Conheça os tipos de combustíveis utilizados em caldeiras

Essenciais para diferentes necessidades, os vários  tipos de combustíveis são fundamentais para gerar o calor utilizado nos processos industriais.

Mas você sabia que a variedade desses produtos é muito grande? Eles podem ser líquidos, gasosos e sólidos — e com muitas variações dentro de cada grupo.

Cada possibilidade confere um desempenho específico, tem suas qualidades e aplicações. 

Quer conhecer os principais tipos de combustíveis e suas características? Acompanhe o artigo!

Qual é a importância do combustível em caldeiras?

Os combustíveis são substâncias fundamentais para que a combustão aconteça. Quando queimados, as reações químicas geram calor. 

Ou seja, sua função é fornecer energia química, transformando-a em energia térmica.

Para melhor entendimento, a Australian Academy of Science destaca que esse é um dos três componentes essenciais para a formação do fogo.

No artigo, a academia explica que o fogo é resultado da aplicação de calor suficiente a uma fonte combustível, associada à presença de oxigênio.

À medida que os átomos dessa fonte esquentam, eles começam a vibrar. Liberam gases voláteis que reagem com o oxigênio presente na atmosfera, geram muito calor e impulsionando a reação.

Assim, na presença de combustível e oxigênio suficientes, a reação se tornará autossustentável.

Quando gerado em fornalhas, o calor liberado é reaproveitado em caldeiras, resultando na produção de vapor.

Mas, uma combustão precisa ser muito bem controlada para proporcionar uma eficiência energética satisfatória e gerar um vapor:

• Estável;
• Eficiente;
• Com pressão suficiente e nível estabilizado.

Para isso, ter combustível suficiente e de qualidade é imprescindível. Quais são os tipos? É o que veremos a seguir.

Quais são os tipos de combustíveis utilizados em caldeiras?

Até aqui, você entendeu a real função do combustível. Mas, é importante deixar claro que cada tipo terá um comportamento específico, influenciando no rendimento da caldeira.

De forma geral, tanto o comburente (oxigênio) quanto a fonte de calor pouco mudam. Entretanto, os tipos de combustíveis e suas características variam bastante.

Há três grupos utilizados:

• Sólidos;
• Líquidos;
• Gasosos.

Eles se apresentam em diferentes formas comerciais com seus respectivos padrões de eficiência.

No vídeo abaixo, Rodrigo Lorensetti, engenheiro e diretor da COONTROL explica detalhadamente os tipos de combustíveis e seus respectivos comportamentos. 

Acompanhe os combustíveis mais comuns em cada grupo:

Combustíveis líquidos

O primeiro grupo é representado pelos óleos, que podem ser minerais ou não minerais.

Os combustíveis líquidos minerais são obtidos pelo processo de refino do petróleo, que envolve várias etapas, conforme a Petrobras. São representados pelo diesel e gasolina.

Já os não minerais mais comuns são os álcoois e os óleos vegetais.

Especificamente em caldeiras, os óleos minerais apresentam:

• Alta densidade energética;
• Boa eficiência;
• Fácil armazenamento.

Veja detalhes sobre eles a seguir.

Óleo diesel

Derivado do petróleo, este óleo é constituído quase que totalmente por hidrocarbonetos. 

Nele são encontrados hidrogênio, carbono e pequenas concentrações de oxigênio, enxofre e nitrogênio.

Vale reforçar que, em razão do custo elevado da gasolina no mercado nacional, com uma defasagem de 7%, as indústrias optam pelo óleo diesel na geração de energia em geradores.

Este, mesmo também tendo seu valor elevado, é mais baixo que a gasolina, tem sua adoção estimulada.

Óleo combustível

Produto destilado das frações do petróleo. Sua composição é variável e depende do processo e das misturas feitas nas refinarias.

Ele é bastante utilizado para aquecimento das caldeiras, mesmo tendo um custo maior quando comparado aos elementos gasosos e sólidos.  

