As águas
(Ciência das águas)

Prof. Luiz Ferraz Netto [Léo]
leobarretos@uol.com.br 

Introdução
Quimicamente, água é composto constituído de hidrogênio e oxigênio, tendo a fórmula H₂O. Sua composição percentual é a seguinte: 11,19% de hidrogênio e 88,81% de oxigênio.
A água foi considerada uma substância simples até 1781, quando H. Cavendish a decompôs pela primeira vez; em 1783 A. L. Lavoisier determinou a sua composição centesimal, e em 1805 J. L. Gay-Lussac a sintetizou a partir dos elementos. A água é um composto enormemente difundido na natureza, nos seus estados de agregação gasoso, líquido e sólido; cobre cerca de 73% da superfície terrestre. Ela executa um ciclo natural que emprega, a grosso modo, 400 trilhões de toneladas ao ano, 300 das quais evaporam de todos os mares e oceanos e o restante dos continentes, dos lagos e dos rios. Toda esta água se condensa e volta a cair sobre a superfície terrestre em forma líquida (chuva) ou sólida (neve, granizo); nas terras emersas caem cerca de 100 trilhões de toneladas, uma parte da qual reevapora diretamente; parte corre para o mar, sob forma de rios e torrentes; parte, após embeber o terreno, é absorvida pelos vegetais, através dos quais reevapora e finalmente, vai formar rios ou lagos subterrâneos, para depois voltar a emergir e constituir rios ou lagos superficiais ou, então, voltar diretamente, sem reemergir, para o mar. Por efeito do calor solar, a maior parte de água que chega à superfície terrestre evapora novamente, recomeçando o ciclo. A restante alíquota combinando-se quimicamente com outras substâncias, voltará ao ciclo quando outros fenômenos geofísicos ou biológicos a libertarem.
 

Características físico-químicas
À pressão de 760 mmHg, a água entra em ebulição (ferve) a 100°C e solidifica-se a 0°C (as temperaturas de solidificação e ebulição à pressão de 760 mmHg foram precisamente assumidas como 0 e 100 da escala termométrica de Celsius). Aumentando a pressão, diminui a temperatura de solidificação e aumenta a de ebulição. Na solidificação a água transforma-se em gelo, que se cristaliza hexagonalmente.
Ao contrário do que se verifica para a maior parte das substâncias, a água solidifica-se aumentando de volume, de sorte que o gelo flutua na água. Este fenômeno é importante, uma vez que permite que a água, mesmo em regiões frias, permaneça líquida sob a camada de gelo, que de certo modo funciona como isolante térmico.
A massa específica da água (densidade), que se expressa em g/cm³, é 0,999868 a 0 °C, 1,00000 a 4 °C e 0,998230 a 20 °C; a massa específica do gelo a 0 °C é 0,9168 g/cm³. A densidade do vapor de água (referente ao ar, tomada como igual a 1) a 0 °C é 0,624; a temperatura crítica é igual a 374 °C e a pressão crítica é de 218,4 atm.
Os calores específicos, que se expressam em cal/(g.°C), são: 0,505 para o gelo a 0 °C; 0,99976 para a água a 15 °C e 0,487 para o vapor de água a 100°C (calores específicos a pressão constante). O calor latente de evaporação da água, em cal/g, é de 595,4 a 0 °C e de 539,5 a 100 °C; o calor latente de fusão do gelo é igual a 79,42 cal/g.
A tensão superficial da água com relação ao ar corresponde a 0,0756 N/m, a 0 °C. O coeficiente de compressibilidade a 20 ºC é 4,6.10^-5 atm^-1; o coeficiente de condutibilidade térmica entre 10°C e 18°C é 0,61 (W/m²).ºC; o índice de refração para a luz amarela do sódio é 1,33401 a 0 °C e 1,33194 a 30 °C.

