revista trocadores de calor

Trocadores de caloros diferenTes Tipos e um guia para auxiliar nas especificações Técnicas

VálVulas manuais maTeriaisEntenda os diferentes tipos, seu detalhamento, acessórios e aspectos de sua operação. (pág.10)

Ano 1 • Número 5 • 2013

Nesta edição, saiba como essa disciplina atua nos projetos. (pág.36)

enTreVisTa Ildo Sauer, diretor do IEE/USP, relata os problemas ligados aos modelos de exploração da energia no país. [pag.44]

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organizamos esta edição baseados em uma pluralidade de informa-ções que poderá auxiliar EPCistsas a otimizarem o desenvolvimento de suas áreas e projetos. Assim sendo, a revista deste mês traz um exten-

so artigo sobre os tipos de trocadores de calor mais utilizados atualmente, incluindo suas especificações, o projeto do casco e seus arranjos. O artigo contém também um guia para auxiliar na seleção dos troca-dores de calor mais adequados a determinadas apli-cações. Um outro artigo sobre válvulas manuais de-talha as construções e os acessórios deste item, além dos aspectos de seu funcionamento.

A revista traz ainda um texto técnico sobre a aplicação, as características e o manuseio do concreto flexível, mostrando a relação custo/benefício que pode ser obtida com o emprego do material.

A sequência da série de matérias iniciada no começo deste ano para o detalhamento de todas as etapas de implantação de projetos de grande porte aborda as atividades liga-das à área de materiais, uma vez que ela aparece ora incorporada a algumas disciplinas correspondentes, ora como uma disciplina com gerência independente, dependendo da estruturação das empresas.

Na entrevista deste mês, Ildo Sauer, ex-diretor executivo da Petrobras e atual diretor do Instituto de Eletrotécnica e Energia da Universidade de São Paulo (IEE/USP), explica como os atuais modelos de exploração da energia se estabeleceram ao longo dos últimos séculos e aponta os problemas existentes no planejamento energético do país, que, apesar de possuir uma grande riqueza em fontes de energia natural, sofre a ameaça constante dos chamados apagões e “apaguinhos”.

Para Sauer, o país possui recursos e capacidade tecnológica para a geração de com-bustíveis e de energia elétrica a partir de fontes alternativas, mas não faz uso dos instru-mentos que possam realizar de fato uma mudança na organização das áreas de petróleo e gás e do setor elétrico. O diretor do IEE/USP defende: “É preciso nos organizar, de-finir os papéis, reparti-los entre todos os setores, públicos e privados, para cumprir a ta-refa necessária. Do contrário, a sociedade brasileira enfrentará dificuldades crescentes”.

Boa leitura!

ediTorial

O EPCista bem informado

sandra l. WajchmanPublisher

Trocadores de caloros diferenTes Tipos e um guia para auxiliar nas especificações Técnicas

VálVulas manuais maTeriaisEntenda os diferentes tipos, seu detalhamento, acessórios e aspectos de sua operação. (pág.10)

Ano 1 • Número 5 • 2013

Nesta edição, saiba como essa disciplina atua nos projetos. (pág.36)

enTreVisTa Ildo Sauer, diretor do IEE/USP, relata os problemas ligados aos modelos de exploração da energia no país. [pag.44]

A Revista Engeworld é uma publicação mensal e dirigida aos profissionais de projetos da engenharia brasileira

Publisher Sandra L. [email protected]

Editora e Jornalista ResponsávelGabriela Alves (MTB 32.180/SP) [email protected] AlvesColunistasCynthia Chazin Morgensztern,Sérgio Roberto Ribeirode Souza eDaniela Atienza Guimarães

Gerente ComercialAlex MartinTelefone: (11) 5539-1727Celular: (11) [email protected]

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Direção de ArteEstúdio LIA / Vitor Gomes

EngeworldRua Tamoios, 302 - cj 01Jd. Aeroporto / São Paulo - SPCEP: 04630-000www.engeworld.com.br

carTa do leiTor

É muito bom poder ter uma janela de visualização do mercado brasileiro para os engenheiros tupiniquins que vivem em terras estrangeiras e ainda mais feito através de um fácil acesso e com uma linguagem voltada para o nosso setor de Engenharia de Projetos para a Industria de Óleo & Gás e Mineração

Jamim SantosEngenheiro Mecânico / PDGChile, ficando Hatch - Chile

Excelente a nova Revista Engeworld. As empresas de engenharia estavam carente de literatura com uma linguagem simples e direta. Realmente muito boa !! PARABÉNS !!!

André ValérioEngenheiro Mecânico - D&IConsórcio – SPS – TECAB/Cabiúnas – Petrobras

Gostaria de parabenizar a revista! É uma revista de conteúdo técnico, porém expõe de forma objetiva e ilustrativa.

Paula Yamaoka SanchesEngenheira de Controle de ProjetosCNEC WorleyParsons

Mais uma ferramenta de trabalho para o nosso dia a dia. Os assuntos são tratados com objetividade e domínio técnico. A Engenharia do Brasil agradece. A revista trata muito bem, assuntos relacionados a todas as disciplinas. Essa interatividade é fundamental para o sucesso de qualquer projeto.Parabéns pela iniciativa e pela qualidade do trabalho.Desejo muito sucesso a toda equipe!

Diego CunhaEngenheiro de Instrumentação Consórcio Construcap Estrutural - Projectus

Gostaria parabenizá-los pelo excelente e singular trabalho que vocês realizam. Sou recém formada em engenharia mecânica e sinto uma escassez de bons veículos que vinculem notícias relacionadas ao mundo da engenharia.

Patrícia Godoy VicenteEngenheira Mecânica

Gostaria de parabenizar o trabalho de vocês, que para nós engenheiros que estamos especificando os equipamentos é muito importante.

Marcelo KawakamiEngenheiro MecânicoPromon Engenharia – Projeto Vanádio de Maracás

Caro Leitor, a revista engeworLd tem o enorme prazer em esCutá-Lo. para o envio de CrítiCas, sugestões ou eLogios, entre em nosso site www.engeworLd.Com.br e faça o seu Contato.


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notícias

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38 coLUna QUaLiDaDE

40 coLUna sEGURanÇa

42 coLUna RH

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44 EntREVista

tUBULaÇÃo - aRtiGo

MEcÂnica - aRtiGo

ciViL – aRtiGo

soLDaGEM

MatERiais - aRtiGo

Disciplina ou setor de um projeto?

Controle estatístico de processos: alguém se habilita?

Hazard and Operability Studies (HAZOP)

Quebra de paradigmas: como os Recursos Humanos podem trabalhar esse tema?

NR-13 - Caldeiras e Vasos de pressão

O “planejamento” energético brasileiro

váLvuLas manuais: tipos e CaraCterístiCas

troCadores de CaLor

o que é ConCreto fLexíveL?

soLdagem tig

Corrosão em estruturas metáLiCas

Índice


noTÍcias

AssinAdo contrAto pArA construção de módulos dA p-74 e p-76No mês passado a Petrobras assinou dois contratos para a construção de módulos de plantas de produção e processamento de óleo e gás e integração desses módulos nos cascos das unidades dos sistemas flutuantes de produção, ou FPSO, P-74 e P-76, destinados aos campos da Cessão Onerosa, no pré-sal da Bacia de Santos. Os contratos preveem índice de conteúdo local de 65% nos serviços de construção de montagem dos módulos, 65% nos serviços de engenharia de detalhamento, 65% nos serviços de gerenciamento e de 71% para

três novos pArques eólicos forAm inAugurAdos nA BAA Chesf e a Brennand Energia inau-guraram três novos parques eólicos na Bahia, no município de Sento Sé, no alto sertão. Com 40 aerogeradores, os parques Pedra Branca, São Pedro do Lago e Sete Gameleiras têm capacidade para gerar 90 MW. Segundo a Chesf, a energia dos parques está sendo escoada por meio de uma subestação coletora de 34,5/230 kV, uma linha de transmissão de 230 kV e 58 km de extensão, e por meio da conexão na subestação de Sobradinho de 230/500 kV.

cApAcidAde de gerAção de energiA eólicA nos euA chegA A 60 gW O setor eólico nos Estados Unidos encer-rou o ano de 2012 com crescimento de 28%, ultrapassando a marca de 60 GW de capacidade total de geração de energia, a maior do mundo depois da China. De acordo com o relatório anual da Associação Americana de Energia Eólica (AWEA), as novas fontes eólicas representaram 42% de toda a

o fornecimento de materiais. O serviço de instalação e integração dos módulos nos cascos terá 65% de conteúdo local. O prazo contratual total é de 42 meses. A produção do primeiro óleo da P-74 está prevista para o segundo semestre de 2016, e a da P-76, para o segundo semestre de 2017. O FPSO P-74 será a primeira plataforma concluída para a exploração do pré-sal nos campos da Cessão Onerosa, e a P-76, a terceira. Cada plataforma terá capacidade de produzir até 150 mil barris/dia e comprimir 7 milhões m3 de gás natural/dia. A P-74 deverá operar nos campos de Franco 1, e a P-76 nos campos de Franco Sul, na Bacia de Santos.

nova energia disponibilizada no país, o melhor resultado já registrado para o setor. O relatório aponta que, nos EUA, 550 fábricas contribuem com 80 mil empregos diretos na prestação de serviços para o setor eólico. Ainda segundo o relatório, mais de 6.700 turbinas eólicas foram construídas nos EUA em 2012, o suficiente para abastecer 3,5 milhões de residências. Com isso, o país passou a contar com 45.100 turbinas para atender 15,2 milhões de residências.


petroBrAs e senAi/firjAn fechArAm convênio pArA o desenvolvimento de simulAdores virtuAisA Petrobras e o Senai/Firjan assinaram um convênio para o desenvolvimento de simuladores e ambientes virtuais. Serão produzidos 14 novos simuladores de operações a serem utilizados para capacitação de profissionais da indústria de óleo e gás nos próximos cinco anos. O investimento de R$ 83,6 milhões é proveniente da aplicação de recursos associados aos investimentos obrigatórios em Pesquisa e Desenvolvimento (P&D) e em treinamento num montante de 1% do faturamento dos campos que pagam participação especial.

novAs petrolíferAs respondem por 20% dAs exportAções BrAsileirAsAs empresas petroleiras estrangeiras respondem por pelo menos 20% das exportações brasileiras de petróleo. No ano passado, na comparação com 2011, o conjunto dessas com-panhias aumentou em cinco pontos percentuais sua participação no total exportado de óleo bruto pelo Brasil e trouxe US$ 5,5 bilhões para a balança comercial do país. Com a nacional OGX, a exportação das companhias privadas alcançou US$ 5,7 bilhões, considerando a lista de maiores exportadores do país elaborada pelo Ministério do Desenvolvimento, In-dústria e Comércio Exterior (MDIC).Esse resultado é creditado ao aumento da produção de petróleo bruto por parte das estrangeiras, ao mesmo

Os simuladores serão instalados no Núcleo de Treinamento Offshore Nelson Stavale Malheiro, em Benfica, no Rio de Janeiro, onde já existem outros três simuladores. Os novos simuladores buscam acelerar a curva de aprendizado das equipes de operação, de modo a atender à demanda de capacitação decorrente das novas unidades da Petrobras que entrarão em operação até 2020.

tempo em que a Petrobras diminuiu a exportação diária de barris. A partici-pação estrangeira nas exportações deve seguir aumentando nos próximos anos.De acordo com os números contabi-lizados pelo ministério, a Shell foi a empresa que mais exportou em 2012: US$ 1,4 bilhão, valor 34% maior do que no ano anterior. Contudo, quatro empresas no mínimo triplicaram as vendas ao exterior em 2012: Statoil (US$ 1,2 bilhão), Sinochem (US$ 808 milhões), BG Brasil (US$ 667 milhões) e GE Oil (US$ 292 milhões).Mesmo com o aumento, a Petrobras segue sendo a principal exportadora do país. Dos US$ 27,8 bilhões gerados pelas exportações de companhias petrolíferas no ano passado, US$ 22,1 bilhões foram para o caixa da estatal (sem considerar as vendas da Petrobras Distribuidora). O valor foi 3,5%

menor do que o registrado em 2011. O montante embarcado pelas estran-geiras, por outro lado, aumentou 38%, considerando as maiores exportado-ras do setor.O aumento da demanda interna por combustíveis fez a Petrobras utilizar mais petróleo bruto para refino, enfra-quecendo as exportações. Ao mesmo tempo, a produção de barris de petró-leo da estatal passa por um período de estagnação. Por meio da assessoria de imprensa, a empresa informou que a perspectiva deste ano é de “produção diária de 2 milhões de barris por dia, com variação de até 2% para cima ou para baixo”. Ano passado, por exemplo, a empresa produziu 2% a menos de barris de petróleo bruto e aumentou o volume de refino em 4,5%, tomando parte do produto cru antes utilizado para exportação.


