Artigo- Trat_Eletrostatico

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PETROBRASBR
 
 III SEMINÁRIO DE PROCESSAMENTO E 
INSTALAÇÕES DE PRODUÇÃO 
Tecnologias de Tratamento Eletrostático no 
Processamento Primário de Petróleos Pesados 
Roberto Carlos G. de Oliveira, CENPES/PDP/TPAP 
Robson Pereira Alves, CENPES/PDP/TPAP 
 
Este trabalho foi preparado para apresentação no III SEMINÁRIO DE PROCESSAMENTO E INSTALAÇÕES DE PRODUÇÃO, realizado pela 
PETROBRÁS - Petróleo Brasileiro S.A., de 21 a 24 de novembro de 2006, no Hotel Atlântico em Búzios-RJ, sob a coordenação da Escola de 
Ciências e Tecnologias de E&P da UNIVERSIDADE PETROBRAS e do E&P-ENGP/TPP/PMF. Seu conteúdo está sujeito a correções pelo(s) au-
tor(es) a qualquer tempo. Os conceitos apresentados e as análises e opiniões emitidas não refletem necessariamente o pensamento da comissão 
organizadora do evento, sendo de responsabilidade exclusiva do(s) autor(es). É permitida a cópia de um resumo de, no máximo, 300 palavras. As 
ilustrações não podem ser copiadas ou reproduzidas sem autorização prévia. 
 
Resumo 
Os tratadores eletrostáticos são os equipamentos 
responsáveis por enquadrar o petróleo tratado nas 
unidades de produção, dentro das especificações 
de teor de água e de sal residual de envio às refi-
narias. Atualmente, são disponíveis no mercado 
cinco tipos de tratadores eletrostáticos: 
• convencional de baixa velocidade; 
• convencional de alta velocidade; 
• fluxo horizontal; 
• Dual Polarity; 
• Dual Frequency. 
Embora a maioria dos tratadores eletrostáticos 
utilizados na Petrobras seja do tipo convencional 
de baixa velocidade, a tecnologia Dual Polarity já 
está sendo utilizada, com desempenho superior ao 
do tratador convencional. A tecnologia Dual Fre-
quency, que consiste em uma sofisticação da tec-
nologia Dual Polarity, é recém lançada no mercado, 
como mais eficiente que as demais. Vislumbra-se o 
uso da tecnologia Dual Polarity e, principalmente, 
da tecnologia Dual Frequency, para o tratamento 
de óleos pesados e extra-pesados, os quais reque-
rem condições mais severas de processo, com o 
objetivo de redução da temperatura de processa-
mento. 
O objetivo deste trabalho é apresentar os tipos de 
tratadores eletrostáticos existentes no mercado, 
suas diferenças, vantagens e limitações, e a impor-
tância da escolha do tipo de tratador eletrostático 
para novos projetos e ampliações das plantas 
offshore de processamento primário de petróleo. 
Histórico 
O tratamento eletrostático de petróleos vem sendo 
utilizado há algumas décadas. A tecnologia con-
vencional de corrente alternada é a mais antiga e a 
mais amplamente utilizada. Ao longo do tempo, 
diversos arranjos de eletrodos e transformadores 
foram utilizados. O uso de corrente contínua no 
tratamento eletrostático foi introduzido na década 
de 1970, aumentando a eficiência do processo. 
Entretanto, com o recente advento dos eletrodos de 
compósito a sua aplicação ganhou mais força. O 
desenvolvimento de campos de petróleo pesado 
traz a necessidade da escolha da tecnologia mais 
eficiente, que permita redução de temperatura, 
peso e espaço nas unidades de produção, sem 
perda de qualidade do petróleo tratado. O mercado 
tem promovido melhorias nos tratadores eletrostáti-
cos; entretanto, cabe a Petrobras estar atualizada 
sobre os novos avanços, de forma a julgar consci-
entemente o que é mais adequado para as unida-
des de produção da Empresa. 
Introdução 
A separação água/óleo é o maior desafio nas insta-
lações de produção de petróleos pesados. Esta 
separação envolve altos custos de capital (vasos 
de maiores dimensões, materiais mais nobres, 
maiores sistemas de aquecimento, etc.) e altos 
custos de operação (maior consumo de energia 
para aquecimento, manutenção mais freqüente, 
maior consumo de produtos químicos, etc.), além 
de maior risco operacional em função das altas 
temperaturas de operação. Para se remover a in-
desejada água produzida emulsionada no petróleo, 
o tratamento eletrostático de petróleos é o proces-
so que se mostra mais eficaz. Novas tecnologias 
de tratamento eletrostático podem reduzir os im-
pactos negativos inerentes ao processamento de 
petróleos pesados em ambiente offshore. 
A desidratação de petróleos pesados, apresenta 
maior dificuldade devido a dois grandes fatores: a 
alta viscosidade do petróleo e a pequena diferença 
de densidade entre o petróleo pesado e a água. A 
alta viscosidade retarda o processo de sedimenta-
ção pela ação gravitacional, além de também retar-
dar o transporte do produto químico desemulsifi-
cante para a interface das gotas de água; a 
pequena diferença de densidade também retarda o 
processo de sedimentação gravitacional. Além de 
conter partículas como argilas, quartzo, óxido e 
sulfeto de ferro (conhecidos como sólidos finos), os 
petróleos pesados contêm significativas quantida-
des de outros agentes estabilizantes de emulsão, 
como asfaltenos, ácidos naftênicos, resinas, que 
devido ao seu caráter anfifílico são moléculas ten-
soativas. Os efeitos da viscosidade e da densidade 
na separação água/óleo são bem ilustrados pela 
conhecida lei de Stokes, que descreve a sedimen-
tação de uma pequena esfera rígida de água em 
um fluido viscoso: 
2 III SEMINÁRIO DE PROCESSAMENTO E INSTALAÇÕES DE PRODUÇÃO 
 
