Poucas cadeias industriais têm impacto tão direto sobre a produtividade agrícola quanto a de fertilizantes.
Cada tonelada de ureia, MAP, DAP ou NPK que chega ao campo é resultado de uma sequência de operações químicas severas, que combinam ácidos concentrados, amônia, suspensões abrasivas, altas temperaturas e produtos com forte tendência à cristalização.
Nesse ambiente, o desempenho dos equipamentos de movimentação de fluidos define, em grande parte, a disponibilidade da planta: uma bomba que cavita, uma dosadora imprecisa ou uma válvula que não fecha sobre sólidos se traduzem rapidamente em perda de produção e custos de manutenção elevados.
O mercado e seus processos
O parque industrial de fertilizantes reúne rotas de processo distintas, mas com desafios comuns. Nas fábricas de ureia, a amônia reage com o CO2 em alta pressão e a solução resultante é concentrada por evaporação a vácuo antes da granulação. Nas unidades de MAP e DAP, o ácido fosfórico reage com a amônia formando lamas de fosfato que seguem para granulação e secagem. Já as misturadoras de NPK combinam matérias-primas sólidas e líquidas, com dosagem de aditivos, em grânulos de composição controlada.
Rotas de nitratos, fertilizantes fosfatados e organominerais completam o quadro, todas compartilhando o mesmo conjunto de operações: transferência de líquidos e soluções, bombeamento de suspensões, dosagem de reagentes, geração de vácuo, transporte pneumático de sólidos e tratamento de efluentes.
É justamente nesse conjunto de operações que o portfólio OMEL se encaixa, com bombas centrífugas de processo, bombas vortex para fluidos carregados, bombas dosadoras, bombas de vácuo de anel líquido, sopradores Roots e válvulas de mangote. A seguir, apresentamos as principais etapas e os equipamentos indicados para cada uma.
Transferência de líquidos e soluções de processo
A operação mais presente em qualquer rota de fertilizantes é a transferência de líquidos: carga e descarga de ácido sulfúrico e fosfórico, circulação de amônia, movimentação de soluções de ureia e de nitratos, condensado, água de resfriamento e licores de processo. São serviços contínuos, muitas vezes com fluidos corrosivos e quentes, nos quais a confiabilidade da bomba determina a disponibilidade da planta.
Para essas aplicações, a OMEL oferece as bombas centrífugas de processo UND/III, construídas integralmente conforme a norma ANSI/ASME B73.1.
A linha cobre capacidades até 1700 [m³/h], alturas manométricas até 210 [m], pressões até 26 [bar] e temperaturas de -100 [°C] a 260 [°C], com construções especiais até 350 [°C].
O histórico da linha inclui exatamente os serviços típicos deste mercado: bombeamento de ureia, amônia, ácidos e produtos orgânicos e inorgânicos na indústria química, além de recuperação e recirculação de ácidos e lavagem de gases.
A ampla oferta de materiais de construção permite adequar cada bomba à corrosividade e à temperatura do fluido.
Suspensões e fluidos com sólidos
Boa parte dos fluidos de uma fábrica de fertilizantes não é limpa. Os licores com cristais em suspensão e vários outros produtos carregam sólidos abrasivos que destroem rapidamente bombas centrífugas convencionais, nas quais todo o fluxo atravessa o rotor.
É nesse contexto que entram as bombas vortex OMEL UND/III-VR, de rotor recuado. Como o impelidor fica totalmente fora da linha de fluxo, a maior parte das partículas sólidas é descarregada sem sequer tocar o rotor: o vórtice criado na voluta é a principal força de propulsão, o que garante mínima degradação do fluido e do próprio impelidor.
Teoricamente, a bomba admite sólidos de tamanho correspondente ao bocal de descarga, e a linha atende capacidades da ordem de 1200[m³/h] e alturas até 75[m] em 1.750 [rpm], com outras rotações sob consulta.
Nas linhas que transportam esses mesmos fluidos e até lamas mais espessas, o bloqueio de fluxo exige uma solução igualmente tolerante a sólidos. As válvulas de mangote OMEL Série NT, de diafragma tubular, controlam o fluxo pela simples compressão de um mangote flexível de borracha: a passagem é plena, praticamente sem perda de carga e sem acúmulo de material, e o fechamento é total mesmo quando pedaços de sólidos são apanhados pela válvula, pois o mangote simplesmente se fecha em torno deles.
O único componente de desgaste é o próprio mangote, de substituição rápida, o que reduz drasticamente a manutenção em serviços com minérios, pós e suspensões pesadas.
Dosagem de reagentes e aditivos
A qualidade do grânulo de fertilizante depende de dosagens precisas ao longo de todo o processo: agentes anti-empedrantes e de recobrimento na saída da granulação, antiespumantes e inibidores de incrustação nos evaporadores, reagentes de neutralização, aditivos de processo e produtos químicos da ETE.