Tubulação artigo

Rogério Dias GimenesTécnico em Instrumentação Industrial. Atualmente, cursa o último semestre de Engenharia Elétrica e trabalha como docente no Senai-SP na área de Instrumentação Industrial.

válvulAs mAnuAis: tipos e cArActerísticAs

Nos processos industriais, as válvulas manuais per-mitem o bloqueio total ou a passagem de fluidos para tubulações auxi-

liares, bypasses, tubulações de descarte, tubulações de descarga em tanques auxi-liares de processo ou mesmo em reatores de processo, de acordo com a posição do obturador, que geralmente é manipulado para bloqueio total ou passagem total do fluido. Elas também são largamente utiliza-das para a operação manual das plantas em situações de emergência e falta de energia.

De modo geral elas continuam a ser em-pregadas em larga escala em todo o tipo de

indústria, pois sua utilidade é primordial em diversas situações e em diferentes eta-pas em inúmeros processos industriais.

Tipos de válvulas manuaisAs válvulas manuais são classificadas

em vários tipos, segundo o desenho do corpo e os movimentos do obturador e da haste. Neste artigo, serão destacadas as seis principais válvulas manuais aplicadas em processos, são elas: globo, borboleta, esfera, guilhotina, gaveta e macho.

válvulas do Tipo globoAs válvulas do tipo globo são as mais

utilizadas e possuem corpo e internos, castelo e acionador do tipo volante. O deslocamento de sua haste é linear e é provocado pela manipulação do volante, que é proporcional à abertura da mesma.

As válvulas do tipo globo são indicadas para operar diversos tipos de fluidos nas mais diferentes condições de processo, o que faz com que a resistência e robustez mecânica dos seus itens varie, principal-mente dos flanges, corpo, castelo e inter-nos como, por exemplo, em linhas de va-por numa temperatura média de 300ºC e pressão em torno de 40 bar.

Dependendo da propriedade corrosiva do fluido utilizado como, por exemplo, ácido cloroacético, todos os itens de cons-trução da válvula devem ser fabricados em materiais especiais. As partes metáli-cas devem ser feitas de titânio, e as partes plásticas, de teflon (PTFE).

A válvula do tipo globo é aplicada prin-cipalmente nas indústrias química, petro-química, de geração de energia, óleo e gás, criogenia, siderúrgicas e metalúrgicas. Ela é ideal para gases, vapores, água quente, flui-dos térmicos em geral, óleos térmicos, óleos combustíveis e também aquecidos, fluidos de resfriamento, amônia, água de processo, vácuo e fluidos corrosivos diversos.

Ao mesmo tempo em que ela é a mais utilizada de uma maneira geral, é a que possui a maior diversidade de materiais de construção, fabricantes, tipos especiais, opções e variações.

De acordo com cada aplicação, ela terá um modelo específico para sua função, por isso, é sempre importante verificar todas as características do fluido, sua pres-


são e temperatura de operação, densidade, viscosidade, porcentagem de sólidos em suspensão etc.

O custo/benefício é outro item que deve ser observado, pois, de acordo com cada aplicação, o custo das válvulas do mesmo tipo e dimensões pode variar devido aos materiais empregados na sua fabricação e também de acordo com sua classe de pressão e temperatura.

válvulas do Tipo borboleTa

Basicamente as válvulas do tipo borbo-leta consistem em corpo tipo anel circular, sendo que em seu interior existe um disco entre dois mancais, que faz a função de obtu-rador. A sede da válvula borboleta é a própria parede interna do corpo. O desenho mais comum do seu corpo é o tipo wafer, o qual é fixado à tubulação entre flanges. O desloca-mento da haste é rotativo e provocado pela manipulação de uma alavanca.

A válvula do tipo borboleta possui construções diversificadas e é feita de materiais diferentes. Ela é fabricada em material standard, sem revestimento, mas

provocado geralmente por uma alavanca.A válvula do tipo esfera possui constru-

ção variada quanto aos seus materiais. Seu obturador (do tipo esfera) geralmente é fa-bricado em aço inoxidável, seu corpo pode ser produzido a partir de materiais como bronze ou PVC. Ela é ideal para fluidos químicos e corrosivos, fluidos pastosos, viscosos, fibrosos e sujos.

Essa válvula é aplicada principalmente nas indústrias de papel e celulose, química, petroquímica, óleo e gás, saneamento (tra-tamento de água), fertilizantes, geração de energia, automobilística e irrigação.

Muitas vezes, o alto custo de uma vál-vula esfera não permite sua aplicação em processos mais simples, nos quais o fluido a ser manipulado possui baixa viscosida-de, é limpo, não corrosivo, atóxico e opera dentro de pressões e temperaturas baixas. O investimento em uma válvula do tipo esfera é pago quando ela é aplicada em flui-dos com características anormais como pastas, vapores, fibras, lamas, gases corrosi-vos e líquidos corrosivos, entre outros flui-dos agressivos. Em situações de processo brandas, o custo do seu investimento leva bastante tempo para ser pago.

válvulas do Tipo guilhoTina

A válvula do tipo guilhotina possui uma construção bastante simples, e é

O deslocamento de sua haste e obturador por consequência é rotativo, sendo provocado geralmente por uma alavanca.

também pode ser fabricada com corpo revestido internamente com diversas op-ções de material, incluindo teflon e neopre-ne, assentos tipo composto, metal-elastô-mero ou assento tipo metal-metal e outros.

Essa válvula é aplicada principalmente nas indústrias farmacêutica, alimentícia, de bebidas, têxtil, química, petroquímica, de geração de energia, saneamento (tratamen-to de água, esgoto e efluentes industriais), fertilizantes, siderúrgicas, usinas de açúcar e álcool etc. Esse tipo de válvula também pode ser utilizado na área de utilidades prediais e agricultura como ar-condicionado, linhas de incêndio e irrigação.

Ela é indicada para água de processo, água desmineralizada, água potável, lác-teos, óleos alimentícios, sucos, ácidos, an-tioxidantes, aminas, álcool etílico e anidro, cerveja, mel, refrigerantes, garapa, azeites, glicerina, fermentados, tinturas, esmaltes, solventes, aromáticos, efluentes de todos os tipos, entre outros.

Apesar de a válvula borboleta ser larga-mente empregada nos mais distintos tipos de indústria, ela possui uma limitação que é em relação aos diâmetros inferiores a 2”, nos quais sua aplicação não é recomendada.

Ela também pode ser fabricada com dife-rentes materiais, principalmente, suas partes molhadas, que são a parede interna do cor-po e o disco obturador que, dependendo do fluido, é fabricado em material especial ou revestido como acontece com a parede interna do corpo.

válvulas do Tipo esferaA válvula do tipo esfera é constituída por

um corpo, cujo interior aloja uma esfera oca que atua como obturador, permitindo a passagem do fluxo de forma suave. Ela possui assentos normalmente fabricados em teflon, acoplados aos dois lados da es-fera. O deslocamento de sua haste e obtu-rador por consequência é rotativo, sendo


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formada basicamente por corpo, haste, obturador e volante.

Essa válvula foi originalmente proje-tada para a indústria de papel e celulose, embora hoje em dia sua aplicação tenha atingido outras indústrias como a de mi-

neração, química, de geração de energia, saneamento e usinas de açúcar e álcool. O deslocamento de sua haste é linear e acionado por um volante ou alavanca.

As válvulas do tipo guilhotina po-dem atender aos mais diferentes pro-cessos devido às diversas opções de materiais usados em sua construção e algumas inovações tecnológicas na sua concepção.

Ela é aplicada principalmente nas in-dústrias de papel e celulose, mineração, saneamento (tratamento de água, esgoto e efluentes), química, fertilizantes, ração animal, aglomerados, cimento e deriva-dos, geração de energia, usinas de açúcar e álcool, óleo e gás e petroquímica.

Essa válvula é indicada para polpa de celulose, aparas, polpa de minério, água de processo, álcool anidro, efluentes de

todos os tipos, óleo contaminado, alguns tipos de ácidos e líquidos com alta por-centagem de sólidos em suspensão.

A válvula do tipo guilhotina é tam-bém a mais utilizada em silos verticais de armazenagem de sólidos e granu-lados, encontrados nas indústrias de fertilizantes, cimento e derivados, quí-mica, ração animal, aglomerados e em usinas de açúcar e álcool.

14 | engeworld | março 2013

válvula do Tipo gaveTaAs válvulas do tipo gaveta possuem corpo

e internos, castelo e acionador do tipo vo-lante. O deslocamento de sua haste é linear, acionado por um volante.

As válvulas do tipo gaveta são, de cer-ta forma, uma boa solução para muitos processos. Elas geralmente possuem construções robustas e podem ser fabri-cadas em materiais distintos conforme as características do fluido.

Ela é aplicada principalmente nas indús-trias de saneamento (tratamento de água, es-goto e efluentes), química, fertilizantes, ração animal, cimento e derivados, petroquímicas, siderúrgicas, metalúrgicas e irrigação.

Ela é indicada para água quente, água de processo, efluentes de todos os tipos, condensados, fluidos térmicos, fluidos de resfriamento, fluidos químicos bifásicos, alguns tipos de polpa de minério, fluidos com porcentagem baixa de sólidos em sus-pensão, oleum etc.

Ela possui um ótimo custo/benefício, se especificada corretamente para aplicações industriais em que é aplicada.

válvulas do Tipo machoA válvula do tipo macho é constituída por

um corpo e seus internos, anel de reajusta-gem, tampa com batentes e acionador tipo alavanca. Ela possui deslocamento rotativo e seu interior aloja um obturador do tipo plugue cônico vazado, que depende de um torque de giro reduzido e garante o ajuste da vedação em linha, permitindo a passagem do fluido transversalmente sem gerar perdas de carga e possibilitando a mesma vazão a montante e a jusante da válvula.

Ela possui diversos tipos de construção, acessórios e inúmeras vantagens, tais como corpo monobloco, ausência de espaço mor-to, é livre de manutenção, auto-lubrificada, tem 100% de estanqueidade e permite a fácil montagem de atuadores pneumáticos.

Ideal para vácuo, sistemas de combate a incêndio, gases, vapores, condensados, fluidos pastosos em alta temperatura, apli-cações nas quais a válvula precisa possuir camisa de aquecimento, fluidos químicos, corrosivos, viscosos, fibrosos, sujos com sólidos em suspensão, petróleo bruto, flui-dos multifásicos etc.

Ela é aplicada principalmente nas indús-trias de papel e celulose, química, petroquí-mica, alimentícia, utilidades, óleo e gás, sane-amento (tratamento de água), fertilizantes,

referências [1] senai. Dispositivos de Medição e Controle II / Válvulas de Controle. Senai: Santos, 1990

[1] braY conTrols; aZ armaTuren; floWserve. Catálogos e manuais técnicos de válvulas diversas, s/d.

[1] gimenes. r. d. Válvulas de Controle. In: Revista Mecatrônica Atual, 23, agosto/setembro de 2005, Editora Saber.

geração de energia, mineração e criogenia. Atende a classes de pressão de até 900 # e

a temperaturas em torno de 300ºC.

considerações finaisAs válvulas manuais mencionadas nes-

te artigo são as principais e mais utilizadas dentro da indústria de um modo geral.

