Aplicação dos Fenômenos de Transporte ao Tratamento e Abastecimento de Água

Atividade 2- Aplicação dos Fenômenos de Transporte ao Tratamento e Abastecimento de Água

Local da filmagem: Águas de Joinville - Companhia de saneamento básico

O vídeo mostra conceitos e noções de fenômenos de transporte e sua importância no tratamento e abastecimento de água. Águas de Joinville é uma das maiores estações de tratamento de água de Santa Catarina, o objetivo principal da visita é mostrar o funcionamento do conjunto motor-bomba, identificar os componentes do sistema que geram perda de carga e visualizar dados reais de uma estação de grande porte.

Fluido é toda substancia que se deforma continuamente sob a ação de uma tensão de cisalhamento, o deslocamento dos fluidos é chamado de fluxo e pode ser de duas formas: laminado ou turbulento. O fluxo laminado é caracterizado pelo movimento ordenado das moléculas, e tem uma velocidade constante, ele é um fluxo previsível. O fluxo turbulento é o oposto do laminado, ou seja, ele favorece o deslocamento do fluido, um exemplo disso é o deslocamento de água numa tubulação.

Logo no início do vídeo é apresentada a captação e estação de tratamento de água. Ela acontece nesta ordem: Captação, Mistura Rápida, Floculação, Decantação, Filtração, Tanque de contato, Casa de bombas, Reservatórios.

Na captação é usada a equação da energia da mecânica dos fluidos, que relaciona valores de pressão, velocidade, vazão, altura, diâmetro e perca de carga da tubulação e dos acessórios do sistema para determinar a potência do conjunto motor-bomba. Também é importante saber qual a capacidade de produção e a demanda a ser atendida.

Na estação de tratamento de água de Cubatão, a água é captada do rio Cubatão e existe um represamento semiartificial, são captados em média cerca de 130 milhões de litros de água por dia. Existem 5 bombas na captação que fazem a sucção da água do rio para os tanques de tratamento, três delas de 200cv e duas de 250cv, porém apenas três ficam em funcionamento constante. A pressão mínima de sucção é de 5 metros de coluna de água, a vazão da captação das três bombas juntas é de 1600 litros por segundo, sendo 550 litros por segundo cada uma em média.

O projeto inicial da estação era atender 925 litros por segundo. Na captação o diâmetro de sucção é de aproximadamente 350 milímetros, e de recalque 650 milímetros, o ideal seria que o diâmetro da tubulação fosse maior que o de recalque para evitar a gravitação que causa a queda brusca de pressão onde atinge a pressão de vapor do líquido.

Na mistura rápida, por intermédio das bombas é realizado o recalque, a unidade de mistura rápida fica acima de 8 metros no nível da captação onde mede-se a vazão da água por meio de uma sonda inserida na água, identifica-se que a vazão do sistema é realmente em torno de 1600 litros por segundo. Este equipamento apresenta pouca perca de carga e é muito preciso na leitura das vazões de líquidos fluindo por gravidade em canais abertos, por isso os tanques estão elevados. Nesta etapa também é adicionado o floculador principal, o sulfato de alumínio.

Na floculação o sulfato de alumínio que possui uma carga positiva anula a carga negativa da água formando os flocos. Na unidade de Cubatão esse processo de dá pela passagem do fluido por vários canos, e passa para a etapa de decantação.

Na decantação o floco por ser mais denso se deposita no fundo dos tanques, criando a necessidade da limpeza deles que é realizada por meio de uma descarga. Para um a limpeza eficiente é necessária uma pressão de descarga adequada, isso justifica a localização dos tanques a 8 metros acima do nível da captação. A altura ideal é calculada de acordo com a pressão requerida da descarga e a água escoa nas calhas coletoras que é direcionada a filtração.

A filtração consiste na passagem de um fluido por um meio filtrante, ou seja, por uma camada de materiais diversos, em geral seixos e areia que vão tirar as impurezas do fluido. Os filtros em uso podem ser de cima para baixo ou de baixo para cima (descendentes e ascendentes), ambos com capacidade de remoção suficiente para manter a qualidade da água dentro dos padrões exigidos pela lei. Na ETA Cubatão os filtros utilizados são filtros russos de filtração ascendente. Existem 16 filtros com 4,75 metros de altura cada um e 40 metros quadrados de área. Possuem 2 metros de pedregulhos e seixos de diferentes tamanhos e geometrias, 50 centímetros de areia e filtram em média 224 metros cúbicos de água.