MANUAL DE EFICINCIA ENERGTICANA INDSTRIA DE CERMICA VERMELHA

Rio de Janeiro - BrasilAbril - 2013

PROGRAMA DE EFICINCIA ENERGTICA NA INDSTRIA DE CERMICA VERMELHA DA AMRICA LATINA VISANDO MITIGAR A MUDANA CLIMTICA EELA

| Instituio Executora

Ministrio da Cincia, Tecnologia e Inovao (MCTI)Ministro: Marco Antnio Raupp

Instituto Nacional de Tecnologia (INT)Diretor Geral: Domingos Manfredi Naveiro

Coordenao de Tecnologias AplicadasCoordenador: Antonio Souto de Siqueira Filho

Diviso de EnergiaChefe: Maurcio Francisco Henriques Jnior

Programa de Eficincia Energtica na Indstria de Cermica Vermelha - Projeto EELACoordenador: Joaquim Augusto Pinto Rodrigues

| Co-execuo

Fundao de Cincia, Aplicaes e Tecnologias Espaciais (FUNCATE)

| Cooperao Internacional

Agencia Suiza para el Desarrollo y la Cooperacin (COSUDE)Swiss Foundation for Technical Cooperation (Swisscontact)

| Autores

Maurcio F. Henriques Jr.Marcelo Rousseau Valena SchwobJoaquim Augusto Pinto Rodrigues

| Diagramao e Projeto Grfico

Daniele Felipe Parreiras dos SantosMonte de Ideias

Manual de Eficincia Energtica na Indstria de Cermica Vermelha / Maurcio Francisco Henriques Junior et al. Rio de Janeiro: INT/MCTI, 2013. 28 p.

ISBN 978-85-99465-06-6

1. Indstria de Cermica Vermelha, 2. Consumo de energia, 3. Economia de energia.

CDU 620.9

APRESENTAO

O programa Eficincia Energtica na Indstria de Cermica Vermelha (EELA) visa contribuir

no combate s mudanas climticas atravs da reduo de emisses de gases de efeito

estufa (GEE) nas indstrias cermicas da Amrica Latina (AL) e melhorar a qualidade de

vida da populao envolvida.

Este programa financiado pela Agncia Sua de Cooperao Internacional (COSUDE), e

executado pela Swisscontact junto aos seus parceiros em sete pases: Mxico, Colmbia,

Equador, Peru, Bolvia, Argentina e Brasil.

No Brasil, a coordenao do programa est a cargo do Instituto Nacional de Tecnologia (INT),

do Ministrio de Cincia, Tecnologia e Inovao (MCTI), e conta com a parceria de diversos

agentes, dentre os quais: SEBRAE, Servio Florestal Brasileiro (SFB/MMA) e Associao

Nacional da Indstria Cermica (ANICER).

O presente Manual de Eficincia Energtica faz parte de um conjunto de aes e de

instrumentos desenvolvidos, que buscam prover as empresas com informaes para uma

produo mais eficiente energeticamente, mais limpa e sustentvel.

O texto foca basicamente sete blocos principais por meio dos quais possvel conseguir

reduo do consumo de energia nas empresas, a saber: melhoria da combusto,

recuperao de calor, arranjo de peas no interior dos fornos, emprego de resduos em

mistura massa cermica, isolao trmica, emprego de boquilhas de cermica e uso

de fornos mais eficientes. Este conjunto de possibilidades tcnicas, alm de proporcionar

economia de energia trmica na forma de calor, pode gerar tambm melhoria na qualidade

dos produtos e reduo de perdas de produo.

Por fim, no anexo est apresentado o conceito de consumo especfico de energia e um

exemplo que pode ajudar os empresrios a conhecerem melhor as eficincias de seus

processos produtivos e os custos efetivos com energia.

