PALESTRA SOBRE POTABILIZAO DE GUAS SUBTERRNEAS

CONSIDERAES INICIAIS

Sem gua no haveria vida, como a conhecemos, na face da terra. Qualquer que seja o tipo de ser vivo considerado, ele depende da gua para continuar existindo.

Entretanto, no qualquer tipo de gua que satisfaz a todos os seres. Os seres humanos, por exemplo, racionais e inteligentes que so, demandam gua que atenda a padres de referncia adequados sua utilizao, tanto do ponto de vista esttico, como sanitrio.

Diferentemente do que se imagina, o suprimento de gua doce na natureza, apesar de renovvel atravs do ciclo hidrolgico, finito. No se deve raciocinar em aumentar simplesmente a produo para atender demanda crescente e os desperdcios: o preo a pagar pode ser a prpria vida do sistema.

O desmatamento irresponsvel, a explorao descontrolada das fontes de suprimento e as alteraes climticas decorrentes do efeito estufa, afetam diretamente o suprimento de gua doce.

Como se isso no bastasse, h ainda a poluio e a contaminao, tanto do solo como do subsolo, decorrentes do lanamento de produtos qumicos como adubos e pesticidas, por exemplo e, de restos da atividade humana, inclusive, diretamente em cursos de gua, ainda que estas constituam importantes fontes de suprimento. Isto agrava o problema da sua potabilizao.

A menos que cada pas e a comunidade de naes como um todo, se conscientizem que o problema da responsabilidade de todos e de cada um individualmente, a guerra da gua, hoje ainda limitada a uns poucos pases, se alastrar inexoravelmente e, no tenhamos dvida, prevalecer a "lei do mais forte", este ltimo procurando dominar as reservas, a produo e o comrcio da gua em nosso planeta, a qualquer preo.

QUALIDADE DA GUA QUANTO SUA DESTINAO

Dependendo do fim a que se destina, a gua dever apresentar determinados padres caractersticos, sem o que, em vez de auxiliar, prejudicar o usurio.

Assim que, enquanto para algumas atividades industriais, por exemplo, a gua deve ser isenta de sais minerais, para o consumo humano, esses sais tornam-se imprescindveis para auxiliar no equilbrio do metabolismo orgnico.

Por outro lado, independente do tipo de uso final, a gua in natura, seja de superfcie, seja subterrnea, pode apresentar caractersticas tais que danificam os equipamentos nela utilizados, diminuindo sua vida til. Da a necessidade de um estudo criterioso para especificar os tipos de equipamentos mais indicados para utilizao em tais guas, ou, at mesmo para o pr-condicionamento dessas guas, visando minimizar os malefcios que provocariam se distribudas em seu estado natural.

A concluso lgica de tais colocaes a necessidade de, na grande maioria dos casos, a gua demandar um certo tipo de acondicionamento ou de tratamento para atender adequadamente ao fim a que se destina.

No caso especfico das guas subterrneas, nas quais, via de regra, so mais freqentes a presena de significativos teores de sais minerais e gases indesejveis, faz-se necessria a sua adequao para poderem ser utilizadas com segurana.

Mesmo considerando que os mananciais subterrneos so razoavelmente bem protegidos contra a poluio e a contaminao, isto no significa segurana absoluta. Um poo mal locado ou mal construdo, por exemplo, pode propiciar a contaminao do aqfero.

Portanto, independentemente do manancial considerado, podemos genericamente afirmar que a gua a ser utilizada carece de dois tipos bsicos de tratamento:

Tratamento preventivo, caracterizado pela seleo, locao e proteo adequadas do manancial; e,

Tratamento corretivo, atravs do qual so alterados os padres da gua in natura para torn-la potvel, ou, para atender as outras finalidades a que se destine.

Ressalte-se que no basta que a qualidade da gua seja adequada apenas na fase imediatamente aps o tratamento. Sua condio deve ser tal que o padro se mantenha ao longo da distribuio, at atingir seu objetivo final.

Embora tal recomendao parea por demais bvia, comum a sua inobservncia, especialmente nos sistemas coletivos de abastecimento de gua potvel, por exemplo, nos quais, via de regra, as redes de distribuio, por mal construdas ou mal operadas, apresentam freqentes pontos de poluio e de contaminao.

