A água de caldeira utilizada na indústria possui características que demandam um tratamento específico para torná-la mais adequada ao uso industrial. Este tipo de água apresenta uma grande quantidade de substâncias que podem prejudicar a condição dos equipamentos em que é utilizada. Portanto, antes de ser usada em processos industriais, a água que irá servir de alimentação da caldeira deve passar por um tratamento que é fundamental para uma maior durabilidade da infraestrutura da empresa e para um processo mais adequado de produção. O não tratamento da água pode interferir na produtividade e gerar mais custos operacionais e de manutenção.
A utilização da água de caldeira para geração de vapor é um processo comum na indústria, mas nem sempre a importância do tratamento desta água é compreendida por todos. Tratar a água para o uso industrial não é como tornar a água potável. Para a indústria, o que é relevante é a retirada de elementos nocivos à conservação dos equipamentos operacionais, e não a potabilidade.
As condições necessárias para a boa qualidade da água de caldeira irá variar conforme as atividades em que ela será utilizada. Contudo, fato é que, independente da atividade, tratar a água que irá alimentar os equipamentos industriais é fundamental para a conservação destes e para uma melhor eficiência produtiva.

Motivos importantes para o tratamento de água
Como a água, no uso industrial, irá circular por diversas estruturas (seja na forma líquida ou vapor), é necessário tratá-la para evitar prejuízos em relação à manutenção e até mesmo à eficiência da produção.
Por isso, a água usada para alimentação das caldeiras exige uma qualidade diferenciada para não afetar os equipamentos por onde ela irá passar. Segundo Samuel Audi Rodrigues dos Santos, especialista em tecnologia da Permution, o tratamento de água tem como principais funções:
• Evitar a formação de incrustações nas superfícies de contato, de modo a preservar os equipamentos;
• Evitar a ocorrência de processos corrosivos (que aumentam o custo de manutenção e podem gerar ruptura nas estruturas) e;
• Eliminar as ocorrências de arraste de origem química (como sílica e outros sólidos dissolvidos) e mecânica (gotas de água no vapor).
Estes problemas que podem ser gerados pelo não tratamento da água estão relacionados à sua agressividade com os equipamentos. "Por ter uma concentração de sais dissolvidos extremamente baixa, saindo do seu estado de equilíbrio em que se encontra na natureza, a água desmineralizada pode causar problemas simples como incrustação nas tubulações e equipamentos e até a corrosão destes" – explica André Ricardo Telles, CEO da Ecosan.
A presença de incrustações nas caldeiras pode gerar várias consequências como a diminuição das taxas de troca térmica na caldeira, superaquecimento dos tubos e seu rompimento, comprometimento do funcionamento adequado da estrutura e até causar, como efeito, acidentes e paralisações na produção.
Para evitar estas complicações, o tratamento é extremamente importante e a utilização de materiais mais nobres nas infraestruturas de passagem de água pode complementar essa função. Telles acrescenta que "além de se utilizar materiais mais nobres nas tubulações e acessórios, válvulas e equipamentos, evitando sua corrosão (por exemplo, materiais em aço inox), uma forma de se evitar a incrustação é através da dosagem de anti-incrustantes na água desmineralizada".

Procedimentos e fases do tratamento
O tratamento da água de caldeira requer diferentes etapas e duas abordagens: tratamento externo e interno. Cada um deles tem um objetivo principal diferente. O externo, por exemplo, tem como função garantir uma água de alimentação da caldeira eficiente.
De acordo com Santos, especialista em tecnologia da Permution, o tratamento externo deve resultar em uma água com:
• Menor concentração possível de sais e óxidos dissolvidos (ferro) e ausente de oxigênio e outros gases dissolvidos (como CO₂);
• Isenta de dureza total (Ca₊₂ e Mg₊₂), com baixa concentração de sílica solúvel (SiO₂);
• Isenta de sólidos em suspensão (como areia e argila) e;
• Sem a presença de materiais orgânicos, como óleos e graxas.
Para obter esses resultados e otimizar as características físico-químicas da água de alimentação de caldeira, o procedimento do tratamento externo possui duas fases: tratamento preliminar e tratamento complementar.
O tratamento preliminar engloba a clarificação ou filtração e a desaeração (remoção de O₂ e outros gases dissolvidos). O processo de clarificação normalmente é realizado em uma estação de tratamento de água (ETA) e utiliza-se da coagulação ou floculação das impurezas. Segundo o material do curso online do engenheiro Joubert Trovati, disponível no site da SNatural, após este processo, "a água clarificada é então submetida a uma filtração, normalmente em leito de areia, através dos filtros que operam por gravidade ou pressão".
Já o tratamento complementar, como explica Santos, da Permution, é divido em três etapas:
• Abrandamento (abrandador): por meio de troca iônica (Resina catiônica fortemente ácido ciclo Na+) para remoção de Dureza total (Ca₊₂ e Mg₊₂);

