Do ponto de vista químico, impureza na água é qualquer substância diferente de H2O. Qualquer que seja fonte, a água apresenta impurezas, mesmo água potável. Essas impurezas podem ser provenientes de contaminações introduzidas nas linhas ou substâncias inerentes ao material utilizado no armazenamento da água.
As impurezas normalmente encontradas na água apresentam-se sob forma dissolvidas e/ou suspensas. Entre elas, podemos citar o Cálcio; magnésio; sílica; bicarbonatos; carbonatos; sais dissolvidos e suspensos; compostos orgânicos; ferro; óleo; gases dissolvidos; etc.
A concentração indesejável dessas impurezas é em função do tipo do sistema de geração de vapor, principalmente da pressão de operação. Quanto mais alta a pressão, mais crítico será o tratamento e melhor deverá ser a qualidade da água.
A tabela I abaixo, apresenta os problemas provocados pela concentração excessiva de impurezas indesejáveis na água.
Todos esses elementos quando estiverem dentro da caldeira, irão sofrer um processo de concentração em função da evaporação da água e provocar corrosão ou incrustação. Por isso, devem ser removidos no pré-tratamento, antes da caldeira e essa fonte de água chamamos de reposição ou make up.
Outra fonte de água que não pode ser descartada é o condensado, em função do seu alto valor energético (quente) e que normalmente é de alta pureza. A mistura da reposição com o condensado chamamos de alimentação.
Para o desenvolvimento este estudo, é necessário reestudar-se alguns conceitos das impurezas básicas encontradas na água:
Turbidez
Turbidez é o termo aplicado à matéria suspensa de qualquer natureza, presente na água. Devemos distinguir matéria suspensa, chamada de sedimento, que precipita rapidamente e matéria que precipita lentamente, provocando a turbidez.
A turbidez é encontrada em quase todas as águas de superfície em quantidades elevadas e está ausente em águas subterrâneas. Em águas de superfície, a turbidez pode chegar a valores de 2.000 NTU.
Águas de lagos, lagoas e açudes possuem turbidez baixa e variável em função dos ventos que revolveram seus fundos. Águas de rios e riachos possuem turbidez mais elevadas.
Cor
Normalmente, é a presença de matéria orgânica vegetal em decomposição. A maioria das águas de superfície apresentam cor, enquanto que as as subterrâneas são isentas.
A presença de cor em água é indesejável na maioria das aplicações industriais. Em fábricas de papel, por exemplo, cor em água de processo tingem as fibras de celulose. Em aplicações de água de alimentação de caldeiras, a matéria orgânica, que produz a cor, tende-se a carbonizar, provocando incrustações nos tubos da caldeira.
Ferro
A forma mais comum em que o ferro solúvel é encontrado em águas é como bicarbonato ferroso (Fe(HCO3)2. Está presente nesta forma em águas subterrâneas profundas, limpas e incolores que, em contato com o oxigênio, turvam-se e sedimentam em depósitos amarelo-marrom avermelhado, através da seguinte reação:
4Fe(HCO3)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3 + 8CO2
4Fe(OH)3 2Fe2O3 + 6H2O
Da mesma formas que a cor, o ferro presente em águas de uso industrial provoca problemas, como depósitos e crostas de óxido de ferro, Fe2O3 e coloração de produtos que a água entra em contato e interferências em processos industriais.
Dureza
A dureza de uma água é proporcional à quantidade de cálcio e magnésio presentes. Esses sais, em ordem decrescente de abundância na água, são bicarbonatos (HCO–3), sulfatos (SO4–), cloretos (Cl–) e nitratos (NO3–). A quantidade de cálcio é duas vezes maior do que a de magnésio. Esses valores são médios, podendo ser diferentes em determinados tipos de água e podem variar de 5 ppm até 500 ppm como CaCO3.
Sílica
Sílica é um constituinte de todas a águas naturais, independentemente da fonte. Os valores de sílica encontrados estão na faixa de 3 a 50 ppm como SiO2. Águas altamente alcalinas podem, em certas ocasiões, apresentar valores maiores.
- Gases Diversos – Podemos citar os seguintes:
- dióxido de carbono
- oxigênio
- sulfeto de hidrogênio
- metano
O primeiro provém da decomposição de material orgânico e inorgânicos na água. O oxigênio é proveniente do contato do ar com água. O sulfeto de hidrogênio tem a mesma procedência do dióxido de carbono. O metano, é raramente encontrado, vem da decomposição de material biológico.
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pH – É o logaritmo negativo da concentração de H+, conforme ilustração abaixo:
Condutividade: É uma medida indireta da concentração de Sólidos Totais Dissolvidos (STD) presentes na água.
- Alcalinidade: É uma medida da concentração de gás carbônico, bicarbonatos, carbonatos e hidroxilas presente na água.
- Ânions: São partículas que apresentam carga negativa quando dissolvidas na água, tais como:
- Cloreto (Cl–)
- Sulfato (SO4-2)
- Bicarbonatos (HCO3-)
- Cátions: São partículas que apresentam carga positiva quando dissolvidas na água, tais como:
- Cálcio (Ca+2)
- Magnésio (Mg+2)
- Sódio (Na+)
- Alumínio (Al+3)
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Impurezas Encontradas na Água e suas Consequências na Caldeira
Autor: José Luiz Brunhara
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