O trabalho do soprador numa Estação de Tratamento de Efluentes (ETE) é mais intenso do que numa Estação de Tratamento de Água (ETA). O soprador numa ETE funciona 24 horas por dia, sete dias na semana, enquanto na ETA são 8 horas por dia. Sua função é um pouco diferente em ETE e ETA, mas não há soprador específico, os mesmos tipos podem ser usados em ambos os casos. Os compressores e sopradores estão entre os maiores gastos dentro dos custos operacionais de uma ETE, chegando a até 70% das despesas com energia. Agora a tendência, vinda da Europa, é avaliar a planta pelo menor KWh/m³ de água tratada, que é quanto a planta toda gasta com energia para tratar a água, incluindo o soprador, que, quanto mais eficiente, garante que o m³ produzido de água saia mais barato (menor kWh/m³ de água).
Com foco no menor consumo de energia por m³ de água tratada, o ponto de maior atenção das empresas é o soprador que forneça maior quantidade de ar com menor consumo de energia, mais m³/h de ar com o menor kWh. Por isso, os tanques têm ficado mais profundos – 5 a 7 m de altura útil –, onde há uma melhor transferência de oxigênio para o meio. Além disso, as novas tecnologias de sopradores, como as de parafuso, propiciam aumento da profundidade sem a perda da confiabilidade, com redução de consumo de energia e grande vida útil. Alguns fabricantes dão até cinco anos de garantia total no conjunto compressor.
Os sopradores têm um dos papéis principais no processo de aeração das ETEs. Sua função é a de captar o ar atmosférico e lançá-lo através de um duto dentro do tanque ou lagoa de tratamento para aerar os efluentes, que consiste na geração de ar para a alimentação das bactérias aeróbias que realizam o processo de recuperação da água. Eles fornecem o oxigênio necessário para as bactérias "respirarem" e se manterem vivas e para a homogeneização do efluente no processo de tratamento do esgoto. "O soprador é uma máquina que gera um grande volume de ar com relativa baixa pressão, 1 bar, e, para essa aplicação, é importante que seja de tecnologia isenta de óleo", diz Hiroshi Itami, coordenador de vendas da Aerzen do Brasil.

Monitoramento e sistema em rede
Cresce no mercado a tendência por equipamentos eletronicamente mais sofisticados, com monitoramento de todos os componentes e sistema de comunicação em rede. "Os modelos antigos não têm sensores de temperatura ou indicação de falhas. Muitas vezes, o cliente é pego de surpresa e o custo de reparo ou tempo de máquina parada desequilibra todo o orçamento", aponta Ricardo Brandão, gerente de produto e vendas da divisão Blowers - Oil Free Air da Atlas Copco.
O que ocorre geralmente é que os sistemas de monitoramento são "adaptados" para uma necessidade pontual. "Com o fornecimento completo, o cliente tem mais acesso a informações do equipamento, melhor controle de vazão e monitoramento, além de ser avisado antes de qualquer imprevisto de necessidade de manutenção ou falhas", ressalta.

Com o avanço da tecnologia, essas tendências vieram para ficar. "Com a redução de custos, o monitoramento e o aviso de manutenção ou falha, a chance de surpresas diminui", salienta Brandão. Dentro dessa linha, a Atlas Copco está lançando sopradores com IHM e painéis integrados à máquina, com todo o controle do equipamento e menor área ocupada.
Atualmente, as tecnologias mais utilizadas são os sopradores de parafuso, centrífugo e lóbulos. E a tendência no mercado é a substituição gradual dos sopradores de lóbulos (trilobulares) pelos de parafuso. "Os mais usados ainda são os de lóbulos, que vêm sendo substituídos pelos sopradores rotativos de parafuso porque possuem melhor eficiência energética e oferecem redução nos custos operacionais das novas ETEs que utilizam tanques de aeração mais profundos", compara Alexandre Jordão, gerente de desenvolvimento de negócios para a indústria de processos para a América Latina na divisão de tecnologias e serviços de compressão da Ingersoll Rand.

Com o alto custo de energia elétrica, os clientes buscam tecnologias mais eficientes. "O soprador de parafuso tem sido a melhor opção, propiciando economias de até 30% com energia elétrica", concorda Brandão. Antonio Ferraro, gerente do centro de negócios sopradores da Kaeser Compressores do Brasil, confirma a tendência de o mercado assimilar mais o uso dos sopradores tipo parafuso. "Além da economia de energia e sua aplicação em tanques com colunas de água acima de 6,5 metros de altura, eles são mais silenciosos", diz Ferraro.

