Sistemas de membranas de osmose reversa, são amplamente utilizados no tratamento de água e efluentes, devido à sua eficiência na remoção de sais, compostos orgânicos e microrganismos. No entanto, seu desempenho é diretamente afetado pelas condições operacionais e pela qualidade da água de alimentação, o que pode levar a dois problemas principais: degradação e incrustação (“fouling”).
A degradação envolve a perda irreversível de integridade estrutural e funcional da membrana, enquanto a incrustação é o acúmulo de depósitos que obstruem o fluxo e reduzem a eficiência. Ambos os fenômenos resultam em maior custo de operação, mais limpezas químicas, redução da vida útil e, em casos extremos, substituição precoce.
Neste artigo, são apresentadas as três principais causas de degradação e as quatro principais causas de incrustação, além de estratégias para prevenção, com base em literatura técnica especializada.
A degradação ocorre devido a danos químicos ou físicos na estrutura da membrana, comprometendo sua capacidade de filtração. Os principais fatores são: oxidação, hidrolise por extremos de pH e danos térmicos.
Agentes oxidantes, como cloro livre, cloraminas, ozônio e peróxido de hidrogênio, atacam a camada ativa das membranas, especialmente as de filme fino composto (TFC). Metais dissolvidos, como ferro e cobre, aceleram esse processo.
A prevenção envolve manter o cloro residual abaixo de 0,01 ppm e utilizar sistemas de decloração adequados. Quando o dano é extenso, a membrana perde eficiência na rejeição de sais e precisa ser substituída.
Cada tipo de membrana possui uma faixa segura de operação:
Operar fora dessas faixas, mesmo que temporariamente, degrada a camada ativa e componentes internos, resultando em falhas e baixa performance.
Temperaturas acima do limite permitido comprometem a estrutura polimérica da membrana:
Quando excedidos, os danos são irreversíveis, causando perda imediata de funcionalidade.
A incrustação é causada por depósitos que se acumulam na superfície da membrana, bloqueando canais de alimentação e reduzindo o fluxo. Pode ser revertida com limpeza, mas, se não tratada a tempo, torna-se permanente.
Incluem sedimentos, argila, óxidos de ferro, manganês, alumínio e sílica. Depósitos desse tipo aumentam a perda de carga e reduzem a vazão.
A prevenção inclui filtração adequada e controle do Índice de Densidade de Sedimentos (SDI).Ocorre quando sais como carbonatos de cálcio, sulfatos de bário e estrôncio, ou sílica, precipitam na superfície da membrana.
A prevenção envolve dosagem de anti-incrustantes, ajuste de pH e controle da recuperação do sistema.
Compostos orgânicos naturais e resíduos de coagulantes podem formar camadas viscosas sobre a membrana, favorecendo biofilmes e dificultando a limpeza.
A remoção é feita com soluções de limpeza em pH alto, ou, em casos específicos, com produtos especializados.
Biofilmes formados por bactérias, algas e fungos aderem à superfície da membrana, reduzindo significativamente o fluxo e aumentando a pressão diferencial.
O controle é feito com biocidas compatíveis e limpeza adequada.
A degradação e a incrustação provocam:
Além disso, operar fora das especificações do fabricante pode resultar na perda de garantia.
Para prolongar a vida útil das membranas e manter seu desempenho, recomenda-se:
O desempenho e a durabilidade das membranas de osmose reversa dependem de um controle operacional adequado e de um pré-tratamento eficiente. Compreender as causas de degradação e incrustação permite agir de forma preventiva, reduzindo custos e garantindo a confiabilidade do sistema.
Ignorar sinais de “fouling” ou operar fora dos limites recomendados leva a perdas econômicas e redução da disponibilidade operacional.
A adoção de uma gestão preventiva é a maneira mais eficaz de preservar o investimento e assegurar a qualidade da água produzida.
AMERICAN WATER WORKS ASSOCIATION. Reverse Osmosis and Nanofiltration. 2. ed. Denver: AWWA, 2007.
COMPLETE WATER SOLUTIONS. 7 Common Causes of Membrane Fouling & Degradation. 2021.
HARDING, J.; SUMMERS, R. S. Membrane fouling: causes, control, cleaning. Denver: American Water Works Association Research Foundation, 2010.
Autor: Joaquim Marques Filho M.Sc.
