Jar Test, Teste de Jarros, Testes de Tratabilidade. O que diz a ASTM D2035-19?

Jar Test, Teste de Jarros, Testes de Tratabilidade. O que diz a ASTM D2035-19?

Vamos entender um pouco mais sobre Jar Teste? É um assunto de extrema relevância quando falamos de tratabilidade de águas e efluentes. 

O teste de jarros, ou teste de jarras, ou ainda Jar Test, surgiu como uma metodologia empírica para simular os processos de coagulação e floculação em escala de bancada, o que se tornou uma prática comum ao longo do desenvolvimento das tecnologias de tratamento de água. 

Nos tratamentos físico-químicos de águas e efluentes, esta técnica é uma forte aliada, pois permite aos operadores e engenheiros determinarem a dosagem ideal de produtos químicos (coagulantes e auxiliares de coagulação) para a remoção eficaz de turbidez, cor e outras impurezas. 

O teste de jarros, ou jar test requer uma avaliação prévia acerca da qualidade do efluente bruto e um bom entendimento sobre o objetivo final de tratamento; exemplo: existe um valor turbidez desejado pós tratamento?  Estes dados de entrada são de grande importância para que o técnico especialista encontre a dosagem ótima com a qualidade final desejada, equilibrando os custos no tratamento com a qualidade desejada.

O bom desempenho nestes testes requer do técnico experiência com determinados tipos de águas e efluentes, pois cada característica pode demandar produtos químicos específicos, bem como produtos auxiliares.

A seguir temos um artigo que explica de forma suscinta os princípios básicos para o bom entendimento sobre jar test aplicado ao tratamento de águas e efluentes.

1. Entendendo alguns conceitos fundamentais

Coagulação e floculação são processos físico-químicos usados para remover partículas coloidais, material suspenso e cor da água através da adição de produtos químicos denominados coagulante, tais como: sulfato de alumínio e cloreto férrico). Quando aplicável, lançamos mão do uso de polímeros.

• Coagulação: neutralização de cargas e desestabilização de partículas coloidais.
• Floculação: crescimento e consolidação dos microflocos em flocos maiores que podem sedimentar por gravidade (devido ao seu peso).
• Jar test é um ensaio laboratorial padronizado que simula, em pequena escala, as condições de mistura e sedimentação de uma estação de tratamento para avaliar quais coagulantes, dosagens, pH’s e demais condições operacionais que produzem uma melhor remoção de turbidez, cor e sólidos. 

2. Entendendo a Norma ASTM D2035-19

Esta norma padroniza uma prática para avaliar, de forma sistemática os efeitos de coagulantes, auxiliares, sequência de adição e variáveis físico-químicas (pH, alcalinidade, tempos e intensidades de agitação) sobre a remoção de material dissolvido, suspenso e coloidal por coagulação-floculação seguida de assentamento por gravidade. O objetivo prático é determinar a condição (tipo e dosagem dos químicos e ajustes de pH) que proporciona melhor desempenho para a água analisada.

3. Aplicações

Pode ser aplicado a águas potáveis, efluentes líquidos sanitários e não sanitários (domésticos e efluentes industriais); permite comparar diferentes coagulantes/produtos auxiliares sob as mesmas condições experimentais; testar ordem de adição e avaliar sensibilidade a variações de pH;

Importante ressaltar que o jar test é um importante ensaio que servirá como ponto de início para estabelecimento das dosagens; entrando como passo seguinte, a aplicação em escala piloto ou operação contínua.

4. Equipamentos e materiais necessários

• Aparelho tipo jar test com múltiplos jarros e rotores com controle de velocidade independente (ou blocos com vários agitadores sincronizados).
• Jarros (geralmente 1 L ou 2 L) limpos e idênticos, preferencialmente de material acrílico, pois permite uma boa observação do aspecto visual da amostra, bem como possui uma boa resistência;
• Pipetas, buretas, balança analítica, agitadores magnéticos;
• Medidores de pH calibrados, turbidímetro e instrumentação para medir cor, alcalinidade e, se necessário, sólidos totais;
• Soluções padrão dos coagulantes / polímeros a serem testados (preparadas conforme instruções do fabricante).

5. Preparação da amostra

• Coletar amostra representativa (volume suficiente para todos os jarros) e manter condições que preservem as características originais (temperatura, proteção da luz se necessário);

Medir parâmetros de base antes do ensaio: pH, turbidez inicial, cor, alcalinidade, temperatura e dureza — esses dados são essenciais para interpretar resultados e comparar ensaios.

6. Procedimento padrão (fluxo e variáveis) — descrição detalhada

6.1 Visão geral das etapas

1. Mistura rápida (coagulação) — promover dispersão do químico e início da reação; alta energia por curto período.
2. Mistura lenta (floculação) — reduzir a taxa de cisalhamento para permitir crescimento de flocos; agitação mais suave e por tempo maior.
3. Repouso/Assentamento — parada da agitação para permitir decantação por gravidade e separação do sobrenadante.

Coleta e análise do sobrenadante — medir turbidez, cor, pH final etc., e comparar entre jarros.

6.2 Parâmetros de controle

• Tempo de mistura rápida: a norma fornece o procedimento, mas não fixa um único tempo universal; na prática técnica típica usa-se mistura rápida de dezenas de segundos a poucos minutos (ex.: 30–120 s) — isso varia conforme a aplicação e a intensidade de agitação desejada ( tempos/velocidades exatas são definidos conforme o equipamento e protocolo de cada laboratório)
• Velocidade de mistura rápida (intensidade): suficientemente alta para dispersar o coagulante; nos protocolos práticos isso é tipicamente uma rotação/velocidade que gera alto cisalhamento (valor dependente do equipamento);
• Tempo de floculação: frequentemente entre 10 e 30 minutos em práticas de laboratório — durante essa fase as velocidades são baixas e podem ser variáveis (etapas sequenciais com redução gradual de velocidade);
• pH e alcalinidade: o pH muito frequentemente controla a eficiência do coagulante; portanto, testar faixas de pH e ajustes (adicionar alcalinizantes ou ácidos) é parte do Jar Test. 

6.3 Variações experimentais

• Testar várias doses de coagulante em diferentes jarros (por exemplo: 0; 5; 10; 20; 40 mg/L(ppm) — lembrando que são apenas valores de dosagens ilustrativas) e, quando aplicável, combinar com polímeros/auxiliares em concentrações variadas;
• Avaliar ordem de adição (coagulante primeiro, depois polímero; ou mistura simultânea) pois pode influenciar formação e resistência dos flocos. 

7. Medições e alguns critérios de avaliação

Após o repouso, para cada jarro normalmente se registra:

• Turbidez residual (NTU) — principal métrica de desempenho
• Cor aparente (uH)
• pH final e às vezes condutividade
• Aspecto e estabilidade dos flocos (tamanho, compactação, fragilidade)
• Tempo de assentamento, volume de lodo e facilidade de desaguamento (caso avaliado)
  A partir da análise crítica dos resultados, escolhe-se a dosagem ótima (melhor remoção com menor dosagem compatível com custos e critérios de aceitação).

8. Registro e relatório (o que a norma recomenda documentar)

A norma exige a documentação completa: amostra (origem, data/hora), condições do ensaio (tempos, velocidades, volumes), composição e concentração das soluções de reagentes, pH inicial/final, dados analíticos (turbidez, cor etc.), observações qualitativas dos flocos e conclusão com recomendação de dose/condição ideal. Esses registros permitem reprodutibilidade e comparação entre ensaios. 

 9. Significância, utilidade e limitações

• Utilidade: permite selecionar e otimizar uso de determinados produtos químicos e regimes operacionais antes de testes em escala piloto/operacional; fornece comparação direta entre alternativas;
• Limitações: resultados em jarro servem como um norte, um orientativo; não garantem desempenho idêntico em escala real — diferenças hidrodinâmicas, tempos de residência e variação de qualidade da água em rede influenciam na operação. É prática recomendada confirmar via ensaios piloto contínuos quando mudanças de processo forem críticas. 

10. Boas práticas laboratoriais e recomendações práticas

• Padronizar volumes e geometria dos jarros para que resultados sejam comparáveis;
• Calibrar instrumentos (pHmetro, turbidímetro) antes de cada sessão de ensaios;
• Testar repetições (duplicatas) para avaliar reprodutibilidade;
• Incluir controles (jarro sem adição de coagulante) para referência;
• Registrar temperatura ambiente (a eficiência pode variar com a temperatura);
• Quando for avaliar polímeros, preparar soluções mãe com concentração conhecida para posteriormente fazer as diluições desejadas.

11.Exemplo prático resumido 

1. Coletar amostra representativa; medir pH/turbidez/alcalinidade;
2. Preparar séries de jarros (ex.: 6 jarros) com volumes iguais;
3. Adicionar doses diferentes de coagulante em cada jarro;
4. Mistura rápida (30–120 s) → mistura lenta (10–30 min, com redução gradual da velocidade) → repouso (30–60 min, ou outro tempo definido);
5. Coletar sobrenadante para análise de turbidez e pH; observar flocos e registrar;
6. Escolher dosagem/condição ótima com base na menor turbidez residual e melhores qualidades dos flocos. (valores indicativos; adapte ao seu caso).

Por fim, porém não menos importante, o teste de jarros, ou jar test requer uma avaliação prévia acerca da qualidade do efluente bruto e um bom entendimento sobre o objetivo final de tratamento; exemplo: existe uma turbidez máxima necessária para ser obtida?  Estes dados de entrada são de grande importância para que o técnico especialista encontre a dosagem ótima com a qualidade final desejada, equilibrando, inclusive um consumo de químicos racional e sustentável.

Além disso, requer do técnico experiência com determinados tipos de águas e efluentes, pois cada característica físico-química diferente pode demandar produtos químicos específicos, bem como produtos auxiliares.

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