Uma Estação de Tratamento de Água (ETA) é um processo químico contínuo. Ela precisa responder 24 horas por dia a uma água bruta cuja turbidez, cor, pH e alcalinidade mudam com a estação do ano e com cada chuva a montante da captação.
A estabilidade da água tratada depende de duas condições que se decidem muito antes do reservatório: a água bruta precisa chegar à estação sem interrupção, e cada reagente precisa ser aplicado na dose certa, no ponto certo e com o material certo em contato com o produto.
1. O Fluxo de uma ETA
A maior parte das estações brasileiras opera pelo tratamento convencional, ou de ciclo completo:
Captação → Coagulação e correção de pH → Floculação → Decantação → Filtração → Desinfecção e fluoretação → Reservação
Cada etapa impõe uma exigência diferente. Na captação, a exigência é hidráulica: as bombas precisam partir com segurança, mesmo instaladas acima do nível da água. Na coagulação, na desinfecção e na fluoretação, a exigência é de precisão, porque a dose é expressa em miligramas por litro.
E em toda a estação existe uma rede de reagentes e utilidades cujas vazões precisam ser verificadas pelo operador.
Este artigo se concentra nesses três pontos (captação, dosagem química e medição de vazão), que são onde os equipamentos OMEL atuam diretamente sobre a estabilidade do tratamento.
2. Captação de Água Bruta: Escorva com Bombas de Vácuo BVM
Em muitas captações, as bombas centrífugas ficam acima do nível do rio ou da represa, por segurança contra cheias ou para facilitar a manutenção.
Nessa condição de sucção negativa existe um problema conhecido: a bomba centrífuga não bombeia ar. Se a sucção e a carcaça não estiverem cheias de água na partida, a bomba gira e não recalca, e pior, o selo mecânico ou a gaxeta trabalham a seco e podem ser danificados logo na partida.
A válvula de pé, solução tradicional, fica submersa, exposta a folhas, areia e incrustações, e costuma falhar sem aviso. Por isso, as captações de maior responsabilidade adotam a escorva por vácuo: uma bomba de vácuo retira o ar da sucção e da carcaça, e a pressão atmosférica empurra a água para dentro da linha até encher a bomba.
As bombas de vácuo de anel líquido OMEL da série BVM são feitas para esse serviço. A própria água é o fluido de selagem da máquina, de modo que a água arrastada no final da escorva é tolerada pelo próprio princípio de funcionamento.
Diferenciais da Série BVM
Citamos a seguir os principais pontos que fazem da BVM a solução ideal para escorvamento em bombas não afogadas.
- Insensível a impurezas e pequenos corpos estranhos aspirados.
- Vapores e líquidos acumulados são aspirados e expelidos.
- Compressão completamente isenta de óleo, relevante em contato com água para consumo humano.
- Baixo ruído (inferior ao do próprio motor elétrico) e construção disponível em ligas anticorrosivas.
Ela trabalha com capacidade de ar aspirado de 30 a 750 [m³/h] e pressão de vácuo de até 40 [mbar] (-730 [mmHg]) sem ejetores.
Aplicações na ETA: escorva de bombas de captação com sucção negativa e centrais de vácuo que mantêm várias bombas permanentemente escorvadas por meio de coletor e câmara separadora.
Um ponto de dimensionamento costuma surpreender: a bomba de vácuo não é selecionada pela vazão da captação, e sim pelo volume de ar a remover (tubulação de sucção e carcaças), pela altura de sucção e pelo tempo de escorva desejado.
3. Dosagem de Reagentes: Coagulação, pH, Polímeros, Desinfecção e Fluoretação
A coagulação define o desempenho de toda a estação. O coagulante (sulfato de alumínio, cloreto férrico ou policloreto de alumínio) desestabiliza as partículas que dão turbidez e cor à água, e essa reação só é eficiente em uma faixa definida de pH.
Por isso, a dosagem do coagulante vem acompanhada do alcalinizante e, em muitos casos, de um polímero auxiliar de floculação.
Uma subdosagem produz flocos frágeis, que não sedimentam e sobrecarregam os filtros. Por outro lado, uma sobredosagem aumenta o custo de reagentes e o residual de alumínio ou ferro na água tratada.
O resultado da dosagem aparece nos decantadores: flocos que arrastam para fora da unidade raramente são problema do decantador, e quase sempre são sintoma de dose ou pH de coagulação fora da faixa.
Depois da filtração, a janela fica ainda mais estreita. O desinfetante precisa garantir residual em toda a rede, e o fluoreto deve ficar na faixa recomendada, sem ultrapassar o valor máximo de 1,5 [mg/L] do padrão de potabilidade da Portaria GM/MS nº 888/2021.
Em todos esses pontos, o equipamento de dosagem precisa cumprir três requisitos ao mesmo tempo:
- repetibilidade,
- regulagem ampla e linear para acompanhar vazão e dose, e
- compatibilidade química com o produto.
A OMEL atende a esses requisitos com quatro famílias de bombas dosadoras.
Vazão de água × dose [mg/L] → massa de reagente [kg/h] → vazão de solução [L/h] → regulagem da dosadora
Bombas Dosadoras de Diafragma DMD
Diafragma elastomérico de acionamento mecânico, construção monobloco compacta e cabeçote totalmente estanque. É a solução robusta para a dosagem contínua de coagulantes, alcalinizantes e polímeros diluídos, com os seguintes detalhes:
- Até seis cabeçotes em um mesmo acionamento, cada um com regulagem independente: um único conjunto pode dosar coagulante, alcalinizante e polímero.
