É muito comum encontramos instalações de torres de resfriamento em todos os tipos de indústrias, usinas termoelétricas, grandes edifícios comerciais, agências de bancos, galpões de armazenagens climatizados, laboratórios de ensaios mecânicos, em sistemas de abastecimento de águas municipais e/ou em empresas que executam operações que liberam uma grande quantidade de calor. Por algum tipo de processo, ocorre o aquecimento de fluidos necessitando de resfriamento de forma a criar um processo cíclico, gerando a necessidade da instalação das torres de resfriamento.
Essas torres são equipamentos destinados a resfriar águas, que são aquecidas em processos industriais, geradores de energia, sistemas de ar condicionado, etc. São fabricadas majoritariamente em materiais plásticos, porém, também são encontradas em concreto, madeira, aço carbono, aço inox e outros materiais. São compostas principalmente por carcaça, enchimentos de contato, eliminadores de gotas e ventiladores.
Praticamente todos os processos industriais geram calor em suas atividades e estes precisam ser controlados. A forma mais econômica, até hoje encontrada, é a de controlar a geração de calor através da utilização de água para resfriamento. "As torres de resfriamento de água, por sua vez, são a forma mais econômica e ecológica de se resfriar essas águas, desta forma, a importância das torres de resfriamento ganha um valor imensurável devido ao impacto ecológico que haveria se estas não existissem", ressalta Antonio Chiachia gerente comercial, Alpina Ambiental.

Como funcionam?
Bernardo Navarro, coordenador de engenharia de aplicação da GEA Sistemas de Resfriamento, explica que como o nome diz são equipamentos feitos exatamente para resfriar fluidos. O funcionamento é simples, o fluido é resfriado pela troca térmica entre ele e o ar que passa por dentro da torre de resfriamento. Para auxiliar essa troca térmica há um enchimento de contato chamado popularmente de "recheio", esse enchimento tem a função de fazer com que a água fique por mais tempo em contato com o ar de forma a resfriá-la. O ar que passa por dentro da torre é devido a um ventilador instalado no topo do equipamento de forma a sugar o ar para dentro da torre.
Valdir Montagnoli, gerente de produtos da Laffi Filtration explica que trata-se de um equipamento que resfria água pelo processo de evaporação. Pode ter formato quadrado, retangular ou redondo, possui ventilador no topo para aspirar o ar, aberturas laterais por onde entra o ar aspirado e um reservatório (bacia) na base, onde a água resfriada é armazenada. A água aquecida entra pela parte superior da torre onde se encontram os distribuidores (enchimento/colmeia). Este dispositivo tem a função de distribuir o volume de água dentro da torre, para facilitar a troca térmica da água com o ar.
O ventilador atua como exaustor, aspirando o ar existente ao redor da torre, que entra no sentido ascendente, ou seja, em contra-fluxo da água que está no sentindo descendente dentro da torre. Quando a água aquecida encontra o ar que tem temperatura inferior, ocorre a troca térmica entre a água e o ar – neste momento o calor da água é removido por evaporação, reduzindo sua temperatura. A água resfriada é enviada para o equipamento que necessita ser resfriado.
De acordo com Antonio, as torres de resfriamento de água recebem uma determinada vazão de água quente, em sua parte superior, além de uma vazão de ar fresco e seco promovido pelo ventilador da torre, que força este ar pelo seu interior. "A água quente é posta em contato direto com ar atmosférico, na superfície de elementos de contatos internos a torre. Por esse contato o calor contido na água migra parcialmente para o ar, resfriando a água e aquecendo e umidificando o ar. A água resfriada é direcionada para o processo, onde novamente recebe calor. O ar aquecido e úmido, por sua vez, é simplesmente descartado sendo arremessado para a atmosfera", completa.
Uma parte da água que passa pela torre evapora. A evaporação parcial dessa água é o que causa a maior parte do resfriamento da própria. Só uma pequena parte do resfriamento da água é consequência da troca de calor (sensível) com o ar. Sendo assim, é possível perceber um leve aquecimento do ar. Dentro da torre existe uma rede de pulverizadores, que são responsáveis por espalhar homogeneamente a água quente no interior da torre sobre o enchimento de contato, garantindo assim a máxima eficiência de resfriamento. O ventilador da torre de resfriamento, que é acionado por um motor elétrico, ao promover o fluxo de ar internamente consome energia elétrica.

Cuidados
Como as torres de resfriamento resfriam a água por contato direto, podem receber grandes cargas de contaminantes presentes no ar. Mesmo a água utilizada pode também conter grande quantidades de contaminantes. Esses contaminantes são os sais dissolvidos na água de reposição, sólidos suspensos no ar orgânicos e/ou minerais, contaminação até pelas matérias primas dos processos em que a torre de resfriamento está acoplada, etc. A junção de todos esses contaminantes podem torna-se substrato para a proliferação de microrganismos, algas, limos, etc.
Com falta de limpeza e manutenção adequada nas torres de resfriamento podem ocorrer incrustações, diminuindo a eficiência do equipamento e prejudicando o processo, consequentemente o produto final. Devido ao entupimento pode haver queda do enchimento de contato, entre outros. "A concentração dos contaminantes é constantemente aumentada à medida que ocorre evaporação parcial da água em circulação, causada pelo processo de resfriamento, então trabalhos de limpeza e descontaminação, promovem a manutenção da eficiência da produção e o prolongamento da vida útil das torres de resfriamento e todos os demais equipamentos a ela conectados", ressalta Antonio, da Alpina.
Valdir explica ainda que à medida que o ventilador aspira o ar, arrasta para dentro da torre todos os contaminantes existentes no ambiente. Estes contaminantes (poeira, insetos, etc) são depositados na bacia da torre. Com o passar do tempo, o acúmulo de sólidos na bacia propicia a proliferação de microrganismos (fungos, bactérias, etc) que podem ser nocivos à saúde, além de deteriorar a água. Isso obriga ao aumento no consumo de agentes químicos (biocidas, bactericidas, etc) para controle destes microrganismos.
"Outro problema dos sólidos é a obstrução de sistemas que são resfriados pela água da torre, como por exemplo, trocadores de calor, causando parada da produção ou intervenções excessivas para limpeza. Quando a concentração de contaminantes na torre alcança o nível máximo admissível, é necessário realizar a renovação de parte do volume através do descarte da água da bacia, aumentando o consumo de água limpa", enfatiza.

Tipos de filtros
Sabemos que as torres de resfriamento são responsáveis por resfriar a água que já foi utilizada para remover energia térmica em processos industriais e como todo sistema requer cuidados. Uma das maneiras de manter uma torre de resfriamento em bom estado é retirando partículas presentes no meio líquido ou resultantes do processo. Essa separação de sólidos pode ser realizada por meio de filtros especializados. Com a utilização de filtros na torre, o teor de contaminantes é controlado. Com isso reduz-se o consumo de água limpa e de químicos, diminui ou elimina as paradas para manutenção.
A filtração em torre de resfriamento é usada basicamente para remover os sólidos existentes na água circulante e quando esta tem alto teor de sólidos suspensos. Os filtros mais utilizados para esse tipo de manutenção são: Filtros Separador Centrífugos, Filtros de Areia, Filtros Cesto e Filtro Bolsa/Bag.
- Filtro Separador Centrífugo: realiza a filtragem pelo processo de centrifugação utilizando a velocidade da água. Os sólidos separados podem ser drenados de forma automática. Sua principal vantagem é o alto nível de automação e o baixo custo quando comparado com as outras opções.


- Filtro de Areia: Vaso de pressão contendo internamente um leito de areia por onde a água tem de atravessar. Os sólidos são retidos entre os grãos de areia. Periodicamente ocorre a inversão de fluxo (retrolavagem), para limpeza do leito de areia. Boa eficiência para remoção de orgânicos, porém consome grandes volumes de água durante o processo de retrolavagem.
- Filtro Cesto: É constituído, basicamente, por um tubo com conexões alinhadas e um filtro em forma de cesto para retenção de sólidos diversos. Esse tipo de filtro tem ampla aplicação nas indústrias, em geral pela sua simplicidade, facilidade de operação e instalação. Os cestos garantem qualidade de filtração de alta eficiência, mas para melhores resultados devem ser abertos ou trocados periodicamente para manutenção.


- Filtro Bolsa/Bag: O filtro bag é um método econômico de filtração de líquidos. Ele é formado por três componentes principais: o vaso de pressão, o cesto suporte e a bolsa. A água a ser filtrada é introduzida de forma pressurizada na parte superior da bolsa suportada pelo cesto, assegurado uma distribuição completa e uniforme do líquido pela superfície interna da bolsa. Os resíduos sólidos ficam retidos na bolsa filtrante e o líquido limpo flui pela saída da carcaça.
"Vale ressaltar que é possível utilizar filtros, porém a limpeza da água não é somente física e sim química também, pois substâncias químicas podem atacar os componentes da torre, como por exemplo, o cloreto que pode atacar o aço carbono, mas a importância desses filtros é o diferencial para fazer com que a eficiência do equipamento não seja comprometida", enfatiza Bernardo Navarro.
Normalmente uma torre de resfriamento bem cuidada usa um programa de tratamento de água com o objetivo de manter limpa a superfície dos trocadores de calor, minimizando o consumo de água e os limites de descarte. Os parâmetros químicos da água que requerem cuidados e controle incluem PH, alcalinidade, condutividade, dureza, crescimento microbiológico, biocidas e inibidores de corrosão. Dependendo da qualidade da água de reúso, os programas de tratamento devem incluir inibidores de corrosão e incrustação, juntamente com bactericidas.
"Naturalmente que existem outras formas de tratar ou complementar o tratamento das águas nas torres de resfriamento. Também pode ser utilizada a adição de produtos químicos, dispersantes, processos decantadores ou flotadores, entre outros produtos e sistemas", completa Antonio Chiachia.


Contato das empresas:
Alpina Ambiental: www.alpinaambiental.com.br
GEA Sistemas de Resfriamento: www.geasr.geagroup.com
Laffi Filtration: www.Laffi.com.br