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Reportagem de Capa II – Edição 86 de Julho/Agosto de 2004 |
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Acionamento turbinado
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| Venda do excedente de energia elétrica cogerada e até mesmo a comercialização do bagaço abre espaço para o crescimento dos redutores planetários nas usinas brasileiras. | |
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| Se cada usina de açúcar e álcool
mais antiga mantivesse em sua sede um museu composto por máquinas
que compõem a história do setor sucroalcooleiro, um
equipamento teria lugar cativo de exposição em todas
as unidades de processamento: a moenda com acionamento por motor a
vapor. “Uma máquina fascinante que demonstrava a engenhosidade
dos inventores da era da Revolução Industrial”,
como descreve o engenheiro Celso Procknor. Neste museu imaginário também deveria haver uma placa informando que, embora fascinantes, estas máquinas sucumbiram ao vigor das turbinas a vapor de simples estágios durante as décadas de 70 e 80, que na época tinham baixo preço, manutenção simples e alta confiabilidade. Com rotações maiores, também podiam fornecer mais potência. Contra as turbinas a vapor de simples estágios pesava a baixa eficiência termodinâmica, que operava entre 35% e 45% - de acordo com as características do rotor e da velocidade periférica das palhetas de cada modelo. Há 30 anos atrás, porém, o consumo de vapor no processo e a venda de energia elétrica não faziam parte do planejamento estratégico das usinas. Hoje o panorama é diferente. A venda do excedente de energia elétrica cogerada e até mesmo a comercialização do bagaço obriga as usinas a processarem a cana com teor de fibra muito menor, o que descarta a atividade das antigas turbinas. A substituição destes equipamentos fez surgir no mercado de acionamentos diversas alternativas diretas e indiretas. A ênfase das usinas atualmente está concentrada no uso do vapor na cogeração, e uso do acionamento elétrico na planta industrial inteira, o que pode melhorar o rendimento mecânico da instalação –sobra de mais energia para ser vendida. Com esta perspectiva e com os investimentos previstos para o setor – surgimento de novas usinas – algumas empresas fornecedoras estão apostando que o acionamento das moendas poderá migrar para uma substituição do sistema único por terno para um processo individual por rolo. “Esta é na realidade a motivação principal para este projeto”, revela o engenheiro Pedro Luís Pereira da Silva, gerente de vendas da Cestari. A empresa apresenta um novo produto que preenche uma antiga lacuna na linha disposta ao mercado. O redutor planetário, por ser uma máquina elétrica, proporciona sobra de vapor a usina. “Porém o planetário também vai bem em cristalizadores e em decantadores, pois é um equipamento que suporta bem a sobrecargas”, explica Silva. Uma das principais características do equipamento é a operação com maior quantidade de dentes, que dividem os esforços de transmissão com simetria. Com isso, o redutor se torna 60% menor em volume e 55% mais leve se comparado a uma máquina similar de eixos paralelos normais. |
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| Mas para alcançar esta vantagem, o planetário
precisa pagar um preço. E neste caso, o ganho de peso e volume
resulta em prejuízo quanto a potencia térmica - o redutor
não tem área suficiente para dissipar o calor gerado,
e requer um sistema de refrigeração forçada,
que em muitos casos se torna um inconveniente. Para corrigir este problema, a Cestari propõe que as usinas aproveitem a característica do planetário de transmitir um torque elevado e usar este tipo de redutor combinado com outros equipamentos tradicionais da empresa. “As máquinas da nossa linha se comportam muito bem na alta rotação, pois são redutores retificados com qualidade nas engrenagens DIN 5. Esta combinação resulta num produto extremamente eficiente e com a melhor opção de custo, pois os redutores planetários em tamanhos menores e alta redução se tornam mais caros que os redutores paralelos normais”, sugere o gerente de vendas. Além do fato de proporcionar o melhoramento do rendimento energético, o planetário é um acionamento tipo split, que permite a inserção de 3 ou 4 acionamentos por terno. Se