- Regulagem por parafuso micrométrico, com a bomba parada ou em funcionamento.
- Acionamento por inversor de frequência para dosagem proporcional à vazão de água bruta.
Ela opera de vazão de até 1.140 [L/h], até 10 [bar] e repetibilidade de ±3%. Com cabeçote em polipropileno ou aço inoxidável e diafragma em Santoprene.
Bombas Dosadoras de Diafragma NSP
Diafragma de acionamento hidráulico: um pistão desloca um volume exato de óleo, que move o diafragma em contato com o reagente. É a escolha quando a dose exige mais precisão ou o produto exige mais segurança, como na desinfecção e na fluoretação.
- Regulagem linear de 0 a 100%, com erro máximo de 1%.
- Válvula interna de alívio no sistema hidráulico, que dispensa a válvula de segurança na linha de recalque.
- Diafragma triplo com sensor de ruptura, para produtos perigosos como o ácido fluossilícico.
- Diafragma tubular, para líquidos com sólidos finos em suspensão, como as suspensões de cal.
- Controle elétrico ou pneumático por instrumentos de processo, atuando como elemento final de controle.
Ela trabalha de poucos litros por hora até cerca de 2.000 [L/h], com cabeçotes em inox, Hastelloy, Alloy 20, Monel, PVC, PTFE ou polipropileno.
Bombas Dosadoras de Pistão DMP e NSP/P
Nas grandes estações, a vazão de coagulante chega a milhares de litros por hora e a dosagem passa a ser automática.
As bombas de pistão OMEL atendem essa faixa, com os detalhes:
- DMP: modular, até seis cabeças em uma única unidade de acionamento, lubrificação em banho de óleo, erro máximo de 3%.
- NSP/P: regulagem linear com erro máximo de 1% e regulagem automática por atuador pneumático ou eletropneumático.
- Cabeças em ligas metálicas ou totalmente plásticas (PVC, PEAD, polipropileno, PTFE).
A bomba DMP trabalha com vazão de até 1.040 [L/h] por cabeça, enquanto a NSP/P até 5.550 [L/h].
Para a escolha correta do modelo e dos materiais de fabricação da bomba, é necessário levar em consideração o produto a ser bombeado, a concentração e a temperatura.
A OMEL conta com equipe especializada para auxiliar em todas as etapas do processo de aquisição de uma bomba.
4. Medição de Vazão: Rotâmetros OMEL
Uma ETA tem, além das linhas de dosagem, uma rede de vazões contínuas que o operador precisa acompanhar: água de diluição e preparo do polímero, água de selagem das bombas, purgas, lavagens, ar e gases de serviço.
Os rotâmetros OMEL, medidores de vazão de área variável, dão ao operador uma leitura direta e permanente dessas vazões, sem necessidade de energia elétrica.
Os principais modelos estão relacionados a seguir:
- Modelos T e N (tubo de vidro borosilicato): leitura direta com precisão padrão de ±2% do fundo de escala, versão especial de ±1% do ponto de leitura (ISA RP 16.1.2.3) e repetibilidade de 0,5% do fundo de escala.
- Modelo P: bitolas pequenas, para baixas vazões como purgas e linhas de pequeno porte.
- Modelo 1P5P: totalmente em plástico injetado, leve e econômico, para operação até 50 [°C].
- Modelos metálicos R4M e M250: para fluidos opacos ou corrosivos ao vidro. O M250 também aceita transmissor de 4 a 20 [mA] e contatos de alarme, levando a vazão ao supervisório.
Os rotâmetros também aparecem nas bancadas de verificação de hidrômetros das companhias de saneamento, com uma função bem definida. Nessas bancadas, o erro do hidrômetro é determinado em volume, comparando sua indicação com um tanque volumétrico aferido ou uma balança.
O rotâmetro é o indicador que permite ao operador ajustar a vazão de cada ponto de ensaio (vazão mínima, de transição e permanente) dentro da faixa exigida pela norma, com um tubo de medição dimensionado para cada ponto.
Conclusão
Uma ETA depende do controle adequado de cada etapa, e os pontos mais sensíveis estão na captação e na aplicação dos produtos químicos.
Uma bomba de captação que não parte interrompe o abastecimento, assim como uma dosagem fora da faixa compromete a coagulação, a desinfecção ou a fluoretação.
Por isso, a seleção parte da exigência de cada etapa:
- Bombas de vácuo BVM para a escorva da captação,
- Bombas dosadoras DMD, NSP, DMP e NSP/P, escolhidas pela faixa de dosagem, pela precisão e pela compatibilidade química, e
- Rotâmetros OMEL para tornar visível a vazão instantânea.
Com esse conjunto, a OMEL contribui para uma operação mais estável, segura e confiável nas Estações de Tratamento de Água.
Além dessas, a OMEL tem outras soluções aplicáveis numa ETA, como a lavagem dos filtros com ar, com auxílio do soprador Roots SRT, e o recebimento e transferência de produtos químicos, pelas bombas centrífugas de processo OMEL UND/III. Temas que serão abordados em momento oportuno.
Precisa de ajuda?
Envie a condição da sua estação: reagente e concentração, faixa de dose, vazão de água tratada, pressão no ponto de injeção e, para a captação, altura de sucção e volume da tubulação.
A equipe técnica da OMEL indica a configuração adequada de bombas dosadoras, bombas de vácuo e rotâmetros para a sua ETA.