• Desmineralização: por meio de troca iônica (leitos separados com coluna catiônica ciclo H₊ e resina aniônica ciclo OH_-) para remoção de íons positivos (Ca₊₂, Mg₊₂, Na₊, Ba₊, etc.) e íons negativos (C_-, SO4_--, SiO_32-, etc.) dissolvidos na água de alimentação e;

• Osmose Reversa: desmineralização da água por meio do uso de processos de separação por membrana (PSM).

Igualmente importante, o tratamento interno é outro elemento fundamental para obter a melhor qualidade da água de alimentação para as caldeiras. Para garantir o controle de potenciais problemas em um sistema de geração de vapor, como incrustação, corrosão e arraste, alguns procedimentos devem ser realizados. Santos, especialista em tecnologia da Permution, os descreve como:
• Tratamento de Precipitante – Fosfato;
• Tratamento Quelante – EDTA (Etileno Diamino Tetra Acetato) e NTA (Nitrilo Acetato);
• Tratamentos Disperso-Solubilizantes;
• Desaeração química por meio da dosagem de sequestrantes de oxigênio, por exemplo, sulfito de sódio (Na₂SO₃), hidrazina (N₂H₄), DEHA (Dietilhidroxilamina) e outros e;
• Controle de corrosão na linha de condensado: dosagem de Aminas fílmicas e neutralizantes.
O CEO da Ecosan, André Ricardo Telles, relata um possível exemplo de tratamento para ilustrar a situação. "O processo de tratamento se iniciaria com câmaras de coagulação, floculação e um decantador primário, o que seria comum para os processos subsequentes. Estes poderiam compreender: filtração do clarificado em filtros multimedia seguido de um sistema de troca iônica ou uma sequência de filtração com micragem decrescente para alimentação e proteção de um sistema de osmose reversa. E, dependendo da qualidade requerida, ainda após a osmose reversa, usaria vasos de troca iônica de leito misto. Em alguns casos ainda pode haver a necessidade de tratamentos avançados complementares ao tratamento convencional, como a utilização de sistemas de micro e ultrafiltração " – esclarece Telles.

Como funciona a geração de vapor
A água utilizada nas caldeiras gera vapor para a produção de energia para as indústrias. Com a aplicação constante de uma fonte de calor, a água líquida aquece e é transformada em vapor.
Existem diferentes tipos de vapor que variam conforme a forma de obtenção e a produção. Saturado, seco ou superaquecido são as variações possíveis que resultam da geração de vapor. "O vapor saturado é indicado para aquecimento, porquanto troca calor à temperatura constante. Por meio de um superaquecedor, é possível transformar o vapor saturado em vapor seco ou superaquecido. Este segundo tipo (superaquecido) permite a obtenção do trabalho mecânico por meio de turbinas, na movimentação de geradores de energia elétrica, bombas, compressores e outros" – descreve Santos, especialista em tecnologia da Permution.

Normas e legislação sobre o tratamento de água
Todos os processos de geração de vapor estão sujeitos a algumas normas e regulamentações. Como outros procedimentos industriais, há uma legislação que impõe as características, regras e limites para a produção de vapor. Santos, da Permution, explica que todas as emissões dos sistemas geradores de vapor devem se enquadrar às regulamentações e estas diferem de acordo com o país e com o segmento industrial de atuação (alimentício, farmacêutico, geração de energia e outros).
Entre as normas destacáveis para este setor estão a NR13, NBR12177, ASME e outras. A NR13 "é a normativa reguladora que rege o projeto e a construção de vasos de pressão e que também prevê inspeções periódicas após a partida da caldeira. Já a NBR12177 se refere às inspeções em caldeiras" – relata o CEO da Ecosan.
O código ASME, como indica Santos, especialista em tecnologia da Permution, define, por exemplo, recomendações para a coleta de amostra de vapor de alta pressão, que deve ser feita para monitorar a qualidade e a pureza do vapor utilizado na caldeira.