em uma moenda com 4 redutores houver uma falha de um, o equipamento principal continua operando. “O fato de ser montado um redutor por rolo com eixo vazado, faz com que o redutor flutue com o rolo, não necessitando bases e fundações para os redutores como são montados hoje. O custo final da moenda tende a ficar mais barato com este acionamento”, divulga Silva. Redutor Série Q Os primeiros redutores planetários surgiram no Brasil na década de 90 com a utilização em cristalizadores. O grupo SEW Eurodrive, um dos pioneiros na aplicação destes equipamento na linha de produção seriada na indústria sucroalcooleira, apresenta a instalação de uma máquina da série Q na Usina Coruripe - Filial de Iturama (MG). A usina buscava alternativas técnicas para elevar sua produção e permitiu a instalação do primeiro redutor planetário para acionamento de moendas no Brasil. A implementação do equipamento, como acionamento auxiliar, no eixo de saída de um terno de moenda de 78" elevou a capacidade de moagem de 12.000 t/dia para até 17.000 t/dia, preservando as características do acionamento original existente. |
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| Os redutores planetários aplicados pela SEW
Eurodrive em moendas de cana-de-açúcar são produzidos
na cidade de Wuppertal, na Alemanha, pela Metso Drives Oy, empresa
com a qual o grupo SEW Eurodrive possui contratos exclusivos de produção
e compartilhamento de tecnologias, em redutores de grande porte. A SEW defende que o maior diferencial da série Quatro (Q) é a utilização de quatro engrenagens satélites no último trem planetário, o que permite uma melhor distribuição do torque ao eixo de baixa rotação, e uma melhor absorção de eventuais choques provenientes dos rolos da moenda, sem comprometimento dos demais componentes do redutor, além de proporcionar redutores de menor massa e menores dimensões físicas. “Com eixos e engrenagens produzidas em ligas de aço especiais, e carcaças fabricadas em liga especialmente desenvolvida para esta finalidade (Kymenite ADI), os redutores da série Quatro incorporam a mais alta tecnologia existente em redutores planetários, garantindo a maior produtividade e o menor custo operacional atualmente oferecidos no mercado”, garante o engenheiro Marco Antonio Maria, da SEW Eurodrive Brasil. As primeiras aplicações de redutores da série Quatro em moendas iniciaram-se, simultaneamente, no Brasil, Austrália e Estados Unidos. Atualmente existem redutores planetários da série Quatro acionando moendas de cana-de-açúcar também no sudeste asiático, com a primeira moenda totalmente elétrica - 32 redutores planetários o fabricante das moendas é o tradicional grupo australiano Bundaberg. No Brasil, foram desenvolvidos redutores planetários, da série Quatro, com eixos ortogonais, visando reduzir o momento fletor resultante da massa do motor sobre a ponta do eixo da moenda, e facilitar o acesso dos operadores ao equipamento. Os redutores são acoplados à ponta de eixo através de discos de contração. O acionamento é protegido com a utilização de acoplamento limitador de torque, entre o motor elétrico e o redutor. A massa do acionamento é sustentada pelo eixo da moenda, efetuando-se o travamento do conjunto motor-redutor através de braço de torque simples ou duplo, do tipo “barra de torção”. O primeiro acionamento, nesta configuração, foi instalado no Ingenio El Angel (El Salvador) como acionamento auxiliar em um dos ternos de suas moendas, em 2001. Havia a necessidade de elevar a moagem diária, mas o acionamento tradicional existente não tinha condições de atender a estas necessidades. “Os excelentes resultados obtidos com a utilização do primeiro equipamento fizeram com que o Ingenio El Angel adquirisse mais quatro redutores idênticos, já na safra seguinte, em 2002”, revela Maria. Assim como as turbinas a vapor de simples estágios ganharam muito espaço no mercado na década de 70, este parece ser um momento muito favorável para a disseminação dos redutores planetários na indústria canavieira. “As expectativas altamente favoráveis de crescimento do mercado sucroalcooleiro nos próximos anos, e a racionalização do uso da energia, também em projetos de cogeração, apresentam um panorama altamente favorável ao uso destes equipamentos”, corrobora Maria.
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