Cursos de utilidades

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Cursos de utilidades-Teoria 
1 – ÁGUA NATURAL 
A água “In Natura” nunca é pura. Mesmo quando ela é proveniente de precipitação 
pluviométrica antes de atingir o solo pode dissolver gases e absorver matéria solúvel e 
insolúvel contida na atmosfera. 
As quantidades e a natureza dos constituintes presentes em águas variam, principalmente, em 
função da natureza do solo de onde são originárias, das condições climáticas e do grau de 
poluição que lhe é conferida especialmente pelos despejos industriais. 
Esses constituintes, em geral, são sólidos dissolvidos ionizados (CL-,SO4= ,CA++), gases 
dissolvidos (O2 , CO2) , compostos orgânicos dissolvidos, matéria em suspensão, micro-
organismos, etc. 
 
2 – UNIDADES DE CONCENTRAÇÃO 
1. Miligramas por litro (MG/L) 
2. Partes por milhão (PPM) = equivalente a MG/L se a densidade da água é 1. 
3. PPM como CACO3 (Carbono de cálcio) 
PPM como CACO3 = PPM X EQG CACO3 
 EQG ION 
 
3 - PRINCIPAIS IMPUREZAS 
 
1. Dureza total 
 
A dureza total da água é a soma das concentrações do CAA++ e MG++ presentes na 
água. Os sais de Cálcio e magnésio tem a solubilidade diminuída com a temperatura. 
Portanto, tem a tendência de formar inscrustações em superfícies onde há troca de 
calor causando, por exemplo, o bloqueamento de tubos de Caldeira. Os tubos de 
Caldeira também podem sofrer rupturas por superaquecimento no local da 
incrustação. A dureza pode ser removida por troca iônica. 
 
2. Turbidez e cor 
 
Turbidez é o termo aplicado á matéria suspensa de qualquer natureza presente na 
água. É maior em aguas de superfície e bem menor em águas subterrâneas devido ao 
fato do próprio solo filtrar a agua que escoa para baixo. Geralmente a matéria em 
suspensão na água é constituída de argila, areia, material orgânico, ácidos húmicos e 
fulvícos resultantes da decomposição vegetal e organismos como bactérias, etc. 
 A presença de matéria orgânica proveniente de matéria vegetal em decomposição é 
quase sempre responsável pelo desenvolvimento de cor em água. As águas superficiais 
apresentam cor enquanto as subterrâneas geralmente são isentas. A coloração da água 
tratada não deve apresentar mais de 2 PPM de turbidez como S102. A turbidez é 
eliminada na clarificação. 
 
3. Oxigênio e Dióxido de carbono 
 
O O2 dissolvido é proveniente do contato do ar com a água e deve ser eliminado da 
água para geração de vapor (através desaeração ou adição de produtos químicos) pois 
sua presença acelera o processo corrosivo. O co2 proveniente de absorção pela água 
do ar é pouco representativo (até 2 PPM). Na água efluente da troca catiônica, porem, 
toda a alcalinidade de carbonatos e bicarbonatos é levada a CO2 livre. 
 Co3 = +2H+ - H2CO3 – CO2 + H2O 
 
Presença de CO2 também provoca corrosão. 
4. Silica 
 
Pode estar em suspensão ou dissolvida na agua. A sílica em suspensão é removida por 
classificação e filtração. A sílica dissolvida, com resinas aniônicas de bases forte. A 
sílica em combinação com a dureza produz incrustações duríssimas e de difícil 
remoção em superfícies de troca de calor. O limite de sílica em nossa caldeira é de 50 
PPM max. 
 
5. Ferro 
 
O ferro pode estar presente na água proveniente da própria fonte (rio, lago) e pode 
ser produto de corrosão do metal em contato com água na própria fonte industrial. O 
ferro também forma depósitos sobre superfícies de troca de calor. Os depósitos de 
ferro sendo muito porosos permitem a possibilidade de produtos altamente corrosivos 
se concentrarem debaixo deles, provocando corrosão desastrosa para os materiais. 
Pode ser removido da água por aeração, desmineralização. 
A presença de ferro também favorece o crescimento das chamadas bactérias de ferro 
(gallionela, sideromas, etc.) micro-organismo capazes de oxidar o FE++ A FE+++ que é 
menos solúvel e se deposita nas tubulações. 
 
6. Cloretos 
 
Geralmente presente em água bruta na forma de cloretos de sódio, cálcio e magnésio. 
Em certas circunstâncias provocam corrosão quando presentes em água de caldeira. O 
cloreto é eliminado da agua por troca iônica. 
 
7. A alcalinidade da água indica a resistência a mudança de PH quando da adição de um 
ácido. 
A alcalinidade pode ser proveniente de: 
 
-SO OH- 
-OH- + CO3 = 
-CO3 + HCO3 
-SO HCO3 
 
Levando em conta que o HCO3 – só passa a existir a PH 10 quando todo OH – já foi 
titulado. 
Alcalinidade total = medida realizando-se a titulação com metil Orange que vira a PH 
de 4,5 quando foram titulados todos OH – CO3 =HCO3. Alcalinidade parcial medida com 
titulação como fenolftaleína, que vira a PH = 8,3 quando já se titulou OH e gastou-se 
ácido para titular CO3 = pela metade. 
Alcalinidade Cáustica: Devida ao OH- (obtida por diferença). 
 
8. Materia Organica 
 
Ela é proveniente de vegetais, raízes, despejos, orgânicos e animais mortos 
microrganismo e pode conferir cor, sabor e odor a água. A matéria orgânica cria 
condições para corrosão e diminui a vida útil das resinas de troca iônica, 
principalmente as aniônicas de base forte. A redução do teor de matéria orgânica se 
faz por oxidação (com cloro ou hipoclorito). 
 
