A água recebe classificações, uma delas é a premissa de água dura, ou seja, está relacionada a elevada concentração de sais específicos, principalmente Cálcio (Ca) e Magnésio (Mg). Essa classificação, no entanto, não modifica em nada as propriedades físicas da água como, por exemplo, a sua viscosidade ou a sua compressibilidade, mas a torna inviável para alguns processos.
Quanto maior a quantidade de ppm mais dura será considerada a água. Quando apresentar teores desses cátions acima de 150 mg/L, então a água é dura; se estiver abaixo de 75mg/L, a água é mole; e se for entre 75 e 150 mg/L, a água é moderada
Segundo o Eng. Henrique Martins Neto, da EQMA Engenharia & Consultoria, a principal fonte de dureza em águas é natural e está associada diretamente com as características geológicas do solo, em geral locais com maior predominância de rocha calcaria colaboram para a formação de água subterrâneas com elevado teor de Cálcio e Magnésio, devido a solubilização da rocha pelo gás carbônico.
Nesse sentido, é muito mais comum encontrar água de poços artesianos com elevado teor de dureza do que em águas superficiais como rios, ribeirões e represas. Neto destaca que no Brasil, nas regiões nordeste e sudeste as águas subterrâneas tendem a ser duras, não sendo raro superem 500mg CaCO₃/L. Já nos países vizinhos como Argentina e Chile são mais comuns águas com até 1000mg CaCO₃/L.
No uso doméstico, a água dura dificulta a ação de sabões, não promovendo a formação de espuma, causando uma difícil remoção de sujeira e gordura. Além disso, pode provocar entupimento de diversos equipamentos como chuveiros, duchas quentes, máquinas de lava-louça e até mesmo máquinas de lavar-roupa. 
“O sabão é considerado tensoativo aniônico, porque ele dissolve-se na água produzindo ânions e cátions. Seus ânions são os responsáveis por diminuir a tensão superficial da água e permitir a limpeza. No entanto, os cátions de cálcio, magnésio e ferro II não são solúveis em água e reagem com os ânions do sabão formando compostos insolúveis” – explica Luciane Prado Rocha Lopes, diretora administrativa e projetos da Fusati.
Outro efeito notório da água dura é o sabor que ela tem, quanto maior a dureza mais intenso é o sabor, uma das razões pela qual a Portaria Nº 888/2021 do Ministério da Saúde, limita a concentração de dureza total em 300mg CaCO₃/L em água potável.
No uso industrial, por sua vez, a dureza da água pode promover problemas graves de entupimentos em tubulações, trocadores de calor, boilers e caldeiras. Em geral, em aplicações de água de caldeira de baixa pressão, é desejável que a dureza total da água seja o mais próximo possível de zero.
“A água dura não pode ser usada na indústria, pois pode haver o risco de acidentes, como a explosão de caldeiras. Também não é boa para cozinhar vegetais, pois eles endurecem em vez de ficarem mais moles” – enfatiza Luciane Prado Rocha Lopes. 

Tipos de tratamento
Atualmente há diversas técnicas para corrigir a dureza da água, entre elas: Abrantamento, Separação por Membranas e Condicionadores químicos. 
O abrandamento é considerado a técnica mais comum. Trata-se de vasos de pressão geralmente construídos em aço carbono revestido ou fibra de vidro, em seu interior é inserido as resinas catiônicas responsáveis pela remoção da dureza. Podem ser utilizados em vários tipos de indústrias, em caldeiras, geradores de vapor, circuitos de refrigeração e outras finalidades.

“O principal uso da água abrandada é para geração de vapor nas caldeiras de baixa pressão de até 20 Kg/cm², onde se recomenda utilizar a água de alimentação com teores de dureza menores do que 5 mg/l. No processo de abrandamento de água não há uma redução do teor de eletrólito presente na água, o que existe é a substituição de cátions com características incrustantes por outros de características não incrustantes” – afirma a diretora da Fusati.  
No abrantador, o processo pode ser feito de duas maneiras, tanto com precipitação química, quanto por troca iônica. No primeiro caso, segundo Neto, o método consiste basicamente no uso de solução de soda cáustica e barrilha, para a formação de sais de carbonato de cálcio e magnésio, que são mais insolúveis que os bicarbonatos. O nível do pH da água será elevado, fornecendo a alcalinidade necessária.