A água pura, que é incolor em finas camadas apresenta-se azulada em camadas superiores a 4 ou 5 m; esta coloração se deve à absorção da luz, mas pode variar pela influência de partículas extremamente pequenas que podem encontrar-se suspensas nela. A molécula da água tem uma estrutura em V;

A existência de moléculas simples só se admite na água em estado de vapor. Nos outros estados admitiu-se, durante muito tempo, que houvesse em equilíbrio moléculas de (H₂O)₂ biídrol e (H₂O)₃ triidrol; pesquisas posteriores, no entanto, puseram em evidência a existência de grupos de moléculas de maior complexidade com formas de associação particulares. Isto justifica as constantes físicas e químico-físicas da água no estado sólido e líquido, que de outra forma contrastariam com a existência de moléculas simples. A água é uma substância neutra dotada de pequena atividade química; todavia, com a sua presença facilita e torna possíveis numerosas reações químicas. Esta propriedade deve ser atribuída ao seu alto poder ionizante, ou seja, à capacidade de dissociar em íons as moléculas das substâncias, consequência do elevado valor da sua constante dielétrica (na água, duas cargas de sinais opostos atraem-se com uma força que é cerca de 1/80 daquela no ar). A própria água é fracamente dissociada nos seus íons e isto explica os fenômenos de hidrólise que nela ocorrem. A água reage com os óxidos básicos para dar os hidróxidos:

CaO + H₂O ==> Ca (OH)₂

e com os anidridos para dar os ácidos:

SO₃ + H₂0 ==> H₂S0₄

Ela se comporta como oxidante, a frio para os metais alcalinos ou alcalino-terrosos e, a quente, para os metais de media eletropositividade, formando os óxidos ou hidróxidos relativos e liberando oxigênio. Assim, por exemplo:

Ca + 2 H₂O  =(600-700 ºC)=> Ca (OH)₂ + H₂
       3 Fe + 4H₂O <==> Fe₃O₄ + 4 H₂

A água possui a propriedade de dissolver numerosíssimos compostos químicos, sendo, mesmo, o solvente por excelência (solvente universal).

Água quimicamente pura
Teoricamente, pode-se obter por síntese, queimando o hidrogênio no oxigênio. Praticamente, prepara-se águas naturais, a partir de soluções aquosas de substâncias sólidas, líquidas ou gasosas por destilação, que se pode repetir mais vezes, em recipientes tendo paredes particularmente inertes (cobre estanhado, platina, vidro de quartzo). Um método para reconhecer a pureza da água consiste em medir a sua condutibilidade elétrica; a água quimicamente pura tem uma condutibilidade praticamente nula.

Água de absorção
É aquela que um corpo poroso retém quando mergulhado, na água, mas que .é gradativamente eliminada com uma prolongada exposição ao ar.

Água higroscópica. É a água que permanece num corpo mesmo depois que este foi mantido em contato com a atmosfera livre por um tempo suficientemente longo. Para eliminá-la, é necessário secá-lo a mais de 100°C ou manter o corpo num ambiente desidratante.

Água de cristalização. É a que está presente em quantidade estequiométrica em substâncias que têm estrutura cristalina, a cuja molécula está ligada em virtude das ligações secundárias. A sua eliminação ocorre segundo um número de moléculas inteiro e simples, e não gradativamente. A passagem do composto hidrato ao anidrido é, portanto, uma reação química de decomposição, e não simplesmente um fenômeno físico.

Dissociação da água. A água à alta temperatura dissocia-se em hidrogênio e oxigênio, originando um equilíbrio químico entre H₂O, H₂ e O₂. A dissociação térmica só ocorre por 2% aproximadamente a 2 000 °C e para 13%, aproximadamente a 3 000 °C. De qualquer forma, à alta temperatura e na presença de elementos que têm pelo oxigênio maior afinidade do que o hidrogênio, a reação desloca-se para a direita, isto é, facilitando a dissociação.

Água destilada
Água quimicamente pura, que se extrai da condensação do vapor obtido artificialmente, por ebulição de águas naturais. O ciclo completo (ebulição e condensação) executa-se mediante destiladores cujo condensador é constituído por materiais inatacáveis (estanho, prata, quartzo), a fim de evitar que a água produzida seja poluída pelas paredes do recipiente de coleta. Os destiladores de laboratório têm uma produção horária que varia de 0,5 a 5 litros, enquanto os industriais podem produzir até centenas de litros de água destilada por hora. Se a água destilada é produzida a partir de águas não muito ricas em sais minerais, e se oxidam previamente as substâncias orgânicas contidas na água de partida, o produto obtido é suficientemente puro para justificar o alto dispêndio de energia térmica necessária à destilação. Para purificar águas não apropriadas à destilação, podem-se seguir outros métodos, como a desionização com resinas ou, então, a osmose inversa.

