendimento das necessidades de uma população, tais como a pressão da água adequada e o fornecimento sem interrupção.

Na Figura 1.37 pode ser observado um esquema de uma estação de tratamento de água (ETA) do tipo ciclo completo inserido em um sistema de abastecimento de água, desde a captação até o consumidor final.

Etapas do tratamento da água

Agora vamos apresentar as etapas que podem ser utilizadas nas tecnologias empregadas para o tratamento da água.

Coagulação

A coagulação é resultante de um processo químico, no qual ocorrem as reações do coagulante com a água e a formação das espécies hidrolisadas com carga positiva, simultaneamente ao um processo físico, que é o transporte das espécies hidrolisadas para que haja contato com as impurezas presentes na água. Desta forma, ocorrerá a desestabilização das partículas em suspensão (impurezas), permitindo que as forças de atração superem as forças de repulsão entre as partículas, aproximando-as.

Assim, é necessária então a adição de um coagulante na água a ser tratada, bem como o emprego de uma mistura rápida. Essa mistura pode ser obtida de forma hidráulica (Calha Parshall, vertedores, canais retangulares, malhas difusoras etc.) ou mecânica (tanque com agitador mecânico).

A forma hidráulica é a mais utilizada, que aproveita a energia hidráulica para a dispersão do coagulante no ressalto hidráulico, não requerendo energia elétrica, sendo, portanto, a mais econômica.

Na Figura 1.38 são apresentadas a adição correta (Figuras 1.38a e b) e a adição incorreta (Figura 1.38c) de um coagulante sob a superfície de uma água que está sendo tratada em uma estação de tratamento de água. Pode ser observado que a adição deve ser feita sobre a superfície da água de forma a garantir uma melhor mistura.

A depender da tecnologia de tratamento a ser empregada, após a coagulação a água pode ser conduzida ao floculador (tecnologia do ciclo completo ou da flotação) ou filtro (tecnologia da filtração direta).

Floculação

A floculação é um processo físico que ocorre após a coagulação. Ela ocorre devido a três fenômenos, os quais estão descritos a seguir:

• Floculação Pericinética (Movimento Browniano): as partículas coloidais apresentam um movimento aleatório devido ao seu contínuo bombardeamento pelas moléculas de água. A energia propulsora da floculação pericinética é a energia térmica do fluído;
• Floculação Ortocinética (Gradientes de Velocidade): as partículas são colocadas em contato umas com as outras através do movimento do fluído (presença de gradientes de velocidade). Isso acontece devido à introdução de energia, que pode ser hidráulica ou mecânica;
• Floculação por Sedimentação Diferencial: partículas coloidais com velocidades distintas podem chocar-se umas com as outras em um elemento de volume.

Assista abaixo um vídeo explicativo desses fenômenos.

Então, o que deve ser feito para que isso ocorra?

Devem ser utilizados os chamados floculadores, que podem ser unidades hidráulicas (fluxo horizontal – Figura 1.39a; fluxo vertical – Figura 1.39b) ou mecanizadas (Figura 1.39c), nas quais será propiciada a agitação da água, permitindo o encontro entre as partículas e ocorrendo a esperada floculação. Assim, os flocos serão formados e removidos nas próximas etapas, podendo ser um decantador ou um flotador.

Decantação

A decantação da água ocorrerá nos decantadores, onde os flocos sedimentarão e a água decantada serão encaminhados aos filtros.

Assim, decantar é separar por gravidade as impurezas sólidas que se encontram na água, obtendo a água decantada, que é aquela que sofreu separação, por gravidade, das partículas sólidas trazidas da floculação.

A sedimentação é um processo de separação sólido-líquido que tem como força propulsora a ação da gravidade.

Os decantadores mais comuns empregados em estações de tratamento de água (ETA) são os decantadores convencionais de fluxo horizontal (Figura 1.40a) e os decantadores de alta taxa de fluxo vertical (Figura 1.40b). Esses decantadores podem ainda contar com um sistema para retirada dos sedimentos formados (lodo). Nessas unidades, juntamente com os filtros, é gerado o maior volume de lodo, sendo necessário o seu tratamento antes da sua disposição final. No entanto, no Brasil, muitas ETAs lançam esse resíduo diretamente no curso d’água mais próximo, prejudicando o meio ambiente.

Flotação

A flotação é uma alternativa à decantação em que são inseridas na água floculada microbolhas de ar, nas quais as partículas são aderidas, aumentam o seu empuxo e ascendem até a superfície do flotador. Pode ser utilizada para o tratamento de águas com sólidos suspensos de baixa densidade, compostos por: algas, substâncias orgânicas, cor verdadeira e baixa turbidez.

