Trocadores de calor: Compradores ativos reanimam setor

Projetos de investimento de vários setores saem das gavetas e demandam grande volume de equipamentos casco e tubos, com novas normas, e também de placas

A retomada dos investimentos produtivos no Brasil neste ano ampliou o volume de consultas e pedidos de trocadores de calor.

A maior parte dos negócios mantém o destino de reposição de equipamentos em final de vida útil, aplicação que privilegia a construção de equipamentos iguais aos substituídos.

Nos projetos inteiramente novos demandam trocadores construídos segundo as normas internacionais modernas, especialmente no caso dos modelos casco e tubos, que ficaram mais compactos e leves.

Alguns projetos mais recentes também adotam trocadores a placas, cuja evolução tecnológica se mantém constante, atendendo a pressões até 40 bar.

Já bem conhecidos e usados na indústria química, os equipamentos de placas se esforçam para superar uma barreira de aplicação, representada pelas refinarias de petróleo.

Os fornecedores contam com um excelente argumento para dobrar a resistência desses clientes, pois estão presentes há anos nas plataformas de exploração de petróleo off shore, até mesmo em pontos críticos de operação.

Negócios nos cascos – Maior fabricante nacional dedicado exclusivamente a trocadores de calor, a GEA verifica faturamento 30% maior neste ano do que em 1999.

Química e Derivados: Trocadores de Calor: Meneses - produto nacional sofre com o preço dos tubos de aço.
Meneses – produto nacional sofre com o preço dos tubos de aço.

“Mesmo assim, o volume ainda é quase a metade do que foi em 1996/97”, comentou Victor Meneses, gerente da unidade de negócio resfriamento e aquecimento de processos.

Na sua previsão, se os projetos de investimento pendentes em vários setores se efetivarem, será possível elevar em mais 30% as vendas em 2001.

Atender o aumento de pedidos não é a maior precoupação da GEA. “Estamos com ociosidade de 30% a 40% quanto ao pessoal e de 60% quanto à utilização da capacidade produtiva”, explicou Meneses.

Há dez anos, a empresa mantinha 300 profissionais por turno, contra os atuais cem funcionários em turno único. “Estamos muito mais produtivos”, comentou.

Com a redução de investimentos no País, desde os anos 80, foi necessário reorganizar a atividade.

“A empresa era muito verticalizada, hoje nós terceirizamos as partes que não são críticas”, disse. Mais enxuta e produtiva, a empresa só lamenta não ser ainda mais competitiva internacionalmente por culpa do fornecimento de materiais, como o aço.

“Nos tubos de aço, por exemplo, há um monopólio que pratica preços ligeiramente inferiores aos dos importados acrescidos dos custos de importação”, criticou Meneses. Para driblar essa dificuldade, a GEA brasileira tem trazido tubos de aço da Índia, com vantagens.

Em relação ao exterior, os preços locais dos trocadores podem ser considerados semelhantes. “Por exemplo, os equipamentos de tubos aletados estão ligeiramente acima dos praticados pela matriz alemã”, disse.

A pequena diferença é atribuída à incidência em cascata de tributos como PIS/Cofins e pelas taxas de risco embutidas nos projetos sob encomenda.

A garantia do pagamento ao fabricante é freqüentemente feita com base em carta de fiança bancária, cujo custo é elevado, bem como a taxa de juros embutida em financiamentos locais. Esses custos inibem a exportação de trocadores de calor brasileiros, hoje direcionada para a Argentina e Chile, com alguns negócios também para a Europa, como complemento à capacidade produtiva da matriz. “A venda ao exterior não tem sido o forte da GEA do Brasil”, disse Meneses.

Há expectativa de ampliar essa participação, pela aproximação com a empresa de projetos e engenharia Lurgi, desde o ano passado integrante do grupo alemão Metalgesellchaft, como a GEA.

A questão financeira pode se tornar mais relevante se houver uma possível avalanche de pedidos em 2001. “Todas as empresas precisarão de mais capital de giro, que pode ser um problema”, comentou. Para Meneses, bancar esse custo exige que as empresas tenham situação financeira sólida ou maior participação dos encomendantes nos adiantamentos, hoje inexistentes.