Água oxigenada
Composto químico também denominado peróxido de hidrogênio, constituído, como a água, somente por hidrogênio e oxigênio. Sua fórmula é H₂0₂, com estrutura molecular não linear, apresentando dimensões e ângulos particulares.

É um líquido denso (densidade a 0 °C = 1,471 g/cm³) levemente azulado, que ferve a 150,2 °C e congela a —0,43 °C; é miscível com água comum em todas as proporções. No estado puro, a água oxigenada está sujeita à decomposição explosiva, especialmente quando as paredes do recipiente que a contém não são muito lisas e se estão presentes impurezas metálicas. Normalmente, é usada em solução aquosa e a reação de decomposição

 2H₂O₂ ==> 2H₂O + O₂↑ ... (1)

é extremamente lenta, tanto que as soluções comerciais de água oxigenada, contendo de 30 a 35% em peso de H₂O₂ se conservam geralmente por alguns meses.

A preparação industrial da água oxigenada baseia-se hoje na reação entre uma substância orgânica, 2-etilantraquinol e o oxigênio que é reduzido a número de oxidação — 1, dando H₂O₂:

A reação ocorre em solução de benzeno; oportunas extrações e destilações levam, depois, à preparação da solução aquosa comercial a 30% em peso. O processo acima mencionado suplantou quase totalmente, nos últimos anos, o método de preparação baseado na hidrólise do peroxidissulfato de amônio.

A água oxigenada apresenta acentuadas propriedades oxidantes e, em solução aquosa, tem também um fraco caráter ácido; ela se dissocia, mesmo em proporção mínima, segundo a reação de equilíbrio :

H₂O₂ + H₂0  <==>  H₃0⁺ + H0₂ ^-   ... (3)

A concentração das soluções aquosas de água oxigenada é frequentemente expressa com base no volume de oxigênio (medido a 0 °C e 760 mmHg), que se obtém do volume unitário de solução segundo a reação de decomposição (1); portanto, fala-se comumente de água oxigenada a 12 ou 30 volumes, segundo cada volume de solução origine, por decomposição, respectivamente 12 ou 30 volumes de oxigênio.
Tais soluções encontram numerosos empregos, todos baseados no poder oxidante da água oxigenada, que tem a vantagem, com relação aos demais oxidantes, de não deixar vestígio da sua presença em solução, porque, oxidando-se, se reduz a água. A água oxigenada é usada como desinfetante, no embranquecimento de grande número de materiais como lã, seda, algodão, peles, gorduras, etc., assim como para a preparação do chamado perborato (NaBO₂ . H₂O₂ .  3H₂0), usado como alvejante e como aditivo para detergentes.

A água oxigenada à alta concentração (70 a 90%) é amiúde usada nos foguetes como combustível líquido. Neste caso, além da dificuldade de obtê-la em fortes concentrações, existe ainda a de conservá-la e transportá-la. Ela, com efeito, corrói os reservatórios, com consequente dissociação e desenvolvimento de calor que produz a explosão. Resolve-se tal problema com o uso de estabilizantes (fósforo ou oxiquinolina), de metais inoxidáveis ou puríssimos, melhor ainda se cobertos de substâncias cerosas ou de cloreto de polivinil. A água oxigenada, usada como combustível desde 1936, em contato com um oportuno catalisador (por exemplo, o permanganato de cálcio), decompõe-se em vapor aquoso superaquecido e oxigênio livre, com forte desenvolvimento de calor, segundo a reação química:

2H₂O₂ ==> 2H₂O + O₂

Se esta reação é realizada numa câmara de decomposição que se comunica com um efusor, gera-se um jato de oxigênio e vapor à alta temperatura e grande velocidade de efluxão, capaz de produzir um notável impulso propulsor. Em outros termos, a água oxigenada, mesmo sem intervenção de um combustível, está em condições de produzir um impulso e, portanto, pode ser considerada um monopropulsor. Todavia, o oxigênio livre que se forma na decomposição pode ser empregado para queimar um combustível como álcool, hidrazina, benzina, etc. Desta forma, o impulso específico aumenta sensivelmente, enquanto a água oxigenada deixa de funcionar como monopropulsor e se transforma no líquido oxidante de um sistema bipropulsor.
Como monopropulsor, a água oxigenada encontra muitas aplicações sobretudo nos sistemas de controle de equilíbrio longitudinal sobre os três eixos de rotação dos mísseis e das cápsulas espaciais; é, porém, usada muito largamente como oxidante nos sistemas bipropulsores.

Água pesada
Água formada por moléculas nas quais o hidrogênio é substituído pelo seu isótopo pesado (deutério); a sua fórmula é D₂O. A água pesada é empregada como moderador em alguns reatores nucleares, pois possui notável poder de freamento e uma relação de moderação excepcionalmente elevada.
Em igualdade de condições, o uso da água pesada como moderador permite atingir uma probabilidade de evitar a ressonância e uma utilização térmica mais elevadas do que as que se obtêm com o emprego da grafita. Até há pouco tempo, a disponibilidade de água pesada era bem limitada; atualmente, após o desenvolvimento de instalações de produção notavelmente melhoradas, a água pesada é produzida em quantidade suficiente para satisfazer a demanda.

Produção da água pesada
Todas as águas naturais contêm cerca de uma parte sobre 6 500, isto é, cerca de 0,015%, de óxido de deutério; a água pesada obtém-se concentrando o óxido de deutério até um grau preestabelecido. Essa concentração pode efetuar-se seguindo diversos métodos; os que oferecem boas possibilidades de aplicação em larga escala são: o método eletrolítico, o método de destilação e o das trocas isotópicas.

Método eletrolítico. Na eletrólise da água, o hidrogênio gasoso libertado do cátodo apresenta uma relação hidrogênio-deutério mais elevada que a relativa à água de partida. A água que fica na célula eletrolítica resulta, portanto, particularmente enriquecida de deutério. A célula eletrolítica, construída em aço, pode servir como recipiente e como cátodo.
Mediante eletrólise prolongada, é possível obter água pesada a uma pureza próxima de 100%. Como são necessárias enormes quantidades de energia elétrica para atingir esse grau de concentração, é possível usar este método somente quando se tem à disposição energia elétrica por baixo preço.

Método de destilação. Baseia-se numa pequena diferença existente entre as tensões de vapor da água normal e da pesada. Destilando, pois, a água, a primeira fração que evapora contém isótopo mais leve numa porcentagem ligeiramente mais rica no isótopo mais pesado. É possível, portanto, efetuar a concentração da água pesada mediante a destilação fracionada da água natural.
Dada a pequena diferença das tensões de vapor, as colunas de destilação devem ter um grande número de estágios. Um maior rendimento de separação obtém-se destilando em pressões inferiores à atmosférica. A despeito da complexidade dos aparelhamentos exigidos, este método permite obter razoáveis quantidades de água pesada em elevado grau de pureza com uma concentração de D₂O de cerca de 90%.

Método das trocas isotópicas. Explora pequenas diferenças de reatividade existentes entre os dois isótopos. Embora os isótopos possuam propriedades químicas idênticas, as diversas formas isotópicas de um elemento ou de um composto têm, amiúde, velocidades de reação levemente diferentes; decorre daí que a constante de equilíbrio (K) de uma reação de troca isotópica (constante que é igual à relação das velocidades específicas das reações diretas e inversas) é diferente de 1. Isto torna possível uma parcial separação dos isótopos.
Foram estudadas diversas reações de troca hidrogênio-deutério para a produção de água pesada. Uma delas é a reação entre água e hidrogênio gasoso. O método de troca hidrogênio-água exige, contudo, grandes volumes de hidrogênio gasoso e pode, portanto, ser economicamente utilizado só se ligado a outro processo que empregue como reagente grandes quantidades de hidrogênio: por exemplo, a fabricação de amoníaco por via sintética de hidrogênio e nitrogênio.
O hidrogênio alimenta, num primeiro tempo, a base de enriquecimento em deutério, onde uma parte deste isótopo é separada mediante troca com o mais leve; o gás passa, a seguir, para a síntese do amoníaco, para o qual a leve mudança de composição não tem nenhuma importância.

