Novos agentes sequestrantes e dispersantes para controle de incrustações em sistemas industriais e aumento da confiabilidade operacional

Novos agentes sequestrantes e dispersantes para controle de incrustações em sistemas industriais e aumento da confiabilidade operacional

Por que ainda perdemos dinheiro com incrustações em 2025?

Se você trabalha com caldeiras, torres de resfriamento, sistemas de osmose reversa ou quaisquer trocadores de calor, sabe que incrustação não é só um problema técnico – é um problema de confiabilidade, de energia e de custo. Ainda assim, muita planta opera com índices de incrustação “aceitáveis” que, na prática, significam desperdício diário.

Nos últimos anos, a evolução dos agentes sequestrantes e dispersantes abriu espaço para dar um salto de performance. Não estamos falando apenas de “mais um produto químico”, mas de formulações desenhadas para trabalhar em águas mais desafiadoras, com ciclos mais altos e sob maior exigência regulatória, especialmente em relação a fósforo, metais pesados e biodegradabilidade.

Neste artigo, vamos olhar para esses novos agentes com foco em algo bem objetivo: como eles podem reduzir paradas não programadas, ampliar a vida útil de equipamentos e aumentar a confiabilidade operacional dos seus sistemas.

O que a incrustação realmente causa na sua operação

Antes de falar de solução, vale alinhar o problema. A incrustação é, na prática, a deposição de sais pouco solúveis (principalmente carbonatos, sulfatos e silicatos) nas superfícies de troca térmica e linhas de processo. Os efeitos são bem conhecidos, mas muitas vezes subestimados:

  • Perda de eficiência térmica (1 mm de incrustação pode significar 5 a 15% de aumento no consumo de energia)
  • Aumento de ΔT e ΔP, exigindo mais carga de bombas e compressores
  • Maior risco de pontos quentes em caldeiras e falhas prematuras de tubos
  • Entupimento parcial de tubos e bicos de spray em torres de resfriamento
  • Mais paradas para limpeza química ou mecânica
  • Impacto indireto na segurança (operações de limpeza mais frequentes, exposição a químicos, trabalhos em espaço confinado)
  • Em muitos casos, o tratamento de água “funciona”… mas só até certo ponto: opera-se no limite de estabilidade, qualquer variação de qualidade da água, falha de dosagem ou mudança de carga térmica leva à formação de depósitos.

    É nesse cenário que entram os novos agentes sequestrantes e dispersantes, pensados justamente para ampliar a “janela de operação segura” do sistema.

    Como atuam os agentes sequestrantes e dispersantes

    De forma simplificada, o controle de incrustações por química se apoia em três mecanismos principais:

  • Sequestrantes: formam complexos solúveis com cátions incrustantes (Ca²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺/Fe³⁺, Mn²⁺), reduzindo a atividade iônica e atrasando ou impedindo a precipitação.
  • Inibidores de precipitação (threshold): em baixas concentrações, interferem no crescimento dos cristais de sal, distorcendo sua estrutura e mantendo-os em suspensão por mais tempo.
  • Dispersantes: estabilizam partículas (cristais formados, material coloidal, lodo) na fase líquida, prevenindo que se aglomerem e sedimentem nas superfícies.
  • Na prática, uma boa formulação moderna combina esses três efeitos: sequestra, inibe e dispersa. O diferencial dos novos produtos está na arquitetura dos polímeros, na funcionalização das cadeias e na interação com metais e superfícies em condições de pH, temperatura e salinidade mais extremas.

    Limitações dos agentes tradicionais

    Por muitos anos, a base do controle de incrustação foi sustentada por fosfonatos clássicos e poliacrilatos simples. Eles funcionam? Sim. Mas enfrentam limitações claras nos cenários atuais:

  • Restrições ambientais: limites cada vez mais rigorosos para fósforo e fósforo total nos efluentes; pressão sobre produtos mal biodegradáveis.
  • Águas de pior qualidade: reúso, mistura de fontes, concentração de sólidos dissolvidos mais alta, maiores ciclos de concentração em torres.
  • Maior temperatura de operação: processos mais compactos, maior carga térmica por área de troca.
  • Interferência com metais: possibilidade de formação de complexos estáveis demais com ferro, causando cor, lodo ou interferência em outros tratamentos (por exemplo, clarificação).
  • O resultado é que, para manter a mesma proteção, muitas empresas aumentam dosagens, frequência de limpezas e aceitam uma “taxa de perda” na eficiência. Não é exatamente a melhor equação econômica.