“Alguns trocadores levam até dez meses para serem construídos”, explicou. A atuação da empresa está voltada para equipamentos engenheirados, tendo deixado de lado as produções seriadas de modelos pequenos. Quase 70% das vendas da filial dirigem-se à indústria química e petroquímica.

Jaraguá volta à disputa – Comprada em fevereiro de 2000 pelo grupo Garcia, fornecedor de equipamentos com destaque para sistemas de transporte pneumático, a Jaraguá Equipamentos Industriais volta a freqüentar as disputas por grandes pedidos industriais.

O faturamento do grupo em 1999 somou US$ 40 milhões, com previsão de dobrar nos próximos anos, dependendo do comportamento do mercado. “Só em agosto os compradores voltaram à atividade, tirando projetos da gaveta”, comentou o diretor comercial Sylvio Fonseca. Os trocadores de calor representam aproximadamente 25% das vendas da Jaraguá.

“O mercado desses equipamentos ainda se limita a substituições e reformas”, disse Fonseca. Ele aponta várias dificuldades para o setor, a começar pelo preço do aço. “Deve haver uma acomodação no valor cobrado pelas siderúrgicas, que subiu muito acima da inflação”, criticou. Enquanto o aço sobe, o preço dos equipamentos não pode ser reajustado como era feito na década passada.

Atualmente, os fabricantes de bens de capital só podem mudar suas tabelas de preços uma vez por ano, validade conferida também aos orçamentos. “É difícil renegociar um contrato”, disse. Além disso, a concorrência está apertada, mantendo baixas as cotações desses produtos.

As vendas para linhas produtivas inteiramente novas já se beneficiarão das atualizações de normas construtivas internacionais.

Química e Derivados: Trocadores de Calor: Jubileu mostra trocador 'DEU' para 300 kgf nos tubos.
Jubileu mostra trocador ‘DEU’ para 300 kgf nos tubos.

“Houve mudanças tanto no cálculo térmico quanto no mecânico”, explicou José da Conceição Jubileu, gerente de engenharia da Jaraguá.

A empresa é certificada nas categorias U e U2 da American Society of Mechanical Engineering (Asme), tendo seus vasos de pressão auditados pela companhia internacional Loyds para permitir a estampagem dos selos no corpo, além de contar com certificação ISO 9002 e ser membro fundador do Heat Transfer Research Institute (HTRI), ao qual se vinculou em 1972.

Jubileu explica que a Asme passou a admitir maior tensão aplicada aos materiais construtivos, como resultado de muitos testes. “Isso permite fabricar equipamentos mais leves e mais econômicos, sem comprometer a segurança”, disse. Ao mesmo tempo os coeficientes de segurança adotados para o dimensionamento dos trocadores foram atualizados no âmbito do HTRI.

“O fator de deposição de sólidos no trocador hoje é muito mais conhecido e estudado, o que embasou a redução do coeficiente, implicando a redução do tamanho do trocador”, comentou. Os programas novos de computador para dimensionamento desses equipamentos desenvolvidos pelo HTRI já usam os novos coeficientes.

Segundo comentou o gerente, as empresas de projetos fazem o desenho básico dos trocadores de calor, que são detalhados pelos fabricantes. “Fazemos nossos projetos em estações de CAD, que oferecem mais qualidade, permitindo alterações e correções com facilidade”, explicou.

As pesquisas internacionais continuam a ser desenvolvidas para aumentar a área de transferência térmica e a eficiência operacional dos trocadores, movimentos nem sempre acompanhados pelo mercado.

“Há muita resistência contra a introdução de novos conceitos”, disse Jubileu. A preferência das refinarias de petróleo recai no tipo “S”da Asme, enquanto a indústria química tenta enquadrar seus processos nos tipos mais econômicos, como o “B”e o “M”, de espelhos fixos.

Química e Derivados: Trocadores de Calor: Feixe de tubos sem costura montados para permitir dupla passagem.
Feixe de tubos sem costura montados para permitir dupla passagem.

Na operação de um trocador de calor, Jubileu recomenda atenção para evitar desperdícios provocados pela perda de carga. “A tendência do operador é aumentar a pressão de bombeamento, mas isso significa gastar mais dinheiro em energia”, disse.