Uma variação do método das trocas isotópicas é constituída pelo método a duas temperaturas, que explora a diferença existente entre as constantes de equilíbrio em duas temperaturas diferentes. Finalmente, um sistema que permite produzir água pesada por um custo inferior ao de todos os outros, é o sistema que se baseia na separação do deutério do hidrogênio, mediante uma destilação fracionada do hidrogênio líquido a baixíssimas temperaturas.

Água potável
Água que pode servir para a alimentação do homem. São potáveis as águas naturais contendo, dissolvidas, limitadas quantidades de sais e isentas de bactérias patogênicas. A medida da potabilidade da água é portanto, dada simultaneamente pela análise química e pela bacteriológica.
Para ser potável, a água deve ser límpida, incolor, inodora e agradável ao paladar, e bem gaseificada. Deve possuir uma temperatura bem baixa, que oscile entre 6 e 12 °C; além disso, deve conter uma quantidade de sais minerais oscilante dentro de limites definidos. A água destilada não é, portanto, adequada como água potável.
O julgamento sobre a potabilidade de uma água depende, portanto, principalmente da análise bacteriológica. A presença de substâncias orgânicas não é prejudicial, quando faltam ácido nitroso e amoníaco, contanto que a sua quantidade não supere certos limites; a presença de ácido nítrico indica, porém, que as substâncias orgânicas sofreram um processo evolutivo e portanto, não são mais prejudiciais. Se, porém, além do ácido nítrico estão presentes vestígios de substâncias orgânicas animais, a água deve ser considerada não potável, uma vez que o processo de destruição não foi completado.

Para verificar o estado higiênico de uma água no lugar de onde se deseja retirá-la, deve-se proceder a quatro ordens de pesquisas:

1) sobre as condições da localidade e do terreno;
2) sobre os caracteres físicos e organoléticos;
3) sobre a composição química;
4) sobre o conteúdo em micróbios e parasitas.

O estudo do terreno e da localidade é, às vezes, o mais complexo, porque está limitado às imediatas proximidades, apenas quando se trata de um poço, mas assume vasto alcance e estende-se a toda uma bacia imbrífera quando se trata de grandes instalações hidráulicas destinadas à alimentação de aquedutos.
O estudo dos caracteres físicos e organoléticos refere-se às observações da temperatura, da condutibilidade elétrica, da capacidade, da turvação (bruscas variações destas características na nascente indicam a penetração de águas superficiais na rede hidráulica) e, ainda, do sabor e do cheiro.
O estudo dos caracteres químicos tem objetivo duplo: estabelecer se a composição mineral da água é tal que corresponda aos requisitos de potabilidade e pesquisar se na água existem substâncias que indiquem índices de poluição orgânica.
A composição química da água está em relação íntima com a constituição dos terrenos atravessados e com os processos biológicos que neles se desenrolam.

Deve-se, portanto, tratar de determinar:
 
a) reação: que inicialmente deve ser ligeiramente ácida por efeito do ácido carbônico livre e a seguir, ligeiramente alcalina pela perda do primeiro, por efeito dos bicarbonatos alcalinos e alcalino-terrosos nela contidos,
b) Resíduo fixo: contido entre 100 e 500 mg por litro.
c) Dureza: a dureza total não deve superar os 35 graus franceses (1 grau francês equivale a 1 g de CaCO₃ em 100 litros de água) e a permanente não deve ser superior aos 12 graus franceses, devendo ser causada no mínimo por 3/4 de sais de cálcio e por 1/4 dos de magnésio.
d) Sulfatas: em modesta quantidade, entre os 10 e os 100 mg por litro,
e) Ferro: torna desagradável o sabor, mas não é tóxico,
f) Flúor: é necessário nas doses de 1 a 1,2 mg por litro, um excesso pode ser nocivo,
g) Chumbo: não deve estar presente nem mesmo em vestígios.

Procede-se, depois, a busca dos elementos referentes à contaminação da água.

