Segundo a Air Products, multinacional do setor de gases, enriquecimento do ar de combustão com O2 no processo de produção é um dos mais buscados pelo setor de construção, que vive momento de expansão no mercado brasileiro, bem como o uso do nitrogênio por razões de segurança nas fábricas e para resfriamento de concreto
Por: Bruna Nunes
São Paulo, julho de 2021. O setor da construção civil no Brasil teve o maior crescimento em oito anos segundo *dados da Câmara Brasileira da Industria da Construção (Cbic). Outro dado, da *Associação Brasileira de Materiais de Construção (Abramat), aponta que os 22 segmentos que compõem o setor tiveram expansão real de mais de 24%, no último semestre. A projeção de crescimento para o setor foi revisada pela Fundação Getúlio Vargas (FGV) e passou de 4% para 8%.
São boas notícias, portanto, para o segmento de cimento, material fundamental para a construção civil, cuja produção, por sua vez, está ligada à indústria de gases industriais, que fornece oxigênio e nitrogênio a fim de tornar todo o processo produtivo, seguro e sustentável.
A aplicação do oxigênio pela indústria de cimento ocorre, no estágio inicial. A matéria-prima, composta de calcário, argila e outros materiais, é misturada lentamente a altas temperaturas (em torno de 1450 ºC) e para isso são utilizados grandes fornos rotativos com queimadores e câmaras de pré-calcinação, que queimam combustíveis na presença de ar, composto majoritariamente por nitrogênio e por apenas 21% de oxigênio, o elemento comburente.
O segredo para a maior produtividade desse processo é, portanto, a adição de oxigênio puro ao ar de combustão, elemento que aumenta a temperatura da chama da combustão e também possibilita queimar maiores quantidades de combustíveis alternativos, como pneus e blends, em substituição ao coque, (carvão mineral), gerando redução de custos com combustíveis.
“Quando aumentamos a concentração de oxigênio nos processos de combustão, a temperatura da chama se eleva, o que gera mais calor, possibilitando aumento de produção. O aumento do % de oxigênio no ar de combustão possibilita também a queima de maior quantidade de combustíveis com menor poder calorífico, como resíduos descartados por outras empresas, que iriam parar em aterros. Com a utilização de ar enriquecido se consegue obter aumentos de mais de 100% na quantidade de combustíveis alternativos queimados, em substituição ao coque, combustível não-renovável, o que torna a operação mais benéfica ao meio ambiente”, explica Fábio Mimessi, Engenheiro de Aplicações Especialista da Air Products Brasil.
Outro gás muito usado na produção de cimento, por razões de segurança, é o nitrogênio, diretamente aplicado nos silos em que o coque é armazenado. “Por se tratar de um produto combustível e que gera grande quantidade de particulados (poeira de carvão), os silos de carvão são atmosferas explosivas, com altos riscos de incêndios e explosões”, explica Mimessi.
Assim, o processo de inertização ou blanketing de silos de carvão aplicado pela Air Products consiste em trocar o ar que está no silo, que gera atmosfera explosiva devido à presença de oxigênio, por uma atmosfera de nitrogênio gasoso, gás inerte e que não reage nem possibilita a queima.
Além de manter a segurança, o nitrogênio é usado para o resfriamento rápido do concreto, em obras de médio e grande porte, que podem precisar que o concreto atinja temperatura entre 15 ºC e 25 ºC a fim de evitar trincas e fissuras na produção de blocos. O resfriamento é feito por meio de injeção de nitrogênio líquido à temperatura de – 196º Celsius, no caminhão-betoneira ou na esteira de alimentação, que vai do silo até o caminhão.
“Por ter uma temperatura tão baixa, o nitrogênio líquido resfria o concreto muito mais rápido, reduzindo em mais de 50% o tempo de preparação do concreto e gerando economia para a empreiteira. Em locais com temperatura ambiente acima de 30º a 32º C, o ganho é ainda mais notável, já que é muito difícil ou quase impossível se fazer o resfriamento adequado com gelo ou água gelada, devido às limitações destes produtos em termos de capacidade de resfriamento. Nestes casos, o uso de nitrogênio líquido é a única maneira de se conseguir baixas temperaturas no concreto, em pouco tempo e com viabilidade econômica”, finaliza Mimessi.