Na indústria, independentemente do segmento de atuação, há sempre muitos equipamentos e máquinas trabalhando, o que gera superaquecimento. Nesse sentido, para melhor desempenho de alguns processos, é necessária a instalação das chamadas torres de resfriamento.  
Como o próprio nome diz, trata-se de ferramentas para resfriar o calor do fluido. São compostas por uma estrutura externa de proteção e sustentação. Em seu interior há colmeias para distribuir a água; um ventilador na parte superior ou lateral; e uma bacia no fundo para armazenar a água resfriada.
Gabriela Balazina, técnica/comercial da Neo Water explica que o processo é simples. A água passa recebendo calor, consequentemente sua temperatura irá aumentar. Na sequência, a mesma vai para a torre de resfriamento onde em seguida é resfriada e enviada novamente.
Ela entra pelo topo do equipamento e através de aspersores é distribuída pelas colmeias. A ação ocorre através da troca térmica entre o ar, em temperatura ambiente, e a água quente proveniente do processo industrial em questão. Parte do líquido evapora transferindo calor junto e vai para a bacia, de onde é bombeada para o sistema novamente. 
“Ao se dissipar pelo corpo da torre, que possui aberturas para a entrada do ar, as gotículas de água passam pelas lamelas e entram em contato com o ar atmosférico que está em sucção pelo ventilador, gerando um processo de evaporação e retirada de calor, que posteriormente se depositará no reservatório inferior da torre e estará pronta para retornar para a produção” – complementa Gabriela. 
Ainda segundo ela, a torre de resfriamento pode ser utilizada em diversos processos industriais, como no resfriamento de circuitos fechados de refrigeração (ar-condicionado e refrigeradores); processos térmicos; resfriamento de peças como fluidos, fornos, moldes, formas etc.; em processos de metalúrgicos; condensação de vapor em processos de destilação e evaporação. Além disso, são aplicadas para o resfriamento da água que circula em indústrias químicas, refinarias de petróleo e estações de energia. 

Principais ameaças
De acordo com Luís Rodrigo Ferreira, representante EcoPro, há três problemas que exigem grande atenção nas torres de resfriamento. O primeiro deles é a incrustação, que ocorre por causa da presença de sais durante o contato da água com superfícies metálicas (as tubulações, trocadores de calor, etc.). Estes sais interagem química e fisicamente, e com o tempo vão se depositando no local. 
Trata-se de fenômeno mais acentuado nas locais aquecidas, como por exemplo, no trocador de calor do equipamento. O principal problema nesse caso é a formação de camadas de sal sobre as superfícies, isso porque, cria-se uma resistência térmica reduzindo a taxa de transferência de calor do sistema e assim sua eficiência. Em estágio avançado, observa-se que a troca térmica desejada não ocorre mais.
Quanto mais concentrada em sais for a água de alimentação mais severo e mais rápido será o processo de incrustação, podendo ser minimizado com o uso de produtos químicos como dispersantes e antincrustante. Também pode ser realizado ciclos de desconcentração das bacias das torres de resfriamento. 
“A incrustação geralmente é identificada de maneira visual com a observação de formação de camadas brancas/cinza/marrom na superfície metálica dos equipamentos e através da perda de capacidade de troca térmica. Quando se observa uma alta concentração de sais nas análises químicas da água isso indica que o processo de incrustação não só ocorre, como de forma acelerada” – ressalta o representante da EcoPro.

