A qualidade da água destinada ao consumo é um fator essencial para a saúde pública e para o bem-estar da população. Entre os diversos contaminantes que podem comprometer essa qualidade, o ferro e o manganês se destacam por sua presença frequente em mananciais subterrâneos e por causarem efeitos indesejáveis como alteração de cor, sabor metálico, formação de depósitos em tubulações e manchas em roupas e utensílios. A fim de assegurar a qualidade da água para consumo, diversos métodos vêm sendo empregados ao longo do tempo, desde tecnologias convencionais até soluções mais modernas. A presença de ferro e manganês na água potável representa um problema comum em diversas regiões, especialmente em áreas abastecidas por águas subterrâneas. Esses elementos, apesar de não serem considerados altamente tóxicos, podem causar sérios transtornos estéticos, como alteração na coloração, gosto metálico, manchas em roupas e louças, além de favorecerem o crescimento de bactérias específicas. Para tratar essas impurezas, uma série de métodos convencionais, porém eficazes, vêm sendo amplamente utilizados, entre eles a oxidação química, a filtração com meios filtrantes e os processos de precipitação e sedimentação.
O processo de oxidação química consiste na aplicação de agentes oxidantes que promovem a transformação do ferro e do manganês solúveis em suas formas insolúveis, que podem ser facilmente removidas. Entre os agentes mais utilizados, destacam-se o cloro, o permanganato de potássio e o ozônio. O cloro é amplamente empregado por ser de fácil acesso e apresentar duplo efeito: atua na desinfecção microbiológica e na oxidação dos metais. O permanganato de potássio, por sua vez, é eficaz principalmente para o manganês, formando precipitados visíveis rapidamente. O ozônio, embora mais caro, é altamente eficiente e ecologicamente vantajoso, pois não gera subprodutos tóxicos. Após a oxidação, os metais transformam-se em partículas sólidas, prontas para serem removidas nos processos seguintes, como decantação ou flotação, por exemplo.
Figura 1 – Remoção de ferro e manganês da água.
Fonte: Snatural, 2025.
Outro método complementar e bastante eficaz para a remoção de ferro e manganês da água é o processo de precipitação seguido de sedimentação. A precipitação é a transformação de substâncias dissolvidas em compostos insolúveis.
Após a oxidação, o ferro reage com a água e forma o precipitado:
Fe3++ 3OH– → Fe(OH)3 – Hidróxido férrico (Fe(OH)₃)
O Manganês reage com a água e forma um precipitado:
2Mn2+ + O2 + 2H2O → 2MnO2 + 4H+ – Dióxido de manganês (MnO₂)
Esses compostos não se dissolvem na água e ficam em forma de partículas suspensas, este é o ponto em que ocorre a precipitação.
Entretanto, a precipitação de ferro e manganês em água é influenciada pelo pH. Para o ferro, um pH entre 6,5 e 8,5 é ideal para oxidação e precipitação. Já para precipitação do manganês, é necessário um pH maior que 8,0.
Como na maioria das vezes o valor de pH da água bruta é menor (< 7,0) do que a faixa para remoção destes compostos (ferro e manganês), se faz necessária a adição de produtos químicos para elevar o pH da água (geralmente, água de poço).
Usualmente são utilizados hidróxido de sódio (NaOH) ou óxido de cálcio (CaO) para ajustes do pH. Na Tabela 1, a seguir, é apresentada uma comparação destes produtos químicos.
Tabela 1 – Produtos químicos utilizados para aumentar o valor de pH da água.
Produto | Eficácia | Custo | Informações adicionais |
Hidróxido de cálcio | Alta | Baixo | Forma lodo, ideal para grandes volumes. |
Soda cáustica | Muito Alta | Alto | Rápida e eficaz |
O controle do pH deve ser feito com monitoramento constante, pois, o aumento desenfreado de pH pode causar precipitação indesejada de outro(s) composto(s) e corrosão ou incrustação nas tubulações.
Figura 2 – Exemplo de processo de precipitação química de ferro e manganês utilizando produto químico.
O Gráfico 1, a seguir, apresenta o valor do pH em função da concentração de ferro e manganês.
Gráfico 1 – Concentrações de Ferro e Manganês na água em função do valor de pH.
Linha laranja – Ferro (Fe)
- A concentração inicial do ferro é 5,0 mg/L em pH ácido.
- A partir de pH 5,5, o ferro começa a precipitar (forma Fe(OH)₃, que é insolúvel).
- Entre pH 5,5 e 7,5, a concentração cai gradualmente.
- Em pH > 7,5, o ferro está quase completamente removido (cerca de 1,0 mg/L ou menos).
Este gráfico mostra que o ferro é mais fácil de remover a partir do aumento de pH (precipita em pH relativamente baixo).