4 – CLARIFICAÇÃO 
 
Clarificação pode ser definida como sendo a remoção da matéria finamente dividida e em 
suspensão na água. Esta matéria se apresenta como turbidez e cor. O processo de clarificação 
engloba fundamentalmente três etapas: Coagulação, floculação e sedimentação das partículas 
que constituem a turbidez e cor. Cada uma das etapas constitui um processo distinto que exige 
certos requisitos para assegurar os resultados desejados. Se as condições afetam 
adversamente qualquer uma dessas três etapas, os resultados serão inferiores aos desejados. 
A coagulação exige a adição e mistura rápida de um produto químico (coagulante) á agua a ser 
tratada. A reação química resultante neutraliza as cargas coloidais e forma um precipitado 
(flocos) para remoção subsequente; esses flocos apresentam-se como partículas muito 
pequenas. A coagulação segue-se a floculação. Esta consiste na reunião de vários flocos 
pequenos, mediante agitação suave, os quais formam partículas maiores, com maiores 
velocidades de decantação. A agitação deve cuidadosamente ser controlada para impedir a 
desintegração dos flocos frágeis. 
A água floculada passa então para a fase de sedimentação, etapa final do processo de 
clarificação. A medida que os flocos agregados são decantados, a água clarificada eleva-se e 
pode ser então separada do sedimento . O processo não é 100% eficiente; a água tratada pode 
ainda conter alguma matéria em suspensão (o nosso flocodecantador foi projetado para 
fornecer água com turbidez máxima de 2 PPM com S102). 
A decantação é baseada no conhecido fenômeno de que uma partícula é suportada por um 
movimento ascendente na direção do fluxo, se a velocidade for suficientemente alta para a 
fricção da água sobre a partícula ultrapassar a força de gravidade. Desta forma, se a velocidade 
é inicialmente alta e decresce gradualmente é alcançado um ponto no qual a partícula também 
se torna pesada para ser suportada pelo efeito fricção da passagem da água, permanecendo 
para traz e separando-se da água que anteriormente a suportava. No nosso clarificador isto é 
feito pela variação da área da secção transversal do fluxo. Desta maneira, depois da água de 
entrada estar completamente misturada com os produtos químicos, passa através de uma 
câmara de filtração. Essa câmara possui lados inclinados de forma que quando o volume 
constante de água move-se para cima, sua velocidade decresce continuamente na proporção 
inversa do incremento da área de secção transversal. 
Teoria da Clarificação: 
 
A turbidez da água decorre de partículas que são mantidas em suspensão porque possuem 
cargas superficiais negativas que repelem. As forças de repulsão e tamanho diminuto das 
partículas as conservam em suspensão. As cargas negativas na superfícieda matéria em 
suspensão na água podem originar-se das seguintes maneiras: 
 
a) Defeito na rede de cristais da matéria em suspensão. 
A maioria da águas naturais de superfície apresenta muitos tipos de argilas que são 
basicamente constituídas de silicatos de alumínio. Ocorre frequentemente a 
substituição de átomos de alumínio por silício, na rede do cristal, o que gera um 
excesso de cargas negativas na superfície desses cristais. 
 
b) A matéria orgânica em suspensão na água apresenta uma grande multiplicidade de 
compostos contendo os grupos fenólicos e carboxílicos parcialmente ionizados. Isto 
confere cargas negativas á matéria em suspensão na água. 
O fenômeno da coagulação de uma água tem sido muito discutido, mas seu 
mecanismo não esta até hoje, explicado de maneira definitiva. O mecanismo da 
coagulação que aqui vamos expor baseia-se nas teorias mais recentes a seu respeito. 
Para se efetuar a clarificação de uma água parecem imprescindíveis à neutralização 
das cargas negativas da matéria em suspensão na água e a aglutinação das partículas 
para que as mesmas se tornem maiores e possam sedimentar rapidamente. Quando 
se adicionam coagulantes a água para se conseguir a coagulação, verifica-se que o 
sulfato de alumínio reage com a alcalinidade natural da água, ou adicionada, para 
formar o hidróxido de alumínio. 
 
 
Reação com a alcalinidade natural 
 
A12 (SO4)3 . 18H2O + 3CA (HCO3)2 → 2A12 (OH)3 + CASO4 + 6CO2 + 18H2 O 
 
Reação com alcalinidade adicionada 
 
A12 (SO4)3 . 18H2O + 3CA (OH)2 → 3 CASO4 + 2 A1 (OH)3 + 18H2O 
 
Os hidróxidos formados por essas reações possuem carga superficial positiva. Esses polímeros 
neutralizam as cargas negativas dos coloides em suspensão na água, encapsulando-se dentro 
de uma estrutura floculenta. Os flocos relativamente densos precipitam, deixando a água 
praticamente livre de turbidez. 
 
Esquematicamente: 
 
A atuação dos polieletrólitos na clarificação 
 
Polieletrólito são produtos que , de alguma forma, aumenta sensivelmente a performance dos 
coagulantes comuns, quando usados em conjunto. 
Vejamos, preliminarmente, os tipos de polímeros usados em clarificação de água e algumas de 
suas propriedades e suas formulas estruturais. 
Há três tipos de polímeros que podem ser usados em tratamento de água: Catiônico, aniônico 
e não iônico. 
O caótico é aquele que quando dissolvido em água se ioniza, adquire carga positiva que atua 
como um autêntico cátion. O aniônico, de maneira semelhante adquire carga negativa e atua 
como anion. O não iônico é aquele que não se ioniza em água. 
O peso molecular dos polieletrólitos é geralmente muito alto e pode variar desde 5.000 até 
10.000.000. 
Os de pesos moleculares maiores são os adequados para efetuar a floculação. Muitas águas 
são muito bem clarificadas quando se aplica uma pequena quantidade de sulfato de alumínio e 
de polieletrólito catiônico. 
O uso puro e simples de sulfato produziria um floco miúdo e demoraria muito a sedimentar 
(principalmente em água com baixa turbidez). 
Os polieletrólitos não iônicos são empregados muitas vezes como coadjuvantes de coagulação. 
Os flocos pequenos de sulfato de alumínio se juntam ao polímero via ligação com hidrogênio 
para formar flocos grandes. 
O uso de polieletrólitos dispensa a adição de álcalis à água mesmo quando sua alcalinidade 
natural for baixo o que demostra que os polieletrólitos ampliam a faixa de PH ótimo para a 
floculação de uma água. 
 
O JAR TEST 
 
O teste de jarro (jar test) é o método padrão usado em clarificação de água para determinação 
do programa ideal de dosagem química. O programa do jar test pode ter vários objetivos. 
 
a) Produzir água em maior qualidade 
b) Produzir a mesma qualidade da água mas diminuir os gastos com produtos químicos. 
c) Aumentar a capacidade de planta produzindo flocos que se sedimentarão mais 
rapidamente. 
 
Procedimento: 
 
Uma regra fundamental que sempre se aplica ao teste de jarro é: mude somente uma variável 
de cada vez. Por exemplo, nunca mude produto químico e dosagem ao mesmo tempo. 
Um jarro de controle (branco) deve ser montado em cada serie e que é, normalmente, o 
programa de tratamento dos produtos químicos da planta. 
 
Adição de produtos químicos ao jarro: 
 
Os produtos químicos devem ser adicionados com pipetas, limpas, individuais, reservadas para 
cada solução. 
Produtos químicos devem ser adicionados ao jarro na mesma ordem que são adicionados nas 
plantas e todos os produtos químicos que são usados pela planta devem ser usados no jarro. 
Se houver um atraso de tempo entre a adição dos produtos químicos, isso deve também ser 
repetido no laboratório. 
 
Ciclo do Jar Test 
 
A maioria das plantas (como a nossa) é projetada com três zonas: mistura rápida, mistura lenta 
e decantação. A extensão do tempo e velocidade de mistura em cada zona deve ser estimado 
o mais aproximadamente possível e usado no Jar Test. Uma regra é 2-3 minutos de mistura 
rápida a 100 RPM, 10-15 minutos em mistura lenta a 30-40 RPM seguidos de 30 minutos de 
decantação a 0-5 RPM entretanto, devemos escolher o ciclo o mais semelhante possível a 
planta. 
 
