Escolher corretamente o aerador é palavra de ordem para tornar as estações de tratamento de efluentes (ETE) otimizadas. Responsável por mais da metade do gasto energético de uma ETE, o sistema de aeração por ar difuso é capaz de contribuir com a eficiência das operações, assim como assegurar significativa economia no processo.
No tratamento de efluentes industriais e sanitários (esgoto doméstico), os difusores são utilizados no fornecimento de oxigênio de forma homogênea e contínua à biomassa, de maneira que ela possa consumir a matéria orgânica do efluente. Para essa função, o mercado dispõe de diversos modelos como os do tipo disco e os tubulares. Mas fica a pergunta: qual é a melhor opção? A resposta não é simples. Cada um tem sua peculiaridade e, portanto, a questão é considerar os prós e os contras, avaliando qual é o mais adequado ao projeto.

Circular x Tubular
Em linhas gerais, tanto o sistema tubular quanto o circular apresentam a mesma eficiência. Conforme explica José Ferreira, do departamento comercial da SNatural, a forma do difusor não influencia no tamanho da microbolha. No entanto, o disco pode provocar uma perda de carga menor, se comparado ao tubular, enquanto este, por sua vez, está menos sujeito à avaria, em caso de uma sobrecarga inesperada de ar. "O tubular resiste melhor, porque tem uma capacidade extra de vazão e absorve melhor as variações de vazão de ar" – aponta Ferreira.
A principal diferença entre os dois difusores é a faixa de vazão operacional de cada um. Segundo a engenheira Gabriela Mariano, da Biosis, os modelos tubulares conseguem operar com vazão unitária até cinco vezes maior do que os circulares. Por conta dessa característica, a transferência de oxigênio nos difusores tubulares chega a ser até 20% superior, em comparação com o modelo de disco. "Isso ocorre também devido à maior tensão mecânica necessária para a operação deste difusor. Mas não recomendamos, porque a quantidade de discos é cinco vezes maior, aumentando os custos  e a complexidade da instalação" – explica Gabriela.
Nos sistemas de aeração flutuantes e removíveis, os difusores mais empregados pelas estações de tratamento são os tubulares, por causa da maior faixa de vazão unitária e da área ativa maior. Mas, obviamente, não se trata de uma regra. "Já vi no mercado sistemas removíveis com difusores de disco" – comenta a engenheira. Porém, segundo ela, esta não é uma boa opção, pois a quantidade de difusores utilizados na aplicação se torna maior do que se fossem difusores tubulares, o que pode aumentar o valor do projeto. Em contrapartida, os difusores de formato circular tendem a ser a preferência em operações nas quais os tanques são grandes e as vazões de ar não são altas.
A Xylem sai em defesa dos modelos circulares. Segundo o diretor-geral da Xylem Brasil, Mario Ramacciotti, e a coordenadora de engenharia de aplicação, Débora Nagaminie, esses equipamentos se sobressaem em relação aos tubulares na transferência de oxigênio por unidade de área. "No difusor tubular apenas a metade superior do tubo está aerando" – comentam. Além disso, a instalação, mais difícil, e o seu nivelamento, mais complexo de se fazer, tornam essa tecnologia menos atraente.
Outra desvantagem tem a ver com os headers, pois eles ficam distantes, diminuindo, dessa forma, a proporção entre a quantidade de oxigênio transferida e a quantidade realmente fornecida. "Os difusores circulares, principalmente os da Sanitaire (marca do grupo Xylem), corrigem esses fatores, à parte de ter uma membrana altamente eficiente na transferência das bolhas finas de oxigênio" – destacam Mario e Débora.
No que tange à eficiência dos sistemas, Gabriela faz questão de apontar que não há um tipo de difusor melhor do que o outro, e sim, o mais apropriado ao projeto. As duas tecnologias apresentam características positivas e negativas. Ou seja, a adequação do sistema aos aspectos construtivos do projeto é o que vai determinar os ganhos e as perdas da operação.
Em outras palavras, a tarefa de promover a maior transferência de oxigênio com o menor gasto de energia possível envolve muitas variáveis. Segundo aponta Ferreira, da SNatural, a eficiência do processo, seja por ar difuso ou qualquer outro sistema de aeração, depende, por exemplo, da temperatura da água, da salinidade, da carga orgânica dissolvida e da presença de outros gases na água.

A eficácia dos sistemas de aeração está associada ainda ao correto projeto de tubulação, pois o ar sai do soprador com alta temperatura e precisa ser resfriado no transcurso da tubulação. Outro ponto-chave trata-se da tecnologia utilizada no difusor, sobretudo no que se refere à sua membrana, cuja função é transferir ao meio líquido a bolha fina de oxigênio. Em tempo vale dizer que o sistema de aeração por ar difuso é composto por soprador de ar, tubulações e válvulas para alimentação de ar e difusores de membranas em EPDM (borracha de etileno-propileno-dieno).
Também importante na melhor transferência de oxigênio através do sistema de aeração por ar difuso é a questão da profundidade de instalação e da área ativa dos difusores, haja vista o tempo de contato entre o oxigênio e a biomassa, que é diretamente proporcional à altura do líquido. Sabe-se que quanto maior a área do difusor, maior será a produção das microbolhas, o que amplia a superfície de contato para a transferência de oxigênio.
Vale mencionar que a densidade de difusores na área do tanque/lagoa e a taxa de aplicação superficial são outros fatores fundamentais, pois são critérios de mistura da massa líquida. "Os sistemas de aeração da Biosis são dimensionados de forma a ficar sempre dentro da faixa recomendada para estes índices, além de utilizarmos difusores com área ativa significativa, resultando em maior capacidade de transferência" – afirma Gabriela.

