Na indústria, há diversos índices de qualidade da água que devem ser controlados para o devido funcionamento de uma operação unitária. Uma delas é a dureza, que é um indicador da concentração de sais minerais contendo íons Ca+ e Mg+ presentes na água. Esses sais são os principais responsáveis pelo fenômeno de incrustação em tubulações e equipamentos, pois a variação de solubilidade desses sólidos, promovida pela flutuação de temperatura, pH, concentração de sais e/ou pressão da água, faz com que os minerais se cristalizem e depositem nas superfícies metálicas em contato com o fluido. Isso resulta em entupimentos e aumento de perda de carga em linhas, além de afetar a eficiência de transferência térmica em trocadores de calor. Outro problema é que as incrustações apresentam micro poros em seu interior, o que gera um diferencial de concentração de oxigênio na superfície dos equipamentos/tubulações e favorece o desenvolvimento de corrosão.

Existem diversas técnicas para redução da dureza na água, como o uso de abrandadores/deionizadores (equipamento que usam resinas de troca iônica para remoção de íons) ou filtros de leito granular utilizando zeólitas e/ou outros meio filtrantes específicos. Entretanto, uma alternativa que é interessante por não exigir a instalação de uma operação unitária na linha nem perda de tempo útil por conta de paradas (retrolavagem/regeneração) é o uso de indutores.

O indutor eletromagnético é um equipamento industrial utilizado para tratamento unicamente físico da água, não requerendo a adição de produtos químicos. Essa é uma solução ambientalmente eficaz que não gera resíduos e não altera a composição química da água a ser tratada. O equipamento consiste em um conjunto de componentes eletrônicos fixados à uma tubulação, protegidos por uma carcaça, que induz um campo elétrico magnético no trecho da linha onde o equipamento está instalado. Este campo recebe alimentação elétrica fornecida por um painel, onde é possível variar a corrente elétrica aplicada na bobina, variando o campo magnético gerado.

Desta forma, o indutor consegue trazer 3 vantagens ao processo:

1º Minimiza o processo de incrustação

Equipamentos tais como torres de resfriamento, trocadores de calor, pré aquecedores, evaporadores, caldeiras e fornos estão mais suscetíveis a incrustação, devido a fatores como o aumento de sais no meio devido à evaporação da água, o aumento do pH do meio e variações de temperatura na linha. Por este motivo, a utilização de Indutores Eletromagnéticos se mostra uma alternativa interessante para controlar a incrustação nesses equipamentos e tubulações.

De maneira geral, o campo magnético gerado pelo indutor inibe o processo de formação de incrustação calcária e remove também as incrustações já existentes, pois este campo altera a estrutura atômica dos sais de dureza presentes na água. Para entender melhor o processo, é preciso conhecer a geometria molecular dos componentes em questão.

Normalmente, a cristalização do carbonato de cálcio ocorre com arranjo geométrico romboédrico, conhecida como calcita, a qual é mais estável e menos solúvel em água que a aragonita e vaterita (estruturas ortorrômbica e hexagonal, respectivamente). Uma vez que o campo magnético do indutor consegue, quando ocorre a cristalização dos sais na água, favorecer a formação de cristais nos arranjos que são mais solúveis e menos estáveis, os sólidos formados são novamente dissolvidos ou não conseguem se aderir nas paredes dos equipamentos por conta de sua geometria menos adequada, minimizando o efeito de incrustação na linha e no sistema.

2º Gera incrustações mais “fragilizadas”

Assim como foi explicado na primeira forma de atuação positiva dos indutores no sistema, a estrutura molecular dos sais incrustantes formados sob efeito do campo eletromagnético é menos estável. Apesar de isso reduzir significativamente a formação de incrustação, é possível que ainda seja formada uma camada de sólidos depositados em paredes de tubos e equipamentos. Entretanto, esse acúmulo é muito mais “frágil” que a incrustação sem nenhum tratamento.

Isso ocorre pois os cristais se tornam fragmentados, mais lisos e tendem a não se aderir uns aos outros, de forma que boa parte das incrustações acaba sendo arrastada pelo fluxo. As incrustações que acabam se formando a superfície, além de se formarem em menor quantidade, são muito menos duras e aderentes, facilitando a limpeza dos equipamentos.

Para ilustrar esse benefício proporcionado pelo uso de indutores, podemos tomar o processo utilizado nas usinas de cana de açúcar como exemplo, o qual é caracterizado por etapas de aquecimento e evaporação do caldo, fazendo com que o potencial de incrustação seja extremamente elevado. Além disso tem-se a adição de cal no caldo, aumentando ainda mais o potencial incrustante, trazendo perdas diretas e indiretas à operação, tais como maior frequência de limpeza, paradas não programadas, maior desgaste de ferramentas durante a limpeza, maior utilização de mão de obra, etc.

Assim, com a utilização da tecnologia de tratamento por indutores, é possível tanto reduzir a frequência das limpezas dos evaporadores de caldo de cana quanto diminuir o tempo de execução das limpezas, trazendo grandes ganhos de eficiência e disponibilidade ao processo, bem como menores custos em equipamentos, insumos e mão de obra.

3º Aumenta a Eficiência Energética do processo

Com a menor formação de incrustação nas paredes das tubulações e equipamentos, temos uma resistência menor ao fenômeno de troca térmica, uma vez que a parede de tubulação “lisa” é muito menos espessa que a tubulação incrustada. Dessa forma, as operações de aquecimento ou resfriamento podem ocorrer utilizando menor quantidade de combustível/fluido de utilidade ou até em um menor tempo, devido à maior eficiência da operação.

Além da troca de calor mais eficiente, a operação de bombas e demais equipamentos na linha é protegida, devido à menor quantidade de sólidos em suspensão, gerando mais confiabilidade ao processo e também aprimorando o tempo de vida útil dos equipamentos.