Conduzindo o Jar Test 
 
Quando o sistema de clarificação é conveniente operado, os resultados obtidos em Jar Test e 
na planta são bastante parecidos. Conduzindo o Jar Test de maneira adequada podemos obter 
as seguintes informações: 
 
a) Dosagens ideais dos produtos químicos 
b) Pontos de aplicação dos produtos químicos mais adequados 
c) Ordem de adição e o tempo ideal entre cada adição 
d) O efeito da adição dos produtos químicos em um só ponto, comparado a adição em 
diferentes pontos, pode ser avaliado. 
 
Avaliação em Jar Test 
 
O critério de classificação dos resultados de Jar Test é baseado numa serie numérica de 0 a 10 
sendo que, o valor atribuído aos resultados do atual programa (branco) é arbitrariamente 5. A 
esta valor serão comparados os resultados obtidos com os novos programas a serem testados. 
 
Características dos flocos 
 
Tamanho e uniformidade dos flocos são os principais critérios para avaliação. Os jarros, nos 
quais o tamanho dos flocos é maior que os do branco, são classificados de 5 a 10, enquanto 
aqueles cujos flocos são menores que o branco, é classificado de 0 a 5. Uniformidade no 
tamanho dos flocos é fator importante devido à uniformidade no tempo de sedimentação. 
 
Qualidade do Sobrenadante 
 
Na avaliação da qualidade do sobrenadante, a ausência de turbidez é fator de maior 
importância a ser considerado. Aos jarros, nos quais a limpidez da agua maior que a do branco 
são atribuídos valores entre 5 a 10 e os jarros que representam menor limpidez, valores de 0 a 
5. 
 
Sedimentação dos flocos 
 
Para se avaliar a taxa de sedimentação dos flocos, o agitador deve ser desligado, e o tempo em 
que o floco leva para decantar deve ser registrado. A decantação não tem que se dar por 
completo para que se tenha ideia da taxa de sedimentação. 
 
5-CLORAÇÃO 
Química da Cloração 
a) Reações com agua 
Quando o cloro é adicionado à água ele reage para formar o ácido hipocloroso e o 
ácido clorídrico. 
C12 + H2O→HC10 + HC1 
 
Esta reação ocorre em poucos segundos. A valores de PH maiores que cerca de 3 e 
concentração total de cloro menor que 1000 PPM, cloro molecular praticamente não existe. 
O ácido hipocloroso, por sua vez, se dissocia de acordo com a reação: 
 
HC10→H+ + C10- 
A dissociação do ácido hipocloroso é função do PH e temperatura da agua. O PH em torno de 
7,5 cerca de 50% do ácido se dissocia. Os valores maiores de PH aumenta a concentração de 
C10- de acordo com a curva abaixo: 
 
 
 
 
 
 
Portanto, o cloro existe predominantemente na forma de HC10 em valores baixo de PH. Entre 
PH 6,0 e 8,5 ocorre uma variação brusca de HC10 não dissociado para a dissociação quase 
completa. 
A capacidade de oxidação do cloro é retida no ácido hipocloroso formado e é nesta forma 
também que está a principal ação desinfetante do cloro. 
Pode-se aplicará água em vez de cloro, hipoclorito de sódio, reação que ocorre é: 
NAC10 + H20→ + NaOH 
Portanto, há uma tendência a elevar o PH e com cloro gás a tendência é baixar o PH. 
Reações com impurezas da água 
O cloro pode ser um potente oxidante reage com uma variedade de impurezas da água. Alguns 
dos mais importantes componentes da água que reagem com o cloro são: 
a) Bactérias e outros organismos 
b) Amônia e aminas 
Bactérias 
% HC2O % C2O- 
100 0 
50 50 
0 100 
 4 5 6 7 8 9 10 
O efeito bactericida do cloro é produzido pela inibição do metabolismo dos microrganismos. O 
HC10 é a forma mais efetiva porque tem maior facilidade de difusão através da membrana 
celular do microrganismo dando condições a um ataque ao citoplasma da célula. Essa maior 
facilidade de penetração é devida a ausência de carga o que não acontece com C10. 
Amônia e Aminas 
Na presença de amônia há a formação de cloroaminas: 
 HC10 + NH3→NH2C1 + H2O 
 2HC10 + NH3→NHC1 + 2H2O 
 3HC10 + NH3→NC13 + 3H2O 
 
6 – CORROSÃO 
A corrosão é um processo eletroquímico no qual se estabelece uma diferença de potencial 
elétrico entre dois metais ou entre diferentes partes de um mesmo metal. Essa diferença de 
potencial permite a passagem de corrente através do metal, causando reação em áreas 
anodicas e catódicas. Estas áreas constituem a célula de corrosão conforme mostrado na 
figura abaixo: 
 
O anodo é a região de potencial mais baixo e o catodo de potencial mais alto. No anodo, ions 
metálicos entram em solução. Em geral, quanto mais baixo o potencial do anodo maior será a 
dissolução do metal e mais sério o problema de corrosão. As reações anodicas são 
exemplificadas pela dissolução do ferro. 
 Fe 0→Fe ++ + 2 e- 
Reações análogas ocorrem em outros metais. 
Os eletctrons migram através do metal para a área catódica onde reagem de um dentre vários 
modos. Algumas reações catódicas típicas são: 
a) Redução do oxigênio 
 O2 + 4H + 4 e- →2H2O 
Ocorre em condições ácidas e aeradas 
 
b) Redução da água em presença de oxigênio 
 O2 + 2H2O + 4 e- →40H 
Importante em águas naturais aeradas 
c) Redução do Íon Hidrogênio 
 2H+ + 2 e- → 40H- 
Importante em soluções ácidas 
 
d) Redução da água 
 2H2O + 2 e- →H2 + 2OH- 
Ocorre normalmente em águas naturais. 
 