SUMRIO

1. INTRODUO 5

2. EFICINCIA ENERGTICA 6

3. USO EFICIENTE DE ENERGIA 7

3.1. MELHORIA DA COMBUSTO 9

3.1.1 EMPREGO DE VENTILADORES 10

3.1.2 USO DE LENHA PICADA 10

3.2. RECUPERAO DE CALOR 12

3.2.1 RECUPERAO PARA SECADOR 12

3.2.2 RECUPERAO PARA FORNO 13

3.3. ARRANJO DAS PEAS NOS FORNOS 13

3.4. EMPREGO DE RESDUOS NA MASSA CERMICA 14

3.5. MELHORIA DA ISOLAO TRMICA 15

3.6. EMPREGO DE BOQUILHAS DE CERMICA DURA 16

3.7. EMPREGO DE FORNOS MAIS EFICIENTES 17

ANEXO CONSUMO ESPECFICO DE ENERGIA 21

71| INTRODUO

Este manual tem por objetivo fornecer informaes que permitam ao ceramista aplicar

medidas de eficincia energtica, tomando como base alguns estudos desenvolvidos no

mbito do Projeto EELA. Algumas das indicaes tecnolgicas aqui apresentadas visam no

somente proporcionar reduo do consumo de combustveis, mas tambm outros benefcios,

tais como: reduo de custos, aumento de produtividade, reduo de perdas, melhoria da

qualidade de produtos e reduo de emisses de material particulado. Atravs da reduo

do emprego de combustveis, consegue-se tambm uma diminuio da emisso de gases de

efeito estufa que contribuem para o aquecimento global.

O objetivo central, portanto, o de ajudar as empresas a se tornarem mais competitivas

e sustentveis num cenrio futuro de maiores dificuldades na oferta de energia e pela

necessidade de se cuidar ainda mais do meio ambiente.

82| EFICINCIA ENERGTICA

O conceito de eficincia energtica est relacionado ideia de uso otimizado dos recursos

energticos sem alterar a produo da indstria de cermica vermelha, buscando explorar

as possibilidades de reduo do consumo de energia e suas vantagens econmicas e

ambientais, tanto na parte trmica como eltrica.

A eficincia energtica pode abranger desde medidas mais simples e de baixo custo,

at outras bem mais complexas e caras, mas que mesmo assim podem apresentar boa

atratividade econmica. Quanto mais tcnicas, equipamentos e processos eficientes se

empregam, menor ser o consumo e o seu custo.

Para se ter uma ideia do quo eficiente ou no uma indstria se situa, um mtodo muito

comum e simples conhecer o seu consumo especfico de energia, tanto na forma de

combustvel quanto de energia eltrica, e buscar comparar com outras empresas com o

mesmo tipo de produo.

O consumo especfico de energia dado pela relao entre o consumo de energia, por

exemplo, o consumo de lenha, dividido pela produo, conforme apresentado no anexo. Na

verdade, teremos um indicador que poder apontar se estamos trabalhando bem ou mal

com relao ao uso da energia, e quanto potencialmente seria possvel conseguir melhorar

com base num valor definido como ideal.

Assim, sabendo que possvel economizar energia, importante conhecer algumas

alternativas ou opes tecnolgicas, conforme apresentado a seguir.

93| USO EFICIENTE DE ENERGIA

Por vezes, algumas das medidas para o uso eficiente de energia podem parecer primeira

vista algo invivel economicamente. Mas no bem assim. Na verdade, algumas medidas

permitem obter outros ganhos associados que levam a um resultado final muito bom.

Esse o caso, por exemplo, de medidas que podem trazer, alm da economia de energia,

aumento de produtividade e reduo de perdas, aumento da produo de peas de

primeira qualidade, produo de artigos de maior valor (por exemplo: lajotas), aumento de

produo etc. Ou seja, esses ganhos tambm devem ser contabilizados quando se investiga

a possibilidade de implantar algumas aes e projetos de eficincia energtica. De qualquer

forma, a implementao de projetos e modificaes numa empresa deve ser precedida de

uma avaliao cuidadosa.

No caso dos fornos, o calor produzido na combusto se distribui para vrios pontos, mas

somente uma parcela utilizada pelos produtos cermicos. Uma parcela maior perdida

nos gases de combusto (fumaa) que saem do forno, outra parte fica armazenada nas

paredes e teto ou abbada, outra fica retida nos prprios produtos queimados. Estes itens

so considerados perdas de calor, conforme ilustrado na figura a seguir.

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1. Fornecimento de calor/queima de combustvel

2. Perda de calor nos gases de combusto/chamin

3. Perdas em aberturas e frestas

4. Perdas atravs de paredes e teto/abbada

5. Calor acumulado nas paredes do forno

6. Calor acumulado nas peas produzidas

7. Calor til absorvido pelas peas no cozimento

Portanto, o ideal que se possa trabalhar usando a menor quantidade de energia possvel,

o que pode ser conseguido destinando-se uma menor quantidade de calor para estes itens

que constituem perdas ou, alternativamente, buscar algum tipo de recuperao para uso no

processo, como, por exemplo, na secagem.

