A automação de processos de controle e análise de água vem se consolidando cada vez como uma tendência de mercado. As empresas vêm apostando nas novidades em medição online para oferecer aos clientes tecnologias modernas no tratamento de águas e efluentes e também no setor industrial. Na questão ambiental, o diferencial dos equipamentos online é garantir o cumprimento das legislações e proteção ao meio ambiente. No quesito do sistema, o objetivo é reduzir custos e verticalmente o tempo entre a coleta da amostra e seus resultados além de aumentar a produtividade, eficiência e confiabilidade do processo. A medição on-line não substitui a de laboratório, mas uma complementa a outra.

Online e de bancada
A medição online tem muitas vantagens. Segundo Luciana Luca, gerente de marketing de produto da Endress+Hauser, os analisadores e sensores online instalados diretamente no processo fornecem resultados contínuos e instantâneos ou após certo intervalo de tempo definido. Geralmente, os instrumentos online seguem os mesmos princípios de medição de laboratório e oferecem resultados com a mesma precisão de um teste de bancada, sem a necessidade de um analista. "As principais vantagens de um instrumento online diante de um de bancada é que, com o fornecimento contínuo de resultados de análises, é possível tomar uma ação corretiva imediatamente em caso de algum problema no processo, ou seja, não é preciso esperar horas para detectar que sua amostra está fora dos parâmetros exigidos por uma norma, por exemplo, pode-se utilizar um turbidímetro online para monitorar a eficiência da filtração", explica. Ela diz que se pode também automatizar um processo de dosagem. "Outro exemplo é o controle automático de dosagem de reagentes para a cloração da água, utilizando-se os resultados de um analisador online de cloro livre para o controle de bombas automáticas, garantindo a concentração adequada de cloro livre e economia de reagentes."

Esses parâmetros online permitem tomar decisões sem intervenção manual, tornando o processo prático e seguro. Luiz Aleixo, gerente de negócios da divisão de processos da Mettler Toledo, esclarece também a diferença entre os processos de bancada e online. "No online, se o pH saiu de 7 e foi para 10, você consegue agir na hora porque é constante a medição e não precisa de operador. Já no de bancada, se a medição está em 7 e, daqui a quatro horas, o analista retira mais uma amostra, que foi para 10, não se sabe qual foi o problema e qual impacto teve, o que pode prejudicar todo o processo." Além disso, o gerente adverte que a amostra pode ser armazenada de forma indevida em cima da bancada, correndo risco de contaminação, o que não ocorre no processo online, porque a amostra passa pela tubulação vedada e o contato do sensor é direto com a água.
Os processos online dispõem de sistemas inteligentes que dão informações para diagnóstico em tempo real. "Antes era um mistério, não se tinha ideia quando ia dar algum problema. Hoje, os sensores inteligentes fazem diagnósticos avançados que preveem manutenção, calibração e troca. Se não há como prever, pode acontecer uma falha e parar a linha, o que gera custo não programado em todo o processo", aponta Aleixo. O processo online, além do tratamento de água e efluentes, atende indústrias química, farmacêutica, de alimentos, de bebidas, geração de energia e biocombustíveis.
As medições online e de bancada são complementares e a Mettler Toledo atua nos dois segmentos. De acordo com Aleixo, os testes de bancada continuam sendo importantes para parâmetros específicos em controle de qualidade. "Existem laboratórios que utilizam medições específicas, o que demanda alguns equipamentos que não podem ser usados online, por exemplo, para examinar Vitamina C e acidez de suco de laranja, acidez em óleo e teor de sódio em snacks", ressalta.

A Portaria 2.914, de novembro de 2001, do Ministério da Saúde, que dispõe sobre os padrões de potabilidade da água para consumo humano, exige no seu Anexo XII, entre outras coisas, uma frequência de controle de duas horas para os valores de turbidez e cloro. "Ainda que muitos órgãos exijam a medição de laboratório como comprovação para atendimento normativo, a medição online facilita muito o controle do processo para manter estabilidade no controle", avaliam Jochen Straub, gerente de produtos Sênior, Fernanda Natal Correa, coordenadora de produtos para Hach Lange Laboratório e Ohannes Bedoyan, coordenador de marketing, todos da Hexis Científica.
Dilermando Nogueira Junior, diretor da área técnica da AWA Instrumentos América Latina, conta que, tradicionalmente, o monitoramento de um processo era feito através da coleta de uma amostra e envio ao laboratório para fazer a análise, forma que apresentava alguns complicadores:
• Exposição ocupacional a que o analista estava submetido em função da coleta e manuseio dos reagentes químicos necessários para realizar a análise;
• Tempo de realização da coleta, análise, disponibilização dos resultados e tomada de ações de controle, corretivas ou preventivas.
• Possibilidade de erros de digitação do resultado da análise que levava à tomada de ações equivocadas.
Hoje, segundo Nogueira Junior, com a utilização dos analisadores online nas estações de tratamento de água e esgoto/efluentes a gestão destes processos se torna mais ágil e precisa, equiparando-os aos processos produtivos da empresa. "Ambos são processos contínuos e devem seguir o mesmo conceito para gerenciamento automático dos parâmetros de controle para garantir menor variação dos resultados do monitoramento."
O diretor cita outros exemplos em que a automação implica atuação do resultado da análise na variável de controle deste resultado. Por exemplo, na variação da adição de algum produto químico como Sulfato de Alumínio ou Cloro em uma ETA. Outro exemplo típico é o que ocorre em uma estação de tratamento de esgoto, onde, na etapa de aeração, a medição online do teor de Oxigênio Dissolvido (OD) pode atuar nos motores dos sopradores de ar para o tanque de aeração. "Estima-se que cerca de 80% do consumo de energia elétrica da estação seja representado por estes motores. Desta forma, o monitoramento online permite manter o teor de OD dentro dos limites de controle através do ajuste rápido e eficaz da velocidade dos motores dos ventiladores, resultando em uma sensível economia de energia elétrica para a estação."