Segundo Jordão, como são usados no processo de aeração, estes sopradores precisam ser isentos de óleo, de acordo com a norma ISO 8573-1 Air Quality Classes - Classe 0. Para ETEs de maior porte, também se utilizam os sopradores centrífugos de multiestágios, tecnologia de compressão dinâmica que oferece melhor eficiência energética quando comparada às demais tecnologias existentes, além de ser isenta de óleo, conforme ISO Classe 0.
"O Hybrid de parafuso, da Aerzen, é muito utilizado em conjunto com os sopradores padrão Roots, de lóbulos paralelos de deslocamento positivo, mas assumindo a função de atender à demanda variável da ETE", diz Rainer von Siegert, diretor-geral da Aerzen do Brasil. Além do Hybrid, a tecnologia evoluiu para a de Turbo (centrífugo).
Para Siegert, a tendência é a de procurar, de acordo com cada projeto, a melhor solução para a operação, eficiência energética e custo baixo de manutenção. "Na Aerzen, oferecemos o que chamamos de Performance³, combinação das três tecnologias em uma mão", afirma.
"O soprador Roots, com certeza, é a solução mais barata, mas isso somente no investimento. O Hybrid atende baixas e médias vazões com extremo ganho de eficiência energética. E o Turbo é voltado para altas vazões também com eficiência energética", explica Siegert.

Trabalho intenso
A função dos sopradores em ETE e ETA é um pouco diferente. No caso da ETE, o soprador é utilizado para aeração – oxigenação, geração de ar para as bactérias respirarem e tratarem a água – e mistura. Em ETA, o soprador é usado para mistura e sistemas de limpeza para fazer a retrolavagem dos filtros.
Não há diferença entre os sopradores utilizados em ETE e ETA. Não existe soprador específico para cada aplicação. O mesmo soprador pode ser usado em ambas, tanto na ETE quanto na ETA.

Numa ETE, segundo Siegert, o uso do soprador é em caráter integral, ou seja, 24 horas em regime total ou parcial de operação.
"O trabalho em uma ETE é mais intenso, o soprador funciona 24 horas por dia, sete dias na semana; e numa ETA, trabalha em torno de 8 horas por dia", complementa Ferraro. Numa ETA, seu tempo de operação pode variar de ETA para ETA de 10 a 20 minutos num período ou nos dois períodos, ou seja, por ciclo até chegar em torno de 8 horas. "Na realidade, a aplicação do soprador nas ETAs pode variar dependendo do processo utilizado e daí decorre o tempo de funcionamento", esclarece Siegert. Tanto que na maioria das ETAs não se usa soprador de reserva. "A vida útil de um soprador operando nestas condições pode chegar até ou mais de 10 anos numa ETA, enquanto em uma ETE é de aproximadamente 6 a 7 anos", explica Ferraro. A quantidade de ar necessária em uma ETE é maior quando comparada com uma ETA.

"A importância da análise da pressão e necessidade de ar da planta ou projeto é fundamental para selecionar a máquina mais eficiente. Em cada projeto deve ser analisado a fundo o processo e selecionar o equipamento que irá garantir maior eficiência da planta", avalia Brandão. Jordão complementa: "O que vai definir o tipo de soprador a ser utilizado é o tamanho da estação de tratamento e questões como a profundidade dos tanques de aeração, entre outros", diz.  

Energia: ponto crucial
Para Brandão, hoje o cliente está começando a entender a importância do consumo de energia em uma ETE, por isso, eles estão questionando o consumo de energia da planta. "Existe uma tendência na Europa que é analisar no projeto o consumo de energia por m³ de água tratada, conforme o menor kWh/m³ de água tratada, melhor a solução proposta", conta.
Com isso, segundo ele, as empresas de engenharia e clientes finais estão solicitando opções de sopradores e tecnologias de tratamento que garantam o menor kWh/m³ de água. "O que aumenta a tendência de utilização de tanques mais profundos e sopradores com maior eficiência. A melhor forma de equilibrar os gastos com a ETE é comparando as diferentes tecnologias de sopradores", comprova.
O consumo de energia elétrica do sistema de aeração com sopradores pode chegar a 70% de todo o consumo de energia de uma ETE. Por isso, é preciso tomar muito cuidado com a seleção do soprador e da altura do tanque. "Quanto mais profundo o tanque, menor o consumo de energia, porque as bolhas de ar ficam mais tempo dentro do tanque e há maior eficiência de transferência de oxigênio no meio", explica Brandão. A empresa dispõe de consultores para auxiliar o cliente na escolha correta do soprador com comparativos e estudos de eficiência.
"Caso do uso de tanques de aeração mais profundos, até 7m. Como permitem que as bolhas de ar permaneçam mais tempo nele, há uma melhor oxigenação para as bactérias, o que diminui o custo de operação dos sopradores", salienta Jordão. Nas ETES, os novos projetos buscam soluções como esta para reduzir o custo operacional. Já os fabricantes investem em desenvolvimento de produtos com melhor eficiência energética e aumento da confiabilidade para evitar paradas inesperadas de operação.
A busca por novas tecnologias para atender à necessidade atual de melhor eficiência energética é constante. A Aerzen desenvolveu o AerSmart, que eleva a eficiência do tanque de aeração a um nível mais alto. "Ele gerencia, em tempo real, os ciclos de carga através de um ajuste fino baseado na curva característica do equipamento em operação", destaca Siegert.

