PAC ou sulfato de alumínio: quando um supera o outro

A pergunta chega quase sempre do mesmo jeito: o orçamento do sulfato veio mais barato por quilo e a planta quer saber se compensa trocar o PAC — ou o contrário, o representante do PAC prometeu menos lodo e a operação quer saber se é verdade. As duas conversas travam no mesmo ponto: comparar preço por quilo de produto, quando os dois não entregam a mesma quantidade de alumínio.

O boletim do Acquafloc 18 declara 16 a 20% de Al₂O₃. O do sulfato de alumínio isento de ferro líquido declara no mínimo 7,85%. Antes de qualquer discussão sobre floco, pH ou volume de lodo, isso já significa que um quilo de PAC carrega de duas a duas vezes e meia mais alumínio ativo que um quilo de sulfato líquido.

O resto da decisão — e é aí que ela realmente se resolve — está na alcalinidade do efluente, no pH que a operação consegue segurar ao longo do turno e no que se faz com o lodo depois.

O que os dois boletins declaram, lado a lado

Os números abaixo saem dos boletins técnicos dos produtos, não de estimativa. São a base da comparação — e já explicam a maior parte das diferenças que aparecem na planta.

Especificação	PAC — policloreto de alumínio 18%	Sulfato de alumínio isento líquido
Alumínio ativo (Al₂O₃)	16 – 20%	mín. 7,85%
pH (solução 10%, 25 °C)	2,5 – 4,5	1,0 – 3,0
Óxido de ferro	máx. 0,003%	máx. 0,03%
Acidez livre	não declarada no boletim	até 0,5% (H₂SO₄)
Densidade (20 °C)	1,340 – 1,400 g/cm³	1,300 – 1,330 g/cm³
Fornecimento	bombonas · container de 1.450 kg	bombonas de 25 e 50 kg · container de 1.300 kg

Três leituras diretas dessa tabela: o PAC tem cerca do dobro de alumínio ativo, é menos ácido e traz dez vezes menos ferro. Cada uma delas vira consequência operacional nas seções seguintes.

Por que o PAC derruba menos o pH

Todo coagulante inorgânico é ácido — é assim que ele funciona. O que muda entre os dois é onde a hidrólise acontece.

O sulfato de alumínio chega ao reator como sal. A hidrólise inteira ocorre dentro do processo, e cada etapa dela consome alcalinidade e libera acidez. O PAC é pré-polimerizado: parte dessa reação já foi feita na fabricação, e essa parte não vai ser cobrada da alcalinidade do efluente.

A diferença aparece na própria acidez do produto. Medidos em solução a 10%, o PAC fica entre pH 2,5 e 4,5 e o sulfato líquido entre 1,0 e 3,0. Como a escala de pH é logarítmica, nos extremos dessas faixas a solução de sulfato tem cerca de trinta vezes mais acidez livre que a de PAC.

O que isso significa na planta depende de um número que só o efluente informa: a alcalinidade disponível. Onde ela é folgada, o sulfato consome e ninguém percebe. Onde ela é curta, o pH cai abaixo da faixa de coagulação, a eficiência despenca e a operação passa a precisar de um segundo produto — cal, soda ou barrilha — com tanque, bomba e consumo próprios. É nesse cenário que a diferença de preço por quilo deixa de ser o dado relevante.

O PAC reduz esse consumo, mas não é isento dele. Se a alcalinidade natural for baixa o suficiente, ele também vai precisar de alcalinizante. E a faixa de pH em que cada um trabalha melhor não se publica por tabela: depende da matriz e sai do ensaio de bancada.

A conta certa é por quilo de Al₂O₃, não por quilo de produto

Esta é a parte que mais custa dinheiro quando é feita errado. Convertendo as especificações para alumínio efetivamente entregue:

	PAC 18%	Sulfato líquido
Al₂O₃ por kg de produto	160 – 200 g	≥ 78,5 g
Al₂O₃ por container	232 – 290 kg (em 1.450 kg)	≈ 102 kg (em 1.300 kg)

Cada viagem de container de PAC entrega, portanto, de 2,3 a 2,8 vezes mais alumínio ativo que a mesma logística de sulfato líquido. Comprar o mais barato por quilo, sendo ele o menos concentrado, é pagar frete de água — e esse custo não some da planilha só porque está embutido no preço do produto.