Quando uma água é contaminada, nela penetram substâncias orgânicas que sofrem o processo de putrefação e o seu nitrogênio proteico é transformado em nitrogênio amoniacal. O nitrogênio amoniacal, por ação das bactérias nitrificantes, é transformado em nitroso e, finalmente, em ácido nítrico. Os elementos que se devem pesquisar são portanto: substâncias orgânicas, amoníaco, ácido nitroso e ácido nítrico; além disso, devem ser pesquisados: cloro, ácido fosfórico, hidrogênio sulfurado e gases dissolvidos.

Substâncias orgânicas: estão presentes também em boas águas potáveis de origem profunda e são encontradas em quantidade elevada nas águas superficiais. Evidenciam-se com o método de Kubel e Tiemann, que consiste em oxidá-las a quente com uma solução titulada de permanganato de potássio e em observar a seguir a quantidade de permanganato que foi consumida, recorrendo a uma solução, também titulada, de ácido oxálico. Deve-se, porém, fazer distinção entre as substâncias orgânicas de origem animal e as de origem vegetal, pois as primeiras são muito mais prejudiciais que as segundas. A distinção se faz com o mesmo método da oxidação, levando-se em conta que as substâncias orgânicas animais consomem mais oxigênio em ambiente alcalino e as vegetais em ambiente ácido. O limite tolerável de substâncias orgânicas para uma água potável é representado por um consumo de oxigênio de 2,5 mg por litro.

Amoníaco e ácido nitroso: encontram-se salificados como sais amoniacais e nitratos e são a expressão da decomposição de substâncias orgânicas de origem animal; portanto, não devem ser tolerados nem mesmo em vestígios. O amoníaco é revelado com o reativo de Nessler, e o ácido nitroso com o reativo de Griess.

Ácido nítrico: é encontrado sob forma de nitratos e está sempre presente, em pequenos vestígios, nas águas potáveis, já que representa uma completa mineralização das substâncias orgânicas.

Cloro: em pequenas quantidades encontra-se sempre nas águas potáveis, no estado de cloretos; o limite tolerável é de 35 mg por litro.

Hidrogênio sulfurado e ácido fosfórico: encontram-se em algumas águas minerais potáveis; nos casos em que aparecem em águas naturais não minerais, são índices de fortíssima putrefação em andamento.

Gases dissolvidos: nas boas águas potáveis, os gases que se devem encontrar dissolvidos são o oxigênio, o nitrogênio e o anidrido carbônico, nas seguintes proporções: oxigênio, 3 a 8 cm³/L (16%); nitrogênio, 7 a 17 cm³/L (34%); anidrido carbônico, 10 a 25 cm³/L (50%). Nos processos de fermentação ou putrefação, diminui o oxigênio e aumenta notavelmente o anidrido carbônico.
O estudo da potabilidade de uma água é completado pela análise biológica: esta tem por objetivo revelar a presença de eventuais parasitas ou microorganismos patogênicos e, mais ainda, estabelecer, através do exame da flora, se a água está contaminada ou se se encontra em condições de vir a sê-lo. Considera-se que uma água é suspeita de poluição quando a sua flora, além de ser abundante, é composta, na sua maior parte, de microrganismos viventes nas camadas superficiais do terreno, e por micróbios fecais. As águas potáveis são recolhidas nos aquedutos por meio de tubulações de cimento ou ferro. São proibidas as tubulações de chumbo, uma vez que poderiam determinar a formação de sais nocivos.

Potabilização. Quando uma água demonstra ser inadequada ao uso potável, pode-se proceder à sua correção artificial. Para tanto, pode-se modificar os defeitos organoléticos e físicos, retirando cheiros e sabores desagradáveis, colorações e turvamente; pode-se também melhorar os caracteres químicos mediante operações de adoçamento (para as águas duras), de desferrização, de correção da acidez e de correção do conteúdo.
A operação mais importante é, porém, a depuração biológica artificial, que se efetua com meios mecânicos (sedimentação e filtração), químicos (cloração, ozonização, catadinização) e físicos (aquecimento e irradiação ultravioleta).

Sedimentação: processo por si só insuficiente, mas que pode servir como tratamento preventivo da filtração; efetua-se em tanques onde a água é estagnada de 12 a 24 horas. Com a sedimentação, precipitam-se as partículas mais grosseiras em suspensão.

