Controle do Ar – Sistemas chegam ao final da vida útil e exigem reposição
O mercado de sistemas de controle de poluição atmosférica industrial vive um período escasso de obras, mas com boa expectativa de retomada nos pedidos. Em primeiro lugar, por ser muito maduro em comparação a outros ramos da tecnologia ambiental, como o tratamento de água ou de resíduos, boa parte das indústrias pesadas do país já conta com sistemas eficientes instalados, o que diminui a demanda. Em segundo, colabora com a escassez de obras novas a retração nos investimentos de grandes usuários dos sistemas, como as indústrias siderúrgica e petroquímica.
A expectativa de surgimento de pedidos, porém, tem a ver com a idade das unidades instaladas no Brasil, sobretudo as que puxam mais a demanda por grandes equipamentos: os sistemas de despoeiramento em usinas siderúrgicas. Os competidores consideram que a maioria das instalações do país está na faixa dos 20 anos, época em que obrigatoriamente necessitam de reforma e modernização, os chamados revamps.
“Só não estamos de fato na fase de revamps porque as empresas no momento protelam gastos o máximo possível, o que só demonstra a baixa do setor produtivo”, revelou Franco Tarabini, o sócio-diretor da Enfil Controle Ambiental, a principal fornecedora de sistemas de controle de poluição do ar, responsável por muitas unidades de despoeiramento do país – precipitadores eletrostáticos e filtros de manga.
Segundo ele, a maior parte das plantas remonta à década de 80 e 90 e com certeza elas estão entrando em uma fase de fim da vida útil do equipamento original. E como dito, há poucas licitações em curso para modernização. Ressaltam nesse deserto apenas algumas concorrências para modernização de filtros de manga em unidades siderúrgicas, como as em curso nas unidades da ArcelorMittal em Trinidad e Tobago e em Cariacica, no Espírito Santo, ambas disputadas pela Enfil.
Para os revamps – Na opinião de Tarabini, além da necessidade de reforma mecânica por causa da idade dos filtros, as modernizações também atendem a várias mudanças, por conta dos processos dos clientes e das condições operacionais dos fornos, que mudam a intensidade da geração de gases. “Aí precisamos adequar o controle com nossas ferramentas de estudo dos fluxos e com novos sistemas de melhoria”, disse.
Nesses revamps e upgrades, a Enfil tem usado o software de modelagem CFD (Computational Fluids Dynamics) para estudar a mecânica dos fluidos, por meio da simulação de uma unidade de controle de emissão de gases. “Ele ajuda muito a dimensionar e projetar os sistemas e também serve para reformá-los”, disse.
Uma outra aposta tecnológica para modernizar os equipamentos de despoeiramento à base de precipitadores eletrostáticos envolve o uso de uma tecnologia inédita no Brasil da japonesa Hitachi. Trata-se de sistema denominado MEEP, ou precipitador eletrostático com eletrodos móveis, desenvolvido para aplicações nas quais o pó apresenta alta resistividade e cujo grande diferencial é conseguir, com o mesmo tempo de residência, abater os particulados na saída da chaminé para 5 mg/Nm3, abaixo do padrão do mercado, de30 a40 mg/Nm3.
Essa eficiência é atingida porque o sistema de eletrodos móveis conta com dispositivo de limpeza contínua (escova rotativa) para evitar a reentrância, fenômeno que ocorre quando parte dos pós coletados se desprende das placas coletoras e entra novamente nos gases, saindo pela chaminé se estiverem no último campo do precipitador. Como a escova rotativa está fora do fluxo do gás, adaptada na tremonha, ao ocorrer a batida das placas para desprendimento do pó a reentrância é muito menor.
A Enfil pretende ofertar o sistema nas reformas previstas para breve no mercado, principalmente substituindo o último campo dos precipitadores eletrostáticos, onde há o risco da emissão da reentrância. “É uma ótima saída para reduzir as emissões e encontra demanda alta em usinas térmicas e na sinterização, onde o pó é difícil de tratar”, explicou Tarabini.
No Brasil, por ter poucas usinas a carvão, o foco da tecnologia da Hitachi será em revamps ou obras novas de fornos de sinterização. A troca é feita sem parar o precipitador, montando o sistema ao lado do campo a ser substituído e embutindo-o em cima de um trilho. Segundo o diretor, o sistema tem sido muito utilizado na China, para controlar a alta emissão de particulados de suas usinas térmicas a carvão.
