Jar test: como definir a dosagem certa de coagulante

Por que o boletim técnico não traz a dosagem

Quem procura a dose no boletim do produto encontra sempre a mesma frase. Nos boletins da linha de coagulantes, a recomendação é literal: "recomenda-se sempre realizar testes de bancada para verificar qual a melhor dosagem do coagulante".

Isso não é evasiva comercial. É a consequência de como a coagulação funciona.

A dose que desestabiliza os coloides do seu efluente depende da carga de sólidos, do pH, da alcalinidade, da temperatura e da natureza das partículas em suspensão. Dois frigoríficos na mesma rua, abatendo o mesmo animal, têm efluentes diferentes conforme o turno, a lavagem e o volume de sangue que chega à ETE naquele dia. Uma tabela de dosagem que servisse aos dois estaria errada para ambos.

O jar test existe para resolver isso em algumas horas, com seis jarros e a amostra do próprio efluente.

O que o ensaio mede

O jar test reproduz em bancada as três etapas do tratamento físico-químico: mistura rápida, floculação e sedimentação. Em cada jarro entra a mesma amostra e uma dose diferente de coagulante.

O que se compara ao final:

• turbidez residual do sobrenadante — o número que decide;
• aspecto e tamanho do floco — floco grande e denso sedimenta; floco pulverulento indica dose fora do ponto;
• velocidade de sedimentação — quanto tempo o floco leva para descer;
• pH final — todo coagulante inorgânico acidifica, e o quanto ele derruba o pH muda a etapa seguinte.

A dose ótima não é a que forma o floco mais bonito. É a que entrega a menor turbidez residual pelo menor custo por m³ — e essas duas coisas nem sempre coincidem no mesmo jarro.

Como o ensaio é conduzido

1. Colher amostra representativa. Não a do tanque parado no fim do dia: a do ponto e do horário que representam a operação real. Amostra ruim invalida tudo o que vem depois.
2. Caracterizar a entrada — pH, turbidez e alcalinidade antes de qualquer dosagem. Sem esses três números, o resultado não é interpretável.
3. Distribuir volume igual em todos os jarros.
4. Dosar em progressão crescente, cobrindo uma faixa ampla no primeiro ensaio e estreitando em torno do melhor jarro num segundo.
5. Mistura rápida — agitação vigorosa por cerca de 1 minuto, para dispersar o coagulante antes que ele reaja localmente.
6. Mistura lenta — agitação branda por 15 a 20 minutos, que é quando o floco cresce.
7. Sedimentação — 15 a 30 minutos com os jarros em repouso.
8. Ler o sobrenadante — turbidez e pH final de cada jarro, sempre na mesma profundidade.

Os tempos acima são o ponto de partida clássico do ensaio. Eles devem ser ajustados aos tempos reais da sua planta: se o decantador oferece 40 minutos de retenção, testar com 15 dá uma leitura otimista que a planta não vai reproduzir.

A curva em V: mais coagulante pode piorar

Este é o achado que mais surpreende quem faz o primeiro ensaio. Ao plotar turbidez residual contra dose, o gráfico não é uma descida contínua — tem formato de V.

Existe um mínimo. Abaixo dele falta coagulante e a turbidez fica alta, o que é intuitivo. Acima dele a turbidez sobe de novo, o que não é.

A razão é a inversão de carga. O coagulante é catiônico e atua neutralizando a carga negativa dos coloides. Passando do ponto de neutralização, ele continua adicionando carga positiva e as partículas voltam a se repelir — agora com sinal trocado. O fenômeno se chama restabilização, e o resultado é água turva com o dobro de produto gasto.

Na planta, o sintoma é reconhecível: aumentar a dose não melhora o efluente, ou piora. Quando isso acontece, o teste correto é reduzir e observar, não insistir. É também o motivo pelo qual o jar test precisa cobrir uma faixa ampla: um ensaio que testa só doses altas nunca encontra o V, porque já está do lado errado dele.

O coagulante escolhido muda a leitura

Dois produtos vendidos sob o mesmo rótulo de "coagulante" podem exigir doses bem diferentes, porque o que trata não é o litro de produto — é o metal ativo que ele carrega.