Existem muitos outros tipos de válvulas manuais, que também são utilizadas na in-dústria, porém, em menor escala. Essas ou-tras válvulas manuais são empregadas em aplicações residenciais, hospitalares, cientí-ficas, navais, aeronáuticas etc. Muitas delas tornaram-se tradicionais em algumas apli-cações fora do ambiente industrial, uma vez que são aproveitadas e adaptadas para uso específico em outros ambientes.

[2] senai. Elementos Finais de Controle. Senai: Santos, 1999.

[3] marKs. Manual del Ingeniero Mecânico, s/d.


mecÂnica artigo

trocAdores de cAlor

Por Fabio Alessio Romano DionisiDiretor de Engenharia da DuPont

ções dos trocadores de calor vão desde os aparelhos domésticos até os equipamen-tos industriais de grande porte.

Por segurança e confiabilidade, o TEMA e o ASME apresentam normas e prescrições detalhadas para o projeto dos popularmente chamados casco e tubos, mas eles também podem ser classificados

designação descrição do processo de operação

Condensador Realiza a total condensação de um determinado vapor (gases são incondensáveis).Condensador parcial Realiza a condensação parcial de um determinado vapor.Resfriador Faz o resfriamento de uma corrente de processo, por meio do uso de

água de resfriamento ou ar.Resfriador de água gelada Faz o resfriamento de uma corrente de processo, pelo uso de água gelada

(por meio das torres de resfriamento) ou outro meio refrigerante.Vaporizador Vaporizar ou evapora um líquido totalmente ou parcialmente, usando vapor

(steam) ou fluido térmico.Refervedor Fornecer calor a uma coluna de destilação, pela vaporização parcial ou

total do produto de fundo da coluna.Aquecedor Aquecer um determinado fluido pela adição de calor sensível ao mesmo.Gerador de vapor /Caldeira Produz vapor de aquecimento (steam) pela queima de um combustível.Caldeira de recuperação de calor Produz vapor de aquecimento (steam) pelo aproveitamento de uma

corrente de processo sob alta temperatura.Trocador de calor Nome genérico dado a um equipamento de troca térmica, normalmente do

tipo feixe tubular.Evaporador Trocador de calor usado para evaporar um determinado fluido tendo

em vista sua concentração.

quanto aos tipos de fluxo, divididos em contracorrente, cruzado e paralelo.

Trocador conTracorrenTe

Esse tipo de trocador se beneficia de sua superfície de transferência, pois re-quer menor área para um dado serviço e

O permutador de calor é um equipamento no qual dois fluidos com temperaturas diferentes trocam calor através de uma interface

geralmente metálica. Portanto, um fluido cede calor, sob a forma de calor sensível ou latente, para outro mais frio. As aplica-

Especificação dos trocadores de calor


atinge o máximo de recuperação de ca-lor. O limite de temperatura que o fluido frio pode atingir é a temperatura de en-trada do fluido quente, que, para o fluido quente, é a temperatura de entrada do fluido frio. Por essa característica, ele ten-de a ser escolhido por razões econômi-cas. Dependendo do caso, a temperatura final do fluido frio pode ser maior que a temperatura final do fluido quente.

Trocador de fluxo cruZado

Seu design de entrada e saída eco-nomiza espaço, o que é importante em áreas de processo congestionadas. A maneira como os fluxos se cruzam

reduz a possibilidade de obter alta efi-ciência e introduz a formação de zonas frias, nas quais pode ocorrer condensa-ção de vapores e, consequentemente, corrosão. Portanto, é menos eficiente que o contracorrente, mas assim como este, o trocador de fluxo cruzado é de passe simples (tanto para o lado do casco quanto para o lado dos tubos), e é tipicamente usado no interior de du-tos para recuperar o calor contido nos gases de combustão.

Trocadores de fluxo paralelo

Os fluidos quente e frio fluem na mesma direção, ou seja, ambos

O limite de tempe-ratura que o fluido frio pode atingir é a temperatura de entrada do fluido quente, que, para o fluido quente, é a temperatura de en-trada do fluido frio.


entram e saem pelo mesmo lado. O rendimento dos trocadores de fluxo paralelo é menor que o dos demais, uma vez que a temperatura de saída do fluido frio não pode exceder a tempe-ratura de saída do fluido quente, por isso, ele não é considerado quando se deseja apenas recuperar calor.

Ele possui a vantagem de ser utiliza-do com objetivos específicos, como:

• Evitar que a temperatura do metal do trocador de calor atinja o ponto de orvalho dos gases em esfriamento se houver a presença de vapores ácidos nos gases, uma vez que eles podem ser condensados e atacar o equipamento; • Evitar que a temperatura de uma das correntes (streams) ultrapasse um dado limite quando o processo de troca precisa ser mais “gentil” que o do contracorrente;

• Reduzir o efeito de degradação térmica dos produtos durante a troca térmica; • Para evitar que a troca térmica não ultrapasse um dado limite.

os Tipos de Trocadores

1-Trocador feixe tubular (TEMA)A publicação da Associação de Fa-

bricantes de Trocadores Tubulares (TEMA) contém normas e prescri-ções detalhadas para o projeto deste tipo de trocador, cobrindo também os requisitos quanto à segurança dos mesmos. Eles são designados por le-tras quanto ao tipo de casco, tubos e espelhos utilizados. Por exemplo, tipos L, M, N (espelho fixo), tipo W (espelho flutuante), tipos P, S, T (cabeçote flutuante) etc. Os tubos geralmente são feitos de materiais distintos e mais nobres que os do casco. Quando a diferença de tem-peratura é grande entre os extremos, ocorre uma dilatação diferencial entre o feixe tubular e o casco, que pode comprometer a integridade física do equipamento. Para evitar esse tipo de problema, juntas de expansão podem ser instaladas no casco ou podem ser usados trocadores com espelho flu-tuante ou com cabeçote flutuante.

Feixe tubular fixo (L, M, N)Por ser o mais simples de todos, os

feixes tubulares têm baixo custo ini-cial. As vantagens de sua aplicação in-cluem: reduzido perigo de vazamento, uma vez que todas as juntas do casco são eliminadas; diâmetro mínimo de casco (para uma dada área de troca e mesmo número de tubos); o BEM é muito usado para altas pressões no lado do tubo e para altas dilatações

devido às grandes DT (por isso, ele é muito utilizado como refervedor); por serem tubos retos, são fáceis de remover e limpar; o AEL é mais fácil de ser fabricado do que qualquer ou-tra unidade com múltiplos passos.

Dentre os tipos L, M e N, este último costuma ser o mais barato, pois tem menos flanges, menos peças usinadas e utiliza tubos em sua fabricação. Os tipos AEL e NEN (ou CEN) são os que apresentam acesso mais fácil do lado dos tubos. O espelho duplo pode ser necessário para evitar vazamentos cruzados entre o tubo e o casco.

Suas limitações são impossibilidade de limpar mecanicamente o lado do casco; necessidade de realizar flushing para fazer limpeza; o fato de a coloca-ção de baffles ser mais difícil do que nos cascos de feixes removíveis; incre-mento do custo quando o diferencial de temperatura é significativo, devi-do à necessidade de inserir juntas de expansão no casco para compensar a diferença de dilatação entre o casco e o feixe tubular; e o alto custo da mão de obra empregada na usinagem das peças necessárias à sua fabricação.

Trocador tubo “U”O tipo U tem a mais simples construção

mecânica entre os trocadores de calor de feixe removível e, portanto, é o mais barato entre eles. O feixe de tubos U está livre para se expandir no casco e não requer juntas de expansão para alívio por expansão térmica. Outra vantagem é que ele pode ser usado em serviços de alta pressão. Comparado a outros trocadores do tipo feixe tubular, seu número de juntas é reduzido, apresentan-do menos vazamentos.

O tipo BU é muito usado como aque-cedor de tanques do tipo API. Os tipos

O rendimento dos trocadores de fluxo paralelo é menor que o dos demais, uma vez que a temperatura de saída do fluido frio não pode exceder a temperatura de saída do fluido quente, por isso, ele não é considerado quando se deseja apenas recuperar calor.


baioneta e BU são usados como aquece-dores de tanques para sucção de bombas, como, por exemplo, em sistemas de óleo combustível, nos quais a viscosidade é alta em temperatura ambiente e o fluido é aquecido para escoar para a bomba.

Em geral, esse tipo de trocador só é usado para serviços limpos, uma vez que a limpeza da curva U é difícil de ser reali-zada por métodos mecânicos. Seus tubos são de difícil substituição quando ava-riados, além do mais, os trocadores com diâmetros muito grandes têm dificuldade para suportar os tubos. A colocação de baffles é difícil em comparação aos troca-dores de feixe de tubos retos; eles apresen-tam espaços mortos que reduzem a troca, e fluidos com suspensão sólida podem gerar problemas de erosão em suas curvas.

O trocador tubo – U tipo baioneta é uma boa solução para os problemas de expansão térmica, pois seus tubos estão livres para expandir-se ou contrair-se; além do mais, seus tubos são removí-veis, o que facilita sua manutenção e limpeza. Eles são utilizados para aque-cimento das sucções de bombas nos ca-

sos de fluidos viscosos, para diminuição da viscosidade, e sua construção mais comum é do tipo BEU.

Trocador feixe tubular – tampo flutuante

São os tipos P, S e T (W é feixe tubular flutuante), e os mais sofisti-cados dentre os cascos e tubos. Este trocador tem tubos retos presos a es-pelhos localizados em cada uma de suas extremidades. Um desses espe-lhos é livre para se mover, fornecendo a expansão térmica requerida entre os tubos e o casco.

Eles são de fácil limpeza, pois per-mitem acesso no lado do casco, po-dem ter o feixe tubular removido e são muito usados como refervedor. O tipo BES, mais barato que o AES, é empregado em aplicações de altas pressões no lado do tubo, embora o fluido tenha de ser limpo devido ao difícil acesso no lado dos tubos. Já o tipo AES é o mais empregado entre esses trocadores por proporcionar acesso fácil aos tubos e ao casco.

O tipo P é mais caro por demandar peças usinadas e por ser mais pesado. O tipo S é mais barato, pois o casco apre-senta diâmetro menor que os demais desta classe. O tipo T possui um diâ-metro de casco maior que o requerido pelo tipo S. No Tipo S a expansão dos tubos deve ser maior que a do casco; já no tipo T, tanto faz.

Suas limitações incluem a identifica-ção frequente de zonas mortas e proble-mas de vazamentos através das juntas.

Os trocadores do tipo BES normal-mente são mais baratos que o BET com bonnet, porém, são mais caros que o BET com flange cego na extremidade. Os tipos BES costumam ser mais bara-tos que o AES e são usados para altas

O trocador tubo – U tipo baioneta é uma boa solução para os problemas de expansão térmica, pois seus tubos estão livres para expandir-se ou contrair-se, além do mais, seus tubos são removíveis.


pressões no lado dos tubos, mas o acesso aos tubos tende a ser mais complicado.

O tipo P costuma apresentar mais peças usinadas que os tipos S e T, mas também é mais pesado que os demais, o que o torna mais caro.

2-Trocador duplo-tuboDe forma geral, o trocador duplo-tu-

bo é o mais econômico e o mais flexível. Sua operação e manutenção também são mais fáceis e ele pode ser facilmen-te expandido ou reduzido por meio da incorporação ou retirada de elementos.

Suas aplicações mais comuns são em projetos com pressões de até 15.000 psig; líquidos viscosos (µ> 100 cp); baixas vazões; baixas quantidades de troca de calor; áreas de troca entre 2 ≤ a ≤ 50 m2, sendo que sua área de troca pode ser aumentada com o uso de aletas, o que eleva também o coefi-ciente global de troca térmica.

No entanto, ele apresenta uso limita-do em unidades que requeiram grandes superfícies, eles também necessitam de grandes espaços para instalação e mate-riais que provocam incrustações não de-vem ser usados com duplo tubo aletado. A principal desvantagem do duplo-tubo é a pequena superfície de transferência em cada forquilha, além do mais, seus

coeficientes de troca não são grandes, embora as aletas possam melhorar essa deficiência. Por outro lado, eles são fáceis de limpar e de esterilizar. (Figura 1)

3 -Trocador spiral-plateGeralmente o fluido quente entra pelo

centro da unidade e segue de dentro para fora dele. O fluido frio entra perifericamen-te e flui em direção ao seu centro. Dessa forma, obtém-se um fluxo contracorrente.