A queima no forno a principal etapa do processo de fabricao de produtos cermicos

em termos energticos, envolvendo, em geral, mais de 95% de toda a energia trmica

demandada pela empresa. Os 5% restantes referem-se secagem naquelas empresas que

fazem uso deste processo.

A seguir esto apresentadas sete possibilidades tcnicas que geralmente trazem boa

economia de energia.

11

3.1. MELHORIA DA COMBUSTO

Para se ter uma boa operao em um forno

e produtos com qualidade, importante

ter uma boa combusto. Esse processo

transforma a energia qumica do combustvel

em calor que, por sua vez, transmitido para

a carga processada (telhas, blocos e lajotas).

Uma boa combusto exige uma srie de cuidados, mas deve partir de um correto

dimensionamento das fornalhas ou cmaras de combusto (volume e forma da cmara de

acordo com o tipo de combustvel e carga a ser processada). Por exemplo, uma cmara de

combusto muito pequena, alimentada com muita lenha, pode no receber ar suficiente para

uma boa queima, e assim gerar muita fuligem e desperdcio de energia.

Portanto, cada tipo de combustvel (lenha, leo ou gs) deveria implicar numa fornalha

especfica para se conseguir uma combusto bem conduzida e equilibrada (sem desperdcio

e sem fuligem).

O controle da queima tambm deve ser

feito, e o ideal seria realiz-lo atravs do

monitoramento da quantidade de ar presente

na combusto. Isto pode ser feito com testes

do teor de CO2 (gs carbnico) ou de O2

(oxignio). Mas como esse controle difcil

no dia a dia, o ideal que se tenha uma

alimentao contnua de combustvel e observar a intensidade da radiao das chamas, e se

h ou no produo de fuligem na chamin. Fuligem excessiva representa m combusto e

perda de energia. A alimentao contnua reduz as flutuaes na combusto e garante um

melhor aproveitamento do calor produzido na queima.

12

Alm do correto dimensionamento das cmaras de combusto, do controle de combusto e

da alimentao mais contnua possvel, o emprego de ventiladores e o uso de lenha picada

ou serragem pode ajudar bastante.

3.1.1 EMPREGO DE VENTILADORES

O controle da combusto nos fornos

e fornalhas atravs do sopro de ar de

combusto por meio de ventiladores,

quando bem dimensionados e operados,

pode permitir reduo do tempo de queima

e do consumo de combustvel da ordem de

15%, assim como melhoria da qualidade do

produto atravs do adequado fornecimento de calor carga do forno.

Esta soluo pode reduzir os problemas frequentes de m distribuio do calor em fornos,

evitando a queima com chama de cor amarelada, o que indica combusto ineficiente.

Evidentemente ocorre um consumo de eletricidade nos ventiladores, mas que geralmente

pode ser compensado pela economia de lenha.

3.1.2 USO DE LENHA PICADA

A forma da lenha ou do resduo de biomassa empregada (troncos, galhos, cavacos, p

etc.) como combustvel interfere muito no processo de combusto. Quanto mais subdividido

o combustvel (na forma de cavacos, chips ou briquetes), mais fcil se torna sua queima e

menor a demanda de ar de combusto. E quanto menor a quantidade de ar de combusto

(atendendo limites mnimos), menor ser a perda de calor nos gases de combusto na

chamin e mais econmico ser o processo.

13

Da mesma forma, a presena de gua no

combustvel tambm prejudica o processo de

combusto. Quanto mais subdividida a forma

do combustvel, mais fcil e rpida se torna

a perda da umidade presente que dificultaria

a queima ao roubar calor da combusto.

Assim, quando a lenha picada, reduz-se de

imediato o percentual de gua na combusto,

como tambm fica diminuda a demanda de ar para a queima do referido combustvel,

resultando em imediata diminuio da perda de calor no processo de combusto.

Uma terceira vantagem refere-se ao controle da combusto e da temperatura no interior do

forno, que se torna possvel por se empregar um produto (lenha) padronizado e homogneo,

quando picado.