Eficiência energética
Todos esses pormenores são imprescindíveis na escolha do sistema de aeração mais adequado ao projeto. No entanto, indiscutivelmente, a eficiência energética se sobressai. Não é de hoje que um dos focos dos fabricantes de difusores é produzir equipamentos que reduzam os gastos de energia das estações de tratamento de efluentes. Mais do que uma tendência mundial, trata-se de uma questão de sobrevivência. Com cifras não se brinca. Em média, o mercado considera que a parte da aeração responde por 60% do consumo energético da ETE. "Esta energia tem um custo muito substancial nas contas das empresas de saneamento e qualquer economia nesta área leva a uma grande redução da conta de energia elétrica" – complementam Mario e Débora.
Para exemplificar a combinação entre alta eficiência de aeração e baixos custos operacionais, no segmento de sistemas de ar difuso circulares, a Xylem apresenta a série Silver II, da Sanitaire. De acordo com a fabricante, o equipamento serve para aplicações de aeração padrão e de baixa pressão.
Não por acaso, o diretor-geral da companhia destaca a série Gold, também da Sanitaire. Segundo a fabricante, o produto promove uma maior eficiência de transferência energética, se comparado aos atuais difusores existentes no mercado. "O Gold representa um avanço tecnológico em aeração de bolhas finas.

Ele chega a ser 20% mais eficiente na transferência de oxigênio do que um modelo circular" – exemplifica. Para Mario, em relação à eficiência no processo, a ordem é a seguinte: primeiro o Gold, em seguida vêm o circular e o tubular, nessa ordem. Em tempo, o Gold trata-se de um difusor de placa que foi desenvolvido para atender à demanda por alta eficiência.
De acordo com a fabricante, a geometria exclusiva do difusor e a avançada microperfuração da membrana permitem cobertura de alta densidade do fundo do tanque e baixo fluxo de ar, os quais juntos fornecem alta transferência de oxigênio usando a menor quantidade possível de energia.
Detentora das marcas Flygt, Godwin, Lowara, Goulds, Sanitaire, Leopold, Wedeco, Sensus e Pure Tecnhnologies entre outras, a norte-americana Xylem mantém uma matriz em São Paulo e escritórios em Minas Gerais, Rio de Janeiro, Pará, Santa Catarina e Espírito Santo. A receita da companhia foi equivalente a 4,7 bilhões de dólares, em 2017.
A engenheira da Biosis também faz apologia aos sistemas mais eficientes energeticamente. "Hoje o mercado está em busca de soluções com menor consumo energético para a redução dos custos nas plantas", endossa Gabriela. Por isso, aliás, a Biosis dimensiona os sistemas de aeração propondo equipamentos com o melhor custo-benefício, a fim de que possam despender menos energia e apresentar maior flexibilidade operacional. Na avaliação dela, a representatividade do consumo energético do equipamento em relação à estação de tratamento varia de acordo com a quantidade de sopradores instalados e com a potência de cada um deles. Em tempo: a eficiência energética se mede pela quantidade de oxigênio incorporado à água por watt consumido.
A Biosis traz em seu portfólio sistemas de aeração fixos, flutuantes e removíveis de alto desempenho. "Todos são dimensionados de acordo com a necessidade de cada projeto" – reitera Gabriela. A companhia também conta com peças de reposição para modelos da marca ou de outros fabricantes. Não por acaso, a menina dos olhos da empresa é o seu serviço de revitalização de sistemas de aeração de fabricação própria e de seus concorrentes. "Isso traz ao cliente economia e a possibilidade de atualização de seu sistema. Muitas empresas não estão em condições de investir em novos produtos. Por isso, nosso destaque hoje é a revitalização, que vai desde o diagnóstico e a limpeza até a ampliação de sistemas com reaproveitamento de peças" – conclui.

Na SNatural, por sua vez, estão em evidência os sistemas de aeração por fluxo dirigido que, no caso, são equipamentos modulares e adaptáveis à condições de cada tanque ou lagoa aerada. O portfólio da empresa apresenta diversos produtos e soluções de remediação ambiental, entre eles os aeradores tubulares e os circulares, além dos difusores de bolha fina, média e grossa. "Distribuímos alguns tipos de compressores e montamos difusores em equipamentos flutuantes de fluxo dirigido para uma maior circulação de água no sistema, que melhora o contato e a eficiência do lodo ativado" – diz Ferreira.

Conceito
Os sistemas de aeração por ar difuso são empregados em variados processos de tratamento de efluentes industriais e sanitários. Podem ser adotados em operações de nitrificação biológica, remoção biológica de nutrientes e oxidação de carga orgânica, além de processos de mistura, equalização, flotação e digestão biológica.
"A tecnologia é usada basicamente para propiciar o desenvolvimento de microrganismos que abatam a carga orgânica poluente biodegradável. Pode ser usada também na oxidação de ferro e manganês na potabilização de águas oriundas de lençóis freáticos com esta característica" – explica Ferreira. Outra aplicação se refere à remoção de odores e  gases indesejados da água, assim como atende à demanda de produção de organismos aquáticos como peixes e camarões.
Vale mencionar que na aeração por ar difuso, o oxigênio é introduzido através de microbolhas provenientes de difusores de ar, com membranas microperfuradas. Localizados no fundo do tanque/lagoa, os difusores são alimentados por sopradores de ar comprimido, situados fora do tanque/lagoa. O processo permite a distribuição uniforme da aeração por toda área do tanque seja ele de qualquer profundidade.

Contato das empresas
Biosis: www.biosis.eco.br
SNatural: www.snatural.com.br
Xylem: www.xyleminc.com