Os ions carregados negativamente, tais como os ions hidroxila produzidos no catodo, migram 
para o anodo da célula de corrosão. Os ions positivamente carregados mover-se-ão em direção 
ao catodo. Esse movimento de ions pode provocar reações adicionais do anodo. 
Os ions hidroxila combinar-se-ão com os cátions ferrosos produzidos pela dissolução do metal. 
Fe++ + 20H→Fe (OH)2 
O hidróxido ferroso produzido tem solubilidade muito baixa e é rapidamente precipitado na 
forma de floco branco na interface metal água. O floco é rapidamente oxidado a hidróxido 
férrico. 
 4 Fe (OH)2 + O2 + 2H2O→4 Fe(OH)3 
 
A desidrolise deste produto conduz á formação dos produtos de corrosão normalmente vistos 
em superfícies ferrosas como a ferrugem vermelha. 
2 Fe (OH)3→Fe2O3 + 3H2O 
A medida que os produtos sólidos da corrosão precipitam-se no anodo, podem causar a 
precipitação de outros ions da água. Consequentemente, uma película de corrosão pode 
apresentar traços de sais de dureza ou materiais suspensos, tais como lama, areia, limo 
microbiológico, etc. 
A estrutura da película superficial total abrangendo produtos de corrosão e imersões é um 
fator preponderante na determinação da extensão total de corrosão que irá acontecer. Se for 
formada uma película porosa sobre o metal, a corrosão deverá prosseguir, porque os ions 
metálicos podem atravessa-la atingindo a interface de solução. Se, por outro lado, for formada 
uma película firme e aderente, a difusão iônica é evitada e o metal não mais se dissolverá. A 
maior parte da corrosão acontece no principio da vida útil do metal. Inicialmente, a dissolução 
do metal não é impedida por uma película de produtos de corrosão. Com o tempo, tal película 
irá retardar ou mesmo parar o processo corrosivo. O grau com que isso sucedera é função 
complexa das reações de corrosão, da estrutura dos depósitos e a velocidade da agua. 
Polarização 
A polarização reduz a força propulsora da reação de corrosão minimiza a perda do metal 
alterando o potencial do anodo, do catodo, ou de ambos, de modo que a DDP entre eles seja 
reduzida ao mínimo. 
De acordo com o principio de Le Chatelier, uma reação pode prosseguir até o fim desde que 
haja uma superabundância de reagentes e/ou remoção dos produtos. As equações a) e b) 
prosseguirão se houver um suficiente fornecimento de oxigênio no catodo. As equações c) e d) 
prosseguirão se for gerado hidrogênio no catodo. 
Em aguas naturais, a presença de 02 dissolvido normalmente controla a velocidade da reação 
catódica. Um método logico de controle de corrosão, consequentemente envolve o controle 
da quantidade de oxigênio disponível na superfície catódica. Se a quantidade de oxigênio 
difundido para superfície do metal puder ser controlada, a reação de corrosão pode ser 
polarizada. Este é precisamente o mecanismo dos inibidores de corrosão catódica. Eles 
formam um filme impermeável que evita a difusão do oxigênio ate os pontos catódicos. Para 
matérias ferrosas a despolarização por oxigênio será o fator determinante em quase todas as 
situações de água de refrigeração. 
 
Fatores quimicos determinantes da corrosão 
a) PH 
Em águas naturais aeradas, as temperaturas normais, pequenas mudanças de PH 
situado entre 4,3 e 7,0 não afetam seriamente o grau de corrosão do aço. Entretanto, 
com PH abaixo de 4,3 a corrosão progride rapidamente. O efeito real do PH em um 
metal qualquer é determinado pelo comportamento do oxido. 
Se o oxido for solúvel em meio acido, o metal sofrera rápida corrosão neste ambiente. 
Se o oxido se dissolver rapidamente em meios alcalinos, haverá corrosão extensa 
naquela faixa de PH. A maioria dos metais encaixa-se na primeira categoria. Algumas 
tendências especificas são evidentes no comportamento do ferro. À medida que o PH 
aumente até 4 corrosão do ferro é similar a de um metal solúvel em acido. Com 
índices entre 4,3 e 10 a taxa de corrosão é menos influenciada pelo PH porque a 
despolarização por oxigênio é o principal fator determinante da corrosão. Qualquer 
aumento adicional do PH reduz a taxa de corrosão até um valor mínimo que é atingido 
por volta do PH 12. 
 
b) Sais Dissolvidos 
Em uma solução diluída, o aumento da condutividade elétrica faz com que se eleve a 
taxa de corrosão. 
Por exemplo, o íon cloreto e, em menor extensão, o íon sulfato são capazes de 
penetrar filmes passivos e estabelecer pontos anódinos localizados altamente ativos. 
 
c) Oxigênio 
A quantidade de oxigênio dissolvido na água esta diretamente relacionada á sua 
temperatura, pressão e área superficial. Quando a água tem concentrações desiguais 
de oxigênio, estabelece-se uma célula de aeração diferencial. Qualquer deposito 
poroso em uma superfície metálica, seja procedente de sais precipitados, de material 
suspenso ou de desenvolvimento microbiológico, certamente levará a formação, sob 
ele, de um meio pobre em oxigênio (área anódica). 
 
d) Dióxido de Carbono 
A dissolução gradual de dióxido de carbono na água reduzira o PH, pela formação de 
ácido carbônico. 
 
e) Cloro 
O cloro gasoso em água se hidrolisa formando os ácidos hipocloroso e clorídrico. Essa 
ação reduz o PH da água recirculante e causa aumento da corrosão. 
 
f) Microorganismo 
Fatores físicos determinantes da corrosão. 
 
g) Temperatura 
O grau de corrosão aumenta com a temperatura. Em geral, á medida que aumente a 
temperatura, aumenta a difusão permitindo que mais oxigênio dissolvido atinja a 
superfícies catódica e, consequentemente, despolarizadas a célula de corrosão. Em um 
sistema aberto, as taxas de corrosão aumentam com o aumento da temperatura.Essa tendência continua até cerca de 750C quando a perda de oxigênio dissolvido 
excede a quantidade tornada disponível por difusão e novamente verifica-se um 
decréscimo da taxa de corrosão. 
 
h) Velocidade 
 
 
 
 
a) Distribuição de velocidade em fluxo laminar 
b) Distribuição de velocidade em fluxo turbulento 
c) Fluxo tampão (V=) 
 
Em escoamento laminar ou turbulento, existe uma fina película laminar de água ao 
longo da superfície metálica: quando maior a turbulência, mais fina será essa camada laminar. 
O oxigênio dissolvido na água é distribuído rapidamente por mistura turbulenta pela massa do 
fluido, mas encontra mais dificuldade em dinfudir-se através da zona laminar para atingir o 
metal, para a água inibida existe um fator de compensação: á medida que aumenta a difusão 
de oxigênio para superfície metálica, também aumenta a difusão do inibidor. 
Consequentemente, é necessário menos inibidor de corrosão as velocidades mais 
altas. 
 
7-INIBIDORES DE CORROSÃO A BASE DE POLIFOSFATOS 
O polisfosfatos é um inibidor catódico que forma uma película polarizante durável nas 
superfícies catódicas da maioria dos metais, por um mecanismo de eletrodeposição. 
A molécula liga-se a ions cálcio para formar uma partícula colodial. Essas partículas carregadas 
positivamente migram para o catodo e formam uma película. 
 