Esse tipo de trocador costuma ser utiliza-do para lamas, devido aos altos coeficientes globais de transferência, por causa da tur-bulência; para fluidos viscosos (µ > 100 cp); quando há cruzamento de temperatu-ra, pois atinge o perfil contracorrente mas de modo mais econômico que o trocador casco e tubo; em locais em que o espaço é limitado; quando os materiais são caríssi-mos, uma vez que apresentam menor área (menos material) e são mecanicamente mais simples que os casco e tubos.

Ele tem superfície máxima de troca tér-mica entre 140 e 150m²; sua pressão máxi-ma de projeto é de 150 psig; e sua limpeza é limitada a jatos d’água, flush out ou limpeza química. Danos por corrosão ocorridos nesse tipo de trocador não podem ser repa-rados. Sua estrutura também não permite a confecção de grandes unidades, daí, sua limitação de área de troca ser de 150m², e o

material usado na sua construção é o mes-mo para os dois lados. (Figura 2)

4-Trocador de placasEste trocador é composto por uma

série de placas colocadas paralelas entre si. Aplicações: no uso de materiais caros para construção, a combinação de alto coeficiente de troca e baixo custo de fa-bricação, oferece resultados econômicos significativos sobre o casco e os tubos; este tipo não é fabricado em aço carbono; uso para lamas devido aos altos coeficien-tes, desde que se tenha certeza de que não ocorrerá plugueamento e nem erosão.

Esse tipo de trocador também permi-te que se obtenham cruzamentos dos perfis de temperatura (característica do

Os trocadores do tipo BES normalmente são mais baratos que o BET com bonnet, porém, são mais caros que o BET com flange cego na extremidade.

Figura 1


Anuncio_Engeworld_202x133_0413.indd 1 23/04/2013 09:47:19

com números de Reynolds tão baixos quanto dez, implicando uma diferen-ça básica de eficiência entre eles e os trocadores do tipo feixe tubular. Ele também pode trabalhar com peque-nas diferenças de temperatura

Esse tipo de trocador também permite que se obtenham cruzamentos dos perfis de temperatura (característica do fluido contracorrente).

fluido contracorrente). O fluxo contra-corrente é obtido de maneira mais eco-nômica em comparação ao tipo casco e tubo, sendo seu uso recomendado para a recuperação de calor.

Por serem compactos, são usados quando existe limitação de espaço e sua área de troca pode ser facilmente aumentada pela adição de mais placas.

Por ser possível realizar a sua limpeza total, ele é muito usado nas indústrias bioquímica e de alimentos. Ele tam-bém impossibilita a contaminação entre as duas correntes de fluidos, pois os vazamentos ocorrem sempre para o meio externo (exceto em caso de fu-ros nas placas); tem capacidade para atingir um fluxo turbulento nos canais

Figura 2

ConnECtIon bEtwEEn

ConDEnSER AnD ColuMn top

FlAngE

SEAl lEg

500


do conjunto mecânico e seu assembling pode ser complexo (linearidade, robustez, alinhamento etc.). Algumas dessas limita-ções já foram solucionadas com o uso de trocadores de placas compactos totalmen-te soldados, que, ainda assim, apresentam possibilidade de limpeza. (Figura 3)

5-Trocador espiralUsados em aplicações de altas pressões

(7.500 psi), em locais em que há limitação de espaço, para baixas vazões e para áreas de trocas pequenas. Suas limitações in-cluem área de troca máxima ≤ 25m² (po-dendo chegar a 50 m² em casos excepcio-nais); seus tubos não podem ser limpados mecanicamente; e ele apresenta baixos coeficientes de transferência. (Figura 4)

6-Air coolerA vantagem econômica de usar um

air-cooler depende dos seguintes fatores: • quantidade e qualidade da água disponível;• temperatura do ar ambiente, bem como da água

de resfriamento disponível;• temperatura do fluido, tanto na entrada quanto na saída;• pressão de operação;• custo dos materiais de construção;• custos de manutenção e operação;• localização física e espaço disponível para colocação do trocador.Mesmo com pressões e temperaturas

elevadas de operação, esses trocadores cos-tumam apresentar a forma mais simples de construção. Eles eliminam problemas associados ao uso de água de resfriamento (corrosão, algas, tratamento, incrustação etc.); são excelentes para remover altas temperaturas, especialmente aquelas acima de 90ºC; demandam menos manutenção que um feixe tubular; suas aletas podem ser limpadas com ar comprimido; seus custos operacionais são menores; ele não apre-senta problemas de vibração e tende a usar espaços menores que os demais.

Suas desvantagens incluem alta limi-tação quanto à temperatura de saída do fluido de processo; aplicação para gases limitada devido aos baixos coeficien-

Usados em aplicações de altas pressões (7.500 psi), em locais em que há limitação de espaço, para baixas vazões e para áreas de trocas pequenas.

(approach) entre a saída do fluido quente e a entrada do fluido frio, devi-do à sua grande eficiência térmica.

Suas limitações dizem respeito à má-xima pressão de projeto de 150 psig; em geral, seu uso é limitado à máxima tempe-ratura de operação de 150°C, embora já seja possível especificá-la em 230ºC. Por estarem em contato com os fluidos, as jun-tas devem ser compatíveis com eles; não apresentam vantagens econômicas quan-do usados como vaporizadores ou con-densadores; em geral, a área de troca é limi-tada a 350m²/unidade; por terem muitas juntas, não são adequados para o manuseio de materiais letais, tóxicos e inflamáveis; áreas grandes demandam muito esforço

Figura 3

Figura 4


tes de troca; investimento menor; seu uso junto a fluidos tóxicos, letais ou inflamáveis é perigoso; no caso de vazamentos, o fluido escapa para a atmosfera; é inadequado para serviços com vácuo, embora seja usado nesse tipo de aplicação; tem limitações de-vido à perda de carga; (Figura 5)

Seu uso é compensado quando:

TQ,out – T air,in ≥ 15-30°C

lmTd ≥ 40 a 50°C

ouTros faTores a serem considerados nos Trocadores Tipo casco-Tubo

Projeto do cascoSingle-pass e two-pass shellO single-pass é o mais comum, mas

seu uso é restrito às condições em que não há cruzamento de temperatura. O two-pass é usado para serviços nos quais pode ocorrer cruzamento de temperatura e nos quais há limitações de espaço que excluem o uso de dois ou mais cascos em série e, também, quando a vazão no lado do casco é

bem menor do que a do lado dos tu-bos. Já o two-pass shell permite o cru-zamento de temperatura.

Split-flow e divided-flowSão usados em serviços em que o

coeficiente de troca térmica do lado do casco não é controlador e deseja--se obter uma baixa perda de carga no lado do casco. Apesar de demandar área de troca, por causa da troca de ca-lor desejada, trocas com o coeficiente global de transferência reinante com a metade do comprimento do tubo po-dem ser obtidas.

Chicanas (baffles) e placas de suporte para os tubos (Figura 6)

Os segmentos simples com corte na horizontal são usados para fase simples; os segmentos simples com corte na vertical são usados para duas fases (líquido-vapor ou líquido-sóli-do em suspensão).

O segmento duplo é usado para uma baixa perda de carga; o segmento duplo

com corte na horizontal é usado para fase simples e baixa perda de carga; o segmento duplo com corte na vertical é usado para duas fases (líquido-vapor ou líquido-sólido em suspensão) e bai-xa perda de carga.

O segmento completo é utilizado para dividir o trocador em duas sessões (fluxo dividido com dois passes em cada sessão, no lado do casco). O seg-mento longitudinal é usado para confi-gurar o passe duplo em um trocador

O segmento completo é utilizado para dividir o trocador em duas sessões (fluxo dividido com dois passes em cada sessão, no lado do casco).

1. Fan2. Fan ring3. Plenum

4. nozzle5. Header6. Tube bundle

7. drive assembly8. Column suport9. inlet bell

Figura 5

Figura 6


Arranjo dos tubos (tube pitch) Tipo square: tem fácil limpeza mecâ-

nica, gera baixos DP, mas os coeficientes de troca são piores.

Triangulares: tem perdas mais altas de carga, coeficientes de troca melho-res, se o fluido for sujo, apresenta ne-cessidade de limpeza química, não per-mite limpeza mecânica, comporta mais tubos para um dado Ø de casco do que o tipo square. (Figura 7)

Tubos• Diâmetro: eficiência térmica e con-siderações econômicas requerem o menor diâmetro possível. O objetivo é maximizar a relação área de troca/diâmetro de trocador. Entretanto, seu limite prático é o requerimento de limpeza mecânica: ¾” para tubos

retos, 1” para tubos em U, 5/8” para líquidos limpos para aqueles em que a limpeza química, se necessária, é possível e suficiente.• Comprimento: quanto mais longo o tubo, mais barato é uma dada superfície. Seis metros ou 20 ft são considerados o comprimento máxi-mo para os tubos quando a limpeza mecânica é requerida.• Arranjo: a forma triangular é a que melhor favorece os coeficientes de troca no lado do casco e fornece maior área de troca para um dado diâmetro, entretanto, a forma quadrada que deve ser usada quando se requer limpe-za mecânica. Esta última também apresenta DP menor, contudo, seus coeficientes de película são menores.

pitch

pitch

l

In-line triangular pitch(Apex Horizontal)

l= ligement

lpitch

triangular pitchApex Vertical

tubeo.D

tubeo.D pitch

tubeo.DFlow

FlowFlow

pitch l

pitch

pitch

l

pitch

Flow tubeo.D

In-line Squere pitch Diamond Square pitch

Figura 7


dimensões padrões para tubos:

(d.e.): ½”; ¾”; 1”; 1 ¼”; 1 ½”Bwg’s: 8; 9; 10; 11; 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18

Localização do fluido• Viscosidade: maiores taxas de trans-ferência são conseguidas colocando o fluido viscoso no lado do casco, uma vez que a turbulência ocorre deste lado com Re menores que aqueles requeridos no lado dos tubos.• Fluidos letais, inflamáveis ou tóxicos: em geral, o fluido tóxico é colocado no lado dos tubos para minimizar os vazamentos externos (para o meio ambiente).• Vazão: a colocação do fluido de menor vazão no lado do casco geralmente

resulta em um design mais barato, uma vez que a turbulência ocorre no lado do casco com Re menores que aqueles requeridos no lado dos tubos.• Corrosão: são usados menos materiais nobres quando o fluido corrosivo é colocado do lado dos tubos.• Incrustação (fouling): a colocação do fluido que provoca incrustações no lado dos tubos minimiza este problema, pois a maior velocidade tende a reduzi-lo. Tubos retos são fisicamente mais fáceis de serem limpos mecanicamente. A limpeza química pode ser mais bem realizada do lado dos tubos (no lado do casco ocorre by-passing).• Temperatura: para altas temperaturas são aplicadas as mesmas indicações usadas para os materiais nobres, pois é mais barato que o fluido quente passe

pelos tubos.• Pressão: o posicionamento do fluxo de alta pressão no lado dos tubos requer menos componentes para alta pressão.Perda de carga: obtêm-se maiores coeficientes de troca no lado dos tubos, pois pode-se usar uma velocidade maior uma vez que (Leq) tubo < (Leq) casco.

O tipo placas-espiral é usado para baixas vazões de fluidos muito viscosos com altos ranges de temperatura.


Condições de projetoDesign pressure (Pd)Em geral, usa-se o maior valor entre

os critérios: Pd = 1,10 x P operação, máx e Pd = P operação, max + 25 psig. Se houver a possibilidade de ocorrer vácuo, o trocador também deve ser es-pecificado para full vacuum.