Analisadores avançados
Os principais analisadores da Metrohm para controle e análise de efluentes são, segundo Tais Perez Xastre, especialista de aplicação do departamento de processos da empresa, Metrohm Applikon ADI 2045TI, ADI 201Y e Alert Color e Ion, que utilizam metodologias clássicas, idênticas às utilizadas em laboratório, facilitando, assim, a validação dos mesmos quando instalados no processo.
O analisador ADI 2045TI é modular, capaz de monitorar diferentes parâmetros e múltiplas correntes de amostragem simultaneamente. "A sequência para uma análise online consiste em extração e condicionamento da amostra, extração de alíquota e, por fim, análise."
Os analisadores Metrohm Applikon operam em modo online, disponibilizando resultados diretamente para o controle de processo e utilizando saídas analógicas 4 a 20mA e outros protocolos de comunicação. Os analisadores também trabalham em malha fechada, por exemplo, atuando na rotação de bombas de acordo com a concentração encontrada após a análise. Outros exemplos são os banhos galvânicos, controle de odores, etc.
Esses analisadores se destacam devido à capacidade de emitir resultados a cada 10 minutos. Além disso, têm baixo consumo de reagentes, que minimiza o custo operacional dos laboratórios. "As ETEs estão se inclinando ao monitoramento e controle de odores e a Metrohm fornece analisadores de sulfeto ainda na fase líquida para combate e controle com o objetivo de evitar odores nas cidades", diz Tais. Ela cita que a Sabesp obteve economia de quase R$ 1,5 milhão/ano após a instalação de sistema de controle, dosagem e emissão de dados referente à concentração de sulfetos, onde houve redução no consumo de peróxido de hidrogênio (H₂0₂) utilizado, até então, sem controle de dosagem e analítico do sulfeto de hidrogênio (H₂S) na fase líquida.
A Endress+Hauser conta com produtos para análise e controle de águas e efluentes, como: pH, condutividade, turbidez, cloro, oxigênio dissolvido, cor, amostradores, analisadores de TOC, DQO, nitrato, fosfato, amônia, ferro, etc., bem como medidores de vazão, nível e pressão. A tecnologia criada pela Endress+Hauser para os sensores analíticos é a Memosens, que possui um microchip interno que transforma o sinal analógico em digital. "Este sinal digital é enviado ao transmissor de maneira indutiva e, por essa razão, o conector não precisa ter contato metálico, o que elimina uma das grandes causas de interferências e não confiabilidade das medições analíticas, que são a oxidação e a corrosão do conector metálico e umidade no cabo, característicos dos sistemas convencionais", indica Luciana. Um outro benefício da transmissão do sinal digital citado por ela é que agora a distância entre o sensor e o transmissor pode ser aumentada para até 100 metros, sem nenhuma perda na intensidade no sinal.
O microchip interno dos sensores Memosens também armazena diversas informações, entre elas, dados de uso do eletrodo (tempo total de operação, tempo de operação em condições extremas de temperatura, etc.) e dados de calibração. "Tudo isso possibilita calibrar os sensores fora do campo, onde, muitas vezes, não há o ambiente mais adequado para uma calibração precisa. No momento da necessidade de manutenção de um sensor, o mesmo pode ser substituído rapidamente por outro já pré-calibrado em laboratório, diminuindo gastos com manutenção e tempo de paradas."
Os analisadores desenvolvidos pela AWA se aplicam ao monitoramento da turbidez, pH, condutividade, cloro e cor, além de diversos outros parâmetros, dependendo da utilização da água. Todos são online, ou seja, praticamente em tempo real, pois os resultados saem em cerca de 10 a 15 minutos, dependendo do parâmetro analisado.
Os analisadores de pH e condutividade utilizam sondas, sensores ou "probes" instalados diretamente na tubulação e o sinal é enviado através de cabos até os controladores. Destes, os resultados da medição podem ser disponibilizados no painel local, enviados para uma sala de controle central ou outro ponto definido pelo cliente, via Internet. A medição de turbidez é feita através de um diodo emissor de luz infravermelho de alta potência, o que assegura elevada sensibilidade e estabilidade das medições em baixos ranges, como de 0,01 a 100 NTU.
No caso da determinação da cor, os analisadores da empresa usam o princípio de medição baseado na absorção de luz ultravioleta (UV), que assegura confiabilidade das medições, baixos custos operacionais e equipamentos compactos. Através deste princípio de medição, a AWA disponibiliza também analisadores online para Demanda Química de Oxigênio (DQO), Carbono Orgânico Total, Amônia, Óleo em Água, Clorofila A, Nitrato e Gás Sulfídrico (H₂S).
Utilizando métodos colorimétricos e por absorbância, fabrica analisadores para monitoramento de Alumínio, Cloreto, Cromo, Cobre, Cianeto, Dureza, Hidrazina, Ferro, Manganês, Níquel, Nitrito, Fosfato, Sílica, Sulfato, Fosforo e Zinco. Os resultados do monitoramento de quaisquer dos demais parâmetros acima mencionados podem ser acompanhados no painel local do próprio analisador e também enviado para a Sala de Controle.