O emprego de lenha picada pode proporcionar economias de combustvel de at 20%.

lenha em toras

excesso de ar 90%

lenha picada

800oCCO2 (10,5%)

800oC CO2 (14%)

excesso de ar 40%

reduo do consumo de lenha de 19%

14

3.2. RECUPERAO DE CALOR

Os fornos para produo de artigos de cermica vermelha, mesmo os melhores, geralmente

tm perdas de calor da ordem de 30 a 60% atravs dos gases de exausto, assim como

na etapa de resfriamento. Portanto, trata-se de uma parcela muito elevada e que pode ser

aproveitada em muitas situaes.

As recuperaes tpicas possveis so para uso em estufas ou secadores ou no pr-

aquecimento de carga a ser queimada. Cada tipo de forno ir possibilitar um ou outro tipo

de aproveitamento, permitindo economias entre 15 e 30%.

3.2.1 RECUPERAO PARA SECADOR

A recuperao de calor em fornos

cermicos para secagem de peas uma

prtica j bastante usual. Vrios tipos

de fornos permitem a recuperao de ar

quente na fase de resfriamento para uso

na estufa de secagem.

Esse procedimento se faz com o insuflamento de ar frio atravs das portas na cmara j

queimada do forno, e o ar quente retirado atravs de dutos com a ajuda de exaustor.

O desafio maior neste tipo de iniciativa conjugar a operao contnua de um secador com a

operao, em geral, descontnua dos fornos. A forma de se fazer isso complementando o

calor necessrio na estufa atravs da instalao de fornalha auxiliar.

15

3.2.2 RECUPERAO PARA FORNO

Este processo utilizado em alguns tipos de

fornos onde possvel interligar as cmaras ou

os prprios fornos. Assim, possvel fazer o

pr-aquecimento dos produtos de uma cmara

que ainda ser queimada com o aproveitamento

dos gases quentes de uma cmara que est

sendo queimada. A recuperao de calor pode

ser feita em fornos Paulistinha, Hoffmann, Cedan e em outros fornos tipo cmara.

Nos fornos intermitentes (por bateladas), por exemplo, do tipo redondo/abbada, deve-

se ter o cuidado para no interferir negativamente na queima do forno que est sendo

queimado, onde o controle de temperatura deve seguir bem monitorado.

3.3. ARRANJO DAS PEAS NOS FORNOS

A disposio das peas cermicas no interior dos fornos de grande importncia no

somente para uma boa eficincia da queima, como tambm para se conseguir maior

proporo de produtos de primeira qualidade e mais uniformes.

Forno 1

Ar quente p/ estufa

Chamin

Forno 2

Recuperao de Gases Quentes

Vlvula gaveta

Vlvula gaveta

Vlvula gaveta

16

Os produtos devem ser acomodados e alinhados de forma a permitir uma boa circulao dos

gases quentes de combusto entre as peas cermicas, de modo a tornar mais homognea

a troca de calor com a carga do forno, atingindo a correta temperatura de queima e o tempo

necessrio para sinterizao.

A reduo de consumo energtico e tempo de operao pode ser da ordem de 5%, e o aumento

das peas de primeira qualidade pode ser ainda maior, lembrando que esse procedimento no

apresenta custo de investimento, apenas uma mudana de mtodo ou de rotina.

Obs.: estudo realizado em parceria com SEBRAE-RN e o CEPIS.

3.4. EMPREGO DE RESDUOS NA MASSA CERMICA

possvel aproveitar diversos resduos agrcolas e industriais na produo de artigos de

cermica vermelha. Estes resduos so: finos de carvo, coque de petrleo, turfa, borra de

leo e outros. Estes materiais so empregados misturados massa cermica em propores

entre 1 a 5% em peso, dependendo do tipo de resduo. No caso da fabricao de telhas,

esse procedimento no se aplica, pois geralmente ocorre um aumento da porosidade da

pea cermica e da absoro de gua.

Arranjo proposto com espaos para a passagem dos

gases quentes

Arranjo tradicional de telhas sempre na mesma posio

(compactadas) e sem espaos para a passagem

dos gases quentes

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A economia de combustvel proporcionada pode variar entre 10 e 15%, alm do que a

qualidade do produto pode melhorar acentuadamente, em especial a resistncia mecnica.

Pode haver tambm economia de energia eltrica na extrusora/maromba, pois a mistura da

argila se torna mais plstica.