Design temperature (Td)São usados os valores: Td = T opera-

ção, máx +30°F e Td = T operação, mín – 30°F (para baixas temperaturas).

guia de seleçãoObviamente, a abordagem sobre a

escolha do tipo mais adequado de tro-cador é genérica. De forma geral, dois fluidos estão envolvidos nessa escolha. Ambos podem ser de processo, mas quando somente um deles é de proces-so, o outro tende a ser de vapor (steam), fluido térmico para aquecimento (do-wtherm), água para resfriamento (coo-ling water), água gelada (chilled water) ou ar para resfriamento.

Um fator dominante costuma ditar o tipo de trocador a ser utilizado. Por exemplo, nas indústrias bioquímicas, far-macêuticas e de alimentos, as demandas por limpezas são constantes, então, é uti-lizado o tipo de trocador de placas, que pode ser totalmente desmontado.

O tipo placas-espiral é usado para baixas vazões de fluidos muito visco-sos com altos ranges de temperatura.

Considerando a superfície de tro-ca, tem-se que:

• o trocador tipo feixe tubular costuma ser o mais econômico para superfícies com de 50m²;• os trocadores do tipo duplo-tubo e serpentina costumam ter menores custos associados quando usados em superfícies com

menos de 50m²;• é usado o tipo serpentina para áreas inferiores a 2m².

Quanto à pressão, têm-se as seguintes considerações:

•acima de 150 psig: os tipos placa espiralada e o de placas ficam prati-camente excluídos, devido ao perigo de vazamentos. Nestes casos, é quase mandatório o uso do feixe tubular, principalmente por segurança;• na presença de vácuo os mais indicados são os feixes tubulares ou duplo tubos. • entre 10 e 400 Kgf/cm²g: feixe tubular ou duplo tubo;• acima de 400 Kgf/cm²g: duplo tubo. Ao considerar integridade mecânica,

faixas de pressão e temperatura, versati-lidade em serviço, o feixe tubular costu-ma ser a melhor escolha.

Na especificação do equipamento mais adequado, é importante respon-der às seguintes questões:

• qual será a consequência da falha do equipamento? • qual o espaço disponível? • é permitido ter vazamentos? • poderá haver corrosão?• haverá abrasão?• qual será a necessidade de manu-tenção do equipamento?• o equipamento deve ser calculado como sendo um vaso de pressão? • se houver contaminação, ela será prejudicial?• o que poderá acontecer se um fluido entrar em contato com o outro? • qual o tipo de serviço a ser realizado? • quais as condições de partida, operação e parada da planta? • haverá dilatação térmica elevada?• quais os dados de pressão, tempe-ratura, viscosidade etc.?


ciVil artigo

o que é concreto flexível?

Com os desafios cada vez maiores para obtenção de menores custos e prazos de execução de obras civis de infraes-

trutura, surgiu no mercado uma opção bastante singular: o concreto flexível, ou Concrete Clouth (CC). O nome “con-creto flexível” sugere de imediato, con-tradições nos conceitos sobre concreto, considerado material rígido com grande capacidade para resistir a esforços de compressão. Mas é exatamente nessa contradição de conceitos que as melho-res características são aproveitadas para o uso adequado desse material.

concreTe clouThO Concrete Clouth foi desenvolvido

por uma empresa britânica a partir de uma tecnologia que utiliza um com-posto químico único e inovador que permite uma utilização do concreto de forma diferenciada.

O concreto flexível é composto por uma mistura seca de concreto, acondicionado em um tecido tridimensional tramado com matriz de fibras de polipropileno que ao ser hidratado, endurece, formando uma camada de concreto resistente e durável.

Esse material de rápida aplicação e, portanto, com relação custo/benefício bastante significativa quando comparada ao concreto tradicional, tem diversas apli-cações comprovadas internacionalmente.

Uma das faces do concreto tem revesti-mento em PVC que lhe confere uma su-perfície lisa e impermeável. A outra face do concreto foi projetada para ser uma superfí-cie permeável, onde se executa a hidratação.

Ele pode ser encontrado no mercado brasileiro em três espessuras comerciais:

CC5 = 5 mm;CC8 = 8 mm;CC13 = 13 mm.

Luciana Luigia T. NapolitanoEngenheira civil, coordenadora de projetos e sócia proprietária da STEC Engenharia e Consultoria.

Os CC são fornecidos em rolos paletiza-dos embalados individualmente, e podem ser usados em valas para escoamento de água; estabilização de encostas férrea, auto-estradas, áreas de risco; forração de diques e aquedutos; proteção contra erosão em praias; controle de avanço de flora/mato; contenção de vazamentos e enchentes; es-tabilização de trincheiras e fossos; escadas hidráulicas; canaletas de drenagem; canais de drenagem; proteção de valas; proteção de encostas; proteção de taludes; conten-ções de encostas ferroviárias.

Para a correta aplicação desse produ-to, basta preparar a base de assentamen-

Proteção de encostas


to, desenrolar o material no local de aplicação, fixá-lo por meio de grampos de ferro, parafusos ou rebites e proceder com a hidratação.

reparos emergenciaisEm 24 horas o concreto atinge 80%

da cura e em 48 horas está pronto para ser utilizado, sendo que ele pode atingir resistência de 40 MPa.

Por ser flexível, ele se adapta facil-mente a diversas situações, além de apresentar fácil manuseio e rápida apli-cação. Sua moldagem pode ser executa-da até duas horas após a hidratação.

Seu uso é apropriado para inter-venções em área urbanas, e sua utili-

zação confere aumento na segurança dos trabalhadores e moradores de lo-cais com alto risco de acidentes. Ele também pode ser aplicado sob chu-vas intensas e permite a instalação em locais de difícil acesso.

O concreto flexível é à prova de fogo (Euroclass B), durável, e sua resistência é similar à do basalto, sendo que sua du-rabilidade pode chegar a 25 anos.

A composição do concreto flexível contém menos carvão do que o tradicio-nal, o que o torna um produto ecologi-camente correto. Com a sua praticidade, flexibilidade, rapidez de instalação e bai-xo custo, o novo material pode agregar muito às obras de infraestrutura.

O Concrete Clouth foi desenvolvido por uma empresa britânica a partir de uma tecnologia que utiliza um composto químico único e inovador que permite uma utilização do concreto de forma diferenciada.

reParos emergenciais

À Prova de Fogo

concrete clouth

Proteção de Para muro de ala


soldagem

soldAgem tig

A sigla TIG corresponde às iniciais das palavras inglesas Tungsten Inert Gas, usadas para indicar soldagens feitas com gás inerte e eletrodo de

tungstênio. Ela é mais frequentemente usada em aços resistentes ao calor, aços inoxidá-veis e metais altamente sensíveis à oxidação, como titânio e alumínio.

A soldagem TIG utiliza um eletrodo sóli-do de tungstênio não consumível. Durante o processo de soldagem, tanto o eletrodo como o arco e a área em volta da poça de fusão da solda são protegidos por uma at-mosfera de gás inerte. Quando um metal de enchimento é necessário, ele é adicionado no limite da poça de fusão.

A técnica é aplicada a uniões que demandam altíssima qualidade e na soldagem de metais sensíveis à oxidação.

Esse tipo de soldagem surgiu da neces-sidade de estabelecer processos de união mais eficientes para materiais de difícil união, como o alumínio e magnésio, usa-dos principalmente pela indústria aeroes-pacial. Com o tempo, a soldagem TIG se tornou popular e o gás hélio, usado como gás de proteção, foi substituído pelo argô-nio para torná-la mais barata. Seu aperfeiço-amento deu origem a um processo de alta qualidade, com custo relativamente baixo e que pode ser usado em diversas aplicações.

caracTerísTicasEsse método de soldagem se caracteriza

pela ausência de respingos e escórias, o que evita trabalhos posteriores de limpeza. A sua

aplicabilidade pode ser realizada em espes-suras finas (a partir de 0,3 mm), com ou sem material de adição.

O arco elétrico garante ao processo estabi-lidade e concentração, podendo ser utilizado em todas as posições de soldagem e tipos de junta. Seu uso também permite a obtenção de um acabamento suave e liso, por produzir uma linha de solda limpa e de alta qualidade.Outras vantagens estão listadas a seguir:

apresenta soldas de boa qualidade, geralmente livres de defeitos, com ótimas propriedades mecânicas e bom acaba-mento superficial;

permite excelente controle na penetra-ção de passes de raiz;

pode produzir excelentes soldagens au-tógenas (sem adição) sob alta velocidade;

permite o controle preciso das variáveis da soldagem;

pode ser aplicada a praticamente todos os metais usados industrialmente, inclusi-ve metais dissimilares;

seu controle não depende da fonte de calor ou do material de adição.A técnica também é empregada em jun-

tas de alta qualidade em indústrias nucleares, químicas, aeronáuticas e de alimentos. Além de ser muito utilizada no segmento de tubu-lações, uma vez que o gás argônio cria uma proteção na área da soldagem.O processo, no entanto, também possui suas limitações:

requer soldadores altamente qualificados;


apresenta taxas de deposição inferiores quando comparado aos processos que usam eletrodos consumíveis;

há necessidade de maior destreza e coordenação do operador em relação às soldagens SMAW e GMAW;

é menos econômico que os processos de eletrodos consumíveis para espessuras de 10 mm;

há dificuldade em manter a proteção em ambientes turbulentos;

vazamentos no sistema de refrigeração podem causar contaminação, porosidade (sopro) ou deflexão do arco, como em outros processos;

baixa produtividade devido à reduzida taxa de deposição de material.

a soldagemO processo manual de soldagem TIG é

considerado um dos mais difíceis de ser rea-lizado entre todos os utilizados pela indústria devido à necessidade de destreza do opera-dor, que precisa manter um pequeno arco e garantir que o eletrodo não toque na peça de trabalho. Os equipamentos para soldagem manual são tocha de soldagem com eletro-do de tungstênio, fonte de energia e gás de proteção, sendo que o gás de proteção utili-zado é o argônio, hélio ou a mistura dos dois.

Diferentemente dos processos MIG/MAG, não existe soldagem com eletrodo de tungstênio em atmosfera não protetora, ou “gás ativo”, logo, não existe um processo “TAG”, pois o uso de gás ativo oxidaria o pró-prio eletrodo de tungstênio.

como funciona uma solda com o processo Tig?

O arco elétrico se estabelece entre a peça de trabalho e um eletrodo de tungstênio. A poça de fusão e o eletrodo são protegidos contra os efeitos do ar atmosférico por um

gás inerte, cujo fluxo é direcionado por um bocal que circunda o eletrodo. O arco elé-trico é ignitado por um gerador de faísca (conhecido como gerador de alta frequ-ência ou AF) entre o eletrodo e a peça. O eletrodo representa apenas o terminal de um dos polos e não é adicionado à poça de fusão (eletrodo não consumível).

São utilizados eletrodos de mate-rial de alto ponto de fusão e de alta emissão termiônica. Para a solda de aço, cobre, níquel, titânio e outras, é utilizada uma corrente contínua com polaridade direta (eletrodo conecta-do ao terminal negativo), aquecendo menos o eletrodo se comparado com a polaridade inversa.

O alumínio e suas ligas são normal-mente soldados com corrente alternada. Ela fornece um arco que limpa a chapa no ciclo positivo, permitindo ao metal fluir facilmente.

Podemos dividir os equipamentos usados na soldagem TIG em dois tipos:

direct corrent (corrente contínua): na

solda TIG significa que o eletrodo estará conectado ao terminal negativo, aquecendo menos o eletrodo quando comparado à situação inversa. Ela é utilizada para soldar aço, aços inoxidáveis, cobre, níquel, titânio, cromomolibdênio etc.

alternate corrent (corrente alternada): nesse tipo de soldagem teremos o eletrodo alternando entre positivo e negativo, pro-porcionando um balanceamento do calor entre o eletrodo de tungstênio e a peça a ser soldada, removendo inclusive a camada de óxidos gerada durante o ciclo positivo, o que permite que o metal flua facilmente. Essa opção é perfeita para soldagens de materiais não ferrosos, tais como alumínio e magnésio juntamente com suas ligas.

