Por Geronime/Boston/McGovern/Abelson
Mais de 18 bilhões de alqueires de grãos são produzidos e transportados através de sistemas de manuseio de grãos nos EUA a cada ano. A capacidade dos Estados Unidos de alimentar sua população e seu gado, apoiar o movimento dos biocombustíveis e exportar o excesso de grãos para os mercados emergentes é um ponto de orgulho e força nacional. A infraestrutura para a movimentação de grãos de um ponto a outro inclui pequenos elevadores rurais, elevadores maiores, grandes terminais de grãos, caminhões, trens, barcaças e navios de transporte marítimo. Cada vez que o grão é movido de um desses pontos para outro, é gerado pó. Esse pó deve ser controlado, capturado e contido.
Tendências
Há uma série de tendências que afetam as estratégias de controle de pó na indústria de grãos.
No topo desta lista está o fato de que a maioria das instalações de manuseio de grãos existentes tem agora quase trinta anos, tendo sido construídas durante os anos de 1980. Agora, trinta anos depois, os EUA estão tentando transportar o dobro da quantidade de grãos através dos mesmos ativos fixos, criando uma forte e crescente demanda para implementar soluções de processo que melhorarão o tempo de atividade e a confiabilidade. Sempre que possível, é desejável evitar a construção de nova infraestrutura quando melhorias na infraestrutura existente poderiam apoiar as necessidades de capacidade.
Quando simples melhorias não são suficientes, estão sendo feitos investimentos mais substanciais para revitalizar instalações envelhecidas com atualizações, expansões ou mesmo a construção de novas instalações. Com novos investimentos, surge um novo foco na melhoria dos processos para eliminar os fluxos de resíduos, melhorar a qualidade dos produtos e aprimorar a eficiência energética. O objetivo não é simplesmente substituir uma infraestrutura envelhecida. O objetivo é melhorá-la.
A concorrência entre empresas de comercialização de grãos também está alimentando a necessidade de melhorar significativamente as instalações existentes. No rio Columbia, onde o primeiro novo terminal de exportação da indústria de grãos em 30 anos está quase concluído, vários terminais de grãos próximos já iniciaram ou em breve iniciarão projetos destinados a melhorar sua capacidade e eficiência no manuseio de grãos. Sem esses investimentos, o novo terminal tem uma vantagem significativa de mercado sobre os terminais existentes e poderia, sem dúvida, alavancar essa vantagem para adquirir participação de mercado.
Outra tendência é um maior foco nos problemas da emissão de pó. Embora as regulamentações federais para emissões de pó de grãos não tenham mudado significativamente em muitas partes do país, algumas áreas (como a Costa Oeste) estão sendo submetidas a padrões de emissão mais rígidos e maior fiscalização. Mesmo em áreas onde as emissões regulamentadas não mudaram, as emissões ainda são um problema por causa da invasão em outras áreas. À medida que os vizinhos se aproximam das instalações de manuseio de grãos, a tolerância geral à emissão de pó diminui, portanto os manipuladores de grãos precisam estar mais preocupados com as emissões.
Finalmente, os regulamentos locais e federais pendentes em relação ao gerenciamento de pó combustível podem ser fortemente diferentes das melhores práticas do passado. O controle de pó é mais importante do que nunca para os manipuladores de grãos, pois eles procuram cumprir os próximos regulamentos da OSHA destinados a evitar eventos catastróficos de pó combustível.
Para resumir, as principais tendências que afetam as estratégias de coleta de pó na indústria de grãos incluem:
- Aumento do processamento de material
- Proteção da competitividade do mercado
- Melhoria no tempo de atividade e confiabilidade
- Desejo de eliminar os fluxos de resíduos e melhorar a qualidade do produto
- Foco na eficiência energética como um fator de lucro
- Necessidade de reduzir as emissões de pó para atender a padrões mais rigorosos e para gerenciar questões de invasão
- A antecipação de regulamentos para o gerenciamento de pó combustível
Novas soluções de controle de pó
À medida que as tendências da indústria levam os manipuladores de grãos a considerar o controle de pó como parte integrante de suas operações, a indústria de coleta de pó continua a fornecer soluções para essas demandas. Em alguns casos, as empresas aplicaram soluções que seguem práticas e abordagens obsoletas, enquanto outras desenvolveram soluções mais inovadoras e mais eficazes para atender às novas demandas.
Uma abordagem inovadora para o gerenciamento de pó é coletar e gerenciar o pó no ponto de geração: na fonte. Capturar e controlar a pó em sua fonte proporciona vários benefícios, inclusive:
Redução ou eliminação de fluxos. Quando o pó capturado é retido dentro do processo que a gera, ele permanece como parte do fluxo do produto que produz receita. Em vez de transformar uma porção do produto em uma pilha de pó desperdiçado, ela permanece como parte do fluxo do produto que tem valor econômico.