Os principais modelos fabricados pela Jaraguá são o casco e tubos, resfriadores a ar (air coolers) e duplo tubos, estes usados para vazões reduzidas, com pequena área de troca, mas capazes de suportar altas pressões, sendo usados, por exemplo, nas fábricas de polietileno de baixa densidade.

Os air coolers contam com licença da Hudson (EUA) e se beneficiam das fortes restrições ao uso intensivo de água que incentivam a adoção de circuitos fechados nas indústrias.

Os grandes galpões da empresa em Sorocaba-SP, dotados de estrutura para tratamento térmico e radiografia de soldas em equipamentos grandes, abrigam encomendas de air coolers e casco e tubos complexos, como o modelo “DEU” desenhado para suportar 300 kgf dentro dos tubos.

Química e Derivados: Trocadores de Calor: Fonseca - poucos grandes fabricantes sobreviveram.
Fonseca – poucos grandes fabricantes sobreviveram.

“Não há muitas empresas no Brasil capazes de atender a encomendas de bens de capital de grande porte”, disse Sylvio Fonseca, relacionando o fechamento de concorrentes ao longo dos últimos dez anos.

Placas mantêm ritmo – As vendas da divisão Thermal da Alfa Laval brasileira crescem à razão de 10% ao ano, segundo informou a gerente de divisão Cibele David. Apenas em 1999, por causa da desvalorização cambial, o índice em moeda forte não foi alcançado.

Química e Derivados: Trocadores de Calor: Cibele - placas querem entrar nas refinarias de petróleo.
Cibele – placas querem entrar nas refinarias de petróleo.

“Calculando a evolução em reais, até conseguimos crescer”, comentou. O efeito cambial provocou retração imediata do mercado e encareceu os trocadores a placas, uma vez que estas são estampadas no exterior.

A situação favoreceu os trocadores casco e tubos, de maior índice de nacionalização. Já em 2000, ela verificou quadro econômico estável, no qual os projetos reapareceram. “O ano 2001 deverá ser muito bom”, afirmou.

Com objetivo de ampliar a faixa de aplicações, a empresa desenvolveu o modelo Compabloc, de placas soldadas que permite abertura para limpeza mecânica e inspeção visual.

Disponível em seis tamanhos, de 0,7 a 320 m² de área de troca, esses trocadores são formados por um bloco de placas empilhadas e soldadas horizontalmente.

O bloco é fechado com painéis de aço nas laterais e no topo, de modo a impedir o contato entre os fluidos, cujos circuitos seguem direções transversais, admitindo vários passes com a colocação de chicanes.

As aberturas entre placas de ambos os lados são largas o bastante para permitir a limpeza com jatos de água e a visualização de eventuais depósitos, sendo necessário apenas soltar os parafusos dos painéis laterais.

“O equipamento também admite limpeza CIP (cleaning in place), para a qual fornecemos o equipamento montado sobre carrinho”, explicou a gerente.

O desenho do Compabloc permite a instalação também nas posições horizontal e inclinada, dispensando estruturas especiais de fixação, por se tratar de equipamento relativamente leve.

A faixa recomendada de aplicação é a mesma do Alfa Rex, trocador de placas soldadas, de zero a 40 bar e de -100ºC a 350ºC. Pode ser fabricado em aço inox, titânio, tântalo ou ligas especiais, segundo normas Asme, SA, Stoomwezen ou AD Merkblätter.

“A linha Compabloc é excelente para refinarias de petróleo, que trabalham com produtos agressivos e pressões de média intensidade”, disse Cibele. Tanto quanto os Alfa Rex, os novos modelos dispensam o uso de gaxetas.

Segundo informou, em todos os trocadores a placas, quase 70% das vendas pede aço inoxidável, sendo o restante dividido entre vários materiais, com destaque para as ligas metálicas.

Atualmente, a procura está crescendo para o inox com molibdênio (SMO), enquanto as placas de grafite ficam restritas a alguns ácidos muito corrosivos. “Temos a linha de placas de grafite que era feita pela Vicarb, que apresenta três ou quatro tamanhos”, disse.

Com o passar do tempo e o desenvolvimento tecnológico, os trocadores a placas deixam para trás a imagem de equipamento exclusivo para laticínios, entrando em aplicações diversas, como aquecedores e até como condensadores de topo de coluna.

