Análise da eficiência dos dispersantes na atuação como inibidores de depósitos inorgânicos em águas de resfriamento sob a presença de alumínio e/ou diferentes faixas de pH

Abstract

Sistemas de resfriamento são equipamentos de extrema relevância em processos industriais. Admitindo que a maior parte desses processos geram calor e/ou precisam operar em temperaturas específicas, o arrefecimento precisa ser eficiente. Esses sistemas, em geral, utilizam água para troca de calor com o processo, sendo comum que as superfícies termicamente aquecidas sejam afetadas, entre outros, pelo surgimento de depósitos inorgânicos oriundos dos próprios minerais presentes na água. Esse fenômeno reduz a eficiência na troca de calor e diminui a vida útil dos equipamentos associados. O tratamento para prevenir a precipitação destes minerais (sais) parte da aplicação de dispersantes poliméricos solúveis em água, com a propriedade de retardar a formação desses depósitos no seio do líquido, porém as características físico-químicas da água e outras condições físicas podem alterar significativamente a eficiência desses produtos, demandando um conhecimento específico das particularidades associadas. Devido à variedade de especialidades químicas comumente disponíveis no mercado, definir a concentração ideal de polímeros dispersantes para inibir a precipitação em sistemas de resfriamento é desafiador. Este trabalho buscou entender, como diferentes moléculas de dispersantes interagem com a presença de um contaminante típico da água de resfriamento, nesse caso o alumínio, em função da sua concentração e particularidades de processo como a temperatura e o desempenho em diferentes faixas de pH. Palavras-chave: Alumínio. Dispersante polimérico. Precipitação de sais. Sistema de resfriamento. Tratamento de água.

Cooling systems are critically important equipment in industrial processes. Given that most of these processes generate heat and/or require operation within specific temperature ranges, efficient cooling is essential. These systems typically use water as a heat exchange medium, and it is common for thermally heated surfaces to be affected by the formation of inorganic deposits originating from minerals naturally present in the water. This phenomenon reduces heat transfer efficiency and shortens the service life of associated equipment. To prevent the precipitation of these minerals (salts), water-soluble polymeric dispersants are commonly applied. These compounds have the ability to delay the formation of deposits within the liquid phase. However, water chemistry and other physical conditions can significantly influence the effectiveness of these products, requiring specialized knowledge of the specific characteristics involved. Due to the wide variety of chemical specialties available on the market, determining the optimal concentration of dispersant polymers to inhibit precipitation in cooling systems is a challenging task. This study aims to understand how different dispersant molecules interact with a typical contaminant found in cooling water—aluminum—considering its concentration, process-specific conditions such as temperature, and performance across different pH ranges. Keywords: Aluminium. Cooling system. Polymeric dispersant. Salt precipitation. Water treatment.