	PAC (policloreto de alumínio)	Sulfato de alumínio líquido
Matéria ativa (Al₂O₃)	16 – 20%	mínimo 7,85%
pH (solução 10%, 25 °C)	2,5 – 4,5	1,0 – 3,0
Óxido de ferro	máx. 0,003%	máx. 0,03%

O policloreto de alumínio tem cerca do dobro de alumínio ativo do sulfato e é sensivelmente menos ácido. Por ser pré-polimerizado — parte da hidrólise já ocorreu na fabricação —, consome menos alcalinidade do efluente e derruba menos o pH.

Na prática do ensaio, isso significa duas coisas. Primeiro: comparar preço por quilo de produto leva à decisão errada; a comparação honesta é por quilo de alumínio ativo. Segundo: ao trocar de família de coagulante, a dosagem não se converte por regra de três — o ensaio precisa ser refeito. As diferenças entre as famílias e quando cada uma se aplica estão no comparativo entre coagulantes orgânicos e inorgânicos.

Os quatro erros que invalidam o ensaio

Amostra não representativa. É o erro mais comum e o mais caro, porque contamina todo o resto sem dar sinal de que algo está errado.

Água suja no preparo da solução. Quando o coagulante é diluído antes de dosar, a água de diluição precisa ser limpa — os boletins são explícitos nisso. Água com carga própria consome coagulante antes que ele chegue à amostra.

Ignorar a alcalinidade. Se o efluente tem pouca alcalinidade, o coagulante derruba o pH para fora da faixa de trabalho e a eficiência cai. O ensaio registra isso como "o produto não funcionou", quando o que faltava era alcalinizante.

Ler a turbidez cedo demais. Floco ainda em suspensão dá leitura alta e reprova uma dose que estava correta.

Do jarro para a planta

O jar test entrega a dose ótima nas condições do ensaio. A transposição para a escala real exige três ajustes.

O gradiente de mistura da bancada não é o do seu tanque, e a dose costuma precisar de correção fina depois da primeira aplicação em escala. O tempo de contato real do decantador ou do flotador determina se o floco tem onde crescer. E a variação de carga ao longo do dia significa que a dose ótima é uma faixa de operação, não um valor fixo — por isso vale conhecer o comportamento nas duas pontas, o efluente mais fraco e o mais carregado.

É por isso que um ensaio bem feito não termina com um número. Termina com uma faixa, uma curva e o entendimento de para que lado corrigir quando o efluente mudar — que é exatamente o que se leva de um Jar Test conduzido na sua planta, com o efluente real e o resultado documentado.

Perguntas frequentes

Quanto tempo leva um jar test? O ensaio em si leva de 40 minutos a pouco mais de uma hora, contando mistura rápida, floculação e sedimentação. O trabalho completo — caracterizar a amostra, rodar a faixa ampla e depois refinar em torno do melhor jarro — costuma ocupar uma tarde.

Com que frequência preciso refazer o ensaio? Sempre que mudar algo que altere a matriz: troca de produto ou de fornecedor, mudança no processo produtivo, variação sazonal de carga, ou quando o consumo de químico subir sem explicação. Em operação estável, uma revisão anual é o mínimo razoável.

Posso usar a dosagem que funciona em outra planta do mesmo setor? Como ponto de partida para a faixa a testar, sim. Como dose de operação, não. Duas plantas do mesmo segmento diferem em pH, alcalinidade e carga — e é justamente isso que a dose precisa acompanhar.

O jar test serve para escolher o floculante também? Sim, e é o uso mais frequente depois da dosagem do coagulante. O ensaio compara polímeros de cargas e pesos moleculares diferentes observando o crescimento do floco após a mistura lenta — assunto do guia de escolha de polímeros.

A dose ótima do ensaio é sempre a mais barata? Nem sempre. A menor turbidez pode vir de uma dose alta que não se paga. A decisão de operação compara turbidez residual, custo por m³ e volume de lodo gerado — e às vezes o jarro vizinho ao mínimo é o que fecha melhor a conta.