Procedimentos para controle da pureza do vapor
Para controlar a pureza do vapor, alguns parâmetros são estipulados como referência e são regularmente avaliados. A condutividade e a concentração de sódio, segundo Telles, da Ecosan, são alguns dos principais fatores a serem observados.
A avaliação destes padrões pode ser feita por meio de monitoramento online a partir de instrumentos de medição de última geração e de grande precisão. Santos, da Permution, indica diversos parâmetros que podem ser utilizados para avaliar a qualidade do vapor no sistema pós-caldeira:
• A condutividade do vapor condensado;
• Calorímetro de estrangulamento;
• TDS (Sólidos Totais Dissolvidos) via medição gravimétrica e;
• Técnica de traços (Tracer) para sódio por meio do uso de eletrodo seletivo.
Por determinar a concentração isolada do íon de sódio solubilizado no vapor, a Técnica de traços (Tracer) é uma das mais eficazes, segundo o especialista em tecnologia da Permution. "Conhecendo-se a concentração de Na (sódio) na água da caldeira e o ciclo de concentração, determina-se a porcentagem de arraste" – conclui.

Diferentes casos, diferentes tecnologias
Existem diversas tecnologias que podem ser utilizadas para o tratamento da água e para a geração de vapor. Para definir qual é a mais adequada para cada caso, é preciso analisar os graus de qualidade e pureza requeridos para a situação em questão.
"A partir do tratamento físico-químico da água de entrada, o clarificado pode ser enviado para filtros multimedia, cartucho, auto-limpantes e outros tipos de filtros de micragem adequada para retenção de sólidos e proteção dos sistemas a jusante destes" – explica Telles, da Ecosan.
A tecnologia mais adequada para cada caso, portanto, irá depender das exigências do fornecedor de caldeira, "sendo o mais restritivo quando se utiliza a troca iônica com vasos de leito misto, isto é, contendo tanto resinas catiônicas quanto aniônicas" – completa o CEO.

Os parâmetros de qualidade segundo as diferentes utilizações
Além de depender das indicações do fornecedor de caldeira, os padrões de qualidade e pureza do vapor a ser usado na alimentação depende também da atividade em que ele será utilizado.
"Cada segmento industrial e respectiva aplicação apresentam características específicas para a água aplicada ao processo, por exemplo, água potável, laboratorial, geração de vapor por classe de pressão, farmacêutico, alimentício, bebidas, pintura e outros" – exemplifica Santos, especialista em tecnologia da Permution.
Contudo, os principais parâmetros de controle no tratamento de água de caldeira estão relacionados aos sais dissolvidos presentes na água desmineralizada, como cálcio, magnésio e sódio. "Dependendo do tipo de caldeira, as concentrações se tornam cada vez mais restritivas com o aumento do vapor produzido" – indica o CEO da Ecosan.

Cuidar da qualidade da água de alimentação é a melhor opção
A água é fundamental para diversas atividades industriais. Dependendo da sua utilização, determinadas características de tratamento são necessárias. Contudo, o que é invariável a todas atividades são as consequências do uso de uma água de qualidade inapropriada aos resultados esperados.
Apesar de o tratamento possuir um custo para as indústrias, a não execução deste pode vir a se tornar ainda mais cara. Deposição de materiais ao longo das tubulações, processos corrosivos, interferência na troca térmica e outras complicações podem ocorrer se não for feito o devido tratamento da água de alimentação, seguindo os padrões estipulados. Todos estes problemas podem gerar consequências ainda mais graves para as empresas, como interrupções no processo de produção, diminuição da eficiência produtiva e outros.
"Não pense apenas no equipamento, nos custos de manutenção, mas pense em uma avaria maior que suspenda as operações de sua indústria" – afirma Santos, da Permution.
Telles, da Ecosan, acrescenta que "a baixa qualidade pode levar a problemas que vão desde a perda de eficiência da caldeira até a perda de garantia do equipamento por seu uso inadequado no que se refere à qualidade da água de alimentação".
O tratamento adequado da água que alimentará a caldeira é muito importante para que todo o processo industrial funcione de forma harmônica. Como citado anteriormente, o custo de "não tratamento" pode ser muito superior aos custos de tratamento e manutenção das estruturas. No caso de um problema grave como a ruptura de uma tubulação, devido a processos corrosivos, ou um entupimento causado pelo acúmulo de materiais, a fábrica pode ter de interromper a produção, o que traz um custo muito alto para a empresa.
Portanto, entender a importância do tratamento da água de caldeira é primordial para a indústria. A utilização de uma água de boa qualidade ajuda a garantir mais segurança aos processos produtivos e mais eficiência para a empresa.

Contato das empresas
Ecosan: www.ecosan.com.br
Permution: www.permution.com.br