 
O tratamento base de polifosfatos exige um teor de cálcio 50 PPM como CACO3. O principal 
problema associado com o uso de polifosfato e a hidrolise da ligação fosforo oxigênio. Isso 
reverte a estrutura do polifosfato a molécula mais simples de ostorfosfato não assegura a 
proteção alcançada pelo polifosfato. O cálcio pode reagir com o ortofosfato formando lodo 
que se deposita o que acelera a corrosão pelo estabelecimento de células de oxigenação 
diferencial além de provocar o problema adicional de troca de calor. As causas primárias da 
reversão são a temperatura em que começa a reversão são a temperatura elevada e o PH alto 
ou baixo. Não é possível especificar a temperatura em que começa a reversão. Quanto ao PH a 
reversão aumenta potencialmente á medida que o PH se eleva acima de 7,5. A melhor faixa de 
PH é de 6,5 A 7,5. 
Valores mais baixos de PH também hidrolisam a estrutura molecular. Um inconveniente dos 
polifosfatos é o seu potencial nutriente para o crescimento de microorganismo quando 
revertidos para o ortofosfato. O tempo de residência também afeta a reversão. 
 
 
8-OPERAÇÃO DA TORRE DE REFRIGERAÇÃO 
 
A necessidade de remover calor, ou seja, resfriar determinada corrente em alguma etapa do 
processo é uma grande necessidade em Indústrias Químicas e petroquímicas. 
A maneira mais comum de resfriamento é a utilização de água, constituindo-se sistema 
semi-abertos de refrigeração como dispõe a PASKIN. 
Os equipamentos que permitirão a troca térmica entre água e o fluido de processo são, como 
o nome indica os trocadores de calor. Destes os mais comuns e largamente utilizados na nossa 
planta são os tipos e casco e tubo. 
O equipamento que permitira a reutilização da água, provendo seu resfriamento em contato 
com o ar atmosférico é a torre de refrigeração, sendo a nossa do tipo fluxo cruzado, já que ar 
e água mantem contato em contra corrente, o primeiro sendo aspirado pelos ventiladores. 
Discutiremos inicialmente, alguns termos utilizados em circuitos de refrigeração: 
 
a) Purga 
 
Quando uma porção da água é evaporada na torre, os sólidos dissolvidos e em 
suspensão permanecem na porção de água retida. 
A medida que a evaporação continua, a concentração de sólidos totais na agua de 
refrigeração aumenta. Uma vez que os sais dissolvidos tem um limite máximo de 
solubilidade ocorre a formação de depósitos se a concentração dos sais na água de 
refrigeração não for controlada . o efeito da concentração descrito pode ser impedido 
removendo-se da torre de refrigeração um porção de água concentrada. Esse 
procedimento chamado de purga não é necessário em nosso sistema devido as 
elevadas perdas de AGR nas áreas de processo. 
 
b) Ciclos de Concentração 
 
A variação da purga (ou das perdas no nosso caso) controla a concentração de 
impurezas no sistema. Isso é medido pelos “Ciclos de Concentração” os ciclos de concentração 
são definidos como: 
 C = Cloreto (PPM) na água de Refrigeração 
 Cloreto (PPM) na água de Reposição 
De acordo com a definição de ciclos de concentração percebemos que um aumento no 
ciclo pode economizar quantidades significantes de água de reposição e também proporciona, 
consequentemente, uma economia substancial de produtos para tratamento químico. 
Os ciclos de concentração também podem ser calculados por um Balanço material na 
torre. 
 M= E + Perdas + Arraste 
M = Vazão de água de reposição na torre de refrigeração. 
E = Evaporação da torre 
Perdas = Perdas de água em todo o sistema de refrigeração. 
Arraste = Perdas de água arrastada pelo ar durante o resfriamento da água. 
 
Se fizermos um balanço de cloreto, teremos. 
 
 (I) M x CLA1 = E x 0 + Perdas X CLs + Arraste x Cls 
 CLA1 = Cloreto (PPM) na água de reposição 
 CLs = Cloreto (PPM) no sistema 
 
Dividindo a equação (1) por CLal 
 
 M x CLal = Perdas x CLs + Arraste x Cls 
 CLal CLal CLal 
 ou M = Perdas x Ciclos + Arraste x Ciclos 
 ou Ciclos = M 
 Perdas + Arraste 
c) Tempo de Residência 
O tempo de residência num sistema de água de refrigeração pode ser calculado 
pela formula: 
 T = Volume total do sistema (M3) 
 Perda Liquidas totais (M3/h) 
 Como vimos anteriormente, o tempo de residência é um dos fatores 
determinantes da hidrolise de polisfosfatos a ortofosfatos. 
 
d) Deposito em Sistema de Refrigeração. 
 
Um acumulo de depósitos em sistemas de refrigeração reduz a área transversal de 
fluxo do circuito de distribuição de agua e age como isolante térmico nas superfície 
de troca de calor. 
No primeiro caso uma quantidade insuficiente de água chega ao trocador. O 
resultado final é uma redução na eficiência da refrigeração que se manifesta com 
elevações de temperatura no lado do processo. Esse fator pode ter várias 
implicações na operação da fabrica. Temperatura mais elevadas no lado do 
processo podem trazer consequências, produtos inferiores, perda de produção ou 
a necessidade de parada para limpeza. Os depósitos também aceleram a corrosão 
pela formação de células de oxigênio diferencias. 
Em sistema abertos como torres de refrigeração, contaminantes suspensos no ar 
causam problemas sérios porque a torre age como purificador de ar e remove 
fisicamente do ar a sujeira e outros sólidos suspensos. 
O cálcio e a alcalinidade de bicarbonato são encontrados em quase todas as águas 
de refrigeração. O fornecimento de calor ou uma elevação brusca do PH fazem 
com que o bicarbonato de cálcio se decomponha: 
 
 Ca (HCO3)2 →CaCO3 + CO2 + H2O. 
 
Embora o bicarbonato seja moderadamente solúvel, o carbono apresenta muito 
pouca solubilidade. O carbono de cálcio é, provavelmente, tipo de incrustação 
mais comumente encontrado em sistemas de água de refrigeração. 
O controle dos depósitos de carbonato pode ser feito coma adição de acido 
sulfúrico. O acido sulfúrico neutraliza a alcalinidade da água evitando assim a 
formação de carbonatos. A reação que ocorre é a seguinte: 
 
 Ca (HCO3)2 + H2SO4→Caso4 + 2H2O + 2CO2 
 
O sulfato de cálcio é pelo menos 100 vezes mais solúvel que o carbonato de cálcio. 
Se houver presença de ortofosfato na água (proveniente da hidrolise de 
polifosfatos adicionados para controle de corrosão), ele pode reagir com cálcio 
formando mono, di e tri cálcio. Como o produto de solubilidade de cálcio e 
ortofosfato é baixo poderá ocorrer à deposição. Logo, o controle da reversão de 
inibidores de corrosão á base de polifosfatos é extremamente importante. 
 
e) Indice de Langelier 
 
O índice de Langelier é usado para preverse água tende a dissolver ou precipitar 
carbonato de cálcio. Se a água precipita carbonato de cálcio, pode ocorrer formação de 
incrustações; se dissolver carbonato de cálcio, ela apresenta uma tendência á corrosão. Para o 
calculo do índice de Langelier são necessários o PH real da agua e o PH de saturação langelier. 
O PH de saturação é determinado pela relação entre dureza cálcica, alcalinidade total, 
concentração de sólidos totais e temperatura da agua. O índice da langelier é então 
determinado pela expressão PH-PHs. 
Aintrepetação dos resultados obtidos é mostrado abaixo: 
 
PH-PHs Tedencia da agua 
 
Valor positivo Formação de incrustações 
 
Valor negativo Corrosiva 
 
Zero Nem corrosiva nem incrustante. 
 
 
f) Índice de Ryznar: 
 
É um método empírico para prever a tendência á formação de incrustações da água, 
baseado em um estudo de resultados de operações com água de vários índices de saturação: 
 Indice de Ryznar = 2pHs-PH. 
 