    O que há de novo em sequestrantes e dispersantes

    Quando falamos em “novos agentes”, não é marketing genérico. Existem inovações reais, tanto em química de polímeros quanto em desenho de moléculas funcionalizadas. Alguns grupos que vêm ganhando espaço:

    Polímeros acrílicos modificados e copolímeros avançados

  • Polímeros acrílicos de baixa massa molar funcionalizados: oferecem melhor adsorção em superfície metálica e maior capacidade de dispersão de cristais de carbonato de cálcio, mesmo com alto índice de saturação.
  • Copoli(acrilato–maleato) e copoli(acrilato–sulfonato)
  • Polímeros com grupos fosfonados na cadeia: combinam ação dispersante com efeito sequestrante leve, em dosagens menores.
  • Esses polímeros foram projetados para trabalhar em pH alcalino, alta dureza e alta alcalinidade, sem perder estabilidade térmica.

    Fosfonatos de nova geração e alternativas “low P”

    Alguns fosfonatos clássicos estão sendo substituídos ou combinados com:

  • Fosfonatos com melhor biodegradabilidade ou menor teor de fósforo por molécula
  • Moléculas híbridas (orgânicas com grupos fosfonados e carboxílicos) que apresentam melhor desempenho em baixas dosagens
  • Sistemas “low P” em que o fosfonato é apenas coadjuvante, e os polímeros assumem o papel principal de inibição e dispersão
  • Agentes sequestrantes alternativos ao EDTA

    O EDTA foi – e ainda é – muito usado como sequestrante, mas sua biodegradabilidade é baixa e a complexação forte com metais pode ser indesejável em efluentes. Novas opções incluem:

  • Agentes à base de ácido iminodissuccínico (IDS)
  • Ácido glutâmico diacético (GLDA)
  • NTA modificado e outras moléculas mais rapidamente biodegradáveis
  • Esses produtos oferecem boa capacidade de complexação, com menor impacto ambiental e, em alguns casos, melhor compatibilidade com sistemas biológicos de tratamento de efluentes.

    Dispersantes “eco-friendly” e de alto desempenho

    Uma linha de inovação muito relevante está voltada para dispersantes de origem parcial renovável ou com perfil toxicológico e ecotoxicológico mais favorável:

  • Polímeros baseados em ácido polimálico
  • Copolímeros acrílicos com blocos hidrofílicos específicos
  • Dispersantes projetados para baixa formação de espuma e alta estabilidade em alta temperatura
  • Na prática, isso permite operar sistemas de torre de resfriamento e caldeiras com menos risco de surtos de incrustação ao variar a carga de sólidos, sem precisar apelar para dosagens excessivas.

    O que muda na confiabilidade operacional com esses novos agentes

    Quando se adota uma tecnologia de tratamento mais moderna, o objetivo não é “ter um produto mais bonito na ficha técnica”, mas mexer em indicadores-chave da planta. Entre os ganhos mais frequentes:

  • Aumento do intervalo entre limpezas químicas de trocadores e caldeiras
  • Redução de paradas emergenciais por entupimento parcial de linhas, placas ou bicos
  • Maior estabilidade de ΔT e ΔP, mesmo com variações na qualidade da água de reposição
  • Operação com ciclos de concentração mais altos em torres, reduzindo consumo de água e descarga de purga
  • Melhor previsibilidade para manutenção planejada, com inspeções confirmando níveis mínimos de incrustação
  • Em termos econômicos, isso se traduz em menos horas paradas, menos consumo de energia por perda térmica e menos gasto com limpadores ácidos agressivos.

    Critérios práticos para selecionar novos sequestrantes e dispersantes

    Mudar de tecnologia de tratamento não é só trocar o tambor na casa química. É uma decisão que precisa considerar as características específicas da sua água e do seu processo. Alguns pontos que vale avaliar de forma sistemática:

  • Perfil da água: dureza, alcalinidade, sílica, relação Ca/Mg, presença de ferro e manganês, sólidos dissolvidos totais, variabilidade sazonal.
  • Condições de operação: temperatura máxima, pH típico, número de ciclos na torre, carga térmica, tempo de residência.
  • Tipo de incrustação predominante: carbonato de cálcio, sulfato de cálcio, sílica, fosfato de cálcio, mistos com ferro.
  • Restrições ambientais e regulatórias: limites de fósforo, carbono orgânico total, metais e requisitos de biodegradabilidade no efluente.
  • Compatibilidade com outros tratamentos: biocidas, coagulantes, inibidores de corrosão, antiespumantes.
  • Infraestrutura de monitoramento: capacidade de medir parâmetros críticos (Langelier, Ryznar, índices de saturação, condutividade, ortofosfato, ferro, etc.).
  • Na prática, a seleção ideal é feita combinando testes de bancada (jar test, ensaios estáticos de incrustação) com testes piloto ou de campo, sob supervisão técnica adequada.

    Estudo de caso resumido: torre de resfriamento com água de reúso

    Imagine uma indústria de alimentos que decide adotar água de reúso secundário no sistema de resfriamento, por pressão de custo e sustentabilidade. Essa água apresenta:

  • Maior carga de sais dissolvidos
  • Dureza elevada
  • Maior variabilidade de qualidade, dependendo da eficiência da estação de tratamento
  • Com o tratamento tradicional baseado em fosfonato + poliacrilato simples, a operação é limitada a 3–3,5 ciclos de concentração, acima disso a incidência de incrustações em condensadores aumenta muito. A consequência: maior consumo de água e de energia.

