A evolução das tecnologias e o uso de tecnologias digitais, da Internet das Coisas (IoT) e da Inteligência Artificial (IA) trazem ao tratamento de água potável potentes ganhos de qualidade da água, eficiência operacional e sustentabilidade ambiental. Mas nos bastidores, os desafios são grandes, os sistemas enfrentam poluição hídrica e contaminantes emergentes. Substâncias, como os compostos perfluoroalquilados (PFAS), presentes em muitos produtos de consumo diário, são resistentes à degradação ambiental e se tornaram grande preocupação à Saúde Pública. A escassez de água em regiões de rápido crescimento populacional e urbano agrava a situação e exige soluções avançadas para o abastecimento de água potável. E tem outra: as plantas de potabilização estão localizadas em centros urbanos, onde o custo do terreno é alto ou a área é limitada.
As tecnologias evoluem para que as companhias fornecedoras produzam água potável em quantidade e qualidade que protejam a Saúde Pública. Há uma série de motivações para o desenvolvimento e a aplicação de novas tecnologias para tratamento de águas. “Não raro, as plantas de tratamento são instaladas em áreas limitadas de centros urbanos e tecnologias de alta produtividade e eficiência e baixo uso de área são requeridas” – menciona o diretor comercial de S/M Projects, Marcus Vallero, que desenvolve soluções de tratamento para os setores industrial e municipal na Water Technologies da Veolia.
Essa evolução trouxe maior segurança na qualidade da água, redução de custos operacionais, maior eficiência energética e adaptação a regulamentações mais rigorosas. “Hoje, os sistemas de tratamento de água potável são mais robustos, flexíveis e sustentáveis, capazes de atender a diferentes demandas regionais e a desafios das mudanças climáticas e escassez hídrica” – avalia Emílio Bellini, diretor da Alphenz. 
A Alphenz investe nessas inovações e aplica ultrafiltração com materiais de última geração e plataformas digitais para atender às necessidades futuras do mercado. O objetivo da empresa é o fornecimento de água potável mais seguro, sustentável e adaptado às demandas globais por saúde e preservação ambiental.
A Veolia colabora com a implantação de sistemas de altíssima eficiência e baixo custo de aquisição (Capex) e operação (Opex). “Em todos os casos, sem exceção, os estudos tecnológicos devem levar em conta a concepção de soluções de menor custo possível de capital e custo operacional” – afirma Vallero. 
O Time de Engenharia da Veolia estuda o melhor arranjo de tecnologias para cada caso. “Em toda a minha experiência de mais de 20 anos no mercado, é preciso sempre entender o histórico do manancial, o local de implantação, as regulações e as ambições do cliente em relação à qualidade da água desejada” – comenta Vallero.

Impacto digital
As tecnologias digitais elevam o nível de eficiência da operação a patamares inatingíveis anteriormente. “A disponibilidade de dados dos parâmetros com a implantação de ferramentas digitais que podem transformá-los em informações úteis propicia comandos operacionais para rápida reação às variações das características da água bruta e das condições das estruturas de tratamento, economizando químicos e energia” – enfatiza Gabriel Penha Pereira, gerente de desenvolvimento de negócios da Veolia. 
A empresa, recentemente, implantou em uma de suas concessões no Equador tecnologia para tratamento deste tipo de dados baseada em IA para monitoramento da operação de grande Estação de Tratamento de Água, com economia em seus custos operacionais e aumento da performance de seus indicadores ambientais.
Tecnologias digitais e Inteligência Artificial estão transformando o tratamento de água potável. “Na prática, essas inovações são avanço para empresas e operadores do setor. Além de maior eficiência e economia, oferecem nível de precisão e controle que seria impossível alcançar com métodos tradicionais” – analisa Bellini.
Sensores inteligentes, monitoramento remoto e plataformas baseadas em Internet das Coisas tornaram possível controlar e ajustar os processos em tempo real. “A integração desses sistemas digitais controla variáveis críticas do tratamento, como pH, turbidez, cloro residual e presença de contaminantes, tornando a gestão mais proativa. Ajustes automáticos e instantâneos em resposta a alterações na qualidade da água bruta garantem maior estabilidade no processo e reduzem perdas operacionais” – discorre Emílio Bellini, diretor da Alphenz.
A busca por sustentabilidade colocou à disposição do mercado equipamentos energeticamente eficientes. “Recuperação de energia em osmose reversa e adoção de processos biológicos otimizados, que reduzem consumo de produtos químicos e impacto ambiental” – cita Bellini.

