Desaerador

O que é Desaerador

Um desaerador, no contexto de sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado (HVAC) e refrigeração industrial, é um dispositivo mecânico fundamental para a remoção de gases não condensáveis e dissolvidos presentes na água de um circuito. Sua principal função é proteger os componentes do sistema contra corrosão e cavitação, além de otimizar a transferência de calor. Gases como oxigênio (O2) e dióxido de carbono (CO2) são os principais alvos, pois, quando dissolvidos na água, podem reagir com metais e formar ácidos carbônicos, acelerando a degradação dos tubos, bombas e trocadores de calor. A presença desses gases também cria bolhas que prejudicam o fluxo laminar, diminuindo a eficiência das trocas térmicas.

A operação de um desaerador baseia-se na redução da solubilidade dos gases na água através do aumento da temperatura e/ou da redução da pressão. Existem diferentes tipos, incluindo desaeradores a vácuo e desaeradores térmicos, cada um com sua especificidade de aplicação. Em sistemas de água gelada (Chilled Water Systems – CHWS), a remoção eficiente de ar é primordial para manter a integridade dos chillers, fancoils e outras serpentinas, garantindo que o sistema opere com sua capacidade projetada e sem perdas de eficiência energética. A sua negligência acarreta em manutenções corretivas frequentes, aumento do consumo de energia e diminuição da vida útil dos equipamentos. Normas como a NBR 16401-1:2008, que trata de instalações de ar condicionado – Sistemas de refrigeração para conforto, indiretamente ressaltam a importância da qualidade do fluido para a performance do sistema.

Como funciona

O princípio de funcionamento de um desaerador explora a relação inversa entre a temperatura e a solubilidade de gases em líquidos. Em desaeradores térmicos, a água é aquecida para elevar sua temperatura e, consequentemente, diminuir a solubilidade dos gases. O vapor d'água gerado durante este processo ajuda a “cozinhar” os gases para fora da solução. Em muitos desaeradores, a água é pulverizada em um ambiente de vapor, aumentando a área de contato e acelerando a liberação dos gases. Os gases liberados são então ventados para fora do sistema através de uma válvula de purga.

Já os desaeradores a vácuo operam reduzindo a pressão sobre a superfície da água. A diminuição da pressão (criação de vácuo) abaixa o ponto de ebulição da água, fazendo com que os gases se desprendam mais facilmente. Uma bomba de vácuo é utilizada para manter a pressão negativa dentro do vaso e remover os gases liberados. Ambos os métodos visam atingir o ponto de saturação da água com o mínimo de gases dissolvidos, protegendo o sistema contra os efeitos corrosivos do oxigênio e do dióxido de carbono e garantindo a máxima eficiência térmica. A ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) enfatiza em diversos de seus manuais e guias a importância do controle de ar e gases em fluidos de sistemas HVAC para performance e longevidade.

Aplicações práticas

• Sistemas de Água Gelada (CHWS): Essencial para evitar a corrosão e a cavitação em chillers, bombas e tubulações, garantindo a eficiência da troca térmica em fancoils e unidades de tratamento de ar (UTAs).
• Central de Água Quente e Vapor: Vital para a proteção de caldeiras e linhas de vapor contra a corrosão por oxigênio e dióxido de carbono, prolongando a vida útil dos equipamentos e garantindo a qualidade do vapor.
• Refrigeração Industrial: Em circuitos fechados de resfriamento, o desaerador previne a formação de bolhas e a corrosão em condensadores, evaporadores e chillers de processo, mantendo a eficiência das trocas de calor.
• Usinas de Cogeração: Aplicações onde há uso de turbinas a vapor e circuitos de água, garantindo a qualidade da água de alimentação da caldeira e a performance de todo o ciclo Rankine.
• Indústria Farmacêutica e Alimentícia: Em processos que utilizam água tratada para aquecimento ou resfriamento, a remoção de gases é crucial para manter a pureza do processo e evitar contaminação ou degradação de produtos.
• Sistemas de Energia Solar Térmica: Ajuda a proteger o fluido de transferência de calor (que pode ser água ou uma solução de glicol) contra a corrosão e a degradação, assegurando a durabilidade e eficiência dos coletores solares.

Cuidados técnicos e normativos

A correta instalação, calibração e manutenção de um desaerador são imperativas para seu desempenho ideal. A operação inadequada pode levar à purga excessiva de vapor, desperdiçando energia, ou à remoção ineficaz de gases, comprometendo a integridade do sistema. O monitoramento contínuo da qualidade da água, especialmente os níveis de oxigênio dissolvido, é fundamental.

Aspectos normativos importantes incluem a NR-13 (Caldeiras, Vasos de Pressão e Tubulações), que impõe requisitos rigorosos para desaeradores que operam como vasos de pressão, especialmente em sistemas de caldeiras. Isso abrange desde o projeto e construção até a inspeção e manutenção periódica. A NBR 13971:1997 (Sistemas de refrigeração, ar condicionado e ventilação – Manutenção programada), embora não cite desaeradores diretamente, enfatiza a importância da manutenção preventiva e preditiva para a eficiência e segurança dos sistemas de climatização, onde o desaerador desempenha um papel crucial na qualidade do fluido. O Programa de Manutenção, Operação e Controle (PMOC), conforme a Portaria GM/MS nº 3.523/1998 e o anexo da Resolução RE-09 ANVISA, exige a qualidade do ar interior, o que indiretamente é influenciado pela eficiência dos sistemas, onde a boa condição dos fluidos é um fator. Para desaeradores em caldeiras, a ABNT NBR ISO 9001 e outras normas de qualidade são relevantes no processo de projeto e fabricação, enquanto as normas da ASME (American Society of Mechanical Engineers), como o Boiler and Pressure Vessel Code, são frequentemente aplicadas ao projeto e construção de vasos de pressão, como os desaeradores mais robustos.

Perguntas frequentes