“Os trocadores a placas já são usados mesmo nas situações em que ocorrem misturas de fases, como vapor e água ou gás e óleo, freqüentes nas plataformas de petróleo”, comentou.

Nas usinas de açúcar e álcool, equipamentos como o EC 700, lançado na Fenasucro deste ano, em setembro, são oferecidos para evaporação de caldo, substituindo as antigas calandras. Em 1994, a Alfa Laval havia lançado o EC 500, do qual vendeu 75 unidades no Brasil.

O novo modelo tem capacidade maior de evaporação. “Estamos instalando um EC 700 na Argentina e já temos vários no exterior”, informou.

A gerente de divisão acredita que os trocadores a placas venham a desempenhar papel mais significativo nas linhas de recuperação de energia, pela sua maior eficiência de troca térmica.

“Usar um trocador para aquecer o caldo frio com a saída de caldo quente representa uma economia de vapor significativa para usinas de açúcar”, avaliou. Nesse caso, a empresa recomenda usar placas de canal largo, para evitar entupimentos.

A Alfa Laval oferece também outros tipos construtivos, como os semi-soldados, nos quais as placas são soldadas duas a duas, formando um circuito completamente fechado e outro, aberto.

“Os trocadores que resfriam o gás nas plataformas de petróleo são soldados apenas do lado do gás, para evitar vazamentos”, explicou. Para temperaturas até 400ºC e líquidos com alto teor de sólidos suspensos, existem os trocadores em espiral. Já os modelos brazados, de fabricação seriada e custo relativamente menor, são mais vendidos como partes de equipamentos maiores, a título de fornecimento OEM. “Temos fábricas de brazados na Itália e na Suécia, todas robotizadas e com preços competitivos”, disse.

Atualmente, identificam-se dois tipos de clientes para trocadores de calor, segundo Cibele. O primeiro se distingue por demandar uma solução completa para um problema na produção, exigindo qualidade do equipamento e serviços completos de pré e pós-venda.

Ao mesmo tempo, existe também o comprador de produto como se fosse uma commodity, com quem o ponto principal da discussão é o preço. “Nós nos esforçamos para atender aos dois tipos de clientes, oferecendo o que eles querem”, disse.

O segundo grupo poderá se beneficiar, no futuro, do uso de ferramentas de comércio eletrônico, um dos pontos-chave da estratégia da Alfa Laval em todo o mundo. Atualmente, o grupo mantém o site www.hvac.alfalaval.com, no qual são colocadas informações sobre a linha de produtos para a área de calor e ar condicionado, contendo também ferramentas para a seleção do trocador mais adequado às necessidades do cliente.

“O plano é colocar todos os dados disponíveis na rede e até fazer a venda direta dos produtos seriados”, explicou a gerente. Nos trocadores engenheirados isso será mais difícil, pois é necessária a participação dos técnicos da companhia para a correta seleção e dimensionamento.

Em comparação com a década de 80, Cibele aponta uma diferença crucial no relacionamento com os clientes. Naqueles tempos de vendas altas, as consultas eram lideradas por empresas de engenharia, que exigiam um ritual burocrático extenso, com propostas e contrapropostas em formulários padronizados de várias vias.

“Hoje é o cliente quem procura pelo trocador, quase sempre por fax ou e-mail”, disse. “Daí a importância de oferecer suporte técnico para ele e ainda acompanhar o desempenho do equipamento.”

Na área de serviços, a Alfa Laval montou unidade específica para manutenção de trocadores de qualquer marca, na qual opera instalação capaz de fazer a limpeza química das placas, contando com tanque de nitrogênio líquido para remoção rápida das gaxetas a -160ºC.

Embora seja mais conhecida pelos trocadores casco e tubos, a GEA também oferece equipamentos a placas da linha Ecoflex, antes totalmente importados da Alemanha, que hoje fornece apenas as placas para a unidade brasileira, que se encarrega da produção da estrutura e montagem.

“O mercado está aceitando melhor os trocadores a placas”, comentou o gerente Victor Meneses. Na sua opinião, cada ramo industrial tem cultura própria, mais ou menos receptiva a mudanças.

