INTRODUÇÃO
Nas últimas décadas a tecnologia para tratamento de água está se tornando cada vez mais eficiente em resolver problemas que antes eram praticamente impossíveis de se administrar. As tecnologias de abrandamento de água são tecnologias, relativamente recentes, que auxiliam no processo de obtenção de uma água de maior qualidade com processos eficientes de remoção de substancias que tornam o consumo de água, tanto humano quanto industrial, inviáveis.
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ABRANDAMENTO DE ÁGUAS DURAS
O termo água dura é usualmente utilizado devido à dificuldade no processo de lavagem de roupas (não forma quantidade de espuma aparentemente viável para se higienizar), pois águas contendo alta concentração de certos íons minerais reagem com sabões formando precipitados e evitam a formação de espuma.
Os íons minerais advêm de depósitos subterrâneos, como o calcário (CaCO3) ou a dolomita (CaMg(CO3)2) que agregam a composição da água uma grande quantidade de íons Ca2+ e Mg2+, na forma de bicarbonatos (HCO3-), nitratos (NO3-), cloretos (Cl–) e sulfatos (SO42-). Se a água não possuir esses tipos de cátions, ela é uma água considerada “mole”.
A partir da concentração desses íons, a água pode ser classificada como:
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Água branda |
0 a 40 mg/L |
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Água moderada |
40 a 100 mg/L |
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Água dura |
100 a 300 mg/L |
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Água muito dura |
300 a 500 mg/L |
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Água extremamente dura |
Acima de 500 mg/L |
Essa água pode ser imprópria para alguns usos, como em caldeiras industriais, por exemplo, na qual as caldeiras necessitam de água com baixa dureza, pois o cálcio e magnésio possuem características naturais de se agregarem nas paredes das tubulações. Em temperaturas excessivas se cristalizam formando incrustações, podendo causar danos irreparáveis às caldeiras, tais como: diminuição da eficiência na geração do vapor e aumento da temperatura de película do metal, além da possibilidade de rompimento de tubos e explosões.
Já existem algumas alternativas para o tratamento de água dura (para a retirada de Ca2+ e Mg2+), sendo conhecido por abrandamento e pode ser realizado de duas maneiras: Precipitação química e troca iônica.
Precipitação química
O processo se dá por adição de cal (CaO) e carbonato de sódio (Na2CO3). A cal é utilizada para elevar o pH da água, aumentando sua alcalinidade, enquanto o carbonato de sódio gera a alcalinidade para a reação ocorrer e também fornece os íons carbonato necessários.
Reação:
CaO + H2O à Ca(OH)2
Ca(OH)2 + H2CO3 à CaCO3 ¯ + 2H2O
Ca (HCO3)2 + Ca(OH)2 à 2CaCO3 ¯ +H2O
Mg (HCO3)2 + Ca(OH)2 à CaCO3 ¯ + MgCO3 + 2H2O
MgCO3 + Ca(OH)2 à Mg(OH)2 ¯ + CaCO3 ¯
MgSO4 + Ca(OH)2 à Mg (OH)2 ¯ + CaSO4
CaSO4 + Na2CO3 à CaSO3 ¯ + Na2SO4
Abrandamento por troca iônica
Consiste em fazer a água atravessar uma resina catiônica que captura os íons Ca2+ e Mg2+, substituindo-os por íons que formarão compostos solúveis e não prejudiciais à saúde, tais como o Na+.
Reação:
R(-SO3Na)2 + Ca2+ à R (-SO3)2Ca + 2Na+
R(-SO3Na)2 + Mg2+ à R (-SO3)2Mg + 2Na+
A resina catiônica pode ficar saturada (excesso de Ca2+ e Mg2+) durante o contínuo processo de troca iônica. Esta saturação recebe o nome de ciclo. Após, completado o ciclo, deve ser feita a regeneração da resina, que acontece com a adição de solução de Cloreto de Sódio (NaCl).
Reação:
R(-SO3)2Ca + 2Na+ à R(-SO3Na)2 + Ca 2+
R(-SO3)2Mg + 2Na+ à R(-SO3Na)2 + Mg 2+
Os abrandadores são os equipamentos onde ocorre o mecanismo de abrandamento, são basicamente formados por:
- Resina de troca iônica;
- Tanque Park contendo resina;
- Válvula de controle hidráulico; e
- Tanque de salmoura.
Figura 1 – Funcionamento do abrandador
Fonte: Kurita, 2009.
Basicamente, a eficiência do abrandador está relacionada com o controle das dosagens de sal que, se baixas, podem diminuir a capacidade de abrandamento e aumentar o vazamento de dureza.
CONSIDERAÇÕES
O abrandamento de águas é um processo importante para solucionar problemas relacionados tanto ao abastecimento de água como no uso da água em processos industriais, pois torna a água viável para diversos usos.
Vale lembrar que a presença moderada de alguns desses minerais não causam danos à saúde (existem indícios, que em grandes quantidades, podem ter efeitos laxativos e a formação de cálculos renais, mas ainda sem comprovação cientifica), porém, na situação da água para abastecimento urbano, uma água com níveis elevados de dureza podem causar um estranhamento e a não aceitação dessa água pela população, devido a presença de gosto salobra e também pela baixa formação de espuma em processos de lavagens domesticas.
No anexo X, da portaria 2914/2011 do Ministério da Saúde, estabelece que o limite de dureza em água para abastecimento, no Brasil, é de 500mg/L.
Autor
Elizeu Vasconcelos
Consultor Ambiental