CARACTERSTICAS DAS GUAS SUBTERRNEAS

Em uma avaliao sucinta quanto qualidade natural das guas subterrneas, podemos dizer que, o maior ou menor teor de sais minerais, metais dissolvidos, gases e substncias volteis (estas na maioria das vezes, responsveis por sabor e odor em muitas guas), depende fundamentalmente, dentre outros, dos seguintes fatores:

Qualidade mineralgica da rocha ou rochas da formao aqfera e, at mesmo, das camadas percoladas pela gua antes de atingir a zona do aqfero;

Localizao do aqfero em sedimentos depositados no fundo de antigas reas inundadas, ricas em matria orgnica por exemplo; e,

Poos locados em zonas de influncia de lnguas salinas.

evidente que o enfoque acima refere-se s condies naturais ambientais. Infelizmente, nem sempre os problemas com as guas subterrneas, da mesma forma como acontece com as guas de superfcie, so de origem natural.

A poluio e a contaminao das guas por resduos das atividades humanas esgotos sanitrios, defensivos agrcolas, pesticidas, herbicidas e outros rejeitos txicos ou radioativos constituem problemas mais graves e muito mais onerosos quando se necessita colocar tais guas dentro dos padres de potabilidade.

So inmeras as constataes de agresses aos mananciais subterrneos, especialmente prximo a ncleos populacionais e, especialmente, nas cercanias de reas industriais, onde exista o manejo de produtos qumicos, txicos ou radioativos.

A preveno contra as agresses ao meio ambiente constitui o mtodo mais sensato e correto para garantir nossos mananciais e a prpria vida.

POTABILIZAO DAS GUAS SUBTERRNEAS

A adequao da qualidade das guas subterrneas para atender aos padres de potabilidade, visando adequ-las ao consumo humano, inclusive em seu aspecto esttico, constitui o que denominamos de potabilizao da gua.

Dependendo das caractersticas naturais das guas subterrneas, h aquelas que prescindem de qualquer tratamento prvio para seu uso, pois, atendem aos padres de potabilidade.

Neste primeiro caso, tudo o que se necessita so os seguintes cuidados:

Locao, projeto e construo tecnicamente corretos de poos, tanto do ponto de vista hidrogeolgico, como sanitrio; e,

Para manter a potabilidade da gua, o sistema atravs do qual ela ser acumulada ou distribuda, deve ser sanitariamente bem protegido, inclusive atravs da desinfeo preventiva do sistema.

Todavia, bastante comum as guas subterrneas apresentarem odor e sabor indesejveis e elevados teores de dureza, de alcalinidade, de ferro, de mangans, de cloretos, etc..

Nesses casos, para torn-las potveis, essas guas devem ser submetidas a processos adequados de tratamento.

Exceto pela reduo do teor de cloretos, que requer processo especfico e bastante dispendioso, a reduo da maioria dos demais elementos naturais presentes na gua pode ser efetuada atravs de processos convencionais bastante difundidos e de operao simples e econmica.

O processo da aerao permite, ao introduzir o oxignio do ar na gua a tratar, fazer com que escapem para a atmosfera os gases dissolvidos, como o bixido de carbono e o gs sulfdrico e outras substncias volteis responsveis pelo odor e sabor presentes nessa gua; alm disso, a aerao propicia a oxidao dos elementos suscetveis ao processo, tais como o ferro e o mangans, por exemplo, facilitando sua remoo.

A aerao pode ser efetuada de diversas maneiras, como por exemplo, pelo emprego de aspersores, cascatas, bandejas superpostas e injeo de ar comprimido.

Como efeito da aerao, alguns elementos passam a formar flocos, os quais so removidos, em boa parte, atravs do processo de decantao; os demais flocos, so removidos pela filtrao.

A grande inconvenincia de se passar diretamente da aerao para a filtrao, consiste no fato de que, em assim procedendo e isto mais freqente do que se poderia esperar na prtica o grande volume de partculas retidas no filtro determina retrolavagens mais freqentes, portanto, um desperdcio evitvel de gua, de energia e de mo de obra.

A decantao, via de regra, ou feita pelo fluxo gravitacional normal da gua, ou, contracorrente. A escolha do mtodo depende das caractersticas da estao de tratamento.

Em um sistema bem dimensionado, somente os flocos com densidade bastante pequena passam para o filtro, onde ficam retidos at serem removidos atravs do processo de retrolavagem.

