Atualmente o mercado oferece diversos tipos de serviços para o tratamento de água, um deles é através dos polímeros. São substâncias capazes de aglomerar partículas em suspensão presentes na água ou efluente, transformando-as em flocos maiores e permitindo a sua separação da fase aquosa, seja por decantação, flotação ou por equipamentos de desaguamento de lodos. Os produtos disponíveis no mercado, em sua maioria, são à base de poliacrilamida e também, solúveis em água.
De acordo com Ricardo Fernandes, gerente de marketing da Kurita, os polímeros podem ser definidos como compostos formados por sucessivas aglomerações de um grande número de moléculas fundamentais. Quimicamente falando, são moléculas de grande tamanho e peso molecular formadas pela união de uma ou mais moléculas de pequeno porte, denominadas monômeros. "De um modo geral, são compostos orgânicos, pois possuem átomos de carbono em sua composição. Um exemplo é o polietileno, formado pela combinação de uma grande quantidade de moléculas de etileno", completa.  
Os polímeros específicos para utilização em tratamento de água são os coagulantes (por exemplo, PAC – cloreto de poli alumínio, ou taninos) ou floculantes (neste caso são polímeros sintéticos, diferenciando-se entre si pelo tamanho da cadeia, forma da mesma e carga iônica). Os coagulantes promovem a neutralização das cargas das partículas presentes na água a ser tratada e formam os micro-flocos, já os floculantes promovem a ligação entre estes, gerando flocos que serão posteriormente separados da água, seja por sedimentação, flotação ou filtração.  
De acordo com Kleber Silveira Martins, solutions manager LA – water & wastewater treatment da Nalco, as soluções de polímero geralmente são preparadas em concentrações entre 0,05 e 0,5%, dependendo da sua aplicação, a qual ainda pode requerer nova diluição posterior para aumentar a eficiência de mistura entre o polímero e a água. A recomendação para a aplicação no corpo receptor é de que o tempo de reação para permitir uma boa floculação seja entre 6 e 10 segundos.

Como funcionam
Alexandre Magno, engenheiro de aplicações para tratamento de água e efluentes da GE Water & Process Technologies, explica que o processo de aplicação dos polímeros pode variar de acordo com o projeto, cada caso deve ser avaliado antes de escolher a melhor aplicação. Os polímeros possuem diferentes arranjos, tamanhos e densidades conforme for a meta no equipamento (flotar, decantar, tamanho).
Para que se consiga uma melhor captação de micro-bolhas em uma flotação, é necessário que o floco formado tenha uma configuração mais adequada possível. "Usamos vários tipos de combinações de coagulantes/floculantes, para identificar qual seria o mais adequado no auxílio de uma flotação (DAF). Testamos produtos catiônicos, aniônicos e noniônicos", destaca Alexandre. Na tabela abaixo é possível ver que cada tipo de equipamento exige o devido ppm de dosagem.

O representante da GE explica ainda que para cada tipo específico de equipamento exige um tipo mais adequado de flocos (DAF, Filtro a Vácuo etc), mas todos têm necessidade da formação de flocos: Grande e denso é excelente para sedimentar; pequeno e esférico, ideal para filtrar; grande e poroso é para flotação; estrutura em 2D (alongado) são frágeis; Heteredisperso para separação errada e os pequenos e frágeis tem pouca resistência mecânica.
"No caso da Kurita há um know how de aplicação, que permite uma seleção prévia de produtos mais indicados no tratamento de cada tipo de água, seja afluente ou efluente. No entanto, na maior parte das vezes há necessidade de testes em laboratório (denominado jar test, ou teste de jarro), que simula o tratamento da água e permite a seleção de melhor produto/dosagem", completa Ricardo.
Os coagulantes são na maior parte das vezes adicionais puros, via bomba dosadora ou outro dispositivo de adição. Já os floculantes necessitam diluição prévia antes da dosagem, demandando sistemas de dosagem mais complexos. A utilização de polímeros no tratamento de águas (afluentes ou efluentes) é bastante disseminada, pois é praticamente impossível (técnica ou economicamente) efetuar o tratamento de água somente utilizando métodos físicos, como por exemplo, a filtração.
Apesar de se conhecer quais seriam os polímeros mais prováveis em algumas aplicações nos distintos segmentos de indústria, o ideal é que sempre se deve buscar o melhor produto através de testes em laboratório, onde se pode simular o processo de tratamento e a aplicação de polímero. Através destes testes, se identificam os melhores produtos e respectivas dosagens de aplicação, que serão referência para testes posteriores em planta
"As vantagens do uso de polímeros floculantes em tratamento de água e efluentes estão relacionadas à aglomeração dos sólidos em suspensão presentes no corpo receptor em flocos maiores, que permitem a melhor separação destes sólidos da fase líquida e posteriormente, facilitar a remoção, seja por gravidade em processos de decantação, por flotação em sistemas por ar dissolvido ou ainda, através de equipamentos de desaguamento ou desidratação de sólidos como centrífugas, prensas desaguadoras, filtros-prensa, etc", destaca Kleber.