3.5. MELHORIA DA ISOLAO TRMICA

A eficincia dos fornos pode ser ampliada com o emprego de sistemas adequados de isolao

trmica, buscando reduzir as perdas de calor por radiao e conveco nas paredes e no

teto do forno. Estas perdas podem atingir percentuais de at 30% da energia trmica total

fornecida ao equipamento atravs da queima de combustvel.

A isolao trmica conseguida com o emprego de camadas externas de tijolos isolantes

aps as camadas internas de refratrios. Mantas e coberturas de fibra cermica tambm

podem ser empregadas internamente em alguns fornos, principalmente naqueles onde no

h contato fsico com empregados e materiais.

Por fim, o dimensionamento adequado de paredes e a perfeita vedao das portas e

fornalhas tambm contribuem para uma maior economia de energia.

A economia obtida pelo uso de material isolante apropriado bastante varivel, mas pode

representar entre 5 a 12% do consumo de combustvel.

Argila (95%)

gua

Extrusora

Finos de carvo (5%)

Boquilha

Corte Secagem

Forno

Reduo de 10 a 15% do consumo de lenha

Reduo de 3% na potncia eltrica

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3.6. EMPREGO DE BOQUILHAS DE CERMICA DURA

Ao longo do tempo, o perfil de extruso (em ao) na maromba vai se desgastando com o atrito

com a slica da argila, o que promove um aumento no perfil da pea. Com isso, ocorre um

gradativo aumento do consumo de argila (peas mais pesadas ao longo do tempo), e tambm

do consumo de energia eltrica no motor da maromba e de calor em estufas e fornos.

Outro ponto negativo que o desgaste acentuado das boquilhas tradicionais em ao causa

a alterao das dimenses dos produtos, deixando-os fora de especificao tcnica. Alm

disso, a troca do perfil exige a interrupo do processo produtivo, o que traz aumento de

custo para a empresa.

Portanto, reduzir a frequncia de interrupes e as perdas indicadas acima se faz muito

importante. E isso pode ser obtido com o emprego de perfis de cermica dura (alumina-

zircnia), que sofrem menor desgaste, permitindo assim produzir por mais tempo dentro

dos padres tcnicos, alm de economizar energia. Fonte: Duracer

19

3.7. EMPREGO DE FORNOS MAIS EFICIENTES

Diversas tecnologias de fornos esto presentes na indstria de cermica vermelha. Muitas

delas, desde o tempo do Brasil colonial, caso dos fornos dos tipos caieira, campanha e

caipira, cujos ndices de consumo energtico especfico so extremamente elevados (de

1.000 a 1.500 kcal/kg), indicando baixa eficincia energtica (de 15 a 25%). Ou seja, hoje

ainda operam fornos em que as perdas de calor representam de 75 a 85% da energia total

fornecida pelo combustvel.

Vale lembrar que alguns fornos podem parecer ter menor consumo especfico de lenha, mas

isso no exato em funo do percentual varivel entre a produo de peas de primeira e de

segunda qualidade (ou de peas sem atender normas de qualidade).

Em muitos plos de produo so operados fornos intermitentes (por bateladas), mas de

nvel tecnolgico melhor, caso dos fornos paulistinha e abbada (redondo), em que os

valores de consumo energtico especfico se encontram na faixa de 700 a 1.000 kcal/

kg (eficincia trmica entre 25 e 35%). Na categoria logo acima, se encontram os fornos

semi-contnuos, como os do tipo Hoffman, Federico, Cedan e outras adaptaes destes, com

consumo energtico especfico entre 450 e 700 kcal/kg e eficincia trmica entre 35 e 55%.

E no topo dos mais eficientes, encontram-se os fornos do tipo contnuo (tipo tnel), com

valores de consumo energtico especfico entre 350 e 450 kcal/kg e eficincia energtica

entre 55 e 70%.

As vantagens de alguns fornos, entretanto, no se restringem somente ao uso de energia.

Vrios tipos permitem obter maior parcela de produtos de primeira qualidade e menores

perdas de produo, conforme indicado na tabela a seguir.

20

As emisses atmosfricas tambm passam a constituir um tema importante a ser considerado,

em particular as de material particulado (fuligem). Os rgos de meio ambiente dos estados

vm atuando cada vez mais no controle

de tais emisses, seguindo resoluo do

CONAMA do Governo Federal. As emisses

de fornos cermicos precisam atender a

limites mximos, como tambm precisam

ser monitoradas periodicamente atravs de

servios especializados.