As estaes comuns de tratamento de gua que envolvem esses trs processos combinados, tm seu porte definido pela vazo da gua a tratar e, via de regra, apresentam dimenses bastante significativas, fato que pode inviabiliz-las, especialmente em situaes onde os espaos disponveis sejam reduzidos. Por outro lado, a presena permanente de operadores pode inviabilizar financeiramente seu emprego.

Estudos e ensaios desenvolvidos pelo Eng Mario Therezo Lopes ao longo de cerca de uma dcada, permitiram a concepo de uma ETA compacta, que tanto pode ser construda no local, como pode ser produzida industrialmente e que, a par de resolver adequadamente o problema de espao, opera de maneira extremamente simples e econmica; alm disso, dispensa a presena constante de operadores junto ETA.

Fig 01. Corte esquemtico de uma ETA compacta, com fluxograma da gua.

Tal simplificao foi possvel atravs da interferncia em determinadas fases do processo, para as quais j foi expedida a respectiva carta patentes de inveno, inclusive para o arranjo do conjunto.

Cabe alertar para o fato de que no se deve considerar tais mtodos como panacia. Exemplificando: guas contendo ferro coloidal, ou ainda, mangans dissolvido, demandam um pr-condicionamento, o qual tambm pode ser bastante simples do ponto de vista de instalao e de operao, dependendo da capacidade e experincia tcnica do seu projetista.

Da a necessidade de se procurar sempre profissionais efetivamente capacitados e credenciados para gerir as diversas etapas do processo, inclusive quanto especificao e execuo das anlises da gua a tratar.

EXEMPLOS DE CASOS REAIS

Para que se tenha uma idia do que efetivamente se pode esperar em termos de qualidade das guas subterrneas em funo da litologia local e das condies de sua acumulao, visando a sua potabilizao, apresentaremos a seguir alguns casos por ns constatados.

1. Condomnios em Niteri.

1.1. Condomnio A ( Regio Ocenica de Niteri).

A denominao simblica do condomnio deve-se ao fato de no termos solicitado autorizao para nomin-lo diretamente.

Fig. 02. Planta plani-altimtrica do condomnio A (Regio Ocenica)

indicando a locao dos poos e litologia.

Os 5 (cinco) poos tubulares profundos ali construdos apresentam, basicamente, guas com duas caractersticas distintas:

Os 3(trs) poos onde a litologia indica a presena de metabasitos subjacentes ao gnaisse, produzem guas com significativos teores de bicarbonatos (de clcio, de magnsio e de ferro) e de ferro; em um dos poos, onde prevalece o metabasito, isto , onde a cobertura de gnaisse insignificante (localmente), o teor de ferro maior; o pH dessas guas est em torno de 6,0; e,

Os 2(dois) poos restantes, construdos no quartzito, o pH situa-se em torno de 7,0 e a gua no apresenta a presena de ferro e, dependendo da amostra (em funo da poca da coleta), tambm no apresenta bicarbonatos; as guas destes poos no produzem incrustaes e nem sofrem variaes em seus aspectos estticos quando utilizadas em piscinas, por exemplo.

NOTA: as guas dos trs primeiros poos so bastante agressivas.

1.2. Condomnio B (Regio Ocenica de Niteri).

Dos poos ali implantados, cabe destaque quele construdo junto rea de lazer do condomnio, o qual j foi seu principal produtor de gua.

A representao esquemtica a seguir, serve para ilustrar o histrico de tal poo, em relao qualidade da gua por ele produzida.

CORTE ESQUEMTICO

S/ ESCALA

Fig.03. Seo geolgica esquemtica do condomnio B (Regio Ocenica)

Este exemplo serve para demonstrar como a potabilizao da gua de um determinado aqfero pode se comprometer em decorrncia de fatores fsicos externos, os quais provocaram a intercomunicao da camada de turfa (mangue) com a zona do aqfero, este, constitudo por arenito argiloso em seu topo e em sua base e, arenito limpo, bem selecionado, na principal zona produtiva.

A gua produzida por tal poo, inicialmente carecia apenas de tratamento para remover sabor, odor e ferro. Este ltimo, apenas com a incipiente aerao gerada na queda da gua da adutora em uma caixa de passagem provisria, era oxidado, formando flocos, densos o suficiente para decantarem.

Dado o grande nmero de perfuraes efetuadas na rea de influncia do poo para implantao de benfeitorias, certamente a camada selante de argila foi penetrada e, provavelmente, por este motivo, houve a intercomunicao direta entre a turfa e o arenito.