Envolve alto custo de implantação, custos operacionais maiores que os requeridos nos decantadores e elevado consumo de energia elétrica (BRASIL, 2015). Quanto maior a pressão empregada, maior será o gasto de energia elétrica. Deste modo, quanto maior a necessidade de bolhas menores, maior será a pressão necessária, consumindo-se mais energia elétrica. Bolhas menores implicam menores velocidades ascensionais, o que pode facilitar a maior remoção das partículas presentes no líquido.

A relação entre o tempo de contato entre as bolhas e a partículas em uma câmara de flotação depende da velocidade ascensional terminal das bolhas que, por sua vez, é proporcional ao quadrado do diâmetro destas. Ex.: uma partícula: para uma partícula com diâmetro D₁ igual a 10% do diâmetro de outra partícula D₂, o tempo de ascensão é 100 vezes maior.

Os ensaios em laboratório podem ser realizados utilizando um equipamento chamado flotatest (Figura 1.41a), juntamente com um compressor (Figura 1.41b) necessário para pressurização da água.

Assista ao vídeo abaixo de um ensaio de flotação para entender como é essa tecnologia.

Filtração

A filtração consiste na remoção de partículas suspensas e coloidais e de microrganismos presentes na água que escoa através de um meio poroso. A areia é o meio filtrante mais comum empregado na filtração. Contudo, outros materiais podem ser utilizados, tais como o carvão antracito e as zeólitas.

Em geral, a filtração é o processo final de remoção de impurezas realizado em uma ETA e, portanto, principal responsável pela produção de água com qualidade condizente com o padrão de potabilidade, conforme legislação vigente.

O sentido da filtração pode ser descendente (Figura 1.42a), ascendente (Figura 1.42b) ou uma combinação de ambos, trabalhando em alta (filtros rápidos) ou baixa taxa de filtração (filtros lentos), estando dependente da tecnologia de tratamento a ser empregada.

A tecnologia da filtração lenta emprega uma taxa baixa de filtração, sendo adotada nos projetos da FUNASA entre 3,0 a 5,0 m³/m².dia (BRASIL, 2015). Na NBR 12.216 é recomendada taxa não superior a 6,0 m³/m².dia e, já na filtração rápida, a taxa de filtração aplicada é bem superior, segundo NBR 12.216, devendo ser utilizada taxa de até 180 m³/m².dia para filtro com apenas uma camada filtrante e de até 360 m³/m².dia para filtro de dupla camada. 

Na Figura 1.43a é possível observar uma coluna que representa um filtro rápido composto por carvão antracito, areia e cascalho (material suporte) sobre um bloco de filtração. Já na Figura 1.43b é apresentada uma vista superior de um conjunto de três filtros de uma ETA.

Mas o que vem a ser taxa de filtração?

É quanto o volume de água é filtrado em uma determinada área (meio filtrante) por dia. A taxa de filtração é expressa em m³/m².dia. Assim, na Figura 1.44a, pode ser observada a aplicação em um dia de 5,0 m³ de água em uma área de 1,0 m², caracterizando uma filtração lenta com uma taxa de 5,0 m³/m².dia. Já na Figura 1.44b pode ser observada uma filtração rápida com uma taxa de 150,0 m³/m².dia.    

No item 1.3 desse tema, em Tecnologias empregadas em pequenas comunidades, voltaremos a falar de filtração lenta.

Quando o filtro receber diretamente a água após coagulação ou floculação, teremos o que é chamada filtração direta, pois a água não passará pelo decantador. Desta forma, será utilizado outro mecanismo de coagulação, a chamada adsorção neutralização de cargas, sendo recomendada para água com baixos valores de turbidez e cor. Assim, a filtração direta pode ser classificada em: Filtração Direta Descendente (FDD); Filtração Direta Ascendente (FDA) ou Dupla Filtração (DF). 

Na Figura 1.45a pode ser observado um desenho esquemático da Filtração Direta Descendente. Neste desenho, nota-se que a água bruta recebe o coagulante, sendo encaminhada para o tanque de mistura rápida. Na sequência, pode ou não ir para o floculador, ganhando a filtração. Já na Filtração Direta Ascendente, a água coagulada segue para a Filtração Ascendente, não passando por um floculador ou decantador.

Na Figura 1.46 pode ser observada a tecnologia da dupla filtração, na qual a água coagulada passa por uma filtração ascendente e, na sequência, uma filtração descendente.

Filtração em Margem

 A Filtração em Margem é basicamente a retirada de água através de um ou mais poços construídos às margens de mananciais superficiais (rios, córregos, lagos etc.), onde a água do manancial irá migrar para dentro do poço por diferença de carga hidráulica. Isso ocorrerá devido à retirada da água do poço por bombeamento, ou seja, à medida que a água é retirada do poço, o nível de água (e carga hidráulica) no manancial torna-se maior, favorecendo a filtração da água (na margem do manancial) em direção ao poço, o que pode ser chamado de filtração induzida (Figura 1.47).