Porém, não são renováveis, ou seja, sua queima contribui com a emissão de poluentes atmosféricos na atmosfera.

Combustíveis gasosos

De origem mineral e não mineral, os combustíveis gasosos são boas opções, principalmente pela operação limpa que proporcionam. Por isso, são escolhidos nas indústrias farmacêuticas.

Os tipos mais comuns são:

• Gás Natural;
• Gás GLP (gás liquefeito de petróleo).

Gás natural

Caracterizado por uma mistura de hidrocarbonetos leves que, à temperatura ambiente e pressão atmosférica, permanece no estado gasoso.

Inodoro e incolor, o gás natural oferece uma queima mais limpa. Também apresenta boa eficiência e rendimento térmico na combustão.

Este combustível é flexível, especialmente devido à facilidade de queima e não necessidade de estocagem. Afinal, a indústria estará ligada a uma concessionária fornecedora. Com isso, eliminam-se os riscos de armazenamento.

Gás GLP (Gás Liquefeito de Petróleo) 

Produzido a partir de uma mistura de hidrocarbonetos, o GLP tem características interessantes:

• Alto poder calorífico;
• Baixo impacto ambiental;
• Facilidade de queima e de armazenamento.

Nas indústrias, o GLP é um combustível que pode reduzir os custos durante a queima, além de proporcionar uma operação extremamente limpa.

Porém, a logística deve ser bem gerenciada, principalmente para alimentar os tanques de GLP. Caso contrário, a ausência pode inviabilizar a geração energética por um período.

Combustíveis sólidos

Com alta disponibilidade na natureza, são amplamente utilizados em caldeiras. Eles podem ser:

• Não renováveis: carvão mineral;
• Renováveis: diferentes formas de biomassa.

E, dentre combustíveis sólidos mais comuns e adotados, a biomassa se destaca.

Biomassa

A biomassa é uma fonte de energia renovável que consiste em matéria orgânica vegetal ou animal que pode ser transformada em energia.

Por diversas características, esse combustível sólido é um dos principais representantes da transição energética, principalmente no Brasil. 

Dados da Agência GOV destacam que ela contribui com cerca de 8,55% na matriz energética brasileira.

Atualmente, nosso país conta com 16,7 GW de capacidade instalada, gerados por cerca de 630 usinas que utilizam a biomassa.

Os tipos de combustíveis sólidos são ideais para empresas que focam no desenvolvimento sustentável.

Suas principais características são:

• Renovável;
• Altamente disponível;
• Causa pouco impacto ambiental (ao emitir menos poluentes em queimas otimizadas);
• Possui baixo custo de aquisição;
• Exigem uma operação complexa, principalmente no transporte, armazenagem e alimentação das fornalhas.

Assim, em caldeiras industriais, as biomassas mais utilizadas são: 

• Lenha, caso das toras de madeira;
• Cavaco, são os subprodutos de serrarias e demais subprodutos de madeireiras;
• Briquete, caracterizado por um bloco cilíndrico compacto, de alta densidade, composto por resíduos de madeiras em geral;
• Derivados agroflorestais, tais como o bagaço da cana-de-açúcar;
• Resíduos agrícolas, como casca de arroz, casca de coco verde, casca de amendoim, casca de soja, etc.

Além disso, o custo da tonelada de vapor produzido (componente do custo operacional) é extremamente menor, estimulando sua adoção.

Para otimizar custos é preciso monitorar a queima para alcançar a máxima eficiência energética do gerador de vapor.

Uma boa forma de fazer isso é conhecendo o poder calorífico dos tipos de combustíveis. Esse é um excelente ponto de partida para a otimização. Clique no banner abaixo e conheça o PCI de diferentes opções.

Calcule a eficiência energética da sua caldeira

Na ciência, a eficiência energética é definida como a capacidade de conversão da energia contida no combustível para produzir vapor (energia) suficiente para uma operação.

Assim, cabe à indústria monitorar o uso do combustível, visando a redução do desperdício e o aumento da eficiência.

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