Filtração: pode ser executada: a) em vasta escala, mediante filtros constituídos por diversas camadas formadas de pedras de dimensões cada vez menores, até chegar à areia fina, na qual se deposita uma película constituída de lodo, substâncias coloidais e microorganismos que formarão, no seu conjunto, uma verdadeira camada filtrante; b) em pequena escala, mediante diafragmas porosos constituídos de caolim (velas de Chamberland) ou de farinha fóssil (velas de Berkefeld); o rendimento destes diafragmas, por si modesto, pode ser aumentado, formando baterias de filtros.

Cloração: esterilização das água com compostos capazes de pôr em liberdade cloro ativo. Dentre os compostos mais usados para esse fim lembramos os hipocloritos de cálcio e de sódio. A ação esterilizadora do cloro e dos hipocloritos se deve ao seu enérgico poder oxidante para com os germes patogênicos e as substâncias orgânicas.

Ozonização: método de esterilização que conquistou grande importância, já que o ozônio tem forte poder microbicida, com a vantagem de não alterar os caracteres organoléticos da água. A ozonização efetua-se levando a água em contato com o ozônio em torres especiais.

Catadinização (processo Catadin): esterilização mediante soluções coloidais de prata em doses extremamente pequenas, do mesmo tamanho das que se libertam sob a ação de uma corrente contínua entre dois elétrodos de prata.

Esterilização mediante calor: a ebulição da água produz a destruição dos germes patogênicos; mas, para que ela seja completa, é necessário que a ebulição seja prolongada.

Depuração por meio de raios ultravioleta: obtém-se uma esterilização completa, após dez minutos, mesmo para as águas ricas em bactérias. Os raios ultravioleta (UV) destroem também as toxinas e não alteram a composição da água,

Água de percolação
Movimento lento da água através dos interstícios de um corpo poroso. Representa um dos poucos exemplos de hidráulica prática em que se verifica o regime laminar ou de Poiseuille. Tem aplicação no projeto de filtros, no estudo de poços freáticos e artesianos e nas galerias filtrantes. Se a água é posta em contato com um corpo não impermeável, como a areia, pode atravessá-lo, comportando-se como se percorresse uma série de tubos de pequenas dimensões, em cujo interior se move sem turbulência. A velocidade de percolação é definida por u = Q/A sendo u a velocidade, Q a quantidade de água que flui na unidade de tempo, e A a área de uma seção do meio filtrante perpendicular à direção do movimento da água.
Observando-se que na medida da área de passagem de Q está compreendida a parte ocupada pelas partículas sólidas do corpo filtrante, nota-se que a velocidade de percolação (u) é bem inferior à efetiva velocidade com que a água se move nos pequenos canais do corpo poroso: todavia, para a solução dos problemas técnicos, interessa conhecer o valor de u tal como foi definido. A velocidade de percolação depende da carga piezométrica J e das características do corpo filtrante, que são deduzidas experimentalmente e definidas mediante um coeficiente K, denominado coeficiente da permeabilidade (lei de Darcy-Ritter): u = KJ.

Igualando as duas expressões da velocidade, obtém-se a fórmula do alcance através de um meio filtrante:

Q = KJA

Os valores médios de K praticamente calculados são os seguintes:
Areia muito fina K = 0,00001 m/s; Areia fina K = 0,00005 m/s; Areia média K = 0,0004 m/s; Areia grossa K = 0,001 m/s; Saibro miúdo K = 0,005 a 0,01 m/s.

A presença de impurezas, principalmente da argila, no corpo filtrante, modifica notavelmente os valores de K, enquanto a queda piezométrica assume diferentes expressões segundo as diversas realizações de sistemas filtrantes:
(a) no caso de filtros a pressão, a carga piezométrica é retilínea e se expressa por J = h/l onde h é a diferença de nível e l o comprimento do filtro. A fórmula do alcance torna-se, portanto:

Q = hKA/l

(b) para filtros laterais de superfície livre, a carga piezométrica tem procedimento parabólico; para modestos desníveis h₁ - h₂ entre as duas superfícies líquidas, tem-se:

Q = [(h₁² - h₂²)/ 2lh₂).K.A₂

sendo A₂ a seção da extremidade.