A utilização da soldagem TIG propor-ciona ao soldador um grande controle da solda, muito acima do que o propor-cionado por processos com eletrodos revestidos ou MIG/MAG. Com todo esse controle, é possível obter soldagens extremamente resistentes e com acaba-mento de altíssima qualidade.


maTeriais

corrosão em estruturAs metálicAs

A corrosão é um processo de deterioração de ma-terial, que pode ser facil-mente encontrada em obras metálicas, nas quais

produz alterações prejudiciais e indese-jáveis. O aço oxida quando em contato com gases nocivos ou umidade, necessi-tando, por isso, de cuidados específicos que prolonguem sua durabilidade. Uma vez que o produto da corrosão é um elemento diferente do material original, a liga perde qualidades essenciais, tais como resistência mecânica, elasticidade, ductilidade, qualidade estética etc. Em certos casos, quando a corrosão está em níveis elevados, sua remoção torna-se impraticável, sendo a prevenção e o con-trole as melhores formas de evitar esse tipo de problema.

Tipos de corrosão

corrosão uniformeÉ o tipo de corrosão mais comum (e

o mais facilmente controlável) e consis-te na formação de uma camada visível de óxido de ferro pouco aderente em toda a extensão do perfil, o qual é carac-terizado pela perda uniforme de massa e consequente diminuição da secção transversal. Esse tipo de corrosão ocor-re devido à exposição direta do aço car-bono a ambientes agressivos e à falta de um sistema protetor.

Em geral, o sistema protetor pode se romper durante o transporte ou o manuseio da peça, devendo ser rapi-damente reparado, antes que ocorra a formação de pilhas de ação local ou ae-ração diferencial.

Dependendo do grau de deterio-ração da peça pode-se apenas realizar uma limpeza superficial com jato de areia e renovar a pintura antiga. Em cor-rosões avançadas, deve-se optar pelo re-forço ou substituição dos elementos da-nificados. Em qualquer um dos casos, é preciso realizar a limpeza adequada da superfície danificada.

A corrosão uniforme pode ser evitada por meio da inspeção regular da estru-tura e o uso de ligas especiais como aço

artigo

inoxidável. Sua localização é uma das mais simples e permite que sejam evita-dos problemas com serviços de manu-tenção preventiva.

corrosão galvânicaEsse tipo de corrosão ocorre devido

à formação de uma pilha eletrolítica

Dependendo do grau de deterioração da peça pode-se apenas realizar uma limpeza superficial com jato de areia


quando são utilizados metais diferentes. As peças metálicas podem se comportar como eletrodos e promover efeitos quí-micos de oxidação e redução.

É fácil encontrar contato entre dife-rentes metais em construções. A galva-nização ocorre em parafusos, porcas e arruelas. Algumas torres metálicas de transmissão de energia, por exemplo, são inteiramente constituídas de elementos galvanizados, com esquadrias de alumí-nio indevidamente encostadas na estru-tura. Existem ainda diversos outros casos decorrentes da inadequação de projetos.

Esse tipo de corrosão é evitada por meio do isolamento dos metais ou do uso de ligas com valores próximos na sé-rie galvânica. Uma forma muito utilizada nesses casos é a proteção catódica, que consiste em fazer com que os elementos estruturais se comportem como cátodos de uma pilha eletrolítica com o uso de metais de sacrifício. Dessa forma, a estru-tura funcionará como agente oxidante e receberá corrente elétrica do meio, sem perder elétrons para outros metais.

corrosão por lixiviaçãoOutra forma de ataque às superfícies

é a corrosão por lixiviação, a qual forma lâminas de material oxidado e se espalha por baixo dele até atingir camadas mais profundas. O combate a essa floculação normalmente é feito por meio de trata-mento térmico.

corrosão por erosãoOcorre em locais turbulentos nos

quais o meio corrosivo se encontra em alta velocidade, aumentando o grau de oxidação das peças. É possível encontrar esse problema em locais que conte-

corrosão uniForme

corrosão galvânica


nham esgotos em movimento, despejo de produtos químicos (indústrias) ou ação direta de água do mar como em portos, pontes e embarcações. Nesses ca-sos, a corrosão pode ser diminuída com o uso de revestimentos resistentes, prote-ção catódica, redução do meio agressivo e materiais resistentes à corrosão.

corrosão sobre TensãoEsse problema é resultante da soma

de tensão de tração e um meio corrosi-vo. Essa tensão pode ser proveniente de encruamento, solda, tratamento térmi-co, cargas etc.

Normalmente, regiões tencionadas funcionam como ânodos em relação ao resto do elemento e tendem a concentrar a cessão de elétrons. Com o tempo, sur-gem microfissuras, que podem acarretar o rompimento brusco da peça antes da percepção do problema.

corrosão por ponTos Altamente destrutiva, esse tipo de

corrosão gera perfurações em peças sem uma perda notável de massa e peso da estrutura. Por isso, ela pode ser difícil de ser detectada em estágios iniciais, uma vez que sua degradação superficial é pe-quena quando comparada à profundida-de que ela pode atingir.

A corrosão por pontos normalmente ocorre em locais expostos a meios aquo-sos, salinos ou com drenagem insuficien-te. Ela pode ser ocasionada pela deposi-ção concentrada de material nocivo ao aço, por pilha de aeração diferencial ou por pequenos furos que possam permitir a infiltração e o alojamento de substân-cias líquidas na peça.

Para evitar esse tipo de ataque, as pe-ças não devem acumular substâncias na

superfície e todos os depósitos encon-trados devem ser removidos durante as manutenções. A intervenção deve ser realizada com base no estado em que o processo corrosivo se encontra. Deve-se efetuar a limpeza no local e, se a estrutu-ra não estiver comprometida, pode-se cobrir o furo aplicando sobre ele um se-lante especial.

É importante a experiência do fiscal devido à possibilidade de se necessitar de uma intervenção mais complexa, com reforço da estrutura ou até mesmo substituição de peças.

corrosão por fresTasOcorre em locais nos quais duas

superfícies estão em contato ou estão muito próximas (0,025 a 0,1 mm). De-vido à tensão superficial da água, esta se aloja nas fendas disponíveis e tende a causar pilhas de aeração diferencial, onde a concentração de oxigênio nas bordas é superior à concentração da área mais interna da fenda, transfor-mando-a em uma região anódica. Como consequência, o processo de corrosão se concentra na parte mais profunda da fresta, dificultando o acesso e o diagnóstico do problema.

Em geral, esse tipo de corrosão afe-ta somente pequenas partes da estru-tura, sendo, portanto, mais perigosa que a corrosão uniforme, cujo alarme é mais visível.

Se a corrosão estiver em estágio inicial, pode-se recorrer à limpeza superficial, se-cagem do interior da fenda e vedação com um líquido selante, aplicando-se poste-riormente um revestimento protetor. Se a corrosão estiver em nível avançado, torna--se necessário, como nos outros proces-sos, o reforço ou a substituição das peças.

corrosão Por Pontos

corrosão Por Frestas

corrosão Por ranhuras


referências cesec/ufpr: Centro de Estudos de Engenharia Civil da universidade Federal do paraná – portal Metálica.

corrosão em ranhurasTodos os defeitos que contenham

cantos vivos, locais para depósito de solução aquosa ou exposição do material não protegido podem vir a apresentar esse tipo de corrosão. Por seu tamanho diminuto, as ranhuras muitas vezes passam despercebidas em manutenções e se tornam visí-veis somente quando o material oxi-dado aflora na superfície.

Riscos, gretas e pontos parafusados, entre outros, são enquadrados nesse tema e recebem uma solução seme-lhante à corrosão por frestas.

É importante realizar a limpeza da superfície danificada, removendo to-das as impurezas do local. Por não se-rem em geral muito degradantes, essas ranhuras podem ser pintadas, o que garante a interrupção da corrosão.

São conhecidos diversos modos de evitar corrosões, porém, para cada

tipo existe um método que melhor se aplica à correção delas. Em geral, os processos de prevenção exigem inves-timentos e são realizados com as peças ainda em ambiente industrial. Outros meios, como revestimentos, são feitos no local da obra e também garantem a qualidade da peça.

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Soluções de projeto específico, quanto a dimensões e peso. · Grau de proteção de IP-00 a IP-65 · Ex-n, Ex-d, Ex-p, ... · Projeto e fabricação de acordo com Órgãos Certificadores (BV, DNV, ABS, UL), entre outros.”

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maTeriais

Tradicionalmente, nas em-presas de engenharia, a equipe de materiais está incorporada às disciplinas correspondentes, ou seja,

a equipe de materiais de tubulação faz parte da disciplina de tubulação, assim como as atividades de materiais de elé-trica e instrumentação são executadas pelas disciplinas de elétrica e instrumen-tação, respectivamente.

Porém, existem empresas que ado-tam em sua estrutura organizacional, a disciplina de materiais, com gerência independente, sendo que a equipe é subdividida em profissionais tecnica-mente qualificados em materiais de tubulação, elétrica e instrumentação, e que são responsáveis pelo levanta-mento, emissão de listas e requisições de materiais de um projeto de detalha-mento e também dos itens especiais. A equipe é formada por engenheiros de materiais, engenheiros químicos, mecâ-nicos metalurgistas e técnicos.

Algumas das atribuições e dos aspec-tos relevantes referentes a cada especiali-dade, estão relacionados a seguir.

maTeriais de TubulaçãoO principal documento gerado pela

equipe de materiais é a especificação técnica de materiais de tubulação, ge-

rada em função de informações forne-cidas pela disciplina de processo. Após recebimento dos dados de pressão e temperatura de projeto para cada fluído, é possível especificar o material básico da tubulação assim como verificar e/ou calcular as espessuras dos tubos a serem adotadas e a classe de tubulação.

Vale a pena ressaltar que existem clientes que já possuem especificações próprias sendo que, neste caso, não é necessária a criação da especificação de materiais. Normalmente é feita uma per-sonificação da especificação existente para o projeto específico.

Os quantitativos de materiais de tubu-lação de um projeto podem ser obtidos por duas formas distintas: levantamento manual e automático.

O levantamento manual utiliza os

disciPlinas de um Projeto

disciplinA ou setor de um projeto

Loide Palácios Prazeres Ligia Maria Marangon PereiraEngenheira de Materiais de tubulação na Odebrecht Engenharia de Projetos.

Engenheira de materiais de tubulação na Genpro Engenharia.

fluxogramas de engenharia, emitidos pela disciplina de processo; estudos ou plantas de arranjos, gerados pela disci-plina de tubulação; e folhas de dados de equipamentos e instrumentos, gerados pelas disciplinas de mecânica e instru-mentação, respectivamente. Já o levanta-mento automático extrai informações de uma maquete eletrônica 3D, gerada pela disciplina de tubulação.

maTeriais de eléTrica e insTrumenTação

Os materiais aplicáveis a essas espe-cialidades são especificados no critério de projeto ou memorial descritivo emi-tido pelo próprio cliente. Os quantitati-vos são obtidos por meio dos detalhes típicos, lista de cabos e plantas, que são documentos gerados pelas disciplinas de

A adoção de um software ou sistema de gerenciamento de materiais é fundamental para garantir a padronização e unificação dos códigos dos materiais de um projeto de detalhamento de engenharia para as três especialidades: tubulação, elétrica e instrumentação.


elétrica e instrumentação e são utilizados pelo setor de materiais na elaboração e emissão de listas e requisições de mate-riais a serem utilizados na montagem de uma planta industrial. Parte dos compo-nentes, por exemplo, os leitos ou bande-jas, também podem ser extraídos de uma maquete eletrônica 3D, para projetos que adotarem esse sistema.

sofTWare ou sisTema de gerenciamenTo de maTeriais x maqueTe eleTrônica 3d

A adoção de um software ou sistema de gerenciamento de materiais é funda-mental para garantir a padronização e unificação dos códigos dos materiais de um projeto de detalhamento de enge-nharia para as três especialidades: tubu-lação, elétrica e instrumentação.

