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Edição 98 de Nov/Dez de 2005
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Desafio tecnológico
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| Busca por maiores rendimentos e competitividade foca o segmento de válvulas, que – antes secundário nas plantas das usinas – agora corre para oferecer soluções às necessidades ainda encontradas | |
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| Se os equipamentos que formam a planta industrial
de uma usina fossem listados em um ranking conforme a importância
para a produtividade do processo e a redução de custos proporcionadas,
o segmento de válvulas provavelmente ocuparia uma posição modesta.
Historicamente poucas unidades direcionaram recursos polpudos para este tipo de aplicação, que sempre foi preterida por investimentos considerados prioritários – universo liderado pelo aperfeiçoamento dos sistemas de moagem. “A indústria sucroalcooleira usava as válvulas mais baratas possíveis e fazia muita manutenção”, lembra o coordenador de vendas da AZ Armaturen, Luís Fernando dos Santos, que comercializa válvulas especiais. Tradicionalmente incomum no setor sucroalcooleiro, a atenção aos benefícios que a adequada especificação de válvulas pode oferecer começa a demonstrar aumento de interesse – e até de investimentos. “Com a modernização do setor, exigida pelo mercado em expansão, a busca tem sido por equipamentos de alta performance”, completa Santos. A correta aplicação das válvulas e pode contribuir diretamente para o aumento das produções de açúcar e álcool, por meio do melhor controle de sistemas produtivos, além da proteção aos profissionais da planta industrial. “As válvulas representam a situação de domínio e controle da operação, e, sem que elas sejam corretamente especificadas, tem-se a situação inversa atuando, ou seja, tanto o processo como os capitais humanos e financeiros da empresa se tornam reféns desta incorreta especificação, resultando em prejuízo”, explica o engenheiro da Unesp Walter Luiz Polônio, que tem mais de 22 anos de experiência na área industrial de usinas. Atraso tecnológico Para evitar problemas financeiros resultantes da má especificação de válvulas, o setor vai precisar correr literalmente atrás do prejuízo, que também pode ser compreendido como atraso tecnológico, defasagem herdada de algumas experiências frustradas testadas desde o início das grandes expansões industriais ocorridas nas décadas de 70 e 80. Segundo Polônio, na época houve uma avalanche de instalação de aparelhos de destilação, em que muitas das válvulas aplicadas não possuíam sequer padrões de furação e entre centros de faces dos flanges regidos por qualquer norma regulamentadora. “Fazia-se o padrão do fabricante local e vendiam-se toneladas de equipamentos como se estivessem construindo um curral”, conta. O atraso tecnológico deriva exatamente da inexistência de um padrão destas válvulas, o que impedia a intercambialidade, e obrigava as usinas a se tornarem dependentes de um fabricante no caso de intervenção por manutenção. “Isto levava a necessidade de substituição não somente da válvula mas também das flanges, causando grandes paradas e prejuízos ao setor”, relata o engenheiro. Apesar de as usinas possuírem atualmente padrões determinados para as classes de pressão das válvulas e suas conexões (flanges de união, entre faces e furação), segundo Polônio ainda existem usinas que não conseguiram extinguir este equívoco histórico. Para explicar o atraso, Polônio recorre a um caso ocorrido na Inglaterra em plena revolução industrial, quando o engenheiro Joseph Whitworth sugeriu a padronização dos tamanhos das conexões roscadas em 1841 – proposta aceita 19 anos depois. “Desde o início da revolução industrial, cada oficina também utilizava o seu próprio tamanho de uniões roscadas nos equipamentos fabricados, e as usinas de açúcar e álcool no Brasil conseguiram somente realizar esta padronização na década de 80, ou seja, passados mais de 120 anos, repetindo os mesmos erros históricos”. Avanços conseguidos