Calor – Trocadores de calor ampliam aplicações

Trocadores de calor aplicam materiais mais resistentes e ampliam aplicações

A busca por eficiência energética mediante a adoção de trocadores de calor está em alta. O desperdício não cabe mais nos dias atuais.

Em crescimento, a demanda impulsiona o mercado a oferecer soluções que otimizem os processos e impõe novas exigências, a exemplo de materiais construtivos mais resistentes.

Os fabricantes sabem o que os clientes querem, no entanto, têm enfrentado dificuldades para atendê-los.

O desafio é superar as oscilações dos preços das matérias-primas.

O aproveitamento energético tem sido encarado como um investimento rentável nos mais diversos setores industriais. O segmento de energia é um deles.

A ameaça de racionamento elétrico tem funcionado como um tipo de mola propulsora para os negócios.

Química e Derivados - Calor - Trocadores de calor aplicam materiais mais resistentes e ampliam aplicações ©QD Foto: Divulgação
Linha de trocadores a placas Next Generation da Alfa Laval

A indústria tem feito muitos upgrades nas usinas hidrelétricas, nos últimos anos, com geradores de capacidade, que utilizam os trocadores de calor tipo radiador para resfriamento de ar dos geradores e dos estatores, respectivamente.

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Norberto Padovan, gerente-comercial da Apema

“Todo mundo tem investido para não correr riscos no momento de pico de demanda”, explica o gerente-comercial da Apema, Norberto Padovan.

No mercado de papel e celulose, por sua vez, o que se vê é a ampliação das plantas e o surgimento de grandes projetos, que têm impulsionado a venda de trocadores de calor casco e tubos, radiadores (para aquecimento de ar) e trocadores a placas (gaxetadas e brasadas).

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Robusto e eficiente, casco e tubos opera sob alta pressão

Segundo Nelson Morinishi, da Exothermo Representações Técnicas, desde o início da pandemia, aumentou a procura por trocadores de calor dos segmentos alimentício/bebidas e farmacêutico, assim como de alguns setores ligados a essas indústrias, a exemplo de embalagem, vidro e refrigeração.

Nilson Melchiori Dodorico, gerente de engenharia e desenvolvimento da Jaraguá Equipamentos Industriais, também diagnosticou um aquecimento generalizado da demanda, mas sobretudo do segmento offshore.

Ele conta que o setor tem demandado o uso de materiais de alta liga, não ferrosos e também resultantes das combinações entre eles.

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Nilson Melchiori Dodorico, gerente de engenharia e desenvolvimento da Jaraguá Equipamentos Industriais

“As condições de alta agressividade associadas a pressões elevadas também têm obrigado a utilização de espessuras cada vez maiores dos materiais, que até então não eram aplicadas ao segmento”, afirma.

Ao longo dos anos, os fabricantes têm se deparado com novas solicitações do mercado.

Para Dodorico, o conceito das aplicações em termos dos materiais empregados tem sido o fato relevante dos últimos anos, exigindo, cada vez mais, mão de obra especializada, sobretudo, em soldagem das ligas especiais nos equipamentos para instalação em plataformas do Pré-Sal, que possuem altas pressões de operação e projeto.

O aumento do emprego de materiais mais resistentes a corrosão, a altas temperaturas e a pressões também tem chamado a atenção dos fabricantes, assim como a adoção cada vez mais frequente de softwares para cálculos térmicos e mecânicos, bem como para desenvolvimento de projetos e desenhos.

Padovan cita ainda os novos ferramentais e máquinas destinados à produção dos componentes, com os quais, segundo ele, foi possível reduzir em 40% o tempo de usinagem.

Segundo Morinishi, os trocadores a placas também sofreram alterações ao longo dos anos.

Esses equipamentos, no passado, não eram considerados suficientemente robustos, quando comparados aos casco e tubos, hoje, não são mais vistos assim. Isso porque são empregadas placas mais eficientes e espessas, além de cabeçotes de fechamento mais robustos.

Apesar de constatar esses avanços, ele, no entanto, não deixa de mencionar que a tecnologia de casco e tubos leva vantagem em aplicações que requerem temperaturas e pressões superiores aos suportados pelos modelos a placas soldadas.

De qualquer forma, ainda assim, o tipo de trocador casco e tubos continua dominando o mercado. Dodorico explica alguns porquês.

Segundo ele, trata-se do equipamento mais versátil e que atende às condições operacionais mais severas em relação à pressão, temperatura e corrosão.