Cibele David, da Alfa Laval, considera que os modelos a placas são alternativa interessante para os air coolers de tubos aletados, muito usados nas indústrias de petróleo e siderurgia. “Já colocamos alguns trocadores para substituir áreas imensas de air coolers, com resultados excelentes”, afirmou.

Meneses reconhece que a área ocupada pelos air coolers é grande, quase cem vezes maior que a de um casco e tubos. Mas essa alternativa conta com excelente aceitação inclusive na Europa (onde, em geral, as temperaturas são bem mais baixas que no Brasil) e está sendo oferecida para as termelétricas, em fase de implantação no País.

Materiais especiais – Embora os vários tipos de aço inoxidável dominem os pedidos de trocadores de calor, materiais alternativos ocupam fatia interessante de mercado, de uso justificado pela resistência e compatibilidade química com o processo.

“Quase um terço das empresas instaladas no pólo de Camaçari-BA usam trocadores de calor feitos de grafite”, disse o gerente da divisão de carvão químico da Carbono Lorena, Geraldo Perlino Jr. A empresa vende anualmente R$ 2 milhões desses equipamentos apenas no Brasil.

Ele estima que as vendas anuais de trocadores feitos de metais nobres no mundo chegue à casa dos US$ 60 milhões.

“A cada ano, a venda de equipamentos de grafite cresce perto de 20% no Brasil”, disse o gerente, salientando que o preço do material está contido e o aumento de negócios deve ser atribuído ao maior número de unidades entregues. Por ter menor resistência à tração e ao cisalhamento que o aço, os trocadores de grafite precisam ser construídos com paredes mais espessas.

“Isso é possível porque o grafite conduz seis vezes mais calor que o aço carbono e oito vezes mais que o inox”, comentou Perlino. Segundo informou, essa característica permite construir trocadores com área de troca em média 20% menor que similares de aço.

Isso justifica o dimensionamento específico para os equipamentos feitos de grafite, embora sigam as mesmas normas Asme e HTRI dos concorrentes.

“Há diferenças de especificações que precisam ser consideradas”, comentou. Única fabricante no Brasil de partes técnicas de grafite para trocadores de calor, a Carbono Lorena oferece modelos cúbicos, em blocos e de casco e tubos.

Os cúbicos são usinados para proporcionar a área exata de troca térmica desejada. Já os blocos de grafite tem área predeterminada, não aceitando variações. Os tubulares tem o diâmetro e número de tubos determinados em cada aplicação.

A unidade brasileira importa o grafite da Europa ou dos EUA, realizando por aqui a impregnação com resina fenólica, aplicada em 80% dos casos.

“Há situações nas quais é preciso impregnar o grafite com resina teflonada ou mista, mas isso só é feito na França”, explicou.

A operação é necessária para vedar os poros do material, mas é indesejável, pois essas resinas apresentam propriedades inferiores às do grafite. Por isso, a empresa desenvolve novos produtos de baixíssima porosidade, recebendo cada vez menos impregnantes.

“Já estamos na terceira geração de grafites industriais, com melhor resistência química”, informou Perlino.

Apesar dos bons resultados com o grafite, a matriz francesa Carbone Lorraine comprou, em novembro de 1997, a americana Astra Cosmos, uma das líderes mundiais em equipamentos industriais feitos de metais nobres, como tântalo, zircônio, ligas de nióbio e titânio.

A Cosmos contava também com fábrica na Alemanha. Esse fabricante tinha em linha trocadores, reatores, tanques, tubos e outros, e está sendo apresentado neste ano ao mercado brasileiro, com a expectativa de negócios por volta de US$ 1 milhão nos próximos doze meses.

“Queremos oferecer mais opções de materiais aos nossos clientes”, comentou o gerente. Como explicou, só em equipamentos feitos de titânio a Carbono Lorena passou a contar com 45 tipos diferentes de material, adaptando-se a inúmeras condições de temperatura, corrosão e pressão.

Contando com farta biblioteca de aplicações para orientar a seleção de materiais, a empresa ainda oferecerá aos clientes assistência para escolher o melhor material.

“Estamos preparados para fazer ensaios nas instalações do clientes, colocando corpos de prova em contato com produtos fabricados nas condições operacionais e ambientais de cada caso”, afirmou.

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