Segundo Brasil (2018), esses filtros devem estar localizados em aquíferos aluvionais ou formações geológicas não consolidadas, sendo que, além da filtração física, ocorrem outros processos. Segundo Sens et al. (2006), os principais processos envolvidos na filtração em margem são: Filtração (coagem); Biodegradação; Sedimentação; Adsorção; Dispersão; Mistura com águas subterrâneas (diluição).

Em função da facilidade e do baixo custo de implantação e operação, essa tecnologia pode ser empregada em pequenas comunidades, englobando as comunidades rurais e tradicionais. Na maioria das vezes, a água retirada para uso necessitará somente da desinfecção. Neste contexto, Santos et al. (2018) apontam o uso dessa tecnologia para a população no semiárido pernambucano.

Membranas

Segundo Mierzwa (2006), a tecnologia de separação por membranas pode ser utilizada para separar, de um fluido, partículas sólidas de pequeno diâmetro, bactérias, vírus, moléculas orgânicas, compostos iônicos de baixo peso molecular e até gases. Existem diversos tipos de membranas, podendo citar as membranas sintéticas, porosas ou semipermeáveis, orgânicas ou inorgânicas. Os processos de separação por membranas que mais se destacam são:

• microfiltração;
• ultrafiltração;
• nanofiltração;
• osmose reversa.

Na Figura 1.48 estão destacados esses quatro processos por separação em membranas, na qual se observa que, quanto maior a pressão necessária para a filtração, menor o diâmetro do poro e, consequentemente, maior a quantidade de partículas retidas.

Assista ao vídeo e conheça uma ETA que utiliza a tecnologia de filtração por membranas.

Desinfecção

A desinfecção é uma operação unitária que tem como propósito inativar, de modo econômico, os microrganismos patogênicos presentes na fase líquida que não foram removidos durante as etapas anteriores do tratamento da água. Pode ser realizada basicamente por agentes físicos (fervura, radiação solar e radiação ultravioleta) ou químicos (cloro, dióxido de cloro, cloraminas e ozônio). Em função das suas características, o cloro é o mais utilizado para a desinfecção da água, podendo ser utilizado na forma líquida (hipoclorito de sódio), sólida (hipoclorito de cálcio) ou como líquido-gasoso (cloro gasoso) (Figura 1.48). 

O Anexo XX da Portaria de Consolidação nº 5 (BRASIL, 2017), em seu art. 34, diz que é obrigatória a manutenção de, no mínimo, 0,2 mg/l de cloro residual livre ou 2,0 mg/l de cloro residual combinado ou de 0,2 mg/l de dióxido de cloro em toda a extensão do sistema de distribuição (reservatório e rede). Em seu art. 39, § 2º, recomenda-se que o teor máximo de cloro residual livre em qualquer ponto do sistema de abastecimento seja de 2,0 mg/l. O cloro é um poderoso oxidante que, além da desinfecção, reage com grande número de substâncias orgânicas e inorgânicas presentes na água, como por exemplo, na remoção de gás sulfídrico, ferro e manganês, auxiliando o tratamento (BRASIL, 2014)

Quanto de cloro deve ser adicionado à água?
Como fazer a desinfecção da água em um sistema coletivo?

Em um sistema coletivo de distribuição de água, a quantidade de cloro deve ser avaliada para cada tipo de água em função de suas características, necessitando-se de um tempo de contato entre a água e o agente desinfetante (Tabela 1.2). Esse local é chamado tanque de desinfecção, mas podem ser também utilizadas outras estruturas para essa finalidade. Já em sistemas individuais, recomenda-se colocar duas gotas de hipoclorito de sódio a 2,5% para cada litro de água e aguardar 30 minutos antes de bebê-la.

Fluoretação

O propósito do processo de fluoretação é garantir uma concentração mínima e máxima de íon fluoreto em águas de abastecimento, visando à manutenção da saúde dental da população. Os compostos mais utilizados são fluorsilicato de sódio e ácido fluorsilício.

No Brasil, o primeiro sistema de tratamento com fluoretação foi implantado em 1953 no Baixo Guandu, Espírito Santo, pelo Serviço Especial de Saúde Pública, hoje Fundação Nacional de Saúde (Funasa - BRASIL, 2012), passando a ser obrigatória em 1974 para municípios que possuem ETA por meio de legislação federal. O Anexo XXI da Portaria de Consolidação nº 5 (BRASIL, 2017) trata das normas e dos padrões sobre fluoretação da água dos sistemas públicos de abastecimento, destinada ao consumo humano. A origem dessa portaria é a Lei nº 6.050/74, regulamentada pelo Decreto Federal nº 76.872/75 e pela Portaria nº 635/BSB/75 do Ministério da Saúde.