Redução ou eliminação de equipamentos do fluxo. Quando o pó é produzido em um processo é separado do fluxo do processo original, é necessário utilizar equipamento de manuseio de material e equipamento de processo independentes. Manter o pó dentro do fluxo do produto minimiza o custo e a manutenção de equipamentos adicionais de manuseio de material.
Minimização da quantidade de passagens de dutos. É necessária uma tremenda quantidade de energia para mover ar carregado de pó através de longas passagens de dutos. A instalação de coletores de pó no ponto de uso mais próximos ao processo gerador de pó minimiza ou elimina dutos desnecessários, o que economiza energia.
Redução da manutenção dos dutos. A minimização dos dutos reduz os custos de manutenção, elimina o desperdício de ar de vazamentos no sistema de dutos e elimina o dispendioso revestimento dos dutos.
Instalação mais fácil. Uma quantidade menor de dutos também equivale a uma instalação mais simples e mais fácil para equipamentos de coleta de pó. Coletores menores e mais leves significam menos infraestrutura de apoio em instalações de manuseio de grãos onde os coletores muitas vezes não são colocados no chão.
Maior tempo de atividade e confiabilidade para o sistema como um todo. Com a coleta de pó centralizada, quando um sistema de coleta de pó requer manutenção todo o sistema de manuseio de pó, e muitas vezes toda a instalação de manuseio de grãos, deve ser desativada para resolver o problema. Com uma série de coletores de ponto de uso, quando uma etapa individual do processo é desativada para manutenção, o resto do sistema continua a operar. Isso proporciona um nível de redundância ao sistema, proporcionando melhor tempo de funcionamento da instalação. Outros benefícios potenciais de coletores no ponto de uso incluem:
- Minimizar o impacto no tempo de atividade devido à manutenção — minimizar o tempo de inatividade para permitir maior flexibilidade na programação da manutenção (ciclo de 20 minutos contra 4-8 horas); características de design que simplificam e aceleram as ações de manutenção.
- Sistemas localizados minimizam o impacto sobre o total das operações quando um único componente tem problemas.
- Sistemas localizados melhoram a utilização de energia, permitindo que as operações utilizem a energia somente quando necessário para gerenciar a pó em cada área. Essa abordagem elimina o desperdício de energia utilizada para puxar o ar de áreas que não manuseiam pó.
- Tecnologias que prolongam a vida útil do filtro para reduzir a frequência de manutenção
O suporte para uma solução inovadora do controle de pó em um ponto de uso requer um produto de filtragem de pó com área ocupada muito pequena, mas com um desempenho robusto para lidar com volumes de ar moderados a grandes. Os coletores tradicionais de filtro de mangas e de cartucho são geralmente muito grandes para instalação no ponto de uso, ou quando dimensionados para caber, são incapazes de lidar com os volumes de ar necessários.
Produtos mais novos no mercado, como o coletor de pó Donaldson® Torit® PowerCore® da série CP, funcionam muito bem como um coletor de pó no ponto de uso . Como um coletor pequeno, leve, de fácil manutenção e capaz de manusear o volume de ar necessário, este produto oferece vantagens distintas sobre as tecnologias mais típicas de filtro de mangas, que estão em uso há mais de 40 anos.
Produtos como este oferecem a capacidade de coletar materiais na fonte, e permitem o controle de pó com um investimento mais controlável em custos de energia. Os coletores no ponto de uso reduzem o volume de ar para controle de pó; reduzem o investimento em potência e minimizam os custos operacionais de energia. Com seu tamanho menor e perfil baixo, o coletor Torit PowerCore CP pode ser instalado em múltiplos locais em novas instalações como coletores na fonte, e pode se encaixar em espaços restritos nas instalações existentes (devido a seu tamanho menor) para resolver problemas de pó incômodos.
Novas opções de elemento filtrante
O elemento filtrante tradicional do filtro de mangas sempre teve uma eficiência relativamente baixa em comparação com as novas opções de elementos filtrantes que agora podem ajudar as instalações a atender à demanda por redução de emissões e ajudar a gerenciar questões de invasão.
Durante décadas, os coletores de pó com elemento filtrante de fibra fina em cartuchos têm fornecido níveis mais altos de eficiência a processos nos quais os coletores de pó de cartucho são aplicados. Entretanto, os coletores de pó de cartucho não têm sido ideais para a maioria das operações de manuseio de grãos e, consequentemente, este elemento eficiente não tem sido amplamente adotado. Com o lançamento da série CP da Torit PowerCore, agora elementos de fibra fina Ultra-Web® mais eficientes estão disponíveis para a indústria de grãos. Os testes demonstraram que as emissões podem ser reduzidas em até 78% quando se utiliza o elemento filtrante de fibra fina Ultra-Web®. O elemento filtrante Ultra-Web® no coletor Torit PowerCore da série CP representa realmente a melhor tecnologia disponível de controle de pó para a indústria de grãos.
