Incrustações

 

O fenômeno de incrustação é caracterizado pela deposição e acúmulo de materiais indesejados, com baixa solubilidade em água, tais como produtos de corrosão, partículas e compostos inorgânicos e ou orgânicos, entre outros, sobre a superfície do equipamento ou tubulação. Na indústria a incrustação é uma das maiores causas de problemas quanto a manutenção e operação dos equipamentos uma vez que quando presente, a incrustação ocasiona uma grande perda de performance hidráulica e térmica.

Existem diversos fatores que podem agravar o processo de formação de incrustação, dentre eles podemos destacar:

  • O aumento da concentração de sais através da evaporação de água;
  • O aumento da concentração de CO2 na água que favorece as reações de formação de carbonatos;
  • Diminuição da pressão da linha através de perdas de carga;
  • O aumento do pH favorece a precipitação de sais inorgânicos;
  • Variações de temperatura favorecem a precipitação de sais;
  • Diminuição da velocidade da linha, entre outras.

Estas variações de processo favorecem a nucleação e cristalização dos sais, aderindo as tubulações e formando as incrustações. Equipamentos como torres de resfriamento, trocadores de calor, pré aquecedores, evaporadores, caldeiras, fornos, entre outros, estão mais suscetíveis a incrustação, devido a presença dos fatores apresentados anteriormente.

As figuras 01 e 02 apresentam incrustações inorgânicas e orgânicas, respectivamente.

Figura01: Incrustação inorgânica em Torre de Resfriamento.

Figura02: Incrustação orgânica em trocador de calor.

As incrustações possuem uma característica de isolante térmico, diminuindo a eficiência dissipativa de calor dos equipamentos. A composição química da incrustação formada vai depender da qualidade da água utilizada no equipamento, das interações com o meio, e das variações do processo. Equipamentos que trabalham com temperaturas elevadas, geralmente, apresentam elevadas taxas de evaporação de água, aumentando a condição de supersaturação dos sais, o que aumenta o potencial de incrustação do sistema. Como as temperaturas de trabalho são mais elevadas, as interações intermoleculares são favorecidas, o que gera incrustações mais rígidas e de difícil remoção, quando não são realizados os processos de tratamento adequados.

Para minimizar o processo de formação de incrustação, ou seja, garantir um tempo maior de operação dos equipamentos sem paradas indevidas para manutenção, garantir uma maior eficiência de troca térmica, minimizar custos com gastos energéticos indevidos, aumentar o tempo de vida útil dos equipamentos, manter o processo sem oscilações, entre outros, a água deve ser tratada, sendo que o tratamento pode ser feito através de produtos químicos ou tratamento físico. Para isso, é fundamental conhecer as características do sistema, tais como: Quais são os sais presentes, a concentração dos mesmos, a temperatura e o pH de trabalho, entre outras características.

Figura03: Serpentina Torre antes da limpeza química.

Figura02: Serpentina Torre após limpeza química.

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O que fazemos?

Para o controle das incrustações de sais partimos basicamente de duas frentes que são o controle da super saturação e a modificação da estrutura dos cristais formados. O controle da supersaturação é feito com a retirada dos sais presentes (geralmente por troca iônica ou osmose reversa) ou com o uso de inibidores de incrustação. Para modificar a estrutura dos cristais formados, utilizamos equipamentos Indutores como Vulcan, Calmat ou Eletromagnéticos como o Indutor Eletromagnético, que agem de forma a modificar a estrutura cristalina dos sais presentes na água, fazendo com que os mesmos percam o poder de adesão, deixando assim de causar incrustações. Para remoção de incrustações presentes nos sistemas que estão afetando a eficiência de troca térmica dos equipamentos realizamos limpezas químicas e mecânicas, removendo os compostos indesejáveis presentes na linha instantaneamente.

Abaixo apresentamos as imagens da serpentina de uma torre de resfriamento antes e após as limpezas química e mecânica realizada pela equipe da Águaviva. A limpeza química enfraqueceu as ligações químicas das incrustações removendo grande parte dos compostos indesejáveis e a limpeza mecânica por hidrojateamento removeu as incrustações remanescentes, recuperando a eficiência de troca térmica do equipamento próximo ao nominal.