A fluoretação tem sido uma medida de saúde pública empregada no controle da cárie dentária em países de todo o mundo, sendo reconhecida como um importante fator para o declínio da prevalência da cárie dentária devido às suas características, tais como segurança, facilidade de aplicação, baixo custo e abrangência populacional. As primeiras pesquisas com relação à utilização do fluoreto centraram-se na água, por ser um recurso de fácil acesso à população. Entretanto, com o desenvolvimento técnico-científico e a melhoria das condições de higiene buco-dentária, essa prática tem sido reduzida em vários países (SCALIZE et al., 2018).

A Organização Mundial da Saúde (OMS) alerta para o risco de aparecimento de fluorose dentária leve (Figura 1.50 e mais severa (Figura 1.51), que pode surgir como manchas nos dentes quando empregadas concentrações superiores a 1,5 mg F/L (WHO, 20004). No entanto, o flúor em excesso pode provocar alterações nas demais estruturas ósseas (fluorose esquelética) do ser humano.

As águas destinadas ao consumo humano podem conter flúor naturalmente, sendo que, em alguns casos, existe a necessidade de remoção para que não promova danos à saúde humana. A maior incidência é encontrada em água subterrâneas.

Como a quantidade de água consumida por uma pessoa está diretamente relacionada com a temperatura local, sendo variada pelas regiões brasileiras, existe a Tabela 1.3 que relaciona a quantidade de flúor a ser adicionada à água e à temperatura local (BRASIL, 2017). É uma medida preventiva que reduz a prevalência de cárie entre 50% e 65% em populações sob exposição à dose ótima e contínua, desde o nascimento até aproximadamente 10 anos (BRASIL, 2012).

Correção do pH

A correção do pH pode ser realizada tanto na água bruta como na água tratada. Na água bruta se dá em função da qualidade da água, do tipo de coagulante e da tecnologia a ser empregada. Já na água tratada, ao longo do tempo, o pH baixo pode provocar a corrosão das tubulações, e o pH elevado pode provocar incrustações nas tubulações. Além disso, na Portaria de Consolidação nº 5, é recomendado um pH entre 6,5 e 9,0 para que a água seja distribuída à população. Quando necessário elevar o pH, utiliza-se cal virgem ou barrilha e, para baixá-lo, pode ser utilizado um ácido.

Ensaios de tratabilidade da água

Os ensaios de tratabilidade da água destinam-se ao levantamento de parâmetros de projeto e à escolha dos produtos químicos e suas dosagens para a construção de novas ETAs e para adequação e otimização das ETAs já existentes. São utilizados para definir a escolha e as dosagens dos produtos químicos empregados no tratamento: coagulantes; alcalinizantes; polímeros; carvão ativado; pH de coagulação mais adequado.

A NBR 12216 (ABNT, 1990) preconiza os parâmetros de projeto na ausência da possibilidade da realização de ensaios (laboratório ou piloto).

Os ensaios de tratabilidade da água podem ser realizados a depender das necessidades, dos recursos financeiros, da disponibilidade de tempo etc., podendo ser realizados em estação piloto, que requer mais tempo e investimento, ou em ensaios de bancada, que são mais rápidos e simples.

Uma estação piloto é geralmente destinada à concepção para ETAs de grande porte. É construída uma ETA em escala reduzida para avalição de todo o processo. Isso ocorre durante um período que pode ser de seis meses a um ano, ou mais. São mais sensíveis que os ensaios em reatores estáticos.

Os ensaios em bancada (reatores estáticos) são ensaios realizados em escala de bancada, possibilitando a obtenção de dosagens de produtos químicos e parâmetros de projeto, no entanto, são menos sensíveis se comparados com a estação piloto. Esse equipamento recebe o nome de Jar teste (Figura 1.52).

A definição de uma tecnologia de tratamento de água para o consumo humano a ser empregada deve levar em consideração, entre outros fatores, a qualidade da água bruta a ser tratada e os padrões de potabilidade a serem seguidos. No entanto, esses não são os únicos fatores, mas os mais importantes. A Resolução Conama nº 357 (BRASIL, 2005) aponta o tratamento requerido conforme a classificação das águas a serem tratadas (Tabela 1.4).

Além da Resolução Conama n° 357 (BRASIL, 2005), a NBR 12.216 (ABNT, 1990) também classifica as águas naturais para o abastecimento público, no entanto, utilizando parâmetros complementares e distinguindo fontes subterrâneas e superficiais, bem como a proteção das bacias de captação, classificando-as, assim, em quatro tipos (A, B, C e D). Na Tabela 1.5 estão descritos os parâmetros para cada um dos tipos de água classificados. Define-se, ainda, o tratamento mínimo necessário para cada tipo de água, sendo:

• Tipo A - desinfecção e correção do pH;
• Tipo B - desinfecção e correção do pH e, além disso:
  a) decantação simples para águas contendo sólidos sedimentáveis, quando, por meio desse processo, suas características se enquadrem nos padrões de potabilidade, ou
  b) filtração, precedida ou não de decantação, para águas de turbidez natural, medida na entrada do filtro, sempre inferior a 40 Unidades Nefelométricas de Turbidez (UNT) e cor sempre inferior a 20 unidades, referidas aos Padrões de Platina;
• Tipo C - coagulação, seguida ou não de decantação, filtração em filtros rápidos, desinfecção e correção do pH;
• Tipo D - tratamento mínimo do tipo C.