Alguns fornos no tm como atender estes requisitos, como os dos tipos caipira e caieira, que no

tm chamins. Mesmo com chamins, alguns tipos de fornos emitem muita fuligem, principalmente

quando alimentados com lenha, pela falta de

ar de combusto nas fornalhas. Para atenuar

ou resolver esse problema, uma medida que

pode ajudar o emprego de lenha picada

com alimentadores contnuos, o que vai

atenuar a falta de ar de combusto, reduzindo

a ocorrncia de fuligem. Tambm possvel

Te, Ti e La: telha, tijolo e lajota

Forno Caipira

Forno Abbada ou Redondo

Caracterstica / Forno

Caipira Abbada redondo

Cmaras Hoffmann Cedan Tnel

Capacidade por queima (milheiros)

23-40 60-110 35/cmara 30/cmara 28-29/cmara 100-130 t/d ia

Produtos Te / T i Te / T i / La Te / T i / La Te / T i / La / B l Te / T i / La / B l Te / T i / La / B l

Produtos de 1 qualidade (%)

15-25 65-80 80 80 80 > 95

Perdas de produo (%)

10-20 ~2 ~2 ~1 ~1

21

acoplar nesses fornos sistemas de lavagem

de gases.

Fornos contnuos ou semi-contnuos

tendem a emitir menor quantidade de

fuligem, dada a arquitetura interna, onde

h obstculos e mudanas de direo dos

gases de combusto, e condies para

que o material particulado fique depositado internamente, deixando de atingir as chamins.

Evidentemente, o material depositado dever ser retirado de tempos em tempos dos canais

internos dos fornos.

Forno Cedan

Forno Hoffman

22Fonte: http://maquinasindustriaismlarsen.blogspot.com.br/

Forno Tnel

23

ANEXO| CONSUMO ESPECFICO DE ENERGIA

O consumo especfico de energia um ndice de grande importncia para a avaliao do

desempenho energtico de uma indstria ou de etapas de seu processo produtivo e mesmo

de seus principais equipamentos. Ele tambm tem importncia na avaliao dos resultados

da implantao de medidas de eficincia energtica (combustvel e eletricidade), permitindo

comparar os resultados antes e depois da aplicao de um novo projeto ou equipamento.

A evoluo dos valores de consumo energtico especfico ao longo do tempo permite

acompanhar o desempenho energtico e compar-lo com o de outras empresas. Estes

valores tambm possibilitam a comparao entre distintas tecnologias, por exemplo,

a dos diversos tipos de fornos cermicos existentes. Para tanto, preciso um correto

estabelecimento destes ndices atravs de medies criteriosas.

O consumo energtico especfico se refere quantidade de energia eltrica ou trmica

consumida para a produo de determinado produto. A seguir, alguns tipos de ndices de

consumo energtico especfico que podem ser estabelecidos na empresa:

Energia trmica:

- Estreo (st) ou metro cbico (m) ou kg de lenha por tonelada (t) de produto final ou por

milheiro (1.000 peas).

Idealmente a unidade de controle deveria ser kcal/t (quilocaloria por tonelada) de produto

final, mas que vai necessitar de converso de unidades, conforme mostrado no exemplo

adiante.

Energia eltrica:

- kWh/t de argila processada ou kWh/t de produto sado do forno ou kWh/t de produto final

(descontando as perdas).

24

Se para a eletricidade temos a medio do consumo mensal (kWh) informado na conta de

fornecimento da concessionria de energia eltrica, para a lenha e outros tipos de biomassa

(resduos agrcolas e industriais) preciso uma avaliao mais cuidadosa.

No caso da biomassa, a sua comercializao se d em st (estreo), unidade que considera

o volume de 1 m, porm com a possibilidade de grandes variaes de massa no referido

volume em funo da variao da forma da lenha (presena de galhos, dimetro mdio). O

contedo energtico tambm influenciado pelo tipo de madeira empregada e da presena

maior ou menor de gua. Assim, a massa de um estreo de lenha pode variar, em geral, de

150 a 400 kg, tornando totalmente impreciso avaliar o consumo energtico especfico de um

processo de produo a partir do volume em st, sendo necessrio convert-la para massa

de combustvel (kg).

