Você sabe que não existe processo industrial ideal. A presença de atrito, materiais não ideais, ambientes não controlados, entre outros fatores, fazem com que uma parcela significativa de energia, como o calor, seja sempre perdida para o ambiente.
Mas, e aí? Devemos apenas aceitar o fato de que fornos, caldeiras, compressores, sistemas de refrigeração, e outros equipamentos e sistemas vão sofrer a perda de energia?
A resposta é: não. Embora seja inevitável a perda de calor, o desperdício de energia pode ser reduzido por meio de técnicas relacionadas à engenharia, trazendo à tona o assunto da recuperação de calor residual.
Gostaria de saber quais as técnicas utilizadas e como a energia aproveitada pode ser utilizada? Se sim, permaneça neste texto e descubra como melhorar a eficiência operacional da sua indústria.
Da perda térmica à oportunidade de negócio
É um cenário de grandes oportunidades reduzir custos relacionados a perdas sem necessariamente aumentar a capacidade produtiva ou substituir equipamentos.
Mas, o que vai ditar o potencial de recuperação, serão os parâmetros como temperatura, vazão, composição dos gases, regime de operação e distância entre a fonte de calor e o ponto de consumo.
Desta forma, é primordial identificar os principais pontos de perda energética, a fim de analisar quais dos processos apresentam oportunidades e condições que sejam favoráveis ao reaproveitamento.
E quais as decisões impactam neste momento?
- Economia anual;
- Custos de instalação e manutenção;
- Impacto sobre a produção;
- Tempo de payback;
- Indicadores como consumo específico de energia por unidade produzida, eficiência térmica e payback ajudam a comparar alternativas e priorizar projetos.
Como transformar calor residual em economia industrial
A escolha do modelo de recuperação de energia térmica depende especialmente das características do processo e do uso que se pretende dar ao calor recuperado.
1. Trocadores de calor para pré-aquecimento
O uso de pré-aquecedores é um dos modelos de recuperação de energia térmica mais utilizados e conhecidos.
Este método se baseia no reaproveitamento do calor de fluidos de saída de processo, de forma que ocorra a transferência da energia térmica de um fluido quente (após seu uso no processo) para outro mais frio (que vai adentrar o processo), de forma indireta (sem necessariamente misturá-los)
Desta maneira, há redução da energia necessária para aquecer a água que vai para o processo.
“E onde podemos observar a aplicação dessa ideia?”
E processos químicos e alimentícios aplicam o mesmo método, utilizando fluxo de de calor de saída de processo para pré-aquecer matérias-primas prestes a adentrar na linha de produção.
Mas, atenção! A eficiência deste método depende diretamente de variáveis como: diferença de temperatura entre fluidos, vazões e características construtivas do equipamento.
2. Economizadores e recuperação de calor em caldeiras
Os economizadores são equipamentos (também são trocadores de calor) que exercem a função de aproveitar a energia dos gases de combustão e aquecer a água de alimentação da caldeira.
Desta maneira, é possível reduzir a diferença de temperatura que o queimador necessita para queimar o combustível para produzir a mesma quantidade de vapor.
Além disso, há equipamentos chamados “pré-aquecedores de ar de combustão” que são aplicados para aproveitar o calor dos gases de exaustão, de forma que o ar que será utilizado na próxima queima seja pré-aquecido, contribuindo para melhorar a eficiência do sistema.
3. Bombas de calor industriais
“O que fazer quando o calor residual disponível está em temperaturas relativamente baixas?”
Para este caso, utiliza-se bombas de calor industriais, as quais transferem energia térmica de uma fonte fria para uma aplicação que exige temperatura mais elevada.
É claro que há um custo para isso, e neste caso é o consumo de eletricidade.
Então, imagine uma indústria que descarrega água morna e precisa de água quente para uma etapa de lavagem.
Se há viabilidade em função da diferença entre a temperatura da fonte e a exigida pelo processo, pode-se utilizar a bomba de calor para elevar a temperatura dessa água e reduzir a necessidade de aquecimento convencional.
4. Cogeração e geração de eletricidade
A cogeração combina a produção de eletricidade ou energia mecânica com aproveitamento útil do calor gerado. Ela não é aplicável a qualquer fonte de calor residual, mas melhora o aproveitamento global da energia em instalações, especialmente aquelas com demandas térmicas e elétricas.
Contudo, esses projetos exigem investimentos maiores e estudos específicos de viabilidade de investimento.
Considerações finais
A recuperação de calor residual se baseia na transformação de parte da energia que seria descartada em energia útil para a produção.
Cada método descrito aqui deve ser selecionado segundo as condições que o ambiente oferece, além das características da instalação.
Para todos os casos, identifique demandas térmicas compatíveis e calcule os benefícios econômicos antes de investir.