A consequência comercial é direta: o quilo de sulfato líquido precisaria custar menos da metade do quilo de PAC apenas para empatar em alumínio entregue, antes de qualquer diferença de desempenho, de alcalinizante ou de lodo.

Uma ressalva que precisa vir junto, porque o contrário seria vender fácil: equivalência em Al₂O₃ não é equivalência de dosagem. O alumínio pré-polimerizado do PAC trabalha de forma diferente do alumínio do sulfato, e a razão real entre as doses costuma não ser a mesma razão entre as concentrações. Quem fecha essa conta é o jar test com o efluente real, não a regra de três.

Ferro residual, cor e volume de lodo

O óxido de ferro máximo é 0,003% no PAC e 0,03% no sulfato líquido. Em produto entregue, isso são 30 g de Fe₂O₃ por tonelada contra 300 g — o sulfato de alumínio granulado fica no meio, com máx. 0,02%, ou 200 g por tonelada.

Esse ferro só vira problema em situações específicas, e vale saber quais são para não pagar por uma especificação que não muda nada na sua planta:

• água para consumo humano, onde o ferro residual aparece como cor e sabor;
• processos têxteis e de papel, onde mancha o produto;
• efluente tratado que será reusado em etapa sensível a cor.

O lodo é o outro lado da conta. Coagulante inorgânico gera lodo que contém o hidróxido metálico — mais volume para desaguar e um metal a mais para destinar. Entregando mais alumínio ativo por quilo e com menos ferro de acompanhamento, o PAC tende a gerar menos lodo e menor metal residual para o mesmo resultado de clarificação. Quanto menos depende da matriz e do que sair do ensaio; se o destino do lodo é o gargalo da planta, esse item costuma pesar mais que o preço do coagulante.

O PAC também costuma se sair melhor em água fria, quando a hidrólise do sulfato fica lenta e o floco demora a se formar — situação de inverno em boa parte do Rio Grande do Sul.

Onde o sulfato ainda ganha

O sulfato de alumínio ganha onde ganha há décadas: custo por quilo de alumínio e uma operação já calibrada nele. Bomba dimensionada, tanque existente, curva conhecida pelo operador de turno e um histórico de laudos que ninguém quer refazer sem motivo. Isso é valor real, não inércia.

Há ainda o caso em que a comparação muda de figura: o granulado. Ele declara Al₂O₃ mín. 16% — praticamente o mesmo teor por quilo que o PAC 18% — porque não carrega a água. Em troca, exige dissolução em água limpa, tanque de preparo, agitador, mão de obra e armazenagem livre de umidade.

A regra de partida, quando a escolha é entre as apresentações do sulfato:

• consumo alto e distância grande favorecem o granulado, porque o frete de água pesa mais que a estrutura de preparo;
• consumo baixo ou médio, ou operação sem estrutura de preparo, favorecem o líquido, que chega pronto para dosar.

Cinco perguntas que decidem a escolha

Na ordem abaixo, porque a primeira que responder "sim" normalmente já decide:

1. A alcalinidade do efluente é curta, ou o pH já cai a ponto de exigir alcalinizante? Se sim, o PAC entra na frente — e a conta tem de incluir o custo do alcalinizante que ele evita.
2. O pH de entrada varia muito ao longo do turno? O PAC pré-polimerizado tolera faixa mais larga; o sulfato exige controle mais apertado para não perder eficiência.
3. O destino do lodo é o gargalo — volume, custo de desaguamento ou metal na análise? Menos lodo e menor metal residual passam a valer mais que a diferença de preço por quilo.
4. Há restrição de ferro residual ou de cor (água potável, têxtil, papel, reuso)? A diferença de dez vezes no óxido de ferro deixa de ser detalhe.
5. Nenhuma das anteriores, a alcalinidade sobra e a planta já roda bem no sulfato? Então o sulfato provavelmente continua sendo a decisão certa — e a comparação de preço, feita por quilo de Al₂O₃, resolve o resto.