Em resumo, deve ser evitado o controle do consumo especfico de energia trmica atravs

do ndice tradicional st ou m de lenha/milheiro de produo, considerando as grandes

variaes possveis de massa de lenha por st ou m, assim como de massa de produto por

milheiro. O ideal seria pesar a lenha consumida (pesagem de amostra) e a produo obtida

(clculo da massa produzida), chegando-se a valores de kg (ou tonelada) de lenha por kg

(ou tonelada) de produo.

Os valores necessrios para o clculo do consumo energtico especfico devem ser confiveis

e medidos com rigor. Alm disso, algumas informaes necessrias podem ser obtidas em

tabelas tcnicas que o ceramista dever dispor, como as apresentadas a seguir.

25

TABELA DE PODER CALORFICO INFERIOR (PCI) DE BIOMASSAS

TABELA DE PODERES CALORFICOS X UMIDADE DA BIOMASSA

Caso no disponha de informaes sobre a massa especfica da lenha ou do resduo de biomassa

(kg/m), o empresrio pode realizar as pesagens na prpria fbrica separando uma parte da

lenha que ir usar (por exemplo, cerca de 3 a 6 metros st ou m).

EXEMPLO DE CLCULO DO CONSUMO ENERGTICO ESPECFICO

Uma empresa produz 1.000 milheiros/ms, sendo 40% de telha (1,1 kg/pea) e 60% de

bloco de vedao (1,8 kg/pea).

Umidade (%) PCI (kcal/kg) 0 4756

10 4221 20 3687 30 3153 40 2619 50 2085 60 1551 70 1016 80 482 90 -

Tipo de Biomassa PCI

(kcal/kg)

Tipo de Biomassa PCI

(kcal/kg)

Lenha (40% de gua) 2.400 Caroo de aa 4.073 Lenha seca (12% de gua) 3.680 Casca de castanha-do-par 4.356

Cavaco de eucalipto 4.300 Casca de babau 5.000 Eucalipto 3.800 Casca castanha de caju 4.700

Pinus 4.000 Jurema preta 3.900 Serragem seca (20% de gua) 3.500 Catingueira 4.450

Briquete de serragem e bagao-de-cana (50/50)

4.430 Angico 4.520

Bagao-de-cana (20% gua) 3.200 Algaroba 3.240 Casca de arroz (12% de gua) 3.300 Poda de cajueiro 2.500

Casca de coco 4.000 Carvo vegetal 7.500

26

Isso significa que a empresa produz 400 milheiros/ms de telha (440 t/ms) e 600 milheiros/

ms de blocos de vedao (1.080 t/ms), resultando numa produo total de 1.520 t/ms.

Ou seja, os percentuais indicam a participao na produo final em massa de 71% de

blocos de vedao e de 29% de telhas.

Se a empresa consome mensalmente 1.000 m de lenha (1,0 m de lenha por milheiro) com

peso especfico de 250 kg/m ou estreo, isso significa que ela demandou no referido ms a

massa de 250.000 kg de lenha (1.000 x 250). Assim, j teramos uma relao de consumo

de 250 t de lenha por 1.520 t de produo, levando ao valor de consumo especfico de

0,164 t de lenha/ t de produto (250.000 1.520).

Se essa lenha apresenta um poder calorfico de 3.000 kcal/kg (ver tabela conforme o tipo

de lenha), isso significa que a empresa demandou 750 milhes de kcal (= 250.000 kg

x 3.000 kcal/kg). Se dividirmos este valor pela produo mensal em kg (1.520.000 kg),

chegaremos ao consumo especfico de energia trmica de 493 kcal/kg, que o valor que

dever servir de referncia para a empresa verificar periodicamente seu desempenho

energtico na parte trmica.

O consumo de lenha do secador, caso exista, pode ser acrescentado ao clculo, tornando o

ndice ainda mais realista e preciso. Assim, se o consumo de lenha na fornalha for de 50 m/ms,

o consumo total de lenha na empresa ser de 1.050 m/ms e, seguindo o raciocnio anterior,

chegaramos a um consumo especfico de energia trmica de 518 kcal/kg. Dessa forma, com

este valor de referncia, a empresa poder a cada semana ou mensalmente acompanhar

o ritmo de consumo de combustvel ou mesmo proceder comparao com concorrentes ou

parceiros.

Outros ndices podero ser estabelecidos, como o referente massa processada de argila

ou produo final a menos das perdas, j que todos eles permitiro uma leitura mais

apurada da operao energtica ao longo do tempo.

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