Potencialização
A Inteligência Artificial potencializa ainda mais essas inovações ao analisar grandes volumes de dados do monitoramento. “Com algoritmos avançados, a IA identifica padrões, prevê problemas futuros e sugere ajustes antes que os desvios comprometam a eficiência ou a qualidade do tratamento. A IA pode prever formação de incrustações em membranas de filtração ou antecipar a reposição de reagentes químicos” – pontua Bellini.
A automação de processos elimina intervenções manuais frequentes, reduzindo erros humanos, com operação mais confiável e segura. “A digitalização facilita a rastreabilidade e o cumprimento de regulamentações. Todos os parâmetros podem ser registrados e analisados em relatórios automatizados, fornecendo base sólida para auditorias e certificações de qualidade” – relata.
As tecnologias digitais aumentam a sustentabilidade no tratamento de água potável. “Com o uso de IA e sensores, é possível minimizar o desperdício de água e de produtos químicos e otimizar o consumo de energia, por exemplo, no bombeamento e na desinfecção, reduzindo a pegada ambiental das operações” – exemplifica Bellini.

Adaptação rápida
Bellini diz que o setor de tratamento de água potável vem se adaptando rápido.
Uma das principais tendências, segundo ele, é o avanço no desenvolvimento de tecnologias que removem contaminantes emergentes, caso dos micropoluentes orgânicos, metais pesados e compostos persistentes. Para atender esta demanda, estão sendo utilizados nanofiltração e osmose reversa e Processos Oxidativos Avançados (POAs).
O diretor da Alphenz cita ainda a adoção de materiais inovadores, como carvão ativado com impregnação de catalisadores e zeólitas modificadas, que oferecem maior adsorção de compostos químicos específicos, além de maior durabilidade e eficiência. A biofiltração, que utiliza comunidades microbianas controladas para degradar substâncias orgânicas, tem sido solução sustentável para águas superficiais com altas cargas de matéria orgânica.
Sistemas com IoT e monitoramento remoto integram as etapas de tratamento para ajustes automáticos e operação mais eficiente. “A Inteligência Artificial está sendo usada também para design de processos personalizados baseados nas características de cada fonte de água, o que reduz o uso de produtos químicos e energia” – conta Bellini. 
Novas soluções para o reúso de água potável em regiões com escassez hídrica. “Sistemas integrados de ultrafiltração, osmose reversa e desinfecção avançada vêm sendo aplicados para transformar efluentes tratados em água potável com segurança em conformidade com as normas mais exigentes” – ressalta Bellini.
Para Gabriel Pereira, da Veolia, diante de todos os desafios que o mundo enfrentará nos próximos anos, tecnologias de membranas são certamente o presente e o futuro da segurança hídrica. “O aumento da busca por dessalinização e ultrafiltração para reúso da água é amostra desta tendência. Importantes avanços nos processos de clarificação de alta taxa com tecnologias de ponta na perspectiva hidráulica e de processo reduzem impactos ambientais. Seja pela redução das dimensões das plantas, seja pela redução do consumo de insumos na produção de água potável” – afirma.

Etapas
As etapas do tratamento convencional são: clarificação, mistura rápida/coagulação, floculação, decantação, filtração, desinfecção, fluoretação, correção de pH, reservação e distribuição. 
Enquanto o tratamento não convencional pode ser realizado em ETAs compactas construídas com materiais conforme o tipo e a capacidade: PRFV, aço carbono revestido, aço inox e concreto. 
Alexandre Rocha, diretor técnico na Fusati, destaca abaixo algumas configurações de acordo com o tipo da água bruta a tratar, a área disponível para instalação e a vazão: 
ETA com filtração direta de fluxo ascendente: utiliza a filtração da água coagulada. Este tipo de estação é recomendado para tratamento de água bruta com baixos valores de turbidez, podendo a cor ter níveis mais altos. Não possui floculadores nem decantadores. 
ETA com filtração direta de fluxo descendente à pressão: ideal para tratamento de água bruta com baixos valores de turbidez, em torno de 75 NTU, com pequena quantia de flocos formados na floculação. Os filtros precisam de projeto especial para que não afetem o ciclo de lavagens e a quantidade de água filtrada.
ETA compacta sob pressão: contempla fases de mistura rápida, coagulação, floculação, decantação e filtração. Sua utilização independe da qualidade da água bruta para produzir água tratada dentro dos padrões de potabilidade, podendo ser modulada para vazões maiores. Estação que atende tratamento de água bruta de espaço limitado para instalação.
ETA compacta convencional aberta à gravidade: utiliza a gravidade com fases de mistura rápida, coagulação, floculação, decantação e filtração da água. Sua utilização também independe da qualidade da água bruta. 

