Sistemas de arrefecimento abertos   [Descarregue este caso de aplicação como ficheiro PDF]

Nos sistemas de arrefecimento industriais de grandes dimensões (cooling water systems, CWS), em especial naqueles com circuito aberto (once through cooling systems, OTC), o desenvolvimento biológico nas superfícies, um fenómeno geralmente conhecido como "incrustação biológica" ou "biofouling", causa numerosos problemas. Já na primeiríssima fase desse fenómeno, ou seja, a camada de bactérias (biofilme) que se forma no intervalo de poucas horas, provoca:

• redução do desempenho dos trocadores de calor (uma camada bacteriana com espessura de 20 mícrones reduz em 30% a eficiência de troca térmica);%);
• incremento dos custos energéticos, devido ao atrito;
• aceleração da corrosão;
• posterior estabelecimento de organismos de maiores dimensões.

Por esses motivos, são comumente aplicados tratamentos químicos (biocidas), a fim de prevenir e limitar essa proliferação micróbica. Esses tratamentos devem ser aplicados assim que o biofilme comece a se formar, pois essa camada é altamente resistente aos biocidas (até 1000x em relação a bactérias livres no líquido), e a sua resistência aumenta com o tempo. Diferentes estratégias de tratamento foram discutidas num primeiro e num segundo white paper ALVIM.

No OTC dessa grande central energética foi doseado quotidianamente dióxido de cloro, como tratamento de choque (veja a figura abaixo). Essa estratégia foi calibrada com precisão para otimizar a sua eficiência e, ao mesmo tempo, reduzir ao máximo a corrosão dos trocadores de calor obsoletos - corrosão causada tanto por bactérias (microbially influenced corrosion, MIC) como por tratamento químico oxidante.

Considerando que o Sinal ALVIM mostra:

• um amplo e rápido incremento quando são doseadas substâncias oxidantes (o incremento é proporcional à concentração da substância);
• um incremento na linha de base do Sinal quando estão presentes oxidantes residuais;
• um crescimento gradual e estável no intervalo de tempo (horas-dias) quando cresce o biofilme;

observando a seguinte figura, é possível observar que, desde o início de Janeiro até o fim de Abril, o tratamento quotidiano foi capaz de manter sob controlo o crescimento do biofilme. A partir de Abril, a concentração da dosagem de choque foi reduzida, como é possível notar observando o abaixamento dos picos quotidianos do Sinal ALVIM (linha tracejada magenta, na figura). Sucessivamente, para além do tratamento de choque, foi aplicada uma dosagem contínua de dióxido de cloro (baixa concentração), como evidenciado pelo aumento do nível de base do Sinal (linha tracejada verde, na figura). Apesar disso, esse não foi suficiente para prevenir completamente o crescimento de biofilme, na estação mais quente; de facto, um par de eventos de crescimento do biofilme foram detetados em Maio e Junho. Em todo o caso, o tratamento biocida foi suficiente para remover em breve tempo as bactérias estabelecidas, como é possível observar pela posterior diminuição do Sinal ALVIM até a linha de base.

O Sensor de Biofilme ALVIM provou ser uma ferramenta eficaz para monitorizar tanto a dosagem de produtos químicos oxidantes como a sua eficácia contra o biofilme, em diferentes estações do ano e com diferentes estratégias de tratamento.