Depois temos a corrosão, que ocorre pela interação química da água e seus componentes com superfícies metálicas, causando perda de massa de material e em casos  mais graves perfurações nas superfícies metálicas. As substancias químicas podem torna-la extremamente corrosiva, além do que, águas com pH baixo aceleram ainda mais esse problema. 
Em equipamentos como condensadores evaporativos que trabalham com refrigeração de amônia em chillers, o processo corrosivo é extremamente perigoso, pois pode causar acidentes graves devido a perfuração da tubulação e o vazamento de grandes quantidades de amônia. O processo corrosivo também ocorre através da presença do oxigênio dissolvido na água, que pode formar uma pilha eletroquímica e provocar a corrosão da tubulação.
Sua ação pode ser observada quando a superfície metálica apresentar afundamentos em seu nível, o que indica que material daquele local foi retirado. Presença de ferro na análise da água acima do limite máximo permitido, por exemplo, indica que um processo de corrosão está ocorrendo naquele sistema. 
Vazamentos ou perda de água no circuito de refrigeração também podem indicar que em algum ponto o processo corrosivo está avançado e já promoveu o furo da superfície metálica. Não é incomum a presença de pequenos pedaços de materiais metálicos arrastados pela água de recirculação.
Segundo Ferreira, o índice de Langelier, pode indicar se uma água apresenta característica corrosiva ou incrustante. Vale destacar que existem vários outros índices, mas este é um dos principais utilizados atualmente. 
Por fim, a microbiologia é quando há a presença de calor, luz e nutrientes na água, agravado pelo fato dela geralmente entra quente torre de resfriamento. A microbiologia pode também causar problemas de incrustação, pois ela se desenvolve nas paredes das tubulações, nas colmeias, nas bacias das torres e nas superfícies metálicas de troca térmica. 
Seu controle é de extrema importância, além do mau cheiro que pode causar, algumas biologias também ocasionam corrosão, pois se depositam nas superfícies metálicas e as utilizam como fonte de nutrientes, sendo as principais causadoras de bactérias. Seu controle é geralmente realizado com produtos biocidas oxidantes e não oxidantes.
Os processos microbiológicos são identificados de forma semelhante aos anteriores, por observação visual ou por meio de análise de quantificação de microbiologia na água. Geralmente depósitos marrons/verdes são formados nas superfícies da torre de resfriamento que tem contato com a água e são facilmente removidos quando se passa a mão.
“De maneira geral, os problemas encontrados em sistemas de resfriamento são devidos a má qualidade da água utilizada no processo de recirculação, como sólidos suspensos, que causam entupimento das tubulações e abrasão nos equipamentos e tubulações dos processos envolvidos; substâncias corrosivas; bactérias e microrganismos, que proliferam algas e matérias orgânicas na água, gerando a contaminação e entupimento de equipamentos e tubulações; e substâncias incrustantes” – enfatiza Gabriela.
Desta forma, a qualidade e a pureza da água que irá alimentar o sistema e recircular na torre de resfriamento são fundamentais para o processo. É de extrema importância realizar o tratamento e manter uma rotina de análises, avaliando se seus parâmetros físico-químicos estão dentro dos limites estipulados pelo fabricante da torre. 
“Em caso de ausência do controle analítico, poderá ser observado visualmente a presença de incrustações e corrosões nos equipamentos, porém a identificação visual pode ser tardia em termos de danificação dos itens do processo” – alerta a especialista. 

Sistemas e processos
Atualmente diversos tipos de processos podem ser utilizados para controle e manutenção da qualidade de água.  O mais comum é o uso de produtos químicos e suas formulações, pela facilidade de utilização e pelo baixo custo que apresentam. São divididos em dispersantes, antincrustantes, anticorrosivos e biocidas.