 
o
goa
g
.
d.g).(
V

−
=
18
2
 .................................... (1) 
onde, 
Vg - Velocidade de sedimentação da gota; 
a e o - massas específicas da água e do óleo; 
g - aceleração da gravidade; 
dg - diâmetro da gota; 
o - viscosidade absoluta do óleo. 
 
Pela análise da equação 1 observa-se que o tempo 
necessário para uma desidratação efetiva é maior 
quando o petróleo apresenta maior viscosidade e 
menor diferença de densidade entre as fases óleo 
e água. Deste modo, diversos métodos para pro-
mover a separação água/óleo podem ser utilizados, 
como os descritos abaixo: 
- utilização de elevado tempo de residência pelo 
uso de vasos de maiores dimensões; 
- aquecimento da emulsão, com o objetivo de redu-
zir a viscosidade do óleo; 
- adição de produtos químicos para quebra da 
emulsão, favorecendo a coalescência entre as 
gotas de água; 
- adição de hidrocarbonetos leves (diluente), para 
redução da viscosidade e aumento da diferença de 
densidade entre as fases; 
- submeter a emulsão a um campo eletrostático, 
para intensificar e acelerar a coalescência das 
gotas emulsionadas. 
A combinação de todos ou quase todos os fatores 
acima é necessária para uma desidratação eficien-
te de petróleos pesados. Certamente, a utilização 
destes recursos envolve maiores custos e maiores 
manobras operacionais. O desafio é selecionar a 
combinação ótima dos recursos citados, com mini-
mização dos custos, garantia de segurança opera-
cional, qualidade do petróleo tratado para exporta-
ção e obtenção de água com especificação 
adequada para descarte ou re-injeção. 
Descrição do Processo Eletrostático 
O processo de separação eletrostática aplica-se à 
separação de um líquido condutor disperso em um 
meio não-condutor. Quando submetidas à ação de 
um campo elétrico, além das forças gravitacional 
(Fg) e viscosa (Fv), atuam sobre as gotas de uma 
emulsão tipo água em óleo, forças eletrostáticas 
(Fe) e tipo dipolo-dipolo (Fd). 
 
Com o aumento da intensidade do campo elétrico 
aplicado, as gotas de água se polarizam e tendem 
a passar da forma esférica para a forma elíptica. 
Uma vez polarizadas, as gotas tenderão a alinhar-
se com as linhas de força do campo elétrico, dando 
origem às interações dipolo-dipolo entre as gotas. 
 
A força de atração dipolo-dipolo entre duas gotas 
sujeitas a ação de um campo elétrico é descrita 
pela equação 2. 
4
223
2
3
1
2 )cos.2.(....3
S
senRREK
FD
 −
=
 ...... (2) 
onde: 
R1 e R2 são os raios das gotas; 
Sé a distância entre o centro das gotas; 
K é a constante dielétrica da fase contínua; 
E é o gradiente de tensão aplicado; 
 é o ângulo entre o centro das gotas e a linha 
de força do campo elétrico. 
 
Da análise da equação 2, nota-se que a força das 
interações dipolo-dipolo decresce rapidamente com 
o aumento da distância entre as gotas (S), e 
aumenta rapidamente com o aumento do raio das 
gotas (R) e com o aumento do gradiente de tensão 
do campo elétrico (E). 
 
No caso de campo elétrico de corrente contínua 
(DC), ocorre o efeito de eletroforese, ou seja, a 
migração das gotas em direção aos eletrodos de 
carga contrária, sendo a força eletrostática (Fe) 
atuante descrita pela equação 3. 
32
0 166 ).(E.R..K..,F de −=
 ...... (3) 
onde, 
 é a permissividade dos espaços livres; 
R é o raio da gota; 
 é a fração volumétrica de fase aquosa. 
 
O rompimento de emulsões em campos elétricos 
de corrente contínua (DC) se processa de duas 
formas: pela coalescência por choque entre gotas 
de carga elétrica de sinais contrários e pelo efeito 
de eletroforese, que culmina na coalescência das 
gotas sobre a superfície das placas. 
 
Para campo elétrico de corrente alternada (AC), a 
velocidade de migração das gotas em direção aos 
eletrodos é praticamente nula e, portanto, a 
equação 3 descreve somente a intensidade da 
força eletrostática que atua sobre as gotas em um 
intervalo de tempo muito pequeno (Freqüência = 
60 hertz, portanto, tempo = 0,0083 s). Nesse tipo 
de campo (AC) predomina a ação dos dipolos 
induzidos responsável pela polarização e 
mudanças na geometria das gotas. As gotas 
polarizadas tendem a se atrair mutuamente 
aumentando a probabilidade de choque entre as 
mesmas. Além disso, a vibração segundo a 
freqüência aplicada, provoca o desprendimento de 
parte dos tensoativos naturais presentes na 
superfície das gotas, facilitando o processo de 
coalescência. 
 
Conforme mostrado nas equações 2 e 3, quanto 
maior o gradiente de tensão aplicado sobre as 
gotas de uma emulsão, mais rápido ocorrerá o 
processo de coalescência das mesmas. No 
entanto, se o gradiente de tensão aplicado sobre 
uma gota em particular ultrapassar um valor crítico, 
a distorção imposta sobre esta gota causará a sua 
III SEMINÁRIO DE PROCESSAMENTO E INSTALAÇÕES DE PRODUÇÃO 3 
 
 
ruptura, originando gotas de diâmetros inferiores ao 
da gota original, muito mais difíceis de serem 
removidas. Esse gradiente crítico (Ec) é expresso 
pela equação 4 a seguir: 
50
2
,
c )
R.
(KE


 ............................... (4) 
onde: 
 é a tensão interfacial óleo-água. 
O consumo de energia elétrica é um dos principais 
parâmetros para o correto dimensionamento dos 
transformadores utilizados nos tratadores eletrostá-
ticos. A potência mínima requerida (P) neste caso 
pode ser estimada pela equação 5. 
L
A.C.E
P
2
=
 ............................................. (5) 
onde: 
E é o gradiente de tensão, Volt.cm-1; 
C é a condutividade específica do meio, 
mho.cm; 
A é a área de eletrodos, cm2; 
L é a distância entre os eletrodos, cm. 
 
Geralmente, os petróleos mais pesados são 
também os mais condutivos e os de mais difícil 
tratamento. A característica condutora destes 
petróleos está associada principalmente à 
presença da salmoura e metais pesados, estes 
últimos associados às frações mais pesadas do 
petróleo, especialmente nos asfaltenos e resinas. 
 
No tratamento de petróleos sabe-se que a 
condutividade do meio cresce proporcionalmente 
com a temperatura e, portanto, operações em 
temperaturas acima daquelas realmente 
necessárias devem ser evitadas, pois, além do 
gasto extra no aquecimento da carga, teremos um 
consumo de energia elétrica adicional. 
 
Outro ponto importante que deve ser destacado é o 
aumento da solubilidade da água nos petróleos 
com o incremento da temperatura. Sob o ponto de 
vista prático, isso significa que mesmo a remoção 
total das gotas presentes em um dado petróleo não 
é capaz de “zerar” o teor de água presente no 
mesmo, uma vez que uma quantidade residual de 
água continuará sob a forma molecular, dissolvida 
no petróleo. Para exemplificar o impacto dessa 
observação, podemos tomar a solubilidade da água 
em um dado petróleo processado a 140°C 
utilizando-se o gráfico da figura 1. A partir desse 
gráfico obtém-se para a temperatura de 140°C um 
teor de água dissolvida no petróleo equivalente a 
0,36% em volume. Com o resfriamento desse 
petróleo para 20°C cerca de 0,02% em volume de 
água continuará dissolvida no petróleo, enquanto 
que 0,34% em volume sairá de solução passando a 
forma de micro-gotas emulsionadas. 
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
20 40 60 80 100 120 140 160 180
Temperatura (°C)
T
eo
r 
d
e 
ág
u
a 
so
lú
ve
l n
o
 p
et
ró
le
o
 (
%
 v
/v
)
 
Fig. 1 – Teor de água sob a forma solúvel no petróleo, em 
função da temperatura. 
Descrição das Tecnologias de Tratamento Ele-
trostático 
Corrente Alternada (AC) 
Também conhecida como convencional, é a tecno-
logia mais antiga e a mais amplamente utilizada. 
O processo de desidratação eletrostática por cor-
rente alternada consiste na aplicação de um campo 
elétrico de 50 Hz a 60 Hz à emulsão, o que causa a 
deformação e polarização das gotas, acelerando o 
processo de coalescência. No campo AC, movi-
mento de alongamento das gotas durante o pro-
cesso de polarização facilita o deslocamento dos 
agentes estabilizantes adsorvidos na superfície das 
gotas. A atração entre os pólos contrários das go-
tas polarizadas promove a coalescência. 
O campo elétrico AC traz vantagens como: atração 
dipolar, alongamento da superfície das gotas e boa 
tolerância a concentração de água. Como desvan-
tagens, há pouco movimento das gotas (reduzindo 
sua probabilidade de choque), baixa densidade de 
carga e a aplicação do campo elétrico é limitada. A 
figura 2 mostra o esquema de um tratador eletros-
tático AC. 
 
Fig. 2 – Vista geral de um tratador de baixa velocidade. 
O sistema convencional AC utiliza eletrodos de aço 
carbono. São eletrodos de fácil construção, mos-
trados na foto abaixo (Fig. 3). Nesta, é possível 
observar tanto a grade inferior como a superior de 
eletrodos. 
 
4 III SEMINÁRIO DE PROCESSAMENTO E INSTALAÇÕES DE PRODUÇÃO 
 
 
 
Fig. 3 – Eletrodos de um tratador AC. 
 
Os tratadores eletrostáticos do tipo AC ou conven-
cional são subdivididos em dois grupos: de baixa 
velocidade e de alta velocidade. 
Tratadores Convencionais de Baixa Velocidade – 
Nos tratadores eletrostáticos convencionais de 
baixa velocidade, a carga é introduzida abaixo da 
região de eletrodos (fig. 4) próximo à interface 
água-óleo, por meio do uso de um tubo distribuidor 
ao longo do vaso. Como é gerado um campo elétri-
co fraco entre os eletrodos e a interface água-óleo, 
grande parte das gotas de água de maior tamanho 
coalescem nessa região e somente as gotas de 
menor diâmetro chegam à região entre os eletro-
dos, para serem coalescidas sob o efeito campo 
elétrico de maior intensidade. Este tipo de configu-
ração permite que o equipamento suporte maior 
variação de teor de água na carga. 
 
Fig. 4 – Configuração de um tratador de baixa velocidade 
 
Tratadores Convencionais de Alta Velocidade – 
Nos tratadores eletrostáticos convencionais de alta 
velocidade, a carga é diretamente introduzida na 
região entre os eletrodos com velocidade relativa-
mente alta, favorecendo a coalescência mais rápi-
da das gotas de água, quer pela maior população 
de gotas na região entre eletrodos, quer pela captu-
ra das gotas menores pelas maiores. Desta manei-
ra, os tratadores eletrostáticos de alta velocidade 
apresentam dimensões ligeiramenteinferiores aos 
tratadores de baixa velocidade. Apesar da injeção 
de carga de entrada na região entre os eletrodos 
favorecer a coalescência, esse tipo de configuração 
é muito suscetível às variações na carga de entra-
da, principalmente em relação ao teor máximo de 
água e à presença de água livre (que poderá acar-
retar uma desestabilização do sistema elétrico, 
ocasionado curto-circuito na região entre os eletro-
dos). Por este motivo não são recomendados para 
o segmento de E&P (fig. 5). 
 
Fig. 5 – Configuração de um tratador de alta velocidade 
Os tratadores eletrostáticos de alta velocidade são 
usualmente utilizados na dessalgação do petróleo 
nas refinarias da Petrobras, onde a carga de entra-
da é bem controlada, ou seja, mantida constante 
em termos de vazão e teor de água. Nas Unidades 
de Produção, preferencialmente utilizam-se tratado-
res eletrostáticos de baixa velocidade, muito em 
função da variação da vazão e da qualidade que se 
tem na carga de entrada. Os tratadores eletrostáti-
cos de baixa velocidade absorvem melhor essas 
variações na qualidade da carga de entrada. 
Corrente Alternada com Fluxo Horizontal 
São fornecidos pela Aker Kvaerner. O primeiro na 
Petrobras será o da P 34, que iniciará a produção 
no final de 2006 no campo de Jubarte. Consiste em 
grades de eletrodos verticais, no qual a emulsão a 
ser tratada se move horizontalmente, o que difere 
este tratador eletrostático dos demais tipos. Ao se 
mover horizontalmente, o óleo é exposto a uma 
sucessão de campos elétricos de corrente alterna-
da (AC), como se fossem vários estágios. Na figura 
6, é possível observar os eletrodos verticais, além 
do distribuidor de carga no centro do vaso. 
 
 
Fig. 6 – Vista geral de um tratador AC de fluxo horizontal 
Há dois coletores, um situado em cada extremida-
de do vaso. Na figura 6 é possível observar o cole-
tor do lado esquerdo do vaso. 
Corrente Alternada e Contínua (AC/DC) 
Também conhecido como Dual Polarity ou 
HVDC/AC (High Voltage DC field with AC). É forne-
cido pela Natco. Esta tecnologia tem ampla utiliza-
ção, com resultados melhores que a tecnologia AC. 
Utiliza diferente configuração de eletrodos e trans-
formador que a tecnologia AC. A distribuição da 
III SEMINÁRIO DE PROCESSAMENTO E INSTALAÇÕES DE PRODUÇÃO 5 
 
 
carga é de baixa velocidade, ou seja, próximo a 
interface água-óleo, abaixo da região dos eletro-
dos. 
O tratador deste tipo aplica à emulsão um campo 
elétrico de corrente alternada de 50 Hz a 60 Hz, 
entre a interface água-óleo e a região dos eletro-
dos, do mesmo modo que os tratadores AC de 
baixa velocidade. A diferença está na região dos 
eletrodos, onde é aplicado um campo elétrico de 
corrente contínua (DC – Direct Current) de alta 
voltagem (Fig. 7a). Nesta região, as gotas de água 
adquirem carga elétrica do eletrodo DC mais pró-
ximo e são aceleradas ao eletrodo DC de polarida-
de oposta. No campo DC não há apenas a defor-
mação das gotas, mas existe intenso movimento 
das mesmas. Estas gotas, carregadas eletricamen-
te, percorrem o caminho em direção ao eletrodo 
oposto (Fig. 7b), colidindo entre si, coalescendo e 
formando gotas maiores, capazes de sedimentar e 
se incorporar à fase aquosa de salmoura, que é 
retirada na parte inferior do vaso tratador eletrostá-
tico. Pode-se observar que a coalescência ocorre 
distante dos eletrodos, que aumenta a vida útil do 
sistema. 
Fig. 7a – Configuração de um tratador Dual Polarity 
 
Fig. 7b – Movimento eletrocinético das gotas de água 
entre dois eletrodos de corrente contínua 
Utilizando o mesmo transformador confiável dos 
tratadores convencionais, o tratador Dual Polarity 
divide a alta voltagem em componentes positivos e 
negativos, através de retificadores, que são um dos 
recursos que esta tecnologia apresenta como dife-
rencial. Os pares de eletrodos são carregados com 
cargas opostas. Assim, as gotas de água que atra-
vessam o campo elétrico são alongadas e atraídas 
para um dos eletrodos, recebendo carga elétrica do 
eletrodo mais próximo. Em função da polaridade 
constante do campo DC, há tempo suficiente para 
as gotas de água migrar entre os eletrodos. Em um 
tratador convencional AC, o movimento é pratica-
mente inexistente, devido à curta duração do ciclo. 
No campo elétrico puramente AC, nenhuma carga 
é fornecida às gotas de água: a coalescência de-
pende somente atração causada pela polarização 
das gotas. 
Os eletrodos merecem atenção especial. O sistema 
tradicional AC utiliza eletrodos de aço carbono, em 
formato de grades, dispostos horizontalmente, co-
mo foi visto na figura 3. Já nos tratadores Dual 
Polarity, os eletrodos são formados por uma série 
de placas verticais (Fig. 8a e 8b). 
 
Fig. 8a – Configuração de eletrodos de um tratador Dual 
Polarity 
 
Fig. 8b – Vista geral de um tratador Dual Polarity. 
 
Os eletrodos de um tratador Dual Polarity podem 
ser de aço carbono. Entretanto, resultados ainda 
melhores são obtidos com eletrodos de compósito 
(composite electrodes). Os eletrodos de compósito 
fornecidos atualmente são de epóxi (vinil éster), 
com uma parte central condutiva de grafite (Fig. 9a 
e 9b). 
 
Fig. 9a – Configuração dos eletrodos de compósito 
6 III SEMINÁRIO DE PROCESSAMENTO E INSTALAÇÕES DE PRODUÇÃO 
 
 
 
Fig. 9b – Amostra de eletrodos de compósito 
O eletrodo de aço carbono apresenta carga elétrica 
igualmente distribuída por toda sua superfície, cri-
ando alto gradiente de tensão elétrico nas extremi-
dades dos eletrodos. Este alto gradiente de tensão 
nas extremidades tende a destruir as gotas de 
água maiores já coalescidas. 
Já os eletrodos de material compósito possuem um 
pico de carga na região central dos eletrodos e 
carga menor nas extremidades, devido à alta resis-
tência elétrica. Portanto, há menor tendência de 
destruir as gotas já coalescidas. Somente um lado 
dos eletrodos é carregado eletricamente, o que 
permite melhor controle do campo eletrostático. Na 
região condutora, a tensão é, na maioria dos proje-
tos, de 23 kV. Já na região de material epóxi são 
atingidas tensões na ordem de 10 kV, pois este 
material torna-se condutivo ao absorver aproxima-
damente 0,1% de água. Os eletrodos de compósito 
podem operar a temperaturas de até 143ºC 
(290ºF). 
Portanto, pode-se resumir que a utilização de ele-
trodos de compósito traz os seguintes benefícios: 
melhor desempenho do equipamento, aumento da 
tolerância a elevada condutividade e concentração 
de água, redução da probabilidade de formação de 
arco voltaico, emprego de maiores gradientes de 
tensão, redução da probabilidade de shut-down na 
planta de processo. Como conseqüência, há au-
mento da capacidade de processamento do equi-
pamento (vasos menores) e/ou redução da tempe-
ratura de processo. 
Modulação de Campo Bimodal 
Conhecido como Dual Frequency ou BFM (Bimodal 
Field Modulation), é uma nova tecnologia de trata-
mento eletrostático que está sendo lançada no 
mercado como mais eficiente que todas as demais. 
Assim como o Dual Polarity, é fornecido pela Na-
tco. A tecnologia Dual Frequency utiliza a mesma 
configuração de eletrodos (e demais internos ao 
vaso) que a tecnologia Dual Polarity, ou seja, a 
diferença está no transformador e em controladores 
externos. A tecnologia Dual Frequency permite a 
modulação da amplitude do campo DC, trabalhan-
do a freqüências de 1 Hz a 20 Hz. Também utiliza 
maiores freqüências base, de 800 Hz a 1600 Hz. 
Esta alta freqüência reduz eventuais descargas 
elétricas em excesso, o que permite maior eficiên-
cia no tratamento de petróleos que apresentam alta 
condutividade elétrica. O transformador é mais 
complexo que o de outras tecnologias, possuindo 
diversos componentes eletrônicos. Esta tecnologia 
requer um transformador trifásico específico, se 
apresentandoem apenas um gabinete. Como 
equipamentos adicionais, há um gabinete e um 
painel de controle (Fig. 10). 
 
Fig. 10 – Esquema de um tratador Dual Frequency 
Eletricamente, o primeiro passo é condicionar a 
tensão de entrada, de 480 volts, para produzir uma 
variável amplitude e uma variável freqüência para o 
primário do transformador. Segundo, o transforma-
dor de média freqüência aumenta a voltagem para 
o nível de voltagem secundário necessário para 
promover a coalescência. Terceiro, a voltagem do 
secundário é retificada em meias-onda positivas e 
negativas. Este campo elétrico polarizado, formado 
por meias-ondas, são então aplicados aos eletro-
dos para proporcionar os benefícios dos campos 
AC e DC. Um processo de controle baseado em 
um computador define a voltagem produzida. Na 
tela de controle (Fig. 11), define-se a freqüência 
base, a freqüência modular, a forma e inclinação da 
onda, dentre outros parâmetros. 
 
Fig. 11 – Painel de controle de um tratador Dual Frequen-
cy 
Pode-se concluir que o sistema de controle da 
tecnologia Dual Frequency pode fornecer uma vari-
edade de voltagens e freqüências, produzindo mui-
tas variações de campo eletrostático. Um campo 
eletrostático específico é gerado para cada tipo de 
óleo, permitindo maior capacidade de tratamento, 
menores temperaturas ou maior desempenho, em 
comparação com as tecnologias convencionais. 
Cabe ressaltar que o ajuste dos parâmetros não é 
uma operação de rotina, ou seja, um novo ajuste 
será necessário somente quando as características 
do petróleo se modificar de forma significativa. 
A tecnologia Dual Frequency será testada pela 
Petrobras no primeiro semestre de 2007, no campo 
de Fazenda Alegre (13,5 ºAPI), onde um tratador 
Dual Polarity será convertido em Dual Frequency. 
Em contrato, a Natco garante um desempenho 
30% superior ao Dual Polarity. 
As vantagens da tecnologia Dual Frequency são as 
mesmas da Dual Polarity. Entretanto, espera-se 
que, quantitativamente, os ganhos sejam ainda 
III SEMINÁRIO DE PROCESSAMENTO E INSTALAÇÕES DE PRODUÇÃO 7 
 
 
maiores, como menor BS&W no petróleo tratado, 
menor temperatura de operação, vasos de menor 
tamanho, melhor qualidade da água separada, etc. 
Conclusões 
A tecnologia convencional, que utiliza apenas cor-
rente alternada, foi por várias décadas suficiente 
para o processamento de petróleos. Entretanto, as 
necessidades atuais da Petrobras apontam para a 
necessidade de tecnologias mais eficientes. Feliz-
mente, o mercado tem procurado desenvolver tra-
tadores eletrostáticos mais sofisticados e, conse-
quentemente, mais eficientes. A Petrobras está 
buscando quantificar os ganhos destas novas tec-
nologias, de modo que possa julgar melhor o que é 
mais adequado para as nossas plantas de proces-
samento. 
Bibliografia 
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nologies for Dehydration of Heavy Oils”. SPE 
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2. Oliveira, R.C.G. e Alves, R.P. Tecnologias de 
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Primário de Petróleo. Recursos Humanos, Uni-
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