Esse índice é frequentemente utilizado em combinação com índice de langelier para 
melhorar a exatidão da avaliação das tendências á incrustação ou corrosão de uma agua. O 
quadro a seguir mostra como usar esse índice: 
Índice de Ryznar Tendência da água 
 
4 a 5 Incrustação Grave 
 5 a 6 Incrustação Leve 
 6 a 7 Pequena incrustação ou Corrosão 
7 a 7,5 Corrosão Significativa 
7,5 a 9,0 Corrosão Grave 
Acima de 9 Corrosão Intolerável. 
 
 
9-PERAÇÃO E MANUTENÇÃO DA CALDEIRA: 
 
a) Condicionamento de água de Caldeira 
 
Procuraremos, inicialmente, estudar os cuidados necessários com a água a partir 
do tanque de água desmineralizada. 
Analisamos o sistema de água de caldeira (dentro do equipamento) sob o ponto de 
vista de corrosão, incrustação, depósitos e arraste. 
Evidentemente estes problemas estão relacionados com as características da água 
de alimentação. Infelizmente o tratamento desta água nunca é suficientemente 
completo permitindo que alguns PPM de susbstancias indesejáveis se concentrem 
na caldeira o que nos leva a tomar certas precauções que estudaremos a seguir. 
Para nossa caldeira que foi projetada para trabalhar com pressão máxima de 
17kg/Cm2 o controle das impurezas na água de Caldeira é como segue. 
 
PH 10,5 a 11,0 
Sílica 50 PPM MAX 
Dureza Zero 
Sólidos Totais 1000 PPM MAX 
Fosfato 10 a 15 
Hidrazina 0,05 a 0,1 PPM 
 
Como dito anteriormente, os principais problemas provocados pela água são: 
 
• Incrustação 
• Corrosão 
• Arraste 
A tabela em anexo procura mostrar de uma maneira suscita a forma com se 
manifestam e suas causas prováveis. 
 
Incrustação: Podemos grosseiramente classificar os inconvenientes desse 
fenômeno em: 
 
• Perda de eficiência do equipamento 
• Superaquecimento localizado 
• Redução da secção útil 
• Corrosão 
 
Seus principais causadores são os carbonatos, sulfatos, silicatos e óxidos de ferro. 
Destes, as principais substancias incrustantes são: 
 
1) Bicarbonato de cálcio que sofre decomposição como se segue 
 Ca(HCO3)2 → CaCO3 + CO2 + H2O 
2) Sulfato de cálcio: Aparece principalmente nas superfícies de alta taxa de Aço 
carbonato é o material normalmente usado em Caldeiras. Seu comportamento 
é plenamente satisfatório mesmo sabendo-se que ele termodinamicamente 
instável a agua em elevadas temperaturas. A razão do seu bom 
comportamento é a formação de um filme de magnético altamente protetor 
de aço. 
 
Fatores aceleradores e Corrosão. 
 
Os vários fatores que podem causar ou estar associados á corrosão são: 
 
b) Oxigênio Dissolvido 
 
Na presença de O2 a película de Fe (OH)2 reage passando a Fe (OH)3 . 
 
 Fe (OH)2 + O2 + H2O→Fe (OH)3 ou Fe2O3 H2O 
 
O Fe2O3. H2O é poroso, não aderente e solta do metal base expondo-o a novo 
ataque. 
 
c) Solda Caústica 
Concentrações elevadas de solda, acima de 5% pode migrar para fendas ou locais 
onde magnetita (Fe3O4) foi previamente destruída, reagindo diretamente com o 
ferro, conforme a reação seguinte. 
 Fe + 2NaOH→Na2FeO2 + H2 
 Há produção de ferroato de sódio solúvel desprendimento de hidrogênio atômico 
que em seguida passa para hidrogênio molecular. 
 O hidrogênio quando no estado atômico pode se difundir entre os grãos da rede 
cristalina do material metálico e reagir com o carbeto de ferro constituinte do aço 
carbono. 
 
 Fe3C + 2H2→ 3Fe + CH4 
 
O aumento do volume de gas entre os grãos fragiliza o metal, possibilitando a 
corrosão intercristalina ou intergranular. 
 
d) Cloretos 
 
 Concentrações elevadas de cloreto poderão ocasionar a migração de seus íons 
para fendas ou locais onde o filme de magnetita foi rompido. 
 Devido a alta mobilidade dos íons, eles reagem mais rapidamente com o ions 
ferro do que as hidroxilas. 
 
As reações se processam da seguinte maneira. 
 
 Fe→Fee++ + 2e 
 2C1- + Fee++→FeC12 
 
O FeC12 se hidrolisa, ocorrendo 
 
FeCL2 + 2H2O→2HC1 + Fe (OH)2 
 
É o HC1 formando atacará o ferro. 
 
Fe + 2HC1→FeC12 + H2 
 
 Pelas reações acima, observa-se que o processo é cíclico e conduz a uma corrosão 
acelerada, produzindo pites nas tubulações. 
 
 
e) Choques Térmicos 
 
As temperaturas dos tubos das caldeiras variam consideravelmente devido ás 
condições de trabalho. Em decorrência dessas variações, há contrações e 
dilatações diferentes entre a magnetita protetora e o aço com o consequente 
rompimento da magnetita. Esse rompimento poderá produzir pequenas áreas 
anodicas, aço exposto, e grandes áreas catódicas, aço protegido com magnetita, 
tendo-se intenso ataque localizado nas pequenas áreas anodicas. 
 
 
10- CONDICIONAMENTO QUIMICO DA AGUA DE CALDEIRA. 
a) A hidrazina 
A hidrazina é o processo químico utilizado para remoção de CO2 dissolvido na agua 
de alimentação de caldeira. a reação que ocorre é a seguinte: 
 N2H4 + O2→2H2O + N2 
Essa reação ocorre quase que instantaneamente a temperaturas maiores que 
1500C. 
E importante observar que os produtos de reação (H2O e N2) são inertes e 
aumentam os sólidos dissolvidos na água do gerador de vapor. 
Isso não aconteceria se utilizássemos sulfato de sódio devido à formação do 
sulfato de sódio que aumentaria o teor de sólidos dissolvidos na água de Caldeira. 
 
