Decantação

O que é Decantação

A Decantação consiste em um processo de separação de misturas heterogêneas. Os componentes do sistema apresentam diferentes valores de densidade e através da ação da gravidade são separados, o componente de maior densidade sedimenta ao fundo da unidade.

Os processos empregados para separar os componentes, sejam em misturas homogêneas ou heterogêneas, não alteram a natureza químicas das substâncias, isto é, não modificam a estrutura, as moléculas, os íons ou os átomos que constituem a espécie química, não há transformação química.

– A decantação pode ser empregada para separar uma mistura heterogênea constituída de um sólido e um líquido, como areia e água, por exemplo.

– A decantação pode ser empregada para separar uma mistura de líquidos imiscíveis, como, por exemplos, água e gasolina ou óleo e água.

Separação Sólido – Líquido

A água barrenta é uma mistura entre água e partículas sólidas como areia ou terra. O método consiste em deixar a mistura em repouso até que o componente sólido de maior densidade seja sedimentado completamente (depositado completamente) até o fundo do béquer.Entorna-se o béquer e com a utilização de um bastão de vidro ou baqueta, o líquido é transferido para outro reservatório, desse modo, consegue-se separar esses componentes. Por sifonação também consegue-se separar esses componentes, utilizando um sifão, seringa, pipeta ou uma mangueira, como é ilustrado no esquema acima.

A sifonação é um método que empregado à decantação, consiste em transferir um líquido que se encontra em um nível mais alto para outro mais baixo, desse modo, promove a separação de um líquido que está sobre um sólido, geralmente usa-se um instrumento capaz de sugar esse líquido transferindo-o para outro reservatório.

A decantação é muito empregada no processo de tratamento de água.

Tratamento de Água

Tratamento de água são as técnicas de controle químico, físico e biológico empregadas para melhorar a qualidade da água de modo que seja útil ao uso humano e que não promova efeitos nocivos a quem a consome ou ao meio ambiente.   O tratamento de água consiste em uma série de etapas:

– Captação: através das bombas de sucção a água do rio é captada e redirecionada até a estação de tratamento de água (ETA).

– Gradagem: processo de peneiração que impeça que objetos sólidos, partículas maiores, latas, folhagem, etc., entrem na instalação.

– Pré-cloração: consiste na adição de cloro para eliminação de agentes patógenos.

– Floculação: adiciona-se policloreto de Alumínio ou sulfeto de alumínio e hidróxido de cálcio formando o hidróxido de alumínio Al(OH)₃, para promover a agregação das partículas sólidas formando flocos que ficam em suspensão na água.

–Decantação:  a aglomeração de partículas sólidas apresenta maior densidade e se sedimentam no fundo do tanque de decantação. Quanto mais eficiente o processo de decantação melhor será o processo de filtragem.

–Filtração: filtros de areia são usados para reter as partículas sólidas remanescentes.

– Pós-cloração: controle da concentração de cloro para garantir a atividade desinfetante desse agente químico de modo a eliminar microrganismos que comprometam a qualidade da água e que possam causar danos à população.

É importante destacar que esse processo exige o controle de pH para que os agentes químicos empregados atuem de forma eficiente, satisfazendo as normas de controle e qualidade de tratamento de água estabelecidas pelos órgãos legislativos e agências de fiscalização.  Algumas ETA’s adotam procedimentos opcionais como a aeração empregada para retirada de gás carbônico em excesso na água e a fluoretação que consiste na adição de íons de flúor (F^–) para redução de cáries, mas esse método tem sido cada vez menos utilizado.

Tipos de Decantadores

– Seção retangular: Muito utilizado e o mais comum em ETA.

Basicamente, um tanque vertical de decantação é dividido em quatro tipos de zonas:

Na zona de turbilhonamento há uma maior predominância da variação das partículas sólidas em agitação. Nota-se que fica situada na entrada do reservatório onde a água bruta é despejada.

A zona de decantação é o perímetro de sedimentação, as partículas sólidas se depositam no fundo do reservatório.

Conforme o sedimento vai ocorrendo, na zona de repouso forma-se o lodo, ou seja, região de maior acúmulo das partículas sólidas, o lodo é descarregado posteriormente de acordo com o volume adquirido.

Algumas partículas não se depositam completamente e ficam suspensas na água, é o que se chama de zona de ascensão, com a velocidade do fluxo da água essas partículas são arrastadas em direção ao filtro.

– Seção circular: 

Este tipo de decantador geralmente é empregado em estações de tratamento de efluentes industriais ou sanitários. Esse tipo de estrutura proporciona menor efeito da velocidade do fluxo de água e promove uma maior sedimentação dos resíduos sólidos. O lodo pode ser removido por drenagem e com auxílio de um raspador mecanizado.

– Seção laminar:

Decantador de Fluxo Laminar

Este tipo de decantador é muito utilizado em ETA, consiste no uso de placas tubulares ou paralelas para redirecionar a trajetória do fluxo de água de modo a diminuir o tempo de sedimentação.

– Separação Líquido – Líquido

Líquidos imiscíveis, isto é, que possuem densidades diferentes e não se misturam igualmente, podem ser separados por decantação através de um funil de separação, ou também conhecido como funil de bromo, ou de decantação.

Observe o esquema:

A mistura heterogênea contida no filtro fica em repouso até a superfície de separação entre as duas camadas líquidas ficar nítida, dizemos que se forma uma interface entre as camadas. O líquido de maior densidade ficará ao fundo do funil, na parte inferior, abre-se a válvula e deixa o líquido da parte inferior escoar totalmente, tomando cuidado para que quando se observar o fim da interface entre os líquidos, o líquido da parte superior não escoe junto com o líquido da parte inferior do funil. Na imagem a seguir conseguimos observar gradativamente esse processo.

Separação de líquidos imiscíveis através do funil de decantação

Centrífuga – processo de aceleração da decantação

Quando há o interesse em acelerar o processo de decantação, para fins de análises em laboratório, por exemplo, ou quando os líquidos não se separam pelo simples repouso, pode-se usar uma centrífuga.

Esse equipamento usa de sucessivas rotações para acelerar o processo de decantação e separar o material de maior densidade do componente de menor densidade. A técnica consiste na aplicação da força centrífuga aumentando a força que atua sobre o centro de gravidade das partículas facilitando a separação dos componentes devido a diferença de densidades, a técnica depende do raio e da velocidade de rotação.

– Na indústria de lacticínios é usada para separar a nata do leite, por exemplo.

– Na indústria de bebidas é usada para separar o levedo do vinho, por exemplo.

Os processos de separação de misturas bem como a decantação e a centrifugação são muito utilizados nas indústrias e nos laboratórios de controle de qualidade, por exemplos. A decantação constitui uma antiga técnica, simples e um recurso útil na remoção de impurezas. 

Bons estudos!

David Pancieri Peripato