O software ou sistema garante a ras-treabilidade de um componente desde a criação do seu código em função das especificações do projeto, passando pela emissão de listas e requisições de materiais até sua chegada à obra, con-

trole no almoxarifado, finalizando com a montagem desse material no campo, sendo que as duas últimas atividades são executadas em empresas que uti-lizam software específico para essa finalidade. Uma grande vantagem da utilização de um software ou sistema de gerenciamento de materiais é a in-terface com a maquete eletrônica 3D, uma vez que esta é alimentada com as especificações e seus respectivos códi-gos e descritivos de materiais, e poste-riormente é possível extrair automatica-mente os quantitativos necessários para a montagem da planta.

principais documenTos e aTividades gerados pelo seTor de maTeriais

Especificações de materiais; Listas de materiais; Listas de isolamento, pintura e peso; Listas de itens especiais; Criação de banco de dados de

especificações de materiais no software ou sistema de gerenciamento de ma-teriais (codificação dos componentes de engenharia) e, consequentemente,

a transformação da especificação para utilização no software 3D;

Assessoria à modelagem no software 3D;

Requisições de materiais; Memórias de cálculos de espessuras

de tubos; figura “8” e reforços para bocas de lobo;

Análises técnicas de propostas; VDF - Verificação e aprovação de

desenhos de fornecedores (quando aplicável);

Participação na elaboração de propostas técnicas para novos projetos;

Assessoria técnica à montagem.

O setor de materiais é, sem dúvida, um elemento de extrema importância dentro das empresas de engenharia, pois atua desde o início do projeto e mantém suas atividades até a conclusão da obra, garantindo que todas as fases de execução sejam cumpridas confor-me as especificações emitidas. Ele tam-bém gera documentos que reduzem custos, com as especificações corretas, diminuem prazos, emitindo aos depar-tamentos competentes, documentos de compra de itens que compõem o pro-jeto, evitando atrasos desnecessários e, por consequência, gera segurança ao empreendimento, evitando erros que comprometam a integridade física da planta em operação bem como das vidas humanas que nela atuam, pois, qualquer deslize pode ser fatal.

O setor, formado por profissionais altamente qualificados, produz resulta-dos técnicos extraordinários, garantin-do a elaboração de empreendimentos com bom desempenho ambiental, hu-mano e comercial.


Engenheiro mecânico formado pela Escola de Engenharia Mauá, Sérgio Roberto Ribeiro de Souza tem 28 anos de experiência no desenvolvimento de projetos para Gestão Empresarial, possui Certificação Bkack Belt pela ASQ (American Society for Quality) e é sócio-diretor da Quality Way Consultoria.

controle estAtístico de processos: Alguém se hABilitA?

Comecei minha carreira na área da qualidade por volta de 1984, como “Facilitador” (uma espé-cie de consultor inter-

no) em uma empresa que, na época, era a maior fabricante de autopeças da América Latina.

Participei de uma equipe com cerca de 20 colaboradores, que foram exausti-vamente treinados para se tornarem es-pecialistas internos em Qualidade Total, suas ferramentas, filosofias, metodolo-gias e, em especial, estatística.

Logo nas primeiras semanas de traba-lho, fui apresentado ao CEP (Controle Estatístico de Processos), uma filosofia que, na época, estava no centro das aten-ções do mundo da qualidade e era um dos pontos centrais de qualquer progra-ma de qualidade, e sua implantação era uma exigência de todas as grandes mon-tadoras norte-americanas.

Nos primeiros contatos com esse novo conceito fiquei impressionado ao ver como ferramentas tão simples como os gráficos de controle per-mitiam aos times envolvidos, não só identificar imensas oportunidades de melhoria nos processos que estuda-vam, mas, principalmente, tinham o poder de integrar todos os envolvidos por meio de uma linguagem simples e facilmente compreendida.

coluna qualidade

Com o passar do tempo e a gradual substituição dos programas de Qualidade Total pela implantação das normas da sé-rie ISO9000, o CEP foi perdendo espaço, até chegarmos aos dias de hoje, em que são raras as empresas que dele fazem uso.

Apesar de a gestão de processos ter sido adotada por um grande número de empresas, estas parecem não eleger o CEP como metodologia para controlar, monitorar e melhorar seus projetos, ain-da que a sua correta utilização já tenha demonstrado uma grande capacidade de promover melhoria e aprendizado.

Talvez tenha predominado a visão de que CEP e gráficos de controle são a mes-ma coisa, e que somente são aplicáveis a processos industriais, mas isso, de forma alguma corresponde à realidade. O CEP, como filosofia, reúne conceitos univer-sais, que podem ser aplicados a processos de qualquer natureza e dimensão.

Entre os pontos que, ao meu ver, fazem do CEP uma filosofia tão po-derosa, destaco:

a identificação e separação das causas comuns de causas especiais de variação. Como sabemos, cada uma delas produz efeitos distintos sobre o processo e, por isso, devem ser tratadas de formas tam-bém distintas. Isso não é possível se não formos capazes de separá-las;

o “Pensamento Estatístico”, a base sobre a qual sua abordagem se desen-

volve, nos orienta a atuar a partir da observação dos padrões de variação do processo, ou seja, com base em fatos, nos obrigando a deixar de lado o famoso e prejudicial “achismo”, ao qual estamos tão acostumados;

por último, saliento a forma como sua aplicação pode se transformar em uma poderosa ferramenta de lingua-gem e comunicação entre os diversos níveis envolvidos.

Infelizmente, e digo com algum sau-dosismo, parece que não sobraram mui-tos adeptos e amantes do CEP para dar hoje um novo impulso à sua aplicação: quem se habilita?


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hAzArd And operABility studies (hAzop)

Atualmente uma das téc-nicas de gerenciamento de riscos mais aplicadas no desenvolvimento de um projeto é o HAZOP

(Hazard and Operability Study) – uma metodologia fundamental para a aná-lise de problemas de operabilidade de processos, que permite a tomada de ações corretivas, a verificação de opor-tunidades de melhorias e a redução de risco das operações.

A técnica identifica tanto proble-mas que podem comprometer a se-gurança das instalações e dos colabo-radores, quanto aqueles que podem interferir na continuidade operacio-nal da instalação ou perda de especi-ficação do produto

coluna segurança

Todo o processo de HAZOP envolve o mapeamento e a documentação dos proces-sos, que são objeto de análise, e o adequado gerenciamento de modificações e de equi-pes de trabalho, as quais são formadas por multiprofissionais com conhecimentos do projeto, processos, operações, manutenções, segurança e meio ambiente etc.

A metodologia é baseada em um pro-cedimento que gera perguntas de maneira estruturada e sistemática por meio de um conjunto de palavras-guias, aplicadas a pon-tos críticos do sistema em estudo para iden-tificação dos desvios. Uma vez encontradas as causas e consequências de cada tipo de desvio, é possível propor medidas para con-trolar ou eliminar o perigo, ou para sanar o problema de operabilidade da instalação.

As palavras-chaves/palavras-guias são

palavras-guias desvios considerados

Não, nenhum Negação do propósito do projeto (ex.: nenhum fluxo)

Menos Decréscimo quantitativo (ex.: menos fluxo)

Mais, maior Acréscimo quantitativo. (ex.: mais fluxo)Também, bem como Acréscimo qualitativo (ex.: também)Parte de Decréscimo qualitativo.

(ex.: parte do fluxo)Reverso Oposição lógica do propósito do projeto

(ex.: fluxo)Outro que , senão Substituição completa (ex.: outro que)

aplicadas às variáveis identificadas no pro-cesso (pressão, temperatura, fluxo, com-posição, nível etc.), gerando os desvios que nada mais são que os riscos potenciais.

A ferramenta pode ser utilizada em dife-rentes estágios da “vida” de uma instalação, sendo que o ideal é utilizá-la na fase de pro-jeto de novos sistemas/unidades, quando já se dispõe de fluxogramas de engenharia e de processo de instalação ou durante mo-dificações ou ampliações dos sistemas/unidades de processo. Porém, ela pode ser utilizada também como revisão geral de segurança de unidades em operação.

Não se pode executar o HAZOP de uma planta antes de dispor dos diagra-

A metodologia é baseada em um procedimento que gera perguntas de maneira estruturada e sistemática por meio de um conjunto de palavras-guias, aplicadas a pontos críticos do sistema em estudo para identificação dos desvios


Com 10 anos de experiência como engenheira de segurança do trabalho, em empresas de grande porte, Daniela Atienza Guimarães é diretora adjunta da APAEST (Associação Paulista de Engenheiros de Segurança do Trabalho) e docente do curso de Engenharia de Segurança do Trabalho da FEI (Faculdade de Engenharia Industrial).

proposta de diretrizes para a gestão dos riscos e ações de emergência, tanto ambientais como de segurança do trabalho

vanTagens da uTiliZação da ferramenTa:

• melhoria do desempenho operacional da empresa, dentro de condições seguras;• melhoria da qualidade do projeto sob os aspectos da segurança do trabalho e meio ambiente;• proposta de diretrizes para a gestão dos riscos e ações de emergência, tanto ambientais como de segurança do trabalho;• identificação de questões ligadas à qualidade do produto e da manutenção associadas a desvios operacionais.

mas de tubulação e instrumentação, pois o estudo deverá contemplar todas as modificações oriundas das análises para evitar gastos desnecessários.


queBrA de pArAdigmAs: como os recursos humAnos podem trABAlhAr esse temA?

Recentemente assisti a uma palestra muito in-teressante sobre o tema “Quebra de paradigmas”, na qual o apresentador

abordou qual deve ser o papel do novo líder frente às corporações e a importân-cia da área de Recursos Humanos como um facilitador desse processo.

Quem ainda não se ambientou à ex-pressão citada, deve se recordar de alguma situação em que uma mudança significati-va ocorreu, indicando que algo novo trans-põe o antigo, criando novas versões, ideias, oportunidades ou até mesmo valores.

coluna rh

No mundo moderno quem manda é a tecnologia e quanto mais exigimos facilidades, mais rápido a tecnologia nos obedece, acelerando o mercado de consumo e garantindo lucros expressivos.

Algumas corporações realizam a quebra de paradigmas de forma natu-ral, principalmente aquelas voltadas aos ramos de tecnologia e telecomu-nicações, que precisam inovar cons-tantemente seus microcomputadores e telefones celulares. Na realidade, se prestarmos atenção, quem pede por mudanças e atualizações somos nós. A geração atual, mais conhecida como Y, quer tudo para ontem, na mão, com fácil acesso e “touch screen”.

Não existe mais teclado, mouse com fio, grandes notebooks ou celulares sem acesso a internet. No mundo moderno

quem manda é a tecnologia e quanto mais exigimos facilidades, mais rápido a tecnologia nos obedece, acelerando o mercado de consumo e garantindo lucros expressivos. No entanto, quando falamos de relacionamento, a regra não funciona tão bem assim. Um exemplo disso é quando a área de Recursos Hu-manos precisa contratar um trainee ou um jovem recém-formado e o gestor da vaga quer uma pessoa focada em resul-tado, mas que saiba aguardar o tempo necessário para se desenvolver e crescer.

Aí encontramos um exemplo típico de quebra de paradigmas: como fazer as


Cynthia Chazin Morgensztern é psicóloga e coach graduada pela Universidade Mackenzie, além de pós-graduada em Gestão Estratégica de Pessoas e com MBA em Gestão Educacional. Possui dois tí-tulos de educação continuada na Faculdade Getúlio Vargas nas áreas de administração e economia e acu-mula 15 anos de experiência na área de Recursos Humanos de empresas nacionais e multinacionais.Site: www.primeirovoce.com E-mail: [email protected]

gerações anteriores entenderem que o jovem rápido e comprometido de hoje não é o mesmo de dez anos atrás? Este profissional quer acensão dinâmica, feedback diário do trabalho, reconhe-cimento com bonificação e, principal-mente, tecnologia em suas mãos.