Embora apresente o déficit descrito, recentes desenvolvimentos ofereceram soluções para problemas recorrentes no setor sucroalcooleiro. Um exemplo clássico de um tipo comercial que solucionou problemas de segurança e performance com redução de perdas em processo é o emprego de válvulas de retenção do tipo disco em substituição aos modelos específicos do tipo quebra vácuo, originalmente fabricadas somente pelos construtores de destilarias. As válvulas do tipo quebra vácuo, utilizadas em todas as colunas de destilação e redes de vapor, eram construídas em bronze ou latão, vulneráveis, portanto, ao ataque corrosivo dos gases e fluidos destilados. De acordo com o engenheiro da Unesp, também haviam problemas de estanqueidade e de emperramento, o que chegou a provocar sérios acidentes com o colapso (murchamento) de colunas de destilação de equipamentos pela impossibilidade de atuação destas válvulas. “O correto emprego das válvulas de retenção do tipo disco, construídas integralmente em aço inoxidável, sem partes móveis internas como eixos e buchas guias, veio a contribuir grandemente para a segurança dos equipamentos, operacionalidade reduzindo perdas por vazamentos, redução da manutenção e queda de custos de instalação”, acredita o especialista. Outra grande contribuição tecnológica dos fabricantes de válvulas para o setor sucroalcooleiro foi o desenvolvimento e adequação de tipos mais resistentes aos efeitos de corrosão e efeito de abrasão – demanda da exigência de manuseio de efluentes dos sistemas anti-poluentes como lavadores de gases de caldeiras e ou recalques de lodos da decantação de água de lavagem de cana. O desenvolvimento e emprego de novos materiais tiveram uma grande contribuição dos fabricantes de bombas centrífugas. Com isso, verificou-se não somente uso de novos materiais até então não empregados, como também o uso de novos tipos de válvulas ao setor. Assim, nasceu uma nova aplicação de válvulas para o mercado sucroalcooleiro, como os modelos dos tipos Mangote e Diafragma. Surgiram também duas linhas de materiais de revestimento resilientes ou rígidos representado pelos polímeros (Teflon, PVC, Poliuretanos, polipropilenos), elastômeros (borrachas), vidros, resinas cerâmicas, resinas poliméricas termofixas e os materiais metálicos de elevada dureza representados pelos aços ligados tipo NiHard, CD4MCu, aços inoxidáveis da série 4 (AISI 410, AISI 420), aço liga CA6NM, CA40 e outros. Bloqueio de vapor Mesmo com as evoluções, ainda existem várias necessidades de desenvolvimento de válvulas para atendimento de condições até agora carentes de uma boa solução técnica. Polônio cita como exemplo o bloqueio de rede de vapor vegetal, em que são aplicadas as válvulas globo do tipo angulares em quase 100% dos casos. “São válvulas projetadas na década de 40 e 50, de elevadas dimensões, conseqüentemente elevado peso e dificuldade de manuseio, que ainda permanecem como alternativa quase que exclusiva. Isto é incrível”. Ainda de acordo com o engenheiro, estas válvulas apresentam problemas de qualidade dimensional, estabilidade no eixo de acionamento, susceptíveis a corrosão do corpo pelos vapores, e falta de garantia da estanqueidade. “Com certeza a solução do emprego de válvulas angulares de longe não atende as condições de operação e o seu uso se faz por pura falta de opção técnica”. Para suprir esta necessidade, a SMV lançou recentemente a Válvula Borboleta “Steam Seal”, tipo bi-excêntrica, desenvolvida especialmente para controle ou bloqueio de grandes volumes de vapor de escape e vegetal. A empresa recomenda utilização como válvula de segurança em pré-evaporadores. Segundo o diretor comercial da SMV, Erfides Bortolazzo, o equipamento foi desenvolvido para atender uma demanda de mercado do setor sucroalcooleiro. “Como a competitividade e a eficiência são muito importantes nas usinas, hoje se procura fazer a limpeza destes equipamentos sem interromper a atividade da usina. Essa válvula consegue proporcionar ao pessoal que entra no equipamento segurança suficiente para que o vapor não os queime”. Polônio acredita