Futuro da Água
Calculadora

Gradiente de Velocidade

Cálculo do gradiente de velocidade (G) e rotação do motor para unidades de floculação.

Dimensões do tanque

Gradiente de velocidade

Rotação do motor

Sequência de cálculo

V = Largura × Comprimento × Prof. útil [m³]

G = √( P / (V × µ) ) [s⁻¹]

n = ( P / (KT × ρ × D⁵) )^(1/3) [RPS]

n = nRPS × 60 [RPM]

µ = 0,001 N.s/m² (fixo)

ρ = 1000 kg/m³ (fixo)

KT = constante do impelidor

D = diâmetro do rotor (m)

Valores de referência

10 – 70 s⁻¹

NBR 12216 — floculação

> 15 s⁻¹

Brito (1998) — mínimo

KT = 1,2

Pá plana (comum)

KT = 0,3

Hélice 3 pás

O que é o Gradiente de Velocidade?

O gradiente de velocidade (G), também conhecido como número de Camp, é o parâmetro fundamental para o dimensionamento de unidades de floculação em Estações de Tratamento de Água. Ele representa a intensidade de agitação mecânica aplicada à massa líquida e define diretamente a eficiência do processo de formação e crescimento dos flocos. Foi introduzido por Camp e Stein em 1943 e é amplamente adotado em projetos de ETAs ao redor do mundo.

A importância da floculação no tratamento de água

A floculação é a etapa que ocorre imediatamente após a coagulação química: as partículas coloidais já desestabilizadas (microflocos) são reunidas em agregados maiores e mais densos (macroflocos) por meio de agitação controlada. O controle preciso do gradiente G é crítico nesse processo — valores excessivamente altos quebram os flocos formados, enquanto valores muito baixos resultam em flocos pequenos e ineficientes que dificultam a sedimentação e a filtração nas etapas seguintes.

Como interpretar os resultados

  • G entre 15 e 70 s⁻¹ — faixa ideal para floculação, conforme NBR 12216 e Brito (1998)
  • G < 15 s⁻¹ — agitação insuficiente; flocos pequenos e ineficientes, risco de baixa remoção de turbidez
  • G > 70 s⁻¹ — agitação excessiva; ruptura dos flocos formados, comprometendo a sedimentação
  • RPM calculado — base para seleção do motor e do redutor de velocidade do floculador

Referências técnicas

  • ABNT NBR 12216 — Projeto de estação de tratamento de água para abastecimento público
  • Camp, T.R. & Stein, P.C. (1943). Velocity gradients and internal work in fluid motion. Journal of the Boston Society of Civil Engineers
  • Brito, R. (1998). Tratamento de Água — Tecnologia Atualizada. São Paulo: Edgard Blücher