Obras – A outra fornecedora de sistemas de controle de poluição do ar, a Centroprojekt, compartilha da mesma visão do mercado atual, a de que há escassez de obras e muita expectativa com relação a reformas e modernizações. De acordo com o diretor da divisão ar, Wilton Cazaes, a crise internacional afetou o principal cliente, o setor siderúrgico; e por essa razão vários projetos foram adiados. Da mesma forma, a situação faz essa indústria protelar investimentos de revamps nas unidades. “Meu medo é as obras aparecerem todas de uma vez. A demanda pode não ser atendida pelas empresas nacionais”, disse.
Mesmo com a escassez, no momento a empresa fornece precipitadores eletrostáticos para unidades de pelotização da Vale em Vitória, no Espírito Santo, e da Samarco (sociedade entre Vale e BHP Billiton), em Ponta de Ubu, no mesmo estado. Atendendo a expansões produtivas, são quatro equipamentos para cada unidade, com capacidade média de retenção de particulados de 1,5 milhão de Nm3/min, em obras que envolvem valores de até R$ 40 milhões no total para cada empresa.
Segundo o gerente de propostas da Centroprojekt, Carlos Borgheresi, as unidades instaladas também conseguem reduções altas de particulados, de5 a10 mg/Nm3, abaixo dos padrões exigidos pela legislação. “É interessante para as siderúrgicas abater o máximo possível, porque boa parte do minério é recuperada”, disse Borgheresi. Os filtros da Vale estão na fase final de montagem, e os da Samarco, no início.
A Enfil também realiza algumas obras pelo país em controle de poluição do ar. O fornecimento mais importante, entregue em regime de turn-key há três meses, foi para a Vale Manganês,em Ouro Preto-MG. Trata-se de sistema de despoeiramento para forno de ferro-manganês, desenvolvido pela própria Enfil em parceria com a Vale, que se baseia em tecnologia a seco, ao contrário do convencional sistema úmido, de lavagem dos gases, com uso muito perdulário da água e com maior perda de carga.
A tecnologia desenvolvida, segundo Tarabini, opera com um sistema que inclui um flare com pressão negativa, que direciona por sucção os gases para uma câmara de combustão a 800ºC. Após a queima na câmara e a eliminação do carbono, a emissão passa pela bateria de ciclones, para captura dos particulados mais pesados que assim não decantam no trocador de calor em U por convecção. O trocador reduz a temperatura dos gases para assegurar a entrada compatível com o filtro de mangas (de fibra de vidro especial), que abate os particulados da chaminé a 5 mg/Nm3.
A pressão negativa do sistema, de-2 a-4 mm, é provocada por dois ventiladores de exaustão, que operam em paralelo após o filtro de mangas no topo do sistema. “O projeto foi feito junto com a Vale e, por isso, quando começamos a operá-lo e em razão de seu ineditismo, sabíamos que seriam necessários ajustes”, explicou. E foi o ocorrido. Depois da partida do sistema, foi constatada incrustação no queimador, resultado da sinterização do gás natural, por causa de queda na temperatura. Isso aumentava a perda de carga, deixando a pressão positiva (+/-1 mm), porque o exaustor não conseguia puxar os gases direito, gerando emissão fugitiva. “Com ajuste na temperatura, por meio de mais injeção de ar para manter a temperatura alta, a crosta parou de se formar”, disse Tarabini.
Segundo o diretor da Enfil, o sistema via seco criado é a única referência no mundo para ferro-manganês. Além de o desenvolvimento abrir mercado para a empresa fora do país, pode vir a ser empregado pela própria Vale, em outro forno semelhante localizadoem Simões Filho-BA. Provavelmente, e se houver pressão ambiental, como ocorreuem Ouro Preto, que não tratava as emissões, a empresa também deverá adotar a tecnologia no forno baiano, abrindo nova concorrência. A obra na cidade histórica de Minas Gerais foi orçada em R$ 35 milhões e levou um ano e meio para ser executada.
Emissão do lixo – Uma nova demanda, que poderá ajudar a manter as expectativas positivas para os especialistas em controle de poluição atmosférica, deve começar a surgirem breve. Trata-seda tecnologia empregada para evitar emissões em sistemas de reciclagem energética de lixo doméstico, ou seja, de equipamentos de queima de lixo para gerar energia e vapor. Muitos projetos devem sair nessa área nos próximos anos por causa do sinal verde dado pela Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS), que permite o uso da tecnologia de incineração de lixo, desde que agregada à geração de energia. Em Barueri-SP, já foi feita concorrência, ganha pela Foxx, e estão em fase inicial outros projetos, com destaque nas cidades de Porto Alegre-RS e São Bernardo do Campo-SP.