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Trocador a placas soldadas Platular, da Barriquand

“E tem mostrado, ao longo do tempo, uma vida útil superior em todos os segmentos da indústria, se comparado com outras concepções de projeto de trocadores de calor”, diz.

Na opinião de Morinishi, no Brasil, a procura pelos equipamentos está bem diversificada. “Todos os tipos possuem seus nichos de mercado”, enfatiza.

Segundo ele, no entanto, há uma tendência de utilização de trocadores de calor a placas, em aplicações nas quais também é viável o uso do equipamento casco e tubos, pois o primeiro tipo ocupa menor área e possibilita uma limpeza mais eficaz e approach de temperaturas menores.

Produtos – Não por acaso, o carro-chefe da fabricante francesa Barriquand Tecnologies Thermiques é o Platular, um trocador de calor a placas soldadas, que no Brasil tem como representante exclusivo a Exothermo Representações Técnicas.

Segundo Morinishi, o equipamento alia as vantagens do modelo a placas com gaxetas ao tipo casco e tubos.

Desenvolvido para várias aplicações com fluidos viscosos, contaminados com sólidos, condensação e criogenia, por exemplo, ele suporta pressões até 40 bar e temperatura de 450ºC.

O modelo entre outras características possui canais free flow no lado do processo, com uma grande flexibilidade de dimensionamento, que permite um espaçamento entre 3 a 30 mm.

“Uma das vantagens consiste no aumento dos períodos de produção entre cada operação de limpeza e também na programação dessas operações”, menciona.

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Trocador da Apema tipo condensador de superfície é indicado para resfriar vapor sob vácuo na exaustão de turbinas

A Alfa Laval vem investindo, desde 2018, na nova geração de trocadores a placas gaxetados da linha T.

Segundo Bruno Montanari, executivo de vendas da Divisão Food & Water, são muitas as novidades incluídas no projeto, das quais destaca algumas como o CurveFlow, área de distribuição patenteada que melhora o fluxo do meio e minimiza a incrustação; ClipGrip, para uma fixação mais confiável das gaxetas às placas, e o FlexFlow, que permite a configuração com mais precisão, sem comprometer o desempenho térmico e a queda de pressão, além de poder ter até dez combinações de canais usando duas placas.

Segundo Montanari, com essa nova geração, é possível economizar espaço, aprimorar a eficiência térmica e ainda economizar energia.

“Com o uso mais inteligente de matérias-primas na construção, desenvolvemos um produto verdadeiramente sustentável”, afirma. Líder global do setor, a Alfa Laval traz da matriz, na Suécia, as placas. “Importamos alguns materiais e outros fabricamos nacionalmente; a montagem final é toda realizada em nosso site no Brasil”, complementa.

Nos últimos anos, um dos focos da Apema tem sido o desenvolvimento e a fabricação de sistemas de vácuo (condensadores de superfície e ejetores).

Trata-se de um tipo de trocador de calor que opera com pressão negativa. “Com o preço alto da energia, busca-se trabalhar com o vapor”, comenta Padovan.

A Apema também aposta no desenvolvimento de equipamentos que consumam a menor energia possível e menos recursos naturais.

Prova disso se vê no sistema Hydrocooler para resfriamento de água industrial, com o qual, segundo o Padovan, o consumo de água por evaporação, comparado ao de uma torre de resfriamento, chega a ser 90 % menor.

A companhia inaugurou, recentemente, uma área de montagem de equipamentos especiais sob encomenda, destinada exclusivamente a peças de aço inox, e está na fase final de execução de uma segunda ampliação que visa a melhorias na logística de produção.

“A Apema encerrará 2021 com o dobro da área fabril do início de 2020”, diz Padovan.

Além disso, ele prevê que a partir de outubro próximo começará a produzir com uma nova máquina de aletar tubos da fabricante norte-americana Mc Elroy.

Entre os fabricantes não falta disposição para investir. O problema são os aumentos dos preços dos materiais ferrosos e não-ferrosos que não param.

Esse movimento começou em maio do ano passado e vem atropelando os fabricantes desde então.

Segundo Padovan, o preço do alumínio praticamente dobrou em um ano e meio.

O aço norte-americano, por sua vez, triplicou seu valor em dois anos.

“Hoje o maior desafio é sobreviver às constantes evoluções dos custos das principais matérias-primas de nossa produção”, conclui.

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