Variação
Bellini, da Alphenz, menciona que os equipamentos e sistemas para tratamento de água potável variam conforme a qualidade da água bruta, as características regionais e as exigências normativas, entre eles, destacam-se:
Coagulação, floculação e decantação: removem partículas suspensas e sólidos sedimentáveis em estações de tratamento de superfície, com lamelas ou decantadores convencionais.
Filtros de areia ou multimídia: adaptáveis a diversas aplicações, após a decantação, removem sólidos em suspensão remanescentes, garantindo água mais límpida.
Filtros de carvão ativado: removem compostos orgânicos, odores e sabores indesejados, além de subprodutos, como o cloro residual.
Troca iônica: para abrandamento e remoção de dureza ou contaminantes específicos, como nitratos.
Ultrafiltração e osmose reversa: altamente eficientes para remoção de partículas, bactérias, vírus e sais dissolvidos. A ultrafiltração é muito utilizada como barreira microbiológica. Enquanto a osmose reversa é indicada para dessalinização e purificação avançada.
Desinfecção: incluem cloração, ozonização e radiação ultravioleta (UV), essenciais para eliminar patógenos.
Unidades compactas: sistemas integrados que combinam coagulação, floculação, filtração e desinfecção em único equipamento, voltados para comunidades menores ou operações descentralizadas.

Novas demandas
A evolução nos equipamentos e sistemas, devido à área limitada e ao impacto na qualidade dos mananciais, estimulou o investimento em tecnologias e processos avançados que ampliaram a remoção de contaminantes. 
Clarificação e adensamento de alta produtividade: por ser um país tropical, o Brasil possui águas com alta turbidez que exigem clarificação e adensamento com baixo uso de área. Para água clarificada de alta qualidade, a Veolia cita do seu portfólio o Actiflo, sistema compacto e eficaz que combina coagulação, floculação e decantação com microareia como agente de lastro para sedimentação. As impurezas coaguladas aderem à microareia, acelerando o processo 10 vezes mais que sistemas convencionais. A clarificação ocorre em menos de 10 minutos, enquanto nas técnicas tradicionais demora horas.
O Densator é clarificador e adensamento integrado, para pouca área e águas com alta variação de carga de sólidos, que combina em único sistema floculação otimizada, recirculação de lodo interno e espessamento. A mistura de lodo e água coagulada na entrada e de recirculação de sólidos adensado reduz o volume de descarte de lodos com sedimentação rápida e água tratada de alta qualidade.
Ultrafiltração, osmose reversa, ozônio e ultravioleta: a ultrafiltração é um tratamento avançado de potabilização de grande aplicação no Brasil que garante a segurança da água tratada de contaminantes indesejados que deterioram a qualidade dos mananciais brasileiros. A membrana de UF de poros entre 0,01 e 0,1 micrômetro fornece barreira física de alta eficiência contra sólidos e partículas em suspensão, contaminantes, coloides, bactérias e vírus. 
Cada tipo de membranas é aplicada conforme vazão da planta e qualidade do manancial. As membranas de UF ZeeWeed, da Veolia, são adequadas para tratar águas contaminadas: filtração de fora para dentro pressurizadas; de dentro para fora pressurizadas; imersas; e imersas mecanicamente resistentes. 
Para rios com água de altíssima turbidez na entrada, acima de 300 NTU, a água bruta pode ser alimentada direto a sistema de membrana imersa. Para as demais membranas, se a altíssima turbidez é duradoura, por dias e semanas, convém instalar clarificação anterior.
Em casos específicos, a Osmose Reversa faz parte final por sua eficácia em remover sais dissolvidos e contaminantes inorgânicos. Por último, para garantir qualidade microbiológica, Ozônio e Ultravioleta complementam para purificá-las e desinfectá-las. Caso dos geradores de ozônio Ozonia e UV Aquaray, da Veolia, que eliminam patógenos e oxidam contaminantes orgânicos, assegurando a potabilidade da água sem excesso de produtos químicos. 
Automação e monitoramento integrados: melhoraram a eficiência operacional das estações de tratamento e propiciaram respostas rápidas a variações na qualidade da água e conformidade com os padrões regulatórios. A Hubgrade, tecnologia assistida por IA, permite tomada de decisões operacionais real time para aumento da eficiência, redução no consumo de químicos e energia e produção de água em diferentes situações e mudanças de qualidade de água da entrada.
Sustentabilidade e eficiência energética: cresceu o foco no desenvolvimento de processos de tratamento energeticamente eficientes e sustentáveis, reduzindo impacto ambiental e custos operacionais. 