    Ao migrar para uma formulação com:

  • Copolímero acrilato–maleato com grupos específicos para controle de CaCO₃ e CaSO₄
  • Sequestrante biodegradável (GLDA) em baixa dosagem, focado em Ca²⁺ e Mg²⁺
  • Dispersante de alta eficiência com baixa tendência à espuma
  • a torre passa a operar estável em 5 ciclos de concentração, com:

  • Redução de ~35–40% no volume de purga
  • Manutenção do ΔT dentro da faixa projetada por mais tempo
  • Inspeções sem necessidade de limpeza corretiva em um período de 12 meses
  • O custo do programa químico por m³ de água tratada aumentou moderadamente, mas o custo total (água + energia + manutenção) caiu de forma significativa. É aqui que a tecnologia mostra seu valor real.

    Boas práticas para implementar um novo programa de controle de incrustações

    Para aproveitar o potencial desses novos agentes, é importante tratar a mudança como um mini-projeto técnico, não como simples troca de fornecedor. Um roteiro prático pode incluir:

    1. Diagnóstico detalhado

  • Levantar histórico de incrustação, limpezas, falhas e paradas não programadas
  • Analisar dados de qualidade da água (bruta, tratada, de reposição, purga) e de operação
  • Identificar pontos críticos: trocadores mais sensíveis, gargalos de processo, equipamentos antigos
  • 2. Definição de metas claras

  • Estabelecer objetivos mensuráveis: aumentar intervalos entre limpezas, elevar ciclos, reduzir ΔP médio, etc.
  • Definir limites operacionais aceitáveis (por exemplo: máxima perda de eficiência térmica tolerável)
  • 3. Seleção técnica e testes

  • Comparar alternativas de formulação com base em dados de laboratório e referência de campo
  • Realizar ensaios estáticos de incrustação com a água real do sistema
  • Planejar teste de campo em escala controlada (por exemplo, em um trocador específico ou uma linha piloto)
  • 4. Ajuste de dosagem e monitoramento

  • Definir faixa de dosagem inicial e parâmetros de controle (correlação entre dosagem e índices de saturação)
  • Monitorar ΔT, ΔP, condutividade, ciclos de concentração, análises químicas chave
  • Inspecionar fisicamente superfícies em intervalos planejados para validar resultados
  • 5. Treinamento de equipe

  • Capacitar operadores e técnicos sobre o novo programa: como funciona, o que observar, alarmes e limites
  • Documentar procedimentos de rotina, ajustes de dosagem e ações em caso de desvios
  • 6. Revisão periódica

  • Reunir dados de performance a cada trimestre
  • Ajustar dosagens, pontos de controle e, se necessário, pequenos detalhes da formulação
  • Registrar ganhos (ou problemas) de forma estruturada para suportar decisões futuras
  • Indicadores para medir se o novo programa está valendo a pena

    Se não medirmos, fica tudo no campo da percepção (“parece que melhorou”). Alguns indicadores quantitativos importantes:

  • Intervalo médio entre limpezas de caldeiras, trocadores e torres
  • Consumo específico de energia (kWh por tonelada produzida, por m³ bombeado, etc.) antes e depois da mudança
  • Variação média de ΔP em trocadores e linhas críticas ao longo do tempo
  • Número de ocorrências de entupimento parcial, alarmes de alta pressão ou temperatura excedida
  • Consumo de água (principalmente purga de torres) e descarte de efluentes
  • Custo total (químicos + água + energia + manutenção) por unidade de produto final
  • Essa visão integrada é o que permite justificar tecnicamente – e financeiramente – a adoção de sequestrantes e dispersantes mais modernos.

    Para onde essa tecnologia está caminhando

    As tendências mais fortes para os próximos anos apontam para:

  • Formulações mais concentradas, reduzindo volume estocado, logística e pegada de carbono
  • Produtos desenhados para águas de reúso, com maior tolerância a variações bruscas de composição
  • Maior digitalização: integração de programas químicos com monitoramento online, modelos de predição de incrustação e ajustes automáticos de dosagem
  • Foco crescente em sustentabilidade: menor teor de fósforo, maior biodegradabilidade, avaliação de ciclo de vida dos produtos
  • Em resumo, não se trata apenas de “novos químicos”, mas de uma nova forma de encarar o controle de incrustações: menos corretivo, mais preditivo; menos empírico, mais orientado a dados e resultados mensuráveis.

    Para quem busca aumentar a confiabilidade operacional dos sistemas industriais, vale olhar para esses agentes sequestrantes e dispersantes de nova geração não como custo adicional, mas como ferramenta estratégica de performance – e, muitas vezes, de competitividade.