Ao instalar a unidade da chamada waste-to-energy, há a necessidade de inclusão de vários sistemas para abater as emissões, que hoje são consideradas totalmente sob controle. Tanto é assim que a tecnologia tem larga aplicação na Europa, continente com leis ambientais mais avançadas. A Suécia, por exemplo, incinera e gera energia de mais de 50% do seu lixo, assim como a Alemanha, cuja taxa supera os 40%. Neste último caso, aliás, o país conta até com o apoio do Partido Verde, que considera a tecnologia waste-to-energy como ambientalmente correta (ver QD-522, junho de 2012).
Todos esses incineradores, na atualidade, contam com uma bateria de controles para livrar o ar dos gases de combustão. Para eliminar o material particulado, utilizam-se os tradicionais filtros de manga ou precipitadores eletrostáticos. Na remoção de poluentes ácidos gasosos, há depuração úmida de um único estágio ou de estágios múltiplos ou ainda de sistemas de depuração baseados em produtos de cal e hidróxido de sódio. Também podem ser empregados sistemas de absorção com leite de cal e depuração seca com cal hidratada ou com bicarbonato de sódio.
Para remover metais pesados e compostos orgânicos, as opções são a injeção de carvão ativado, o absorvedor de leito fixo de carvão ou a remoção catalítica de dioxinas, havendo a necessidade. Na desnitrificação, são muito utilizados o processo SCR (redução seletiva catalítica) para reduzir as emissões de NOx ou o processo SNCR (redução seletiva não-catalítica), usando soluções de amônia ou ureia. O sistema de controle conta ainda com as tecnologias de recuperação de energia para evitar emissões, como os sistemas de transferência de calor para preaquecimento do ar de combustão, a condensação dos gases de combustão e a transferência de calor dentro da limpeza dos gases de combustão para otimizar a eficiência energética.
A Centroprojekt conta com tecnologia da norte-americana Hoskinson, sistema de gaseificação por pirólise, indicado para cidades com mais de 200 mil habitantes. “Já estamos com propostas, algumas adiantadas, em mais de dez cidades do Sudeste”, explicou o gerente da divisão de ar, Carlos Borgheresi. Conforme ele revela, está para ser assinado um contrato de fornecimento para uma concessionária privada da área de aterros.
De acordo com Borgheresi, o forno de pirólise chega a 1.200ºC. Para controle, usa equipamento para retenção de particulado (filtro de manga ou precipitador eletrostático da suíça Elix), dessulfurização (FGD) a seco, reator com cal hidratada e sistema catalítico que elimina não só NOx como dioxinas e furanos. Segundo ele, o sistema só não aceita metais, que precisam ser segregados antes. Por exemplo, o aço de pneus é recuperado antes da incineração, comprovando o fato de que a reciclagem energética incentiva a recuperação de materiais. Autossuficiente em energia, o forno aceita até lixo hospitalar.
A Enfil também está na expectativa desses novos fornecimentos, por meio de acordo com a alemã Fisia Babcock Environment, empresa com mais de 400 centrais de reciclagem energética no mundo. “Já fizemos até um PMI (Programa de Manifestação de Interesse), em Porto Alegre, em consórcio com a Foz do Brasil”, revelou Tarabini. Segundo o diretor, o sistema conta com controle full-gas-cleaning, para abater todas as emissões. Esses equipamentos são responsáveis por 15% do investimento total da unidade. “É caro, mas posso garantir que eles tornam a operação totalmente segura e sem emissões”, disse.
Aliás, o custo dessas centrais, de acordo com Tarabini, também é elevado, com alto valor de geração de energia. “Se fosse barato, ninguém queimaria carvão ainda, mas sim lixo”, comparou. É por essa razão que, para seguir em frente no Brasil, os projetos precisarão contar com subsídio governamental. Pelas suas contas, uma planta com capacidade para 500 t/dia de queima, para uma cidade de 600 mil habitantes, gera energia para apenas 10 mil pessoas. “A tecnologia soluciona o problema ambiental, mas enquanto as cidades não assumirem a responsabilidade e o custo da implantação, elas continuarão a despejar o lixo em aterros ou lixões”, disse. Segundo ele, o custo do tratamento de resíduos domésticos no Brasil, considerando a destinação em aterros controlados, está por volta de US$ 45/t per capita por ano, enquanto no resto do mundo o valor é de US$ 182,00. “Mas esse preço vai subir e as cidades vão começar a ver a reciclagem energética com outros olhos”, finalizou.
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