A desmineralização (ou desmineralização por troca iônica) é o processo de remoção de todos os sais dissolvidos da água, produzindo água de alta pureza com condutividade extremamente baixa. É essencial para caldeiras de alta pressão, processos farmacêuticos, fabricação de semicondutores e laboratórios.
Como Funciona a Desmineralização
O processo usa dois tipos de resinas em sequência:
- Resina Catiônica (SAC-H): troca cátions (Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺, K⁺, Fe²⁺) por íons H⁺
- Resina Aniônica (SBA-OH): troca ânions (Cl⁻, SO₄²⁻, HCO₃⁻, SiO₂) por íons OH⁻
Os íons H⁺ e OH⁻ se combinam formando H₂O — a água produzida é praticamente pura.
Configurações de Sistema
| Configuração | Condutividade | Aplicação |
|---|---|---|
| Dois leitos (catiônico + aniônico) | 5–50 µS/cm | Caldeiras até 60 bar, processos gerais |
| Dois leitos + polimento | 0,5–5 µS/cm | Caldeiras 60–120 bar |
| Leito misto (SAC-H + SBA-OH misturados) | < 0,1 µS/cm | Laboratório, farmacêutica, semicondutores |
Passo a Passo do Dimensionamento
1. Análise da Água Bruta
A análise deve incluir (em mEq/L ou mg/L):
Cátions: Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺, K⁺, Fe²⁺, Mn²⁺ Ânions: HCO₃⁻, CO₃²⁻, SO₄²⁻, Cl⁻, NO₃⁻, SiO₂
Soma de cátions = Soma de ânions (em meq/L) — se não bater, há erro na análise.
2. Calcule a Carga Total de Íons
Carga catiônica (meq/L): somatório de todos os cátions em meq/L
Para converter mg/L em meq/L: dividir pelo peso equivalente do íon
- Ca²⁺: ÷ 20,04 | Mg²⁺: ÷ 12,15 | Na⁺: ÷ 23 | K⁺: ÷ 39
Carga aniônica (meq/L): somatório de todos os ânions em meq/L
3. Capacidade Efetiva das Resinas
| Resina | Capacidade nominal | Capacidade efetiva (80%) |
|---|---|---|
| SAC (catiônica forte) | 2,0 eq/L | 1,6 eq/L = 80 g CaCO₃/L |
| SBA Tipo I (aniônica forte) | 1,25 eq/L | 1,0 eq/L |
| SBA Tipo II (aniônica forte) | 1,4 eq/L | 1,12 eq/L |
4. Volume de Resina por Campanha
Volume catiônica (L) = [Vazão (m³/h) × Autonomia (h) × Carga catiônica (meq/L) × 1000] ÷ Cap. efetiva (meq/L)
Volume aniônica (L) = [Vazão (m³/h) × Autonomia (h) × Carga aniônica (meq/L) × 1000] ÷ Cap. efetiva (meq/L)
Nota: A carga aniônica inclui CO₂ liberado pela troca catiônica — adicione descarbonatação entre os leitos para reduzir o volume da aniônica.
5. Descarbonatador (Torres de Degasagem)
Entre o leito catiônico e aniônico, instale um descarbonatador para remover CO₂ livre:
- O CO₂ carrega a resina aniônica sem necessidade real (é facilmente removível)
- A remoção de CO₂ reduz o volume de resina aniônica em 30–50%
Consumo de Reagentes
| Resina | Regenerante | Dose típica |
|---|---|---|
| SAC-H | HCl 10% ou H₂SO₄ 4% | 80–100 g ácido por litro de resina |
| SBA-OH | NaOH 4–8% | 80–120 g base por litro de resina |
Importante: H₂SO₄ é mais barato que HCl, mas exige dosagem cuidadosa para evitar precipitação de CaSO₄ na resina.
Monitoramento de Qualidade
Monitore continuamente a água produzida com:
- Condutividade: sinal principal de exaustão da resina
- pH: deve ser próximo a 7 na saída do leito misto
- Sílica: análise periódica em laboratório (especialmente se a aplicação for caldeiras)
- Condutividade de cation (medição após acidificação): detecta vazamento aniônico
Quando a condutividade na saída superar o limite operacional (geralmente 0,5–5 µS/cm dependendo da aplicação), inicie a regeneração.