que as válvulas borboletas serão uma tendência de aplicação no setor. Baseia o raciocínio nas grandes vantagens que a forma construtiva pode apresentar em relação aos tipos concorrentes (válvulas tipo globo angulares). “Permitem elevada vazão com reduzida perda de carga, de fácil instalação em função de seu baixo peso, de dimensões reduzidas e sua natureza se adequada às condições de suportar as pressões impostas pelo processo”. A Durcon-Vice também está divulgando uma linha de válvulas bi e tri excêntrica para bloqueio e controle em linhas de processo de líquidos, vapor d’água e gases. Segundo o diretor comercial da empresa, Luiz Henrique Amaral, este tipo é usado pela Petrobras na Usina Nuclear de Angra dos Reis. No setor sucroalcooleiro, o modelo é pouco utilizado, mas a Durcon-Vice fechou recentemente um negócio, avaliado em R$ 1 milhão, que prevê o fornecimento de 10 unidades para uma grande usina instalada no interior de São Paulo, na região de Ribeirão Preto. “São muitas vantagens proporcionadas ao processo, além de manutenção zero e muitos anos de vida útil” Outras necessidades O esforço dos fabricantes de válvulas está longe de terminar, ainda existes muitas necessidades carentes de soluções. Uma delas é o desenvolvimento de válvulas de alívio de segurança para grandes vazões a baixas pressões, porque as exigências de segurança governamental obrigarão o enquadramento deste item integralmente a norma regulamentadora NR 13. Além disso, os pontos mais críticos nas usinas são a estanqueidade e garantia de performance para o período completo de uma safra. “Quem de nós, atuantes nas usinas atualmente, não presenciou a inevitável e absurda necessidade de paralisação total do sistema produtivo de uma indústria, pelo simples e primário motivo de reparo em apenas uma válvula entre as milhares existentes em algumas unidades de médio e grande porte?”, questiona Polônio. O engenheiro ressalta que é comum observar em pleno período de seca, com elevada riqueza de sacarose na cana com disponibilidade abundante para moagem, a usina ter a pressão de vapor “zerado” nas redes para um reparo de uma válvula que não veda totalmente - para a realização da limpeza de um evaporador e ou eliminação de vazamentos em uma coluna de destilação. Para solucionar alguns destes problemas, o setor começa a se interessar por um tipo de válvula com uso incipiente na indústria canavieira, as do tipo macho, utilizadas principalmente nos segmentos petroquímico, petrolífero, químico e siderúrgico. |
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| Especialistas garantem que as válvulas macho evoluíram
muito tecnologicamente e foram as precursoras de outros tipos como
as do modelo esférica – o principal avanço apontado foi vedação do
macho com o cabeçote e a aplicação de novos materiais de engenharia.
A válvula macho é de montagem simples: corpo monobloco, macho monobloco e alavanca. A principal vantagem, aponta o coordenador de vendas da AZ Armaturen, Luís Fernando dos Santos, é a característica ‘sem espaço morto’. “No momento do bloqueio da válvula, não há possibilidade de o fluido se dissipar ou se alongar em qualquer espaço da válvula”, defende. De acordo com Santos, o tipo macho foi a alternativa encontrada pela Usina São João de Araras para solucionar um problema freqüente no pré-evaporador de película fina, em que a limpeza com ácido clorídrico atacava o obturador – a usina optou por uma válvula revestida com teflon. Outros modelos estão implantados nas usinas São Luiz (Dedini) e Barra. Polônio acredita que o uso das válvulas macho deve aumentar no setor. Para ele, o tipo possui espaço reservado e garantido nos processos industriais. “Suas vantagens incomparáveis são basicamente listadas como: adequadas para contato com fluídos de alta viscosidade, fluídos com sólidos insolúveis em suspensão, fluídos cristalizáveis, fluidos extremamente abrasivos e corrosivos, possuem alto grau de linearidade implicando em estabilidade em controle de processos, estanqueidade e robustez”. |
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