A dureza indica a concentração de cátions multivalentes em solução na água. Os cátions mais frequentemente associados à dureza são os de cálcio e magnésio (Ca+2, Mg+2) e, em menor escala, ferro (Fe+2), manganês (Mn+2), estrôncio (Sr+2) e alumínio (Al+3). A dureza pode ser classificada como dureza carbonato ou dureza não carbonato, dependendo do ânion com o qual ela está associada. A dureza carbonato corresponde à alcalinidade estando, portanto, em condições de indicar a capacidade de tamponamento de uma amostra de água. A origem da dureza das águas pode ser natural (por exemplo, dissolução de rochas calcárias, ricas em cálcio e magnésio) ou antropogênica (lançamento de efluentes industriais).
A dureza da água é expressa em mg/L de equivalente em carbonato de cálcio (CaCO3) e pode ser classificada em mole ou branda: < 50 mg/L de CaCO3;
dureza moderada: entre 50 mg/L e 150 mg/L de CaCO3;
dura: entre 150 mg/L e 300 mg/L de CaCO3;
e muito dura: >300 mg/L de CaCO3.
Águas de elevada dureza reduzem a formação de espuma, o que implica em um maior consumo de sabões e xampus, além de provocar incrustações nas tubulações de água quente, caldeiras e aquecedores, devido à precipitação dos cátions em altas temperaturas. Existem evidências de que a ingestão de águas duras contribui para uma menor incidência de doenças cardiovasculares. Em corpos d’água de reduzida dureza, a biota é mais sensível à presença de substâncias tóxicas, já que a toxicidade é inversamente proporcional ao grau de dureza da água. Para águas de abastecimento, o padrão de potabilidade estabelece o limite de 300 mg/L CaCO3 (Portaria GM/MS Nº 888, publicada pelo Ministério da Saúde no dia 4 de maio de 2021.Valores desta magnitude usualmente não são encontrados em águas superficiais no Brasil, podendo ocorrer, em menor concentração, em aquíferos subterrâneos.
Correção da Dureza
A dureza da água é devida à presença de sais de cálcio e magnésio sob forma de carbonatos, bicarbonatos e sulfatos. É dita temporária, quando desaparece com o calor, e permanente, quando não desaparece com o calor.
Normalmente, reconhece-se que uma água é mais dura ou menos dura, pela maior ou menor facilidade que se tem de obter, com ela, espuma de sabão. A água dura tem uma série de inconvenientes: é desagradável ao paladar, gasta muito sabão para formar espuma, dá lugar a depósitos perigosos nas caldeiras e aquecedores, deposita sais em equipamentos e mancha louças.
Para a remoção de dureza da água, usam-se os processos da cal-solda, dos zeólitos e mais recentemente a osmose reversa. Os zeolitos têm a propriedade de trocar o sódio, que entra na sua composição, pelo cálcio ou magnésio dos sais presentes na água, acabando, assim com a dureza da mesma. Com a continuação do tratamento, os zeólitos esgotam sua capacidade de remoção de dureza.
Quando os zeólitos estiverem saturados, sua recuperação é feita com sal de cozinha (cloreto de sódio). A instalação da remoção de dureza é similar à de um filtro rápido de pressão (filtro rápido encerrado em um recipiente de aço, onde a água entra e sai sob pressão).
Osmose Reversa
A Osmose Reversa é o processo de separação dos sais minerais presentes na água. Constitui-se de duas soluções, uma com concentração maior de sais em relação à outra. Diferentemente da osmose natural, a solução mais concentrada tende a ir para solução menos concentrada. Isso acontece devido a uma pressão mecânica superior à pressão osmótica aplicada sobre a solução mais concentrada. Devido à pressão aplicada, as moléculas de água passam pela membrana semipermeável separando a solução em duas partes distintas: permeado e rejeito, este último percorre a membrana sem atravessá-la para formar o que deve ser desprezado, já o permeado é a parte da solução que atravessa a membrana contendo alto grau de pureza. O processo de tratamento remove grande parte dos componentes orgânicos e até 99% dos sais dissolvidos.
O abrandamento é o processo mais utilizado contra a dureza da água
A utilização da água dura pode originar depósitos de calcite em caldeiras, tubulações e maquinas de lavar. Para impedir esse tipo de problema, dois tipos de abrandamento podem ser aplicados: precipitação química e troca iônica.
- Precipitação Química: Esse processo ocorre com a adição de cal (CaO) e carbonato de sódio (Na2CO3), que, ao reagirem com a água dura, precipitam o cálcio e o magnésio. Ele serve para tratar água com altíssima dureza e também possui a capacidade de remoção de outros tipos de contaminantes, inclusive metais pesados.
- Troca iônica: Nesse processo químico os íons de cálcio e magnésio, responsáveis pela dureza da água e geradores das incrustações, são substituídos por íons solúveis de sódio. Essa troca se processa através da passagem da água por um leito de resina trocadora de íons do tipo catiônica forte, operando em ciclo sódio, onde os íons de cálcio e magnésio são retidos pelos grânulos da resina que libera íons de sódio solúveis.
Referências:
Manual de Controle da Qualidade da Água para Técnicos que Trabalham em ETAS / Ministério da Saúde, Fundação Nacional de Saúde (Funasa) e Manual de Saneamento (Funasa), 5ª edição.
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