A Hexis Científica dispõe da Hach, linha para medição de turbidez, pH, condutividade e vazão da água que engloba desde equipamentos para laboratório (bancada) até portáteis e de medição online (processo). As principais novidades em produtos sobre medição online da empresa fazem a integração dos dados medidos no controle de tratamento. Através dos controladores Hach SC1000, os módulos de controle em tempo real RCT são integrados aos controladores e recebem as informações dos sensores, processando-as em conjunto com os PLCs dos usuários. "São entregues mais que apenas os dados de medição, mas a informação da correção necessária na variável controlada para se obter os valores desejados na variável medida", destacam os profissionais da empresa.
Para as medições de laboratório, as novidades da empresa são os sensores inteligentes para pH e condutividade, onde as calibrações dos parâmetros analisados são armazenadas no sensor, evitando recalibração, perda de tempo e uso de reagente. Já para monitoramento dos parâmetros da Portaria de potabilidade e efluentes, a Hexis dispõe das medições por tecnologia espectrofotométrica e turbidímetros de alta precisão.

Normas e parâmetros
Os analisadores Metrohm Applikon trabalham com diversos parâmetros, como H₂S em líquidos, DQO, nitrogênio total, amônia, alumínio, diversos metais, sílica, flúor, entre outros, e seguem normalmente as normas DIN e EPA, além de metodologias do Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. "Caso o método de análise do cliente não se encaixe nas normas e metodologias mencionadas, nossos analisadores podem ser customizados para atender aos métodos de análise do laboratório do cliente", afirma Tais. Na Endress+Hauser, a análise de pH, cor, turbidez, cloro e coliformes, por exemplo, está de acordo com a Portaria do Ministério da Saúde nº 2.914 de 12/12/2011, que regulamenta o padrão de potabilidade da água para consumo humano.
Os analisadores da AWA atendem aos padrões das legislações de diversos segmentos de aplicação. Como referência, Nogueira Junior cita os valores típicos de operação do analisador-controlador multiparâmetro PX100, que monitora até 8 parâmetros.

Segundo ele, este equipamento dispõe de um microprocessador de 32 bits, possui tela gráfica para visualização de todas as medições, armazena os resultados por várias semanas e conta com um sistema de comunicação para transmitir os dados para outros locais, permitindo o controle centralizado de estações de água potável, indústrias de alimentos ou ainda para o monitoramento de rios. Todos os analisadores são desenvolvidos para realizar as determinações dos padrões de controle de potabilidade da água, descarte de efluentes em rios ou controle de processo de aplicações específicas de segmentos, como alimentos e bebidas, farmacêutica, papel e celulose, refinarias e petroquímicas, geração de energia, fertilizantes, açúcar e álcool etc.
Os equipamentos hoje são desenvolvidos para atender às principais normas nacionais e internacionais, como ISO & EPA, seguindo procedimento de padrões Standard Methods. "Os equipamentos da Hach medem e controlam os parâmetros exigidos pelas legislações nacionais, como a Portaria 2.914 de 2011, do Ministério da Saúde, e a Resolução Conama 430/2011, do Ministério do Meio Ambiente, para grandezas, como turbidez, cloro, pH, flúor, dureza, DBO e monitoramento de óleo", apontam os profissionais da Hexis Científica.

Contato das empresas:
AWA Instrumentos: www.awa-instruments.com
Endress+Hauser: www.br.endress.com
Hexis Científica: www.hexis.com.br/cotacaofacil
Metrohm: www.metrohm.com.br
Mettler Toledo: www.br.mt.com