O erro comum: dosar mais quando o resultado piora

Vale para os dois produtos, e é o que mais aparece em planta. Coagulante é catiônico e neutraliza a carga negativa do coloide; passando do ponto, ele inverte essa carga e as partículas voltam a se repelir. O fenômeno se chama restabilização, e é por isso que a curva do jar test tem formato de "V": existe um mínimo, e tanto abaixo quanto acima dele o resultado piora.

Os sinais são reconhecíveis: floco pequeno e disperso que não decanta apesar da dosagem alta; turbidez de saída que não melhora quando se aumenta a dose — ou piora; metal residual subindo no efluente tratado; volume de lodo crescendo sem ganho de qualidade. Se aumentar a dose não melhora, o teste certo é reduzir e observar.

O parente próximo desse erro é dosar mais sem checar a alcalinidade. Com o sulfato, que é o que mais consome alcalinidade, aumentar a dose num efluente já sem reserva derruba o pH, tira a coagulação da faixa e piora exatamente o número que se estava tentando corrigir.

Trocar de coagulante não é substituição um-para-um

Se a comparação apontou para a troca, o roteiro mínimo é este:

1. Caracterize o efluente antes, com alcalinidade e pH medidos, não estimados. Sem esse ponto de partida não há como saber o que a troca melhorou.
2. Faça o jar test com os dois produtos, na mesma matriz e no mesmo dia. O ensaio precisa devolver a faixa de trabalho, não só o ponto ótimo — é a faixa que dá margem para a variação de turno. O procedimento está em como o jar test define a dosagem certa de coagulante, e a Wasser conduz o ensaio de bancada com o seu efluente quando a planta não tem estrutura para isso.
3. Recalcule a dosagem em massa de produto, não em volume. Densidades diferentes (1,340–1,400 contra 1,300–1,330 g/cm³) fazem a mesma vazão da bomba entregar massas diferentes.
4. Confira a bomba dosadora. Produto mais concentrado significa vazão menor, e dose muito pequena prejudica a dispersão e a precisão. Às vezes a solução é diluir em linha, não trocar a bomba.
5. Acompanhe por pelo menos um ciclo completo de produção, incluindo o turno de pior carga. O resultado de um jarro em condição média não representa o pico.

Para o quadro mais amplo — quando o caminho não é escolher entre dois inorgânicos, mas considerar um coagulante orgânico —, o comparativo entre coagulantes orgânicos e inorgânicos trata dos critérios de alcalinidade, lodo e custo total lado a lado.

Perguntas frequentes

O PAC substitui o sulfato de alumínio na mesma dosagem? Não. O PAC tem de duas a duas vezes e meia mais alumínio ativo por quilo (16–20% de Al₂O₃ contra mín. 7,85%), então a dose em massa de produto cai. Mas a razão exata não é a razão das concentrações, porque o alumínio pré-polimerizado se comporta de forma diferente. O número vem do jar test com o efluente real.

O PAC dispensa cal, soda ou barrilha? Reduz a necessidade, não a elimina. Ele consome menos alcalinidade que o sulfato porque parte da hidrólise já foi feita na fabricação, mas se a alcalinidade natural do efluente for baixa o pH ainda cai abaixo da faixa de coagulação e o alcalinizante volta a ser necessário.

Qual é o pH ideal para dosar PAC? O PAC opera numa faixa mais larga que o sulfato — é a consequência prática de ser pré-polimerizado, e o que o torna mais tolerante a efluente que varia de pH ao longo do turno. A faixa numérica, porém, depende da matriz e se determina em bancada; publicar um intervalo genérico induziria a erro em boa parte das plantas.

O que muda no sulfato "isento de ferro"? É especificação medida, não adjetivo comercial: óxido de ferro máx. 0,03% no líquido e máx. 0,02% no granulado. Importa onde o ferro residual apareceria como problema — água para consumo humano, processos têxteis e de papel, e efluente tratado destinado a reuso em etapa sensível a cor.

Dá para usar os dois no mesmo processo? Existem plantas que mantêm o sulfato como coagulante principal e usam o PAC nos picos de turbidez ou nos períodos de água fria, quando a hidrólise do sulfato fica lenta. É uma decisão de custo e de operação, e exige que as duas curvas de dosagem estejam levantadas em bancada — não se improvisa no turno.