Dosar a mais significa custo desnecessário de insumo; dosar a menos compromete a especificação do produto ou a proteção dos equipamentos.
Para dosagens de rotina industrial, as bombas dosadoras de diafragma mecânico OMEL DMD cobrem vazões de 0 a 1.140 [l/h] com pressões de descarga até 10 [bar] e repetibilidade de ±3%.
De construção monobloco e robusta, aceitam até seis cabeçotes em paralelo, cada um com regulagem independente por parafuso micrométrico, com a bomba parada ou em operação, e controle remoto da vazão via inversor de frequência.
Diferem das dosadoras eletrônicas tipo solenoide justamente por suportarem ambientes industriais severos.
Quando o processo exige precisão de instrumento, as dosadoras de diafragma com acionamento hidráulico OMEL NSP dosam linearmente de 10 a 100% da capacidade com erro máximo de 1%, funcionando inclusive como elemento final de controle, com atuação elétrica ou pneumática.
A linha alcança capacidades até 5.500 [l/h] e, em cabeças metálicas, pressões que chegam a 340 [bar], atendendo lamas químicas, líquidos viscosos, corrosivos e tóxicos.
Vácuo para concentração, evaporação e recuperação de vapores
A concentração de soluções é uma etapa central tanto na rota da ureia quanto na do ácido fosfórico.
Evaporar sob vácuo reduz a temperatura de ebulição, economiza energia e protege produtos sensíveis à decomposição térmica.
Além dos evaporadores, o vácuo aparece nos filtros das unidades de ácido fosfórico e na recuperação de vapores de processo, evitando emissões e perdas de amônia.
As bombas de vácuo de anel líquido OMEL atendem essas aplicações com capacidades de 30 a 750 [m³/h] e vácuo até 40 [mbar] ( – 730 mmHg) sem uso de ejetores, podendo alcançar níveis mais profundos quando combinadas a ejetores.
Por princípio de funcionamento, a operação é totalmente isenta de óleo e a bomba é insensível a impurezas ou pequenos corpos estranhos aspirados, tais como, vapores e líquidos arrastados que são simplesmente aspirados e expelidos, condição frequente em evaporadores de plantas de fertilizantes.
Para fluidos agressivos, as bombas podem ser fornecidas integralmente em aço inox AISI 304 ou 316, ou em outras ligas anticorrosivas sob consulta.
Transporte pneumático, fluidização e aeração da ETE
Depois da granulação, o fertilizante passa a ser um sólido a granel que precisa ser movimentado, seco e resfriado.
O transporte pneumático de grânulos e pós, a fluidização de leitos de secagem e resfriamento e a insuflação de ar de processo dependem de fontes de ar confiáveis e isentas de óleo, já que qualquer contaminação compromete o produto.
A mesma necessidade de ar aparece no fim da linha, na aeração biológica da estação de tratamento de efluentes.
Os sopradores Roots OMEL SRT trabalham com pressões de até 1 [bar] efetivo ou geram vácuo até 500 [mbar], com capacidade praticamente constante frente à variação da pressão do sistema, característica essencial em transporte pneumático, onde a perda de carga muda conforme a carga de sólidos na linha.
O perfil de lóbulo trilobular reduz pulsação em um terço e o ruído em cerca de 5 [dB(A)] na comparação com rotores bilobulares, e o fluxo de ar gerado é totalmente isento de óleo.
São exatamente as aplicações consagradas da linha: transporte pneumático de materiais a granel, fluidização, insuflação de ar em processos e aeração no tratamento de águas e esgotos.
Cuidados na seleção dos equipamentos
As aplicações apresentadas neste artigo são possibilidades de uso, e a seleção correta de cada equipamento depende de vazão, pressão ou nível de vácuo, temperatura, densidade e viscosidade, composição do fluido, presença e tamanho de sólidos, corrosividade, tendência à cristalização, condições de sucção, materiais de construção, regime de operação e normas exigidas pelo projeto.
Por esse motivo, o dimensionamento final deve sempre ser validado pela Engenharia OMEL, que analisa as condições reais de processo antes da especificação.
Conclusão
Da descarga do ácido à aeração da ETE, passando pela concentração a vácuo, pela dosagem de aditivos e pelo transporte dos grânulos, a indústria de fertilizantes impõe aos equipamentos condições que combinam corrosão, abrasão, sólidos, cristalização e temperatura.
A OMEL, com mais de 74 anos de experiência em bombeamento industrial, reúne em um único fornecedor as bombas centrífugas UND/III e UND/III-VR, as dosadoras DMD e NSP, as bombas de vácuo BVM, os sopradores SRT e as válvