Você conhece os efeitos provocados pela contaminação da amônia?

Conheça os feitos da contaminação da amônia por água.

A contaminação da amônia por água, presente nos sistemas de refrigeração industrial, é um problema frequentemente menosprezado, é que pode causar grandes problemas na instalação frigorífica, além de influenciar na eficiência do sistema. As fontes de contágio por água em instalações de refrigeração industrial com amônia, podem ser divididas em dois grupos: as fontes de contágio durante a montagem e start-up, e as fontes de transmissão durante o funcionamento da planta.

  • Drenagem incorreta após testes de pressão; água que pode penetrar na tubulação durante a montagem, através de aberturas e juntas soldadas;
  • Condensação na tubulação durante montagem; condensação na utilização do ar nos testes de pressão da tubulação;
  • Água que permanece no sistema, é resultado dos procedimentos de evacuação inadequados durante o start-up; uso de amônia impura no carregamento do sistema.

Exemplos de fonte da contaminação durante a operação:

  • Rompimento de tubos no lado de baixa pressão do sistema, especialmente nos resfriadores;
  • Procedimentos impróprios de drenagem de óleo ou refrigerante de vasos ou tubos, são cheios de água abaixo da pressão atmosférica;
  • Na operação da instalação em que a pressão fique abaixo da pressão atmosférica podem ocorrer vazamentos na vedação nas hastes de válvula, mangueiras flexíveis, juntas de tubulações roscadas ou flangeadas, vedação de compressores e bombas, e vazamentos nas serpentinas das unidades do evaporador;
  • Procedimentos impróprios na evacuação da planta ou partes da planta, durante a execução o serviço de manutenção; reações químicas complexas no sistema entre a amônia, oxigênio, água, óleos e lodo podem criar mais água livre no sistema.

O contágio por água durante a montagem e no start-up pode ser evitada através da utilização de amônia anidra pura, assegurando-se que todos os vasos, evaporadores, condensadores, foram corretamente drenados antes da instalação; aplicação correta dos procedimentos de montagem e testes, como limpeza da tubulação com nitrogênio seco e quente; manutenção de vácuo satisfatório; utilização de tubos totalmente limpos e secos na operação de carga de amônia. Já a contaminação por água depois da planta ser posta em operação normal é bem complicada de evitar.

Quando amônia é contaminada através da água, as propriedades termodinâmicas e físicas da solução mudam. É preciso ter uma menor pressão nos evaporadores para manter a mesma temperatura de evaporação. Haverá uma penalidade para o sistema em termos de redução na capacidade e um aumento no consumo de energia nos compressores.

Principais efeitos do contágio na amônia:

  1. A água que entra no circuito de refrigeração irá se acumular no fundo dos separadores de líquido e evaporadores do sistema. Isto provocará uma diminuição da capacidade efetiva e do COP do sistema numa proporção aproximada à quantidade de água acumulada. Temos o exemplo, o acumulo de 5% de água, sendo como consequência uma diminuição de 5% do COP.
  2. Reações químicas com a formação de hidróxido de amônio (NH4OH), ainda mais, provocando corrosão galvânica em válvulas e linhas, principalmente onde há acúmulo de óleo. A amônia pura não é muito reativa, já o hidróxido de amônia é bastante reativo;
  3. Juntamente com a presença de oxigênio (do ar que penetra no circuito de refrigeração), ocorre a quebra das cadeias moleculares do óleo, através da oxidação, nitritação e formação de compostos nitrosos. Estes compostos são solúveis em Amônia e são arrastados após o separador de óleo. Com isso, o consumo de óleo se torna excessivo e vários componentes podem se deteriorar devido à corrosão.

De antemão, o ambiente agressivo criado pela amônia contaminada, conduz à formação de ferrugem em válvulas e tubos. A ferrugem, junto com o lodo, pode causar problemas com válvulas, controladores e dispositivos reguladores. Os filtros entopem, e as válvulas ficam sujas e enferrujadas, impossibilitadas de operar corretamente. As partículas sólidas no refrigerante, provenientes da ferrugem e lodo aumentarão os problemas de desgaste, devido a erosão em orifícios e válvulas de expansão.

A recomendação geral é que o percentual de água seja mantido no máximo em 0.5%, nesse sentido, o grau de pureza da amônia recomendada para sistemas de refrigeração é de 99.95%, ou seja, no máximo 0.05% de água.

Em síntese, para que isto seja possível é necessário a utilização de um regenerador de amônia, um equipamento onde a amônia se separa por evaporação da mistura água-amônia, a água residual (no estado líquido) é drenada do sistema.

Referências:

CLETO, Leonilton Tomaz. “Recomendações sobre operação e manutenção de sistemas de refrigeração por amônia”. Brasília: Ministério do Meio Ambiente, 2009.

CHAGAS, José Augusto Castro Chagas. “Problemas relacionados com a contaminação da água”. YORK Refrigeration. 1997.

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