Linha azul – Manganês (Mn)
- A concentração inicial do manganês é 3,0 mg/L.
- A precipitação começa em pH mais alto, por volta de 8,0.
- A queda na concentração ocorre de forma mais lenta.
- Em pH > 10,0, o manganês atinge concentrações mais baixas (até 0,5 mg/L).
O manganês exige condições mais alcalinas para precipitar.
A etapa de precipitação refere-se justamente à transformação dos íons dissolvidos em partículas sólidas. No entanto, essas partículas ainda estão em suspensão, e então entra a etapa seguinte: a sedimentação.
Durante a sedimentação, a água é conduzida a decantadores onde permanece em repouso controlado por um período suficiente. Nesse intervalo, por ação da gravidade, as partículas mais densas adensam no fundo do tanque, formando uma camada de lodo.
Este lodo, composto por resíduos minerais e outras impurezas agregadas durante o processo, deve ser periodicamente removido do decantador, a fim de manter a eficiência do sistema. A parte superior da água, clarificada, pode então seguir para etapas posteriores, como a filtração, garantindo que qualquer partícula residual seja removida.
Após a etapa de sedimentação, na qual os precipitados de ferro e manganês se acumulam no fundo dos tanques, a água parcialmente clarificada segue para a fase de filtração com meios filtrantes, com o objetivo de remover as partículas residuais que permaneceram em suspensão. Essa etapa é essencial para garantir a completa remoção dos compostos insolúveis.
Entre os meios filtrantes mais comuns utilizados estão a areia, antracito, carvão ativado e zeólitas.
A areia, empregada em filtros lentos ou rápidos, atua como uma barreira física eficiente para a retenção de sólidos ainda presentes na água. O carvão ativado, além de contribuir na remoção de partículas, é eficaz na absorção de substâncias orgânicas, melhorando significativamente o sabor, odor e aparência da água tratada.
Já os filtros com zeólitas podem ser utilizados para remoção de ferro e manganês da água. Trata-se de um produto natural composto por minerais de aluminossilicato hidratados para remoção de contaminantes e impurezas. As zeólitas efetuam um alto desempenho nas remoções destes contaminantes.
Águas provenientes de poços artesianos, cujas concentrações de ferro, manganês e turbidez são baixas, podem ser tratadas somente com um filtro de zeólitas.
Desta forma, a filtração (com zeólita) pode atuar como a única etapa de tratamento, ou como um polimento do processo, complementando a ação da oxidação e/ou da precipitação e sedimentação. Isto vai depender da qualidade da água bruta e da finalidade da água tratada.
Figura 3 – Comparativo entre os principais meios filtrantes para remoção de ferro e manganês.
Característica | Areia | Antracito | Carvão Ativado | Zeólita |
Remoção de Ferro e Manganês | Baixa (apenas como suporte) | Baixa (apenas como suporte) | Baixa (não é função principal) | Alta (especialmente zeólita modificada) |
Mecanismo Principal | Filtra partículas oxidadas | Filtra partículas oxidadas | Adsorve compostos orgânicos | Troca iônica e adsorção seletiva |
Necessidade de oxidação prévia | Sim (para precipitação de ferro/manganês) | Sim | Sim | Pode ser reduzida (dependendo do tipo de zeólita) |
Eficiência | Baixa (depende da pré-oxidação) | Baixa | Baixa | Alta |
Vida útil | Alta (5–10 anos) | Alta (5–10 anos) | Média (1–3 anos) | Média (2–5 anos) |
Regeneração | Não necessária | Não necessária | Possível mas limitada | Possível (com soluções de regeneração salina) |
Custo | Baixo | Médio | Alto | Médio a alto |
Aplicações Comuns | Pós-oxidação (filtra precipitados) | Pós-oxidação (filtra precipitados) | Polimento de água | Remoção direta de Fe e Mn em ETA e poços artesianos |
No Brasil, a legislação vigente estabelece limites máximos de até 0,30 mg/L para ferro e 0,10 mg/L para manganês na água potável, conforme determina a Portaria GM/MS nº 888/2021. Estes limites são fundamentais para evitar possíveis impactos à saúde decorrentes do consumo prolongado desses minerais em concentrações elevadas. Para garantir o cumprimento desses parâmetros, o monitoramento contínuo da qualidade da água é uma etapa indispensável no processo de tratamento.
O monitoramento deve ser realizado de forma sistemática, com o uso de métodos laboratoriais precisos e confiáveis, como a espectrofotometria ou a cromatografia, capazes de detectar variações mínimas nas concentrações de ferro e manganês. A partir destes dados, é possível ajustar rapidamente os processos de tratamento, assegurando que a água distribuída esteja sempre dentro dos padrões exigidos pelos órgãos reguladores.