Tecnologias empregadas em pequenas comunidades

SALTA-Z

O Sistema Alternativo de Tratamento de Água para consumo humano com filtro de Zeólita (SALTA-Z) pode ser empregado para o tratamento de água de manancial superficial (rio, lago, açude, represas etc.) ou manancial subterrâneo. É voltado ao consumo humano, podendo ser utilizado em escolas e pequenas comunidades e/ou unidades familiares. Na Figura 1.53 pode ser observado esse sistema, que é composto por tubulação de recalque, dosador para coagulante, reservatório de água, dosador para cloro, filtro de zeólita e dreno para os sedimentos com caixa de leito filtrante para sua retenção (BRASIL, 2017b).

De forma geral, é uma alternativa simplificada de uma estação de tratamento de água do tipo ciclo completo, explicado anteriormente neste capítulo. Pode ser aplicada em comunidades rurais e tradicionais, seja ela em assentamentos, quilombolas, ribeirinhas ou em qualquer outra comunidade com disponibilidade de manancial superficial com condições de tratamento. É de baixo custo, fácil implantação e operação, com instalações que podem ser construídas pela própria comunidade.

O sistema requer uma captação de água bruta (rio, lago, açude etc.), sendo conduzida por uma tubulação de recalque até uma caixa d’água, recebendo no seu trajeto o coagulante sulfato de alumínio. Neste momento ocorre a coagulação, e, na caixa d’água, ocorrem a floculação e a sedimentação dos flocos formados. A água decantada (sobrenadante) é encaminhada por uma tubulação, sendo realizadas, no seu trajeto, a desinfecção com cloro e, na sequência, a filtração no filtro de zeólitas. Após esse tratamento a água pode ser armazenada em reservatórios e consumida pelas pessoas.

O sistema conta ainda com um dreno para retirada do sedimento formado na caixa d’água, o qual será filtrado em um leito de areia instalado abaixo do sistema.

O SALTA-Z pode ser ainda utilizado para tratamento de água subterrânea com problema de ferro e/ou manganês dissolvido na água. Nesta configuração, o dosador de cloro será instalado na rede de recalque da água bruta, antes do reservatório, não sendo necessária a dosagem de coagulante (sulfato de alumínio) e não sendo realizadas as etapas de coagulação, floculação e sedimentação, passando diretamente pelo filtro de zeólitas.

Muitas comunidades estão sendo atendidas pela FUNASA com essa tecnologia, melhorando a qualidade de vida dessas comunidades.

Filtração lenta

Essa tecnologia não requer a aplicação de coagulante, podendo estar precedida de etapas prévias (pré-filtro dinâmico, pré-filtro ascendente entre outras), passando a chamar filtração em múltiplas etapas (FIME). Segundo Brasil (2015), a filtração lenta é uma tecnologia empregada para o tratamento da água, adotada principalmente para comunidades de pequeno porte, cujas águas dos mananciais apresentam baixos teores de turbidez e cor. A taxa de filtração adotada pela FUNASA em seus projetos varia de 3 a 5 m³/m².dia, mas relata-se que alguns autores utilizam até 9 m³/m².dia.

Nessa tecnologia, sobre a camada de areia, é formada uma camada biológica importantíssima ao tratamento da água, chamada schmutzdecke. A atividade microbiológica nessa camada biológica é um dos fatores chave para se obter água de boa qualidade, sendo mais pronunciada no topo do meio filtrante, mas se estendendo até cerca de 40 cm de profundidade. Assim, são três os mecanismos atuantes na filtração, sendo:

• ação mecânica de coar: nesse mecanismo ocorre a retenção das partículas maiores nos espaços intersticiais existentes entre os grãos do meio filtrante (geralmente a areia);
• sedimentação: cada partícula tem uma velocidade de sedimentação que propiciará a sua deposição sobre a superfície dos grãos de areia;
• ação biológica: essa ação ocorre através de uma camada biológica, chamada Schumtzdecke, a qual é formada pelo desenvolvimento de certas variedades de bactérias que envolvem os grãos de areia na superfície do leito filtrante que, por adsorção, retêm microrganismos e partículas finas.

Na Figura 1.55a é apresentado um desenho esquemático com as dimensões usuais de um filtro lento, destacando-se na Figura 1.55b a camada schmutzdecke.

