Qualidade da água em sistemas de arrefecimento na indústria, abordagem legislativa: Estudo de caso.

Abstract

The heat produced in many processes in the chemical industry must be dissipated to maintain process conditions and achieve the desired performance. Cooling towers and evaporative condensers are systems that commonly operate in an open circuit with water recirculation, used for cooling thermal fluids, which allows their reuse. Ensuring the quality of the water circulating in these systems is a concern at various levels, because of the repercussions on the operation and maintenance of the equipment, and also because the impact that this may have on the population's health, like the occurrence of legionnaires' disease. Thus, the objective of the work was to examine cooling systems in industry from the point of view of the current legislation of prevention and control of the proliferation and dissemination of Legionella.In the first phase, the study focused on a survey of the characteristics and operation of cooling towers and evaporative condensers and on the analysis of the factors that influence their good performance. The contribution of the properties of the water circulating in this equipment to minimize the occurrence of corrosion, incrustations and microbiological contamination was analyzed and measures for the quality control of the water are presented. The publication of legislation for the prevention and control of the spread of the Legionella bacteria led to the legal obligation of companies with cooling equipment to draw up a Legionella Prevention and Control Plan. This work presents a proposal for this prevention plan contemplating the application of Law (Lei) n.º 52/2018 and Ordinance (Portaria) n.º 25/2021. The plan proposed involves preventive measures and monitoring the operation of this equipment to prevent the appearance of Legionella. The measures referred to in the previous document include a program to maintain and check the equipment for signs of corrosion and a preventive or corrective monitoring and treatment of the water in circulation. The evaluation of quality of water may involve the determination of Langelier and Ryznar Indexes which indicate the encrusting or corrosive tendency of the water. On the other hand, measuring the residual free chlorine content makes an evaluation of the efficiency of the microbiological treatment implemented with relation to the dosage and type of biocide used possible.This dissertation also involved a practical component of evaluation of the quality of water in three different industrial plants in a total of five cooling systems. The number of visits did not allow the collection of sufficient data for a consolidated characterization of the systems. However, in some of these units the water circulating was evaluated as having a tendency for encrustation, although not severe. This problem could be resolved by regulating the flow rate of the purge current in the unit. In most of the cooling systems analyzed, the residual value of free chlorine registered in the water circulating was below the minimum recommended value. The monitoring of the cooling systems for a longer period would have made it possible to evaluate the results of the corrective measures.

Em muitos processos da indústria química é produzido calor que deve ser dissipado para manter as condições do processo e atingir o desempenho pretendido. Torres de arrefecimento e condensadores evaporativos são sistemas que, comummente, funcionam em circuito aberto e com recirculação de água, utilizados para arrefecimento dos fluidos térmicos, o que permite a sua reutilização.Assegurar a qualidade da água em circulação nestes sistemas é uma preocupação a vários níveis, dadas as repercussões sobre o funcionamento e manutenção dos equipamentos, e ainda pelo impacto que pode ter sobre a saúde da população, nomeadamente a ocorrência de surtos de Legionella. Assim, o objetivo do trabalho consistiu na abordagem dos sistemas de arrefecimento na indústria do ponto de vista da legislação atual de prevenção e controlo da proliferação e disseminação da Legionella.Numa primeira fase o estudo incidiu sobre um levantamento das características e do funcionamento das torres de arrefecimento e condensadores evaporativos e na análise dos fatores que condicionam o seu bom desempenho. O contributo das propriedades da água que circula nestes equipamentos para a minimização da ocorrência de corrosão, do aparecimento de incrustações e da contaminação microbiológica foi analisado, bem como apresentadas as medidas de controlo da qualidade da água.A publicação de legislação para a prevenção e controlo da disseminação da bactéria Legionella conduziu à obrigatoriedade legal de as empresas onde estão instalados equipamentos de arrefecimento elaborarem um Plano de Prevenção e Controlo de Legionella. Este trabalho apresenta uma proposta para esse plano de prevenção contemplando a aplicação da Lei nº 52/2018 e a Portaria nº 25/2021. O plano proposto envolve medidas preventivas e de monitorização do funcionamento destes equipamentos com o objetivo de prevenir o aparecimento da Legionella. Das medidas referidas no documento anterior fazem parte um programa de manutenção e verificação de sinais de corrosão dos equipamentos, bem como a monitorização e tratamento, preventivo ou corretivo, da água em circulação. A avaliação da qualidade da água pode envolver a determinação dos Índices de Langelier e de Ryznar que indicam a tendência incrustante ou corrosiva desta. Por outro lado, a medição do teor de cloro livre residual permite avaliar a eficiência do tratamento microbiológico implementado quanto à dosagem e tipo de biocida utilizado. Esta dissertação envolveu ainda uma componente prática de avaliação da qualidade da água em três indústrias distintas num total de cinco sistemas de arrefecimento. O número de visitas realizadas, não permitiu a recolha de dados em número suficiente para uma caracterização consolidada dos sistemas. No entanto, em alguns destes equipamentos a água em circulação foi avaliada como com tendência incrustante, embora não severa, o que poderá ser ultrapassado com uma regulação do caudal da corrente de purga do equipamento. Na maioria dos equipamentos o valor do cloro residual livre registado na água em circulação situava-se abaixo do valor mínimo recomendado. O acompanhamento dos sistemas de arrefecimento por um período temporal mais alargado poderia ter permitido avaliar os resultados da adoção de medidas corretivas.