Dissolução e transporte
Para caracterizar uma água, são definidos parâmetros indicadores da sua qualidade. “As características físicas, químicas e biológicas da água estão associadas a uma série de processos que ocorrem no corpo hídrico e em sua bacia de drenagem. O meio líquido deve apresentar duas características que condicionam, de maneira absoluta, a qualidade da água: capacidade de dissolução e de transporte” – explica Rocha.
A água pode dissolver variedade de substâncias. “As substâncias dissolvidas e as partículas presentes na massa líquida são transportadas pelos cursos d’água, que mudam continuamente de posição e estabelecem caráter fortemente dinâmico para a qualidade da água” – diz o diretor técnico da Fusati.
A qualidade da água resulta dos processos que ocorrem na massa líquida e na bacia de drenagem do corpo hídrico. “O sistema aquático não é formado pelo rio ou lago, mas inclui, obrigatoriamente, a bacia de contribuição, onde ocorrem fenômenos que irão, em última escala, conferir à água as suas características de qualidade” – ressalta.
Em sua atividade metabólica, alguns organismos das comunidades que habitam o ambiente aquático provocam alterações físicas e químicas na água, outros sofrem seus efeitos.
Existem elementos e compostos químicos que, mesmo em baixas concentrações, conferem toxicidade à água, tornando-a imprópria para grande parte dos usos, os chamados micropoluentes. “O maior destaque são os metais pesados, como arsênio, cádmio, cromo, cobre, chumbo, mercúrio, níquel, prata e zinco, encontrados em águas residuárias industriais. Além de serem tóxicos, acumulam-se no ambiente aquático e aumentam sua concentração na biomassa de organismos à medida que se evolui na cadeia alimentar, fenômeno chamado de biomagnificação” – expõe Rocha. 

Outros micropoluentes inorgânicos que trazem riscos à Saúde Pública, conforme sua concentração, são cianetos e flúor. Entre os compostos orgânicos tóxicos, destacam-se defensivos agrícolas, alguns detergentes e ampla gama de novos produtos químicos elaborados artificialmente para uso industrial, os compostos organossintéticos. De difícil biodegradabilidade, segundo ele, muitos destes compostos têm características carcinogênicas (geração de câncer), mutagênicas (influências nas células reprodutoras) e até teratogênicas (geração de fetos com graves deficiências físicas).
Disruptores endócrinos são substâncias exógenas que interferem nas funções orgânicas reguladas por hormônios e podem comprometer a saúde das pessoas expostas à sua ação. Rocha cita que várias substâncias possuem esse efeito: estrogênios naturais e sintéticos, plastificantes, hidrocarbonetos policíclicos aromáticos, bifenilas policloradas (PCBs) e agrotóxicos.
Os disruptores endócrinos nos corpos hídricos vêm de fontes pontuais, como esgotos domésticos e efluentes industriais, ou difusas, caso dos agrotóxicos. “Normalmente, detectados em baixíssimas concentrações nos rios e mananciais, mesmo assim, seus efeitos adversos podem se manifestar, visto que pequenas variações hormonais são suficientes para desencadear reação endócrina” – discorre Rocha.

Poluição e emergentes
Poluição das fontes de água, contaminantes emergentes e regulamentações mais rigorosas são desafios complexos. “Para lidar com contaminantes emergentes, como fármacos, pesticidas, hormônios e PFAS, que são resistentes aos tratamentos convencionais, torna-se indispensável utilizar POAs, que combinam ozônio, radiação UV e peróxido de hidrogênio para degradar moléculas complexas e eliminar patógenos resistentes; e nanofiltração ou osmose reversa, que separam partículas e contaminantes dissolvidos” – indica Emílio Bellini.
O aumento da resistência microbiana em microrganismos presentes nas fontes de água exige métodos mais eficazes de desinfecção. “A combinação de processos físicos e químicos garante barreira segura contra patógenos. A poluição contínua das águas superficiais e subterrâneas, agravada pelo lançamento de esgoto doméstico e industrial, leva à maior carga de matéria orgânica e contaminantes químicos, o que demanda sistemas de tratamento mais robustos e eficientes que elevam os custos operacionais” – pontua o diretor da Alphenz.
As mudanças climáticas alteram a disponibilidade e a qualidade das fontes de água. “Eventos extremos, como secas e enchentes, requerem uso de fontes alternativas, como águas subterrâneas, salobras ou reúso de água, que exigem tecnologias avançadas, como dessalinização e tratamentos complementares. Os subprodutos gerados por processos de desinfecção, como os trihalometanos (THMs), impõem adotar tecnologias que minimizem esses resíduos” – aponta.

O setor sofre pressão para reduzir o consumo de energia e o impacto ambiental para atingir eficiência energética e sustentabilidade. “A adaptação às normas mais rigorosas de qualidade, que incluem limites específicos para contaminantes, como nitratos, arsênio e PFAS, força a constante atualização de equipamentos e processos” – salienta Bellini. 

Contato das empresas
Alphenz: www.alphenz.com.br
Fusati: www.fusati.com.br
Veolia: www.veolia.com.br