Destilador solar

O destilador solar funciona com o aquecimento da água pela radiação solar, que atravessa uma cobertura de vidro em forma piramidal (Figuras 1.56 e 1.57). A água evapora e encontra a parte inferior da cobertura de vidro, onde é condensada e escoa para canaletas laterais, sendo encaminhada para um reservatório. Assim, esse sistema é funcional em regiões com grande incidência solar. É uma tecnologia que pode ser utilizada a nível familiar, uma vez que produz uma menor quantidade de água tratada quando comparada a outras tecnologias. A produção nesse tipo de tecnologia é de 4,0 L/m2.dia (BRASIL, 2013a; MARINHO et al., 2014), dependendo das condições climáticas. O volume produzido pode ser maior em função de complementações e/ou adaptações realizadas no conjunto de destilação, o que pode ser realizado através de um pré-aquecimento da água por meio de uma tubulação exposta à radiação solar, conforme estudo de Marinho et al. (2014).

É uma tecnologia que pode ser utilizada para dessalinizar uma água salobra ou ainda tratar uma água bruta de um manancial superficial.

Importância do tratamento da água em domicílio e seu armazenamento

O usuário pode estar sujeito à água com qualidade imprópria, seja devido à fonte de água utilizada em solução alternativa individual ou mesmo a contaminações no trajeto da água até o consumidor final, no caso de sistema ou solução coletivo, desde o tratamento até as caixas d'águas. Isso leva à necessidade de a população utilizar tratamentos domiciliares. Entre as formas de tratamentos domiciliares, podemos citar: a filtração em cerâmica porosa (vela) e em equipamento elétrico ou pano; a coagulação com produtos naturais e a desinfecção através de produtos contendo cloro ou através da fervura.

Um estudo realizado por Mohamed et al. (2016), em vilarejos, na Tanzânia, África, comparou seis métodos de tratamento de água em domicílio: ebulição, cloração (solução de hipoclorito de sódio e pastilha de dicloroisocianurato de sódio), filtro de pote cerâmico, filtro de vela cerâmica e sachê floculante/desinfetante combinado, com base no parâmetro coliformes termotolerantes testado na água tratada e não tratada. Vários domicílios foram inscritos na pesquisa e receberam, além da tecnologia de tratamento, um contêiner para armazenamento seguro da água. Como resultado, todos os métodos melhoraram a qualidade microbiana da água, apresentando redução média de coliformes acima de 99%, sem diferença significativa entre eles.

Dessa maneira, tratamento da água em domicílio significa dizer que o(a) próprio(a) morador(a) realizará um tratamento da água por meio de práticas caseiras ou adquiridas no comércio. Quando a água é proveniente de um sistema coletivo de abastecimento, basta uma filtração desta por meio de uma filtração em cerâmica porosa (vela) ou em equipamento elétrico (Figura 1.58). Não é recomendado o consumo da água diretamente da torneira, visto que ela pode ter sido contaminada ao longo do sistema de distribuição ou mesmo no reservatório domiciliar (caixa d’água).

Na Figura 1.59 são apresentadas opções desde a captação até o consumo final em soluções alternativas individuais. Em todas elas é necessária a desinfecção, que pode ser com cloro, fervura ou radiação solar.

Filtração em cerâmica porosa (vela)

Nessa tecnologia, a água passa lentamente pelo filtro de cerâmica porosa (Figura 1.60a), também denominada de “vela”, retendo, assim, partículas finas, entre as quais estão os microrganismos. A água filtrada goteja no compartimento inferior, onde é armazenada para consumo e retirada por uma torneira na parte inferior do recipiente. Deve ser posicionado em um local fresco e arejado, protegido da incidência solar.

Todo o conjunto de filtração e armazenamento (Figura 1.60b) pode receber o nome “filtro de barro”, existindo algumas variáveis, tais como o recipiente inferior ou superior em plástico. Ainda, existem algumas velas que podem possuir em seu interior carvão ativado, o que torna o sistema mais eficiente, ou seja, a água apresentará melhor qualidade.

Um filtro cerâmico pode ser feito com material encontrado na natureza, o qual é composto por materiais inorgânicos e não metálicos, obtido após tratamento em altas temperaturas com a utilização de fornos. O emprego do filtro de cerâmica porosa consiste na tecnologia da filtração lenta, sendo aplicadas baixas taxas de filtração, quando as taxas de filtração podem chegar até 5,5 m³/m².dia, dependendo da qualidade da água afluente ao meio cerâmico (BELLINGIERI, 2004; GUSMÃO; OLIVEIRA; SANTOS, 2010; SCALIZE et al., 2013).

Clasen et al. (2004) realizaram um estudo na Bolívia e concluíram que os filtros de cerâmica porosa foram identificados como uma das tecnologias mais promissoras e acessíveis para tratar a água para famílias de baixa renda, mantendo uma melhor qualidade microbiológica de sua água potável.