O processo pode ocorrer em um reator de mistura seguido de um decantador, onde a dureza é removida através da purga do lodo, ou em um reator operado em regime de bateladas, onde se faz a adição dos agentes químicos, mistura e posterior sedimentação para clarificação da água. 
“É importante destacar que nesse caso, haverá significativo residual de dureza total e alta geração de lodo” – destaca o engenheiro. A precipitação química é indicada quando a dureza da água é excessivamente elevada e não se encontra nenhuma outra fonte de água de melhor qualidade.  
Já o processo por troca iônica faz com que a água atravesse um leito de resina catiônica que irá trocar os íons de cálcio e magnésio presentes na água por íons de sódio (Na). As resinas possuem limites para a troca iônica, ficando saturadas de Ca₂⁺ e Mg₂⁺. Esta saturação recebe o nome de ciclo. Após, deve ser feita a regeneração da resina, que acontece com a adição de solução de cloreto de sódio (NaCl).

Quando a água dura passa através dos poros da resina, os íons de cálcio e magnésio, que possuem uma carga positiva maior que os íons de sódio, são atraídos pela estrutura negativa da resina enquanto o sódio é liberado na água. 
Esse item é solúvel e, portanto, não causa as incrustações causadas pelo cálcio e o magnésio. Neste tipo de processo pode haver uma provável inviabilidade econômica em águas extremamente duras e aumento de sódio na água abrandada.
A técnica de separação por membranas pode ser realizada por sistema de osmose reversa (OR) e nanofiltração (NF). Estes são capazes de remover a dureza da água devido a maior dificuldade desses cátions (bivalentes) em se difundir através das membranas, ou simplesmente pode-se dizer que os poros das membranas são menores que os diâmetros atómicos desses metais. 

Nesse caso, haverá sempre uma linha de água tratada denominada permeado, com menor concentração de dureza e outra linha com elevada concentração, conhecida por rejeito. A relação entre produção de permeado e rejeito típica é de 75/25% respectivamente, podendo variar de 50/50% a 80/20%, em função da qualidade da água bruta, tratada e projeto do sistema.
Os Condicionadores Químicos fazem o uso de ortopolisfofato de sódio. Não removem a dureza em si, mas sim promovem a complexação dos metais, evitando que os mesmos precipitem em caso de aquecimento da água. São restritos a aplicações não críticas e para efetuar a dosagem precisa-se avaliar outros íons como Ferro e Manganês para se ter o efeito esperado. 
A escolha do processo parte de dois pontos: a qualidade da água a ser tratada e o uso final da água tratada. Luciana destaca que melhor processo é sempre escolhido a partir da necessidade de cada cliente, após analisar os parâmetros encontrados na análise físico e/ou química da água. 

“Para se definir a rota de tratamento ou tecnologia utilizada é preciso, primeiramente, saber a qualidade da água bruta e a qualidade desejada para a água tratada, seguido das condições de uso e particularidades de espaço físico e local de instalação dos equipamentos” – complementa Neto.
Ainda segundo ele, avaliando nos sistemas, apenas a condição de maior capacidade e eficiência na redução de dureza de água, de menos para mais, a ordem seria: Precipitação química < Processo de separação por membrana < Troca iônica. Mas pensando em mercado, atualmente o segmento é liderado pelo uso de resinas de troca iônica, seguido dos condicionadores químicos. 
“Sistemas de OR e NF são empregados com maior frequência nos últimos anos, porém em geral com foco na dessalinização, algo que inclui a redução de dureza total. Já o processo de precipitação química é raramente visto, embora essa prática possa ser provocada nas saídas das estações de tratamento de água com o único objetivo de promover a proteção contra a corrosão de tubulações de aço mais antigas” – finaliza o engenheiro. 

Contato das empresas
EQMA Engenharia & Consultoria: www.eqma.com.br
Fusati: www.fusati.com.br