 2 Na2 SO3 + O2→2Na2 SO4 
 A hidrazina também reage com oxido férrico. 
 N2H4 + 6 Fe2O3→ 4 Fe3O4 + N2 + 2H2O 
 A magnetita é o estado passivado do oxido de ferro. 
A hidrazina portanto ,torna as superfícies de ferro menos suscetíveis a corrosão, 
reduzindo as a um estado passivo. 
Em sistemas geradores de vapor como os nossos que oeram com 8Kg/CM2 
(temperatura de 1700C) E 14Kg/CM2 (temperatura de 1940C) a hidrazina volatiliza-
se juntamente com o vapor. Ograu de volatização cresce com a medida que 
aumenta a temperatura da água do gerador de vapor. Acima de 2700C a hidrazina 
sofre uma reação de decomposição. 
 
 3N2H4→N2 + 4NH3 
 
Esta reação é relativamente lenta para baixos teores de hidrazina, mas torna-se 
mais rápida com aumento de concentração do produto. De acordo com a pressão 
de trabalho de nossas caldeiras, o problema da decomposição da hidrazina não 
deve ocorrer. 
 
Transferência de calor 
 
b) Silica (S102). Quando combin com ions de alumínio forma uma incrustação de difícil 
remoção. 
c) Oxido de ferro: Normalmente são encontrados nos pontos baixos da caldeira e 
regiões de pobre circulação de água. 
d) Mg (HCO3)2, Ca (OH)2, Mg (OH)2 , e sais de cálcio e magnésio como cloretos, 
sulfatos, que constituem a dureza em não carbonatos. 
Podemos dizer que a aplicação de calor decompõe certas substancias produzindo 
outras substancias que cristalizariam na superfície do metal quente. 
Os produtos de incrustação poderão reduzir drasticamente a seção útil dos tubos 
criando regiões de baixa circulação que provocaria a deposição de óxidos 
metálicos. As incrustações provocam superaquecimento localizado com perdasda 
resistência mecânica do material e acidentes devidos expansão ou ruptura de 
tubos. 
 
Mecanismo da Corrosão em Caldeiras: 
 
A corrosão em caldeiras é um processo eletroquímico que pode se desenvolver 
nos diferentes meios: Ácido, neutro e básico. Evidentemente que em função do 
meio e da presença do oxigênio, pode-se fazer uma distinção relativa a 
agressividade do processo corrosivo: meio ácido aerado e de maior gravidade, 
sendo o básico não aerado e de menor gravidade. 
 
As reações que representam casos mais frequentes de corrosão de Caldeiras são: 
 
a) Meio ácido 
 
Fe→Fe++ + 2 e 
2H+ + 2 e→H2 
 
b) Meio Básico Aerado ou Neutro 
 
Fe→Fe++ + 2 e 
HOH + 1/2 02 + 2 e→2OH 
 
Temperatura acima de 600 C as seguintes reações se processam: 
 Fe++ + 2OH→Fe (OH)2 
 
c) Meio não Aerado. 
 
Na ausência do oxigênio em temperatura acima de 2200 C o ferro é 
termodinamicamente instável. 
 
Fe + 2H20→Fe (OH)2 + H2 
3Fe (OH)2→Fe304 + 2H20 + H2 
 
 
11-COMBUSTÃO 
Por definição é uma reação química com liberação de energia luminosa e calorifica. Os 
principais combustíveis utilizados pelo homem são o carbono, hidrogênio e enxofre. A 
importância do enxofre reside principalmente em seus aspectos corrosivos e poluentes, vários 
outros elementos podem sofrer, uma reação de combustão, contudo para fins industriais o 
mais empregado é a reação dos elementos acima com 02 segundo as reações: 
 
 C + O2 → CO2 + Calor(completa) 
 
 2C + 2O2 → 2CO + Calor(incompleta) 
 2H2 + O2 → 2H2O + Calor 
 
O oxigênio é obtido do ar atmosférico podendo receber ou não um tratamento especial tais 
como: secagem, filtração, aquecimento, enriquecimento de oxigênio. Ele é enviado ao local da 
reação juntamente com N2 e demais componentes do ar, a participação dos principais 
componentes é dada a seguir: 
Composição O2 N2 
Peso 23% 77% 
Volume 21% 79% 
Em uma reação completa libera-se 75% a mais energia do que em uma reação incompleta. 
Entretanto para se alcançar uma reação completa e para que haja um aproveitamento total do 
calor no local onde ele é gerado, deve-se observar alguns requisitos: não haver sobras de O2 ou 
C sem queimar, o que se consegue com uma mistura na proporção certa ,no lugar e momento 
exato esta é uma condição ideal, sempre haverá um excesso de combustível ou comburente 
com uma mistura mais ou menos inadequada. Quando temos excesso de O2 na mistura 
dizemos que é pobre, a reação ou chama tenderá ser límpida e curta teremos um fogo 
oxidante o inverso teremos uma chama compridas e às vezes escuras o fogo será dito redutor, 
neste caso o combustão será incompleto um vez que faltará O2 para reagir com o C ou 
produtos intermediários da reação. O N2 sempre presente no ar de combustão não participará 
da reação, mas absorve grande parcela de energia desenvolvida. 
Na tabela 2 temos proporções corretas para obtermos uma combustão perfeita com alguns 
combustíveis típicos. 
Os combustíveis mais comuns são misturados de hidrocarbonetos. Como produto final de 
reação obtemos destes combustíveis anidrido carbônico (CO2) e água (H2O) em uma 
combustão completa. Em caso de insuficiências de oxigênio nas condições ideais, ainda 
obteremos como produto final CO2. H2, hidrocarbonetos não queimados e carbono livre. 
Qualquer que seja o processo os produtos de combustão serão sempre os mesmos. Estes 
processos de queima poderão variar em função das propriedades dos combustiveis. 
Existem três regras básicas para se alcançar uma boa combustão: 
1) Uma constante mistura entre combustível e ar enquanto dura a queima. 
2) Proporção correta entre combustível e ar. 
3) Temperatura de ignição da mistura. 
Os aspectos e conceitos a seguir são fundamentais para obtenção de uma queima eficiente: 
Proporcionalidade mistura ignição, poder colorífico, temperatura da chama, velocidade 
propagação, alimentação da chama e limites da flamabilidade, viscosidade. 
a) Proporcionalidade 
Os equipamentos de combustão tais como fornalha e queimador, deverão guardar 
entre se carta proporcionalidade, função das propriedades do combustível e 
condições de queima. 
b) Mistura 
 