Tipos de polímeros
Pensando nos processos químicos, os polímeros podem ser catiônicos, com carga positiva, neutralizando compostos aniônicos, como substâncias orgânicas presentes na água; aniônicos, com carga negativa, para neutralizar compostos catiônicos, como íons metálicos ou não iônicos, praticamente sem carga, sendo também indicados na remoção de determinados compostos orgânicos.
Kleber explica que quanto a sua forma, os polímeros podem ser em pó, em emulsão (base óleo) ou em dispersão líquida (base água). Os polímeros ainda podem se diferenciar quanto a carga iônica e quanto ao peso molecular sendo de baixo, médio, alto ou ultra-alto. A tabela abaixo pode exemplificar os diferentes tipos de polímeros:

As distintas combinações entre intensidade de carga iônica e peso molecular são válidas para os polímeros catiônicos, aniônicos e não-iônicos. Alto = 1 à 5 x 10⁶ ; Médio = 10⁵ à 10⁶; Baixo = 10⁴ a 10⁵ e muito alto = 5 x 10⁶. O representante da GE destaca a faixa de pH ideal para a eficiência dos tipos de polímeros mais comuns:
- Catiônico (terciário mannich) – maior ou igual a 8;
- Catiônico (quartenário) - maior ou igual a 8;
- Não-iônico (Poliacrilamida) – qualquer;
- Aniônico (Poliacrilamida) – maior ou igual a 4.
Os polímeros são usados na disposição de lodo como espessantes, e em processos de separação das águas residuais provenientes de fabricas e indústrias em geral como na fabricação de alimentos, álcool e celulose, de cerveja, açúcar, além de usinas de tratamento de esgoto da cidade, águas residuais com elevado teor de matéria orgânica, da indústria têxtil etc.
Os aniônicos são usados para tratamento de água, mineração, indústria de papel, entre outros. Já a linha não-iônica é indicada como agente floculante para fazer a ponte de floculação das partículas em suspensão quando o pH da água poluída é inferior a 7. É usado na purificação de águas municipais e combinado com agentes floculantes inorgânicos haverá um efeito melhor para a eliminação.
Os disponíveis em forma de pó levam alguma vantagem, pois são produtos 100% concentrados o que pode minimizar os custos de transporte e manuseio, mas vale ressaltar que para cada aplicação o ideal é fazer testes e identificar o melhor tipo a ser utilizado.

Principais dificuldades e mercado
De acordo com Kleber, para a aplicação dos polímeros é necessário o uso de equipamentos de preparação de solução, que podem ser manuais ou automáticos. Isto demanda algum investimento em equipamentos de preparação e de dosagem do polímero a ser aplicado que podem desde R$ 10 mil até R$ 200 mil, dependendo do nível de automação e da quantidade de produto a ser dosado, fazendo desse processo um tanto caro e inviável para alguns casos. Mesmo assim, segundo a empresa de pesquisas de mercado Freedonia, o mercado de polímeros floculantes no Brasil está estimado em USD 85 milhões para 2015.
O crescimento deste mercado está diretamente relacionado ao crescimento da indústria nos diversos segmentos, ao crescente controle de emissão de efluentes pelos órgãos reguladores pelo Brasil e ao crescimento dos investimentos em infra-estrutura, onde novas estações de tratamento de água e esgoto entram em operação.
"Como todo produto químico, sua utilização deve ser cuidadosamente monitorada, de forma a evitar qualquer prejuízo tanto à saúde/segurança das pessoas quanto ao meio ambiente", completa o representante da Kurita. Para ele, o mercado desse segmento está bastante disputado, com várias empresas oferecendo produtos químicos para as mais diversas aplicações. A empresa tem como filosofia oferecer soluções em tratamento de água, ou seja, um programa de tratamento (produtos + equipamentos) juntamente com acompanhamento de desempenho (assistência técnica).

Novidades e tecnologias
Um dos diferenciais criados pela Nalco no uso de seus floculantes para tratamento de água e efluentes está no emprego de tecnologias de aplicação. Tecnologias patenteadas como a plataforma 3D Trasar^® para DAF (sigla para Dissolved Air Flotation – Flotação por Ar Dissolvido) controlam automaticamente a aplicação que produtos químicos, inclusive a de polímero floculante, em sistemas de flotação, permitindo o controle do processo com um sistema de monitoramento contínuo e de alarmes para possíveis irregularidades.
Kleber explica que o 3D Trasar^® permite o controle de dosagem de até 3 produtos (2 coagulantes e 1 floculante por exemplo) e ainda, o controle de pH. Esta tecnologia associada ao uso do Pareto^®, tecnologia inovadora da Nalco relacionada à aplicação de coagulantes e floculantes, pode levar a estabilidade de processos muito variáveis, além de possibilitar a redução do consumo de químicos em até 20%, dependendo da aplicação.
Outra tecnologia de aplicação oferecida pela empresa utilizada especificamente para o uso de polímeros em processos de desidratação de lodos é a do Flocmaster™. Trata-se de um misturador dinâmico que possibilita o uso de soluções de polímero em alta concentração (até 2%) e aplica a energia de mistura necessária ao melhor rendimento do polímero floculante Nalco, gerando uma torta mais seca e com o menor consumo possível deste polímero. "Alguns casos de sucesso da Nalco com o uso desta tecnologia alcançaram até 15% de redução no consumo de polímero para desidratação de lodos", completa Kleber.

Contato das empresas:
GE Water: www.gewater.com
Kurita: www.kurita.com.br
Nalco: www.nalco.com