Aps cerca de 15 dias de bombeamento sistemtico do poo, o que certamente provocou a queda da presso hidrosttica no aqfero, a gua produzida mudou seu aspecto esttico, passando a apresentar intensa turbidez acinzentada.

Com esses novos elementos em suspenso, a ETA no operou corretamente, uma vez que os slidos em suspenso, alm de no decantarem o suficiente, grande parte no era retida sequer pelo leito filtrante. Foram ento efetuadas novas anlises fsica e qumica da gua bruta e constatada a presena de ferro coloidal, certamente proveniente da turfa.

Aps novo teste de jarro, foi projetado, sem alterar a ETA existente, um sistema de pr-condicionamento da gua para permitir a coagulao do ferro coloidal, sistema esse que sequer chegou a ser implantado.

Um novo fator fsico externo agravou a situao quanto qualidade da gua. Ao ser refeita a dragagem do canal existente nos limites do condomnio, muito provvel que o argilito selante tenha sido irremediavelmente rompido no fundo do canal por onde circula gua salgada, provocando, com isso, a salinizao do aqfero, da haver sido interrompido o aproveitamento de tal poo.

2. Icoaraci (Belm-PA).

Este exemplo, do mesmo modo que veremos a seguir para o caso de Correnteza ( Campos-RJ), serve para ressaltar a importncia do tratamento preventivo mencionado anteriormente, no item QUALIDADE DA GUA QUANTO SUA DESTINAO e indicar, nas circunstncia, o grau de tratamento mais apropriado para torn-la potvel.

Em Icoaraci, certamente por no haver sido efetuado um estudo hidrogeolgico mais abrangente antes das construes dos primeiros poos e, dada a preocupao com o volume a produzir, decidiu-se pela captao dos horizontes situados at 100 metros de profundidade, mesmo apresentando odor e sabor indesejveis e elevados teores de ferro (at 8ppm) e de mangans (at 5,5ppm) uma vez que as anlises fsicas e qumicas e os ensaios ento efetuados, indicavam a viabilidade da adequao desses teores atravs da implantao de uma estao de desferrizao.

Estudos posteriores, seguidos de pesquisa hidrogeolgica mais completa, permitiram identificar o seguinte:

os poos anteriormente construdos, com profundidades da ordem de at 100 metros, captavam gua de sedimentos quaternrios, com elevados teores de ferro e de mangans e pH em torno de 6;

abaixo da camada selante subjacente ao quaternrio, constituda por argila plstica, esverdeada (leitura efetuada no instante da coleta da amostra), caracterstica do topo do tercirio, os aqferos penetrados apresentavam gua dentro dos padres de potabilidade in natura e com um pH em torno de 8; e,

ao entrarem em produo os novos poos, cada um com vazo superior soma dos anteriores, estes foram desativados e, com eles, a ETA existente.

Como se v, o tratamento dado atravs de poos corretamente projetados e construdos, dispensaram o tratamento corretivo existente (ETA) e, com isso, os custos permanentes de sua operao e manuteno, compensando e muito, quer pela vazo, quer pela qualidade das guas, o investimento maior nos novos poos.

3. Correnteza (Campos RJ).

Neste caso, a m conduo do processo construtivo do poo, determinou a necessidade da implantao de uma estao de tratamento para tornar potvel a gua produzida.

Em Correnteza, a perfurao, de cerca de 100 metros, ultrapassou a camada selante (idntica de Icoaraci), situada a cerca de 50m de profundidade.

Os horizontes aqferos sobrejacentes a essa camada selante contm gua que demanda tratamento, inclusive em uma situao que requer cuidado especial, devido presena de teores elevados de mangans dissolvido.

Por deficincia da construtora do poo, ocorreu desabamento em profundidade, inclusive da camada selante, da a necessidade da implantao de uma ETA, a qual ainda dever sofrer alteraes para atender, especificamente, remoo do mangans dissolvido existente na gua.

O tratamento inicialmente implantado, constando de coagulao com auxlio do sulfato de alumnio, decantao e filtrao, no vem dando a resposta adequada quanto ao teor de mangans na gua tratada, da a necessidade da alterao da ETA para tornar eficiente a remoo desse mangans e, desta forma, colocar a gua efetivamente dentro dos padres de potabilidade.

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