O desafio da área de RH é fazer este líder compreender as diferenças entre as gerações e a tal da quebra de paradigmas. É preciso sensibilizar, mostrar o novo ce-nário, criar sessões de convivências que valorizem os tipos de profissionais que caminham juntos e têm momentos dife-rentes de vida. Algumas técnicas utiliza-das são contratação de palestras, treina-mentos e comunicação estratégica para driblar o tema com êxito e tranquilidade. Eu poderia citar vários exemplos, mas prefiro concluir o tema indicando quatro benefícios de se vencer paradigmas no âmbito corporativo:

1A quebra de paradigmas amplia o campo de visão do ser huma-no e, consequentemente, desper-

ta no profissional seu talento criativo;

2A troca de experiências entre diferentes gerações surge a partir do momento em que os

profissionais mostram-se dispostos

a vencer as barreiras impostas por crenças e valores. Isso porque cada geração sempre terá algo a acrescen-tar e quando se somam as experiên-cias de todos os integrantes do time, o resultado final pode ser demasiada-mente positivo;

3Ela permite a sobrevivên-cia da organização, a qual necessita acompanhar o ritmo

das inovações tecnológicas e, para tanto, acreditar que as mudanças são altamente necessárias em todas os modelos de gestão;

4 A quebra de paradigmas faz com que o líder trabalhe junto aos seus liderados de forma

mais eficaz, aproveitando todo o potencial deles para a conquista de resultados e de caminhos gloriosos, investindo na boa colheita de todos e não apenas de um pequeno grupo de trabalho.

Destaco a área de Recursos Huma-nos como fortalecedora deste tema e facilitadora de um conceito que vive entre nós há anos, mas que nunca foi tão forte e agressivo como hoje. Boa sorte a todos!


enTreVisTa

o “plAnejAmento” energético BrAsileiro

Graduado em Enge-nharia pela Univer-sidade Federal do Rio Grande do Sul, mestre e doutor em

Engenharia Nuclear pela Univer-sidade Federal do Rio de Janeiro e pelo Massachusetts Institute of Technology, respectivamente, com livre-docência pela Universi-dade de São Paulo, onde é profes-sor titular, Ildo Sauer, ex-diretor executivo da Petrobras, dirige agora o Instituto de Eletrotécni-ca e Energia da Universidade de São Paulo (IEE/USP).

Em entrevista concedida à En-geworld, Sauer fala como os mo-delos de exploração da energia se estabeleceram no mundo e no Brasil e faz críticas contundentes à ineficiência do planejamento energético do país. É ele quem introduz o tema: “Há quase um século dois grandes caminhos se cristalizaram para atender a uma necessidade social da apropriação da energia. Na mobilidade de pes-soas e circulação de mercadorias, os combustíveis líquidos, deriva-dos de petróleo, se impuseram

por razões técnicas e econômicas. No sistema urbano, industrial e da força motriz, a energia elétri-ca acabou predominando. Essas duas formas substituíram o car-vão, que comandou a Revolução Industrial, impulsionando os teares e as fábricas, e depois, os trens e os navios, que proveram a circulação de mercadorias e pes-soas com uma velocidade muito grande. Na transição do século XIX para o século XX, aquelas duas formas (petróleo e energia elétrica) se impuseram, mas isso não quer dizer que permanecerão para sempre”. Sauer continua: “Depois de disputar e suplantar o álcool e o carro elétrico, o petróleo dominou, a partir de 1910 e princi-palmente 1911, quando o craquea-mento catalítico se impôs. A partir daí, grandes conglomerados, for-mados por grupos que detinham as tecnologias, se aliaram ao sis-tema financeiro e praticamente dividiram o mundo entre eles.

A indústria automobilística se consolidou de um lado. A elétrica se consolidou do outro e formou uma associação que produzia

equipamentos de conversão das formas naturais de energia em eletricidade, para a geração, transmissão, distribuição e uso final de toda a cadeia de produtos da chamada linha branca. O siste-ma econômico que se estruturou nessas condições ainda atua hoje aí substancialmente.”


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engeWorld - O que faz com que a energia tenha papel tão relevante?

sauer - Com a Revolução e após a Revolução Industrial ficou muito claro que a apropriação social da energia nas estruturas sociais de produção e circu-lação é que permitiram o incremento extraordinário da produtividade social do trabalho, a explosão populacional do mundo, o processo de urbanização, industrialização e também, na agricul-tura, da chamada agroindustrializa-ção. De forma que, com milhões de habitantes, sem essa organização da produção, nós não estaríamos aqui. Esse é o contexto em que nós nos encontramos. Hoje, não existe falta de fontes de energia no mundo, nem para a mobilidade de pessoas e circu-lação de mercadorias, tampouco para a produção de eletricidade. O que está em discussão no mundo inteiro, e também no Brasil, é a apropriação de fontes que atendam aos atributos para a estrutura social, hoje hegemônica, de

produção, isto é, que possam ser mobi-lizadas e apropriadas por processos de produção com menos capital e traba-lho diretamente aplicado. A menor re-serva conhecida de recursos (finitos) é a do petróleo e é a mais disputada ain-da exatamente por ser a que com me-nos capital e menos trabalho permite apropriar mais energia, gerando mais excedente econômico. E isso continua sendo a grande questão: quais são as formas naturais de energia que po-dem ser captadas com menos capital e menos trabalho, e agora, adicional-mente, atendendo aos requisitos da regulação ambiental?

engeWorld - E qual é a situação brasileira?sauer - No Brasil também não há falta de energia. Temos um enorme poten-cial hidráulico, da ordem de 250.000 MW, dos quais, pouco mais de

A menor reserva conhecida de recursos (finitos) é a do petróleo e é a mais disputada ainda exatamente por ser a que com menos capital e menos trabalho permite apropriar mais energia, gerando mais excedente econômico.


100.000 MW estão desenvolvidos ou em desenvolvimento. Só em terra, são estimados em cerca de 300.000 MW em energia eólica e ainda há potencial offshore. Temos ainda bagaço de cana e outras fontes de biomassa, energia fotovoltaica, o petróleo do pré-sal e o gás de folhelho (ou shale gas), associa-do a ele. Recursos naturais não faltam; o que falta no país é organização da produção: organização institucional, empresarial, planejamento, e também estruturação das cadeias produtivas com a apropriação ao máximo de tec-nologias locais para gerar mais empre-go e renda. O cenário brasileiro é re-lativamente confortável, embora hoje vivamos, mais uma vez, depois de doze anos, a ameaça de encontrar dificulda-des em garantir o suprimento de eletri-cidade, dependendo da chuva nos pró-ximos oitos meses para garantir que

cheguemos até dezembro, quando as chuvas normalmente voltam, sem ter que fazer cortes.

engeWorld - O risco de falta de energia é real? sauer - O risco é relativamente pe-queno, mas ele existe, e é bem maior do que seria confortável ou justi-ficado pelas tarifas que pagamos. A tragédia brasileira, nesse caso, é que estamos queimando diesel, gás natural liquefeito importado e gás natural local a níveis de quase R$ 880 milhões por mês. De outubro do ano passado até dezembro deste ano, quando possivelmente a chuva voltará, cerca de R$ 12 a 13 bilhões terão sido queimados às custas da po-pulação e do Tesouro Nacional para substituir água e vento. Se o governo tivesse planejado a expansão adequa-

damente, com critérios de operação, teríamos mais usinas hidroelétricas e eólicas, sem estarmos sob a ameaça de que, eventualmente, mesmo com todo esse custo, o atendimento da demanda não seja plenamente pos-sível, especialmente no Nordeste nos meses de agosto a dezembro.

Hoje, as usinas eólicas do Brasil, nas condições atuais, são plenamente competitivas e, talvez, tenha a fonte mais abundante e barata para gerar eletricidade.


engeWorld - Qual seria a alternativa para nós? sauer - Pequenas centrais hidrelétri-cas, potencial eólico, cogeração com gás natural e outras fontes. Os custos da energia eólica, graças ao esforço internacional e também do Brasil, tem tido uma queda vertiginosa. Hoje, as usinas eólicas do Brasil, nas condições

atuais, são plenamente competitivas e, talvez, tenha a fonte mais abundante e barata para gerar eletricidade. Só que para serem utilizadas elas têm que ser complementadas com reservatórios de acumulação ou com usinas tér-micas de reserva que podem atender complementarmente nos períodos de baixa eolicidade. Tudo o que nós ve-mos aqui na USP mostra claramente que há uma tendência de complemen-taridade entre a disponibilidade de água das chuvas e de ventos. Quando aumenta a chuva, há pouco vento, e vi-ce-versa. Isso mostra que continuamos dotados da melhor carteira de recur-sos naturais no Nordeste nos meses de agosto a dezembro.

engeWorld - E quanto ao petróleo e gás? sauer - A Petrobras está em crise porque foi manipulada para prover ga-solina e diesel abaixo do custo de im-portação. Houve uma coordenação na

expansão da frota de carros flex para, teoricamente, ajudar o país a sair da crise de 2008, mas não houve, até ago-ra, uma ação coordenada para incre-mentar a produção de etanol, e para os usineiros brasileiros é mais vantajoso exportar o etanol para os EUA. É evidente que em geral há mais valor em substituir petróleo, dado o seu ele-vado preço, que é diferente de custo. Hoje o petróleo é produzido na Ará-bia Saudita por US$ 1 o barril; no Bra-sil, seu custo direto, sem a transferên-cia de impostos e taxas (só capital de trabalho), varia de US$ 10 a US$ 15 por barril, dependendo das condições de produção, e ele está valendo US$ 100 no mercado. No caso brasileiro, temos, além do pe-tróleo do pré-sal, o gás associado a ele. O Brasil provavelmente tem recursos elevados. O que tem faltado, tanto no setor elétrico quanto no de derivados de combustíveis, é planejamento e vi-são estratégica do sistema energético

Fizemos uma grande festa, e eu participei dela, em favor da autossuficiência em petróleo, que só durou um ano (2006) e tudo isso poderia ser diferente.

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para fazer com que ele se organize para atender a demanda. Ainda nessa questão do petróleo é que se criou todo um problema nacional em torno dos royalties, que eram de 5 a 10% e no futuro poderá chegar a 15% do valor do petróleo, mas o excedente econômico, descontado capital e tra-balho direto, incluindo, portanto, os impostos, é da ordem de US$ 80 por barril. Agora, estamos brigando pelo que fazer com 10% e estamos ignoran-do os outros 70% e mobilizando todo o Congresso Nacional e imprensa nes-sa discussão. Fizemos uma grande festa, e eu parti-cipei dela, em favor da autossuficiên-cia em petróleo, que só durou um ano (2006) e tudo isso poderia ser diferen-te. Vejo com apreensão o quadro em que vivemos na área de energia.

engeWorld - O sr. vê algum movimento na tentativa de organizar a produção nacional? sauer - Fizemos uma grande festa, e eu participei dela, em favor da autos-suficiência em petróleo, que só durou um ano (2006) e tudo isso poderia ser diferente. Vejo com apreensão o quadro em que vivemos na área de energia. Por um lado, vejo grandes re-cursos, grande capacidade tecnológica e espaço, mas por outro, não vejo os instrumentos para uma mudança pro-funda na forma como organizamos o setor de gás natural, petróleo e o setor elétrico como um todo. É preciso nos organizar, definir os papéis, reparti-los entre todos os atores, públicos e priva-dos, para cumprir a tarefa necessária. Do contrário, a sociedade brasileira enfrentará dificuldades crescentes.

50 | engeworld | aBril 2013

infografia

nr-13 caldeiras

QuAlQuER vAso CuJo PRoDuto “Pv” sEJA suPERioR A 8, onDE “P” é A máximA PREssão DE oPERAção Em kPa E “v” o sEu volumE GEométRiCo intERno Em m³, inCluinDo:

1Permutadores de calor, evaporadores e similares

2Vasos de pressão ou partes sujeitas a chama direta que não estejam

EstA nR DEvE sER APliCADA Aos sEGuintEs EQuiPAmEntos:

fluidos classe “a” Fluidos inflamáveis

Hidrogênio Acetileno

Combustível com temperatura superior ou igual a 200º C

Fluidos tóxicos com limite de tolerância igual ou inferior a 20 ppm

e Vasos de pressãodentro do escopo de outras nr, nem do item 13.1(Caldeiras a vapor) desta nr

3Vasos de pressão encamisados, incluindo refervedores e reatores

4autoclaves e Caldeiras de fluido térmico que não o vaporizem

5Vasos que contenham fluido da classe “a”, listados abaixo, independente das

dimensões e do produto “PV”.


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