É muito importante o cuidado com a manutenção e preservação desse sistema, com limpeza periódica da vela e dos recipientes que compõem o conjunto de filtração e armazenamento da água. Na Figura 1.61 é apresentada, passo a passo, a forma de limpeza da vela e das partes constituintes do sistema de filtração.

Filtração em equipamentos elétricos

A utilização de filtros elétricos está se tornando muito comum nas residências brasileiras. Essa tecnologia utiliza quase sempre filtros com carvão ativado, o que melhora significativamente a qualidade da água. No entanto, a falta de manutenção com a substituição do elemento filtrante torna a filtração ineficiente, colocando em risco os usuários. Todo elemento filtrante tem uma vida útil que depende da sua utilização, ou seja, do quanto de água que é consumida. Geralmente o fabricante recomenda sua substituição a cada seis meses.

Esse tipo de sistema requer uma pressão mínima para o seu funcionamento, o que pode ser proveniente da altura da caixa d’água em relação ao filtro ou ainda da rede de distribuição, quando o abastecimento for coletivo. Na Figura 1.62 é possível observar um filtro instalado na residência de uma família na comunidade Rochedo, no estado de Goiás. Essa residência tem como fonte principal de abastecimento um poço raso perfurado (minipoço), o qual alimenta uma caixa d’água de 500 l, que fornece a carga hidráulica suficiente para o funcionamento do filtro.

Coar a água em pano

A prática de coar a água em pano retém principalmente as partes mais grosseiras presentes na água, deixando passar partículas de menores dimensões, bem como microrganismos patogênicos. Assim, após essa prática é necessária a desinfecção da água. Ela pode estar associada ainda a outros procedimentos, tais como ao uso de coagulantes e à filtração em cerâmica porosa (Figura 1.63).

Na Figura 1.64a pode ser observada uma caixa d’água com um pano instalado entre a caixa e a tampa, encontrada na comunidade quilombola Baco Pari, no município de Posse, estado de Goiás. Esse pano é utilizado para a filtração da água da chuva coletada pelo telhado, pela calha ou pelo caminhão pipa. Assim, partes maiores, tais como folhas, gravetos e pequenos insetos são retidos. Na comunidade quilombola Kalunga dos Morros, no município de Cavalcanti no estado de Goiás, a moradora filtra em um pano uma água proveniente de uma nascente (Figura 1.64b), sendo armazenada em uma cabaça para ficar disponível ao consumo (Figura 1.64c). Já na Figura 1.64d está sendo ilustrada uma filtração de uma água com partículas em suspensão, as quais podem ser retiras pelo pano.

Tratamento da água com produtos naturais

Em pequenas comunidade e famílias isoladas, o conhecimento de técnicas de tratamento da água com produtos naturais pode ser vantajoso para obtenção de água com qualidade de consumo, reduzindo-se, assim, os riscos de contaminação. Neste contexto, utilizam-se as sementes da Moringa oleifera como coagulante natural. A Moringa oleifera é uma planta originária da Índia, da qual são aproveitadas as sementes para o preparo de uma solução com a qual é realizado o tratamento de água.

Podem ser obtidos excelentes resultados com essa técnica, produzindo água para consumo de ótima qualidade.

Forma de preparo

As sementes devem ser descascadas (Figura 1.65a e 1.65b) e trituradas manualmente com almofariz e pistilo (Figura 1.65c) ou outro recipiente, podendo ser um pilão de madeira. O pó deve ser adicionado em um pouco de água e agitado manualmente por quatro minutos, quando formará uma solução viscosa. A suspensão deve ser filtrada em pano ou filtro de papel descartável utilizado no preparo de café. O filtrado é o coagulante pronto para o uso (Figura 1.65d), sendo recomendado que a solução deve ser utilizada apenas no dia do seu preparo. Utilizar uma (1) a três (3) sementes para cada 1,0 L (Litro) de água a ser tratada, sendo que essa quantidade pode variar em função da qualidade da água bruta a ser tratada.

Tratando a água

Colocar 10 L da água a ser tratada em um balde e adicionar lentamente a solução preparada com sementes da Moringa oleifera. Agitar vigorosamente a água com um bastão de madeira e, à medida que está sendo adicionada à solução, continuar até um minuto. Em seguida, agitar lentamente por mais cerca de cinco minutos. Após a agitação, manter a água em repouso por aproximadamente 10 minutos. Após esse tempo, filtrar o sobrenadante em filtro de papel ou ainda em filtro de cerâmica porosa. O filtrado deve ser submetido a um processo de desinfecção indicado nesse capítulo.

Obs.: outros produtos podem ser utilizados no tratamento da água, os quais podem ser adquiridos comercialmente.