Quando uma instalação não está em condições de substituir coletores centralizados, outra estratégia que ajuda a resolver alguns dos problemas enfrentados pelos manipuladores de grãos é a atualização do elemento filtrante utilizado em seus coletores existentes. As mangas filtrantes Dura-Life® duram 2-3 vezes mais do que as mangas padrão e proporcionam tanto economia de energia quanto menos emissões. Outra opção é trocar as mangas filtrantes padrão por mangas plissadas. Os filtros de mangas plissadas Ultra-Web SB proporcionam maior vida útil do filtro, maior eficiência e economia de custos para os coletores de filtro de mangas existentes. As mangas plissadas podem ajudar a resolver problemas de abrasão das mangas e podem permitir maior passagem de ar pelo coletor, aumentando a metragem quadrada do elemento filtrante.
Exemplo de comparação de soluções de controle de pó
Para ajudar a entender a influência que uma estratégia de controle de pó no ponto de uso pode ter nos custos operacionais das instalações, considere um elevador de grãos típico que manuseia 40.000 alqueires de grãos por hora, transferindo dos trens para barcaças.
A Figura 1 mostra essa área típica de elevador com uma estratégia centralizada de controle de pó convencional. Essa instalação utilizaria 15 coletores de pó de filtros de mangas centralizados, movendo aproximadamente 99.000 cfm de ar a qualquer momento em que a instalação estivesse em operação, e toda a operação precisaria ser desligada para manutenção periódica do coletor de pó. Esses sistemas centralizados envolveriam a instalação de quantidades significativas de dutos que aumentariam os desafios à instalação e à manutenção do local. Só nesse sistema centralizado, os custos de energia para o movimento do ar poderiam exceder US$ 70.000 por ano e, além disso, o pó coletado dos vários coletores de filtro de mangas exigiria sistemas caros e de manutenção intensiva para o manuseio de materiais. Essa abordagem centralizada também cria um fluxo de resíduos de menor valor para o pó coletado.
A Figura 3 mostra a mesma instalação típica de elevador de 40.000 alqueires por hora com uma abordagem mais contemporânea alavancando uma estratégia de controle de pó de captura na fonte, no ponto de uso. A instalação utilizaria 43 coletores de pó Torit PowerCore da série CP nos pontos de uso e um coletor de filtro de mangas movendo a mesma quantidade de ar quando todas as áreas da instalação estivessem funcionando, mas zonas individuais da instalação estariam desativadas quando determinados processos não estivessem funcionando ou quando a manutenção fosse necessária. Os custos de energia para essa estratégia no ponto de uso se aproximaria de US$ 55.000 por ano para uma economia de custos de energia de quase 22% em comparação com uma estratégia mais tradicional centralizada, apenas nos custos de movimentação de ar. Além disso, a abordagem do ponto de uso não gera um fluxo perdido de valor inferior. O pó coletado é devolvido ao fluxo primário do produto e a manutenção de grandes quantidades de tubulações é reduzida ou eliminada em algumas áreas.
Na Figura 4, a estratégia de controle de pó no ponto de uso foi implementada em um importante terminal de exportação de grãos na Costa do Golfo. A figura 5 mostra de perto um coletor de ponto de uso em um silo.
Observe que o conhecimento das melhores práticas é essencial para aplicar uma estratégia de ponto de uso, incluindo a compreensão de como selecionar e aplicar corretamente o equipamento no ponto de uso. Como exemplo, a coleta no ponto de uso diretamente nas pernas de um elevador de baldes não é recomendada, porém um coletor no ponto de uso corretamente selecionado e projetado pode permitir que o pó capturado seja devolvido ao carregador do elevador oferecendo os benefícios da coleta no ponto de uso de uma maneira compatível com a maioria dos padrões.
Conclusão
A combinação de uma estratégia de gerenciamento de pó no ponto de uso e coletores Torit PowerCore da série CP para controle de pó na indústria de grãos representa a melhor estratégia de gerenciamento de pó da categoria para atender às expectativas e exigências em constante transformação na indústria. A tecnologia tem se mostrado eficiente em diversas instalações de grãos somente nos EUA e constitui o que deve ser considerada a melhor tecnologia de controle de pó disponível no mercado. Prevemos que os principais manipuladores de grãos considerarão cada vez mais as tecnologias de coleta de pó no ponto de uso em suas operações.