Deve promover o contato físico entre combustível e comburente com 
turbulência suficiente para homogenização da mistura e facilidade da 
gasificação do combustível. 
Para combustível solido devo pulveriza-lo para almentar a superfície para 
difusão do oxigênio no carvão e facilitar a retirada do CO formando na primeira 
reação. 
Para combustíveis líquidos deve facilitar evaporação (aumento de superfície) 
atomizando-o. 
 
c) Ignição 
 
Esta temperatura é atingida quando uma taxa de oxidação libera uma 
quantidade de calor maior do que a perdida para o meio. Para fins praticas 
necessitamos de uma fonte externa de calor, desde que a ignição espontânea 
seja rara. Quanto maior for a pressão da menor será temperatura de ignição. 
Na pratica pode ocorrer que o excesso de ar abaixe a temperatura a valores 
inferiores a de ignição, em certa região, provocando o apagamento parcial da 
chama, com produção de fumaça preta, apesar da presença do combustível e 
comburente presentes. 
 
d) Poder calorifico 
É obtido pela medição do calor desenvolvido pela queima do combustível em 
um calorímetro. Esta energia pode ser avaliada a partir de sua composição 
química. No calorímetro a energia de condensação é somada por isto é 
denominado poder calorifico superior (PCS). Quando descontamos esta 
energia temos o poder calorifico inferior (PCI). 
 PCI = PCS – 597 (9H + H20) 
Onde H = Conteúdo em massa do hidrogênio 
 H2O = Unidade do combustível 
 
Na tabela 3 encontramos o poder calorifico de diversos combustiveis, expresso 
em kcal/kg, sendo também encontrado em kcal/m3 , Btu/lb ou Btu/eu ft. 
 
 
e) Temperatura da chama 
 
Esta temperatura é função da energia introduzida na fornalha sob a forma de 
calor sensível do ar e do combustível além do poder calorifico inferior do 
combustível. 
A temperatura assim calculada é a máxima teórica que pode atingir a chama 
uma série de fenômenos fazem com que a temperatura real seja menor que a 
temperatura teórica como veremos no exemplo pratico a seguir. 
Determinado carvão com poder calorifico inferior de 5500 kcal/kg foi 
queimado completamente. A analise do gas de combustão indicou 18,7% de 
CO2. O ar fornecido é de 8kg por kg de combustível a 300 C. Determina a 
temperatura da chama. 
 
Calor especifico do ar 100C = 0,241 kcal/kg 0C 
Calor sensível do ar a 300C = 8,0 X 0,241 (30-0) = 51,1 kcal 
 
PCI do combustível = 500 kcal/kg 
Energia total = 5557, 7 kcal/kg 
 
Adotando 0, 27 kcal/kg 0C como calor especifico do gás de combustão 
podemos determinar a temperatura teórica da chama. 
 
T = 5557, 7 =22879 C 
 0,27 x 9,0 
 
Se trabalhássemos com um excesso de ar de 30% a temperatura acima seria de 
18110 C. 
Na realidade, quanto maior for a transferência de calor para o meio, seja por 
irradiação, levado pelos gases ou por contato direto menor será a temperatura 
real da chama. 
Alem deste fator, em altas temperaturas ocorre o fenômeno de dissociação 
com absorção de energia segundo o esquema abaixo. 
 
 CO2 Calor CO + O 
 H2OCalor H2 + O 
 
Algumas tabelas nos dão a temperatura teórica menos parcela devido a 
dissociação. 
O projeto do queimador não altera a temperatura teórica da chama, contudo a 
temperatura real é abaixada em queimaduras projetadas para altas taxas de 
transferência de calor, para trabalhar com excesso de ar, chamas luminosas ou 
atrasadas. 
O controle da relação ar/combustível torna mais crítica para temperaturas de 
chama mais alta. 
 
f) Velocidade de Propagação da Chama 
 
Quando a chama se mantém estável significa que a velocidade é igual a da 
mistura ar/combustível. Quando a mistura se desloca mais rapidamente que a 
combustão a chama será soprada. O caso oposto, a misturadesloca mais 
lentamente, teremos o fenômeno do retrocesso. 
Os queimadores oferecem possibilidade de regulagem através de seus bocais 
dentro de certa faixa. 
Esta variável, velocidade de propagação da chama depende do combustível 
sua pressão e temperatura controla ao ar/combustível (ar primário), 
turbulência e efeitos de resfriamento doo meio. 
 
g) Viscosidade 
 
Quando se compra um queimador nas instruções vem a viscosidade ou 
temperatura na qual o óleo será queimado. 
A observação deste item é fundamental para se obter uma atomização 
perfeita. 
Alta viscosidade provoca carbonização no bico do queimador, acendimento 
difícil retorna da chama, dificuldades de bombeio. Viscosidade muito baixa 
também apresenta dificuldade no controle de vazão de bombeio levando a 
combustão deficiente. 
Pode ser consultada para especificação a norma CNP-05 e para método de 
ensaio a MB-326 da ABNT. No abaco anexo pode-se determinar a faixa de 
bombeabilidade econômica e quanto deveria ser pré-aquecido. 
 
h) Flamabilidade 
 
Há dois extremo a partir dos quais não é possível a reação de combustão. O 
primeiro ocorre com uma mistura muita pobre onde a chama se apagara e um 
limite superior onde uma mistura muito rica pode provocar o apagamento da 
chama com risco de reignição com explosão violenta, dai o cuidado em impedir 
que dentro da fornalha se forme misturas acima do limite superior. 
 
 
12-ANÁLISE DA COMBUSTÃO 
 A finalidade deste estudo é determinar suas variáveis, ou seja, o ar necessário, o produto de 
combustão, a energia liberada e suas perdas. Facilmente encontramos tabelas 4 e 5 a seguir, 
que nos fornecem todos os dados para uma estimativa rápida. Verificaremos como montar 
estas tabelas item por item. Necessitamos de quatro informações básicas: 
a) Reações químicas 
b) Poder Colorífico 
c) Ar por massa de combustível 
d) Produtos de combustão por massa de combustível 
 
a) As reações mais comuns são: 
 
 
 
b) Poder colorífico 
Tabelamos valores obtidos através de medição por bomba colorimétrica 
 
 
 
 
 
 
 
 
Volumes á pressão atmosférica e 150 C 
 
 
 
c) Ar por quilograma de Combustível 
Utilizando a composição do ar da tabela 1, podemos calcular, sem excesso, o ar 
para uma combustão completa. 
O processo consiste em determinar o oxigênio consumido para em seguida 
encontrar o equivalente em ar. Os exemplos seguintes servirão para esclarecer o 
que foi dito. 
1) C + O2 →CO2 + Calor 
Peso molecular do O2 = 32g 
Peso molecular do O = 12g 
O2 no ar atmosférico = 23g 
 
Ar/kg de combustível = 32