AGUARRÁS
Denominação comercial de dois líquidos de origem diferente, usados como solventes: a aguarrás vegetal (ou essência de terebintina), que é constituída principalmente de terebintina e se obtém da destilação das resinas de algumas coníferas, e a aguarrás mineral, que provém da destilação fracionada do petróleo e se recolhe entre 150 e 200 °C. A aguarrás vegetal constitui importante matéria-prima para a produção da cânfora sintética.

ÁGUA-RÉGIA
Mistura de ácido clorídrico e ácido nítrico concentrados na relação volumétrica de 3:1. As suas capacidades oxidantes são tais, que levam em solução metais nobres como o ouro e a prata. Elas derivam da presença simultânea de íons NO₃ e de cloro elementar, ambos fortes oxidantes em solução ácida. A oxidação dos metais nobres é também facilitada pela tendência que têm os íons Cl^- de formar conjuntos com os íons metálicos.

ÁGUAS DE ESGOTO
São as águas derivadas de descargas higiênicas. Elas são dirigidas para a rede de esgotos urbanos ou, então, retiradas por uma bomba elétrica (denominada de espurgo ou livre vazão) e impelidas para uma fossa séptica (ou fossa negra), onde o terreno, através de; especiais processos de drenagem, as absorve gradativamente. São águas de esgoto também as que, nas fábricas e nas indústrias, são libertas após terem sido usadas no ciclo de trabalho. Como estas águas contêm frequentemente, em solução ou em suspensão, substâncias orgânicas e inorgânicas, antes da emissão nos esgotos ou nos rios que as recolhem, são submetidas a um processo de depuração, a fim de evitar danos aos peixes e à vegetação.

Resumo dos principais tipos

- Água potável: destinada ao consumo humano por apresentar as condições ideais para a saúde. Pode ser tratada ou retirada de fontes naturais, desde que seja pura.

- Água salobra: é uma água de aparência turva. Possui grandes quantidades de sal ou outra substância dissolvida. Não pode ser consumida pelo ser humano. É muito encontrada em regiões de mangue (áreas alagadas próximas ao litoral).

- Água doce: é a água que encontramos em rios, lagos, riachos, etc. Possui baixa quantidade de minerais e algumas impurezas (caso esteja contaminada). É uma água de cor marrom, pois possui também grande quantidade de terra dissolvida. Para ser consumida precisa passar por processo de tratamento específico. Quando está limpa, costuma abrigar grandes quantidades de peixes. O Brasil é um país rico em água doce graças a grande quantidade de rios.

- Água salgada: é a conhecida água do mar. Possui grande quantidade de sais, principalmente o famoso sal de cozinha (cloreto de sódio). Não pode ser consumida pelo ser humano.

- Água contaminada: geralmente presente em rios e lagos que recebem esgotos ou resíduos industriais. Não pode ser consumida, pois apresenta microrganismos que transmitem doenças ou produtos químicos que prejudicam a saúde humana. Geralmente encontramos baixa existência de vida animal neste tipo de água.

- Água destilada: água com altas concentrações de hidrogênio e oxigênio. É produzida de forma artificial em indústrias pelo processo de destilação. Na natureza, ela se forma durante o processo de chuva. É uma água muito usada em baterias de automóveis ou como reagente industrial. Não pode ser consumida.

- Água mineral: água que possui grande quantidade de minerais oriundos da natureza. Algumas destas águas possuem propriedades terapêuticas. Alguns tipos de águas minerais são próprias para o consumo, tanto que são engarrafadas e vendidas por empresas.

-  Água poluída: é um tipo de água misturada com algum poluente. Neste caso, a água perde seu cheiro e cor natural, ficando imprópria para o consumo. 

Referências bibliográficas:

- Enciclopédia Tecnológica Planetarium - volume 1
- Enciclopédia Meridiano Fischer - Geofísica (Julius Bartels, Gustav Angenheister)
- Traité de Physique Biologique (D'Arsonval, Chauveau, Gariel, Marey) - Tome deuxiéme

Léo/18/11/2011

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