Segundo Ferreira, equipamentos como abrandadores, sistema Desmi (resina de troca iônica) e osmose reversa podem ser utilizados também, mas sempre haverá a necessidade de complementação com produtos químicos, obviamente em menor quantidade.
O abrandador é um sistema que remove os íons de cálcio e magnésio da água, que são os principais causadores dos problemas de incrustação. Na troca iônica dois vasos são utilizados, um com resina catiônica e outro com resina aniônica, que removem respectivamente os cátions e os aníons da água deixando praticamente isenta de sais.  Por meio do processo de adsorção será realizada a desmineralização da água através da sua passagem por leitos trocadores de íons.
“Para ser bem efetuada, essa ação necessita que a resina esteja com sua capacidade de troca ativada, ou seja, devem ser regeneradas para retornar as suas propriedades iniciais, uma vez que após um período de trabalho, as mesmas ficam saturadas. A regeneração da resina catiônica é feita por meio de solução de ácido clorídrico e da resina aniônica é feita por meio de solução de soda cáustica, que em passagem pelas resinas retiram por afinidade de ligações elétricas os íons dos minerais retidos no processo de adsorção” – explica Gabriela.
Na troca iônica é observado uma redução drástica na quantidade de produtos químicos, o que diminui o custo do tratamento. Ademais nota-se uma economia de água, uma vez que as descargas de fundo podem ser realizadas em intervalos maiores. Por outro lado, sua regeneração exige a utilização de ácido clorídrico e hidróxido de sódio, que tem um custo relevante no processo.
Já o processo de osmose reversa consiste na aplicação de altas pressões no lado da solução que possui mais sais minerais, fazendo com que a água seja forçada a atravessar uma membrana semipermeável para o meio menos concentrado gerando uma corrente de permeado.
Este processo realiza a retirada de até 99% de sais minerais e qualquer outro contaminante presente na solução, incluindo os microrganismos que ficam retido na membrana, fazendo com que a água se torne praticamente pura, livre de agentes incrustantes e corrosivos. 
Vale ressaltar que o sistema de osmose reversa necessita de um pré-tratamento para remoção de matéria orgânica e sólidos sedimentáveis presentes na água bruta, protegendo as membranas da abrasividade e da criação de biofilme, que são prejudiciais ao processo de filtração. 
A operação do sistema é bastante delicada, devendo ter seu desempenho acompanhado através de instrumentações em linha, análises de qualidade e realização das limpezas CIP conforme necessidade. Estas se resumem em enxágue com permeado, limpeza orgânica com biocidas não oxidantes, para remoção de contaminações orgânicas, e limpezas em meio ácido e alcalino, para remoção de contaminações inorgânicas.
Ferreira explica que em contrapartida, os investimentos iniciais para aquisição dos equipamentos e o custo operacional são altos. Ainda há as questões com manutenções preventivas e rejeição de pelo menos 25% da água utilizada pelo equipamento, que deverá ser descartada ou encaminhada a uma ETE para tratamento.
“Todos os processos de tratamento de água para alimentação de sistemas de resfriamento envolvem a retirada dos contaminantes, ou seja, sais e metais dissolvidos, sólidos suspensos e matérias orgânicas. Esses dois últimos podem ser solucionados com processos mais simples de desinfecção (dosagem de biocidas) e filtração, respectivamente, e são indicados como pré-tratamento dos processos de remoção dos contaminantes dissolvidos” – completa Gabriela.
Porém, mesmo que a água esteja dentro dos limites de potabilidade, ela poderá conter sólidos dissolvidos, que se acumularão com o processo de evaporação, prejudicando os equipamentos. Sendo assim, segundo Gabriela, os processos de tratamento ideais para atingir uma água de resfriamento de boa qualidade são os de desmineralização, seja ela por troca iônica ou osmose reversa. 

Cuidado preventivo
Gabriela enfatiza que a água de resfriamento deve ter sua qualidade fielmente controlada através de análises laboratoriais de qualidade e dosagem de produtos químicos conforme necessidade. Instrumentações em linha também podem ser adicionadas ao processo para um controle online em tempo real de parâmetros, afim de avaliar a presença de sais e eficiência dos sistemas de tratamento, como por exemplo quantidade de cloro, evitando a proliferação de matérias orgânicas e condutividade elétrica. 
Desta forma, o tratamento, com ou sem a utilização dos equipamentos citados anteriormente, são as tecnologias necessárias para prevenir os problemas que podem ser causados pela água nos sistemas de torre de resfriamento. Ferreira destaca e relembra alguns dos principais instrumentos para cuidado e controle.
Controle de corrosão: pode ser realizado através da inserção de corpos de prova mergulhados na água da bacia, que de tempos em tempos é removido, seco e pesado para identificar a perda de massa ao longo do tempo. Há também a avaliação de alguns paramentos de qualidade da água, como o teor de cloretos ou o índice de Langelier.
Controle da qualidade da água: análises laboratoriais em espectrofotômetros são realizadas de paramentos como pH, condutividade, alcalinidade, cloretos, fosfonatos, sílica, cor, ferro, dureza, etc., afim de observar o comportamento da água. Por exemplo, alto teor de dureza indica que haverá problemas com incrustação, assim como alto teor de cloretos indica que o sistema sofrerá com a corrosão. 
Ainda existe a opção de instalação de analisadores online que monitoram estes paramentos e outros em tempo real, dando um retrato a todo momento do que acontece com a torre de resfriamento. São equipamentos caros que se justificam apenas em grandes projetos.
Controle de microrganismos: existem diversos tipos de analises que podem ser realizadas, algumas delas identificam inclusive o tipo de microrganismo presente, o que facilita a escolha do melhor tipo de biocida a ser aplicado no sistema.
“Não podemos esquecer dos benefícios do tratamento químico, entre eles temos o aumento na vida útil dos equipamentos; a redução no número de paradas programadas e não programadas; redução no número de intervenções e do custo de manutenção dos equipamentos; e o aumento na disponibilidade de horas disponíveis do equipamento para o processo produtivo” – finaliza Ferreira. 

Contato das empresas
EcoPro: loja.ecoprops.com.br
Neo Water: www.neowater.com.br