Exemplos de custos e eficiência energética
"A eficiência energética só pode ser demonstrada quando comparamos sopradores de características diferentes, tais como sopradores de parafusos com sopradores de lóbulos", equipara Ferraro. Segundo ele, o soprador de parafusos pode ser até 35% mais eficiente do que o de lóbulos, o que resulta que é cerca de 12% mais econômico, mas é preciso analisar caso a caso.
A Atlas Copco apresenta, no Gráfico 1, os custos envolvidos numa estação de tratamento e, no Gráfico 2, o consumo de ar 59% menor em um tanque de 7 metros em relação a um de 3 metros com o volume e vazão de efluentes fixos.

É preciso escolher o sistema que forneça o menor custo de operação. "A eficiência energética quanto ao ar comprimido relaciona-se ao sistema e/ou equipamento que garanta a maior quantidade de ar com o menor consumo de energia, mais m³/h de ar com o menor kWh", afirma Jordão. Além da confiabilidade do equipamento para reduzir os custos de manutenção e operação do sistema. "O que buscamos é a solução que forneça o menor custo total durante a vida útil do sistema", explica. O Gráfico 3 resume os principais custos relacionados à operação de um sistema de ar comprimido:
O funcionamento de uma ETE/ETA se baseia na curva de carga característica para um dia típico de operação. No Gráfico 4, nota-se a curva em azul comparada ao consumo energético com o uso de sopradores padrão tipo Roots. No Gráfico 5, foi aplicada a nova tecnologia Aerzen Performance³, onde são combinados o Turbo, para atender às altas vazões, e o Hybrid, para baixas e médias vazões, modulando a demanda. "Neste exemplo real, trabalhando desta forma, obtivemos uma economia no consumo de energia entre 17% e 28%. Isso é dinheiro no bolso!", constata Siegert.

Consciência
Antes havia um certo receio em relação à água de reúso. Esse tabu foi quebrado com a crise da água, o que aumentou a procura por este tipo de solução. Na opinião de Brandão, atualmente a água de reúso é uma tendência tanto no setor público como no privado. "Depois da crise hídrica, as empresas tiveram que ser mais cuidadosas com a água e hoje existe uma maior preocupação com a sustentabilidade, fazer melhor e diferente", ressalta.
Ele constata pelos próprios clientes da empresa de pequeno e médio porte que estão utilizando a água tratada da ETE para limpeza, banheiros, jardins etc. Agora, um pouco mais conscientes, há um olhar cuidadoso das empresas para a água e o esgoto. "Elas foram percebendo a importância do tratamento não só para o meio ambiente, mas para a saúde da sociedade e redução dos custos produtivos", avalia Brandão.
O reúso da água está relacionado à sustentabilidade e, consequentemente, à redução no consumo de energia elétrica. "Com isso, a procura por tecnologias de sopradores mais eficientes tem aumentado. A tendência é de utilização de equipamentos com maior confiabilidade e eficiência e o uso de sopradores de parafuso se encaixa nesse novo perfil", analisa.
Quanto ao desenvolvimento de sopradores, para Jordão, já havia um grande avanço das tecnologias para o aumento da eficiência e da confiabilidade destes produtos com foco na melhoria da produtividade nas ETEs. "Após a crise, a principal mudança percebida foi em relação à procura pelas empresas do setor por estas ‘novas’ tecnologias para reduzir seus custos operacionais e melhorar a eficiência de suas operações", afirma. Além disso, aumentou a conscientização sobre as tecnologias existentes e tendências de mercado. "Esses fatores auxiliaram as empresas no desenvolvimento de novos projetos de ETEs mais eficientes do ponto de vista energético", conclui Jordão.

Contato das empresas:
Aerzen: www.aerzen.com.br
Atlas Copco: www.atlascopco.com.br
Ingersoll Rand: www.ingersollrand.com.br
Kaeser: www.kaeser.com.br