Desinfecção

A desinfecção pode ser realizada com a utilização de agentes físicos, como é o caso da fervura ou da radiação solar, ou ainda dos agentes químicos, como a cloração. Scalize et al. (2014) concluíram em seu trabalho que o incentivo a práticas simples como o uso de filtração, cloração ou fervura da água pode contribuir para uma melhoria na qualidade da água consumida por essa população. Na Figura 1.66 é ilustrada a utilização dessas três formas de desinfecção da água.

A desinfecção através da fervura da água é ainda uma prática utilizada em algumas residências e que se mostra eficiente, melhorando a qualidade da água consumida pelas pessoas. Segundo Ferreira Filho (2017), documentos em sânscrito e em grego, há 4.000 a.C., recomendavam que águas impuras deviam ser purificadas por fervura ou serem expostas ao sol. Note que essas práticas milenares ainda são totalmente válidas e úteis nos dias atuais.

A desinfecção por meio da radiação solar é uma prática não muito utilizada, mas é bastante eficiente. No entanto, alguns cuidados são necessários, tais como a utilização de garrafas limpas e não danificadas. Na Figura 1.67 é apresentada, passo a passo, a realização dessa forma de desinfecção.

Já a desinfecção com cloro foi iniciada há um pouco mais de 100 anos, relativamente recente em comparação às duas outras técnicas. Geralmente é utilizado o hipoclorito de sódio (também chamado água de lavadeira ou quiboa), que é a forma líquida do cloro. Pode ser ainda utilizado na forma sólida, por meio de pastilhas ou na forma granular de hipoclorito de cálcio. Este último é muito utilizado no tratamento de piscinas.

A questão de desinfecção com o cloro tem-se mostrado uma prática que oferece grande resistência por parte dos moradores de pequenas comunidade e cidades. Arruda, Lima e Scalize (2016) relatam que a questão cultural em torno do tratamento da água, devido à adição de substâncias químicas, motiva a rejeição da população ao cloro que seria usado na desinfecção. Lima, Scalize, Arruda e Baumann (2017), pesquisando a satisfação quanto à qualidade da água em pequenas cidades, verificaram que a presença do tratamento influencia diretamente a insatisfação com relação ao gosto da água, porque os consumidores associam esse gosto à adição de cloro. Essa resistência é relatada em outros trabalhos, evidenciando-se, assim, que trabalhos abordando a necessidade da desinfecção da água devem ser desenvolvidos visando à aceitação e ao emprego desse tratamento.

Cada gota possui aproximadamente 0,05 ml de cloro. É necessário 0,1 ml para cada litro de água, e isso representa duas gotas. Volumes diferentes podem ser determinados considerando essa relação. Na Tabela 1.6 são apresentadas quantidades, com medidas práticas, para quatro volumes diferentes de água.

Caixas d’água (reservatórios domiciliares)

Um usuário que recebe água de um Reservatório de um SAA poderá ter em seu domicílio um reservatório domiciliar (caixa d’água). Um usuário de uma SAC poderá ou não ter um reservatório domiciliar, e isso vai depender da forma de abastecimento. Se a água for proveniente de um caminhão pipa, o usuário poderá ter uma caixa d’água para receber e armazenar a água. No entanto, se for a partir de um chafariz, o usuário armazenará a água em recipientes menores, pois, para encher uma caixa d’água, seriam necessárias várias viagens para coleta da água no chafariz. Já um usuário de uma solução alternativa individual poderá ter apenas um reservatório domiciliar.

As caixas d’água ou reservatórios domiciliares são recipientes que podem ser produzidos de diversos materiais (fibro-cimento, fibra de vidro, polietileno, inox etc.), sendo utilizadas para as seguintes finalidades:

• regularização da vazão: fornecer água ao consumo com uma vazão maior do que a da saída da fonte de abastecimento. Isso é ideal para abastecer descargas de vasos sanitários e água para o banho;
• fornecimento ou adequação da pressão da água para sua utilização sem danificar as instalações, seja para reduzir ou aumentar a pressão;
• armazenamento da água para uma emergência, por exemplo, falta de energia, quebra de uma bomba etc.

Apesar dos benefícios, é um local em potencial que pode propiciar a contaminação dessa água, podendo trazer prejuízos à saúde dos seus usuários. Assim, torna-se fundamental a sua correta instalação e manutenção, com limpezas periódicas e adequadas. Essas são ações simples, mas que nem sempre os moradores as realizam, podendo comprometer a qualidade da água e, consequentemente, da saúde. Na Figura 1.68 está detalhado o procedimento para limpeza de uma caixa d’água.

Scalize et al. (2019) constataram, em uma comunidade quilombola do estado de Goiás, que a presença dos reservatórios domiciliares influenciou negativamente a qualidade microbiológica em termos de coliformes totais e Escherichia coli. Além disso, relataram que uma água sem a devida desinfecção está passível de contaminação no seu trajeto até o consumidor final.

Referências

ABNT. Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 12.244: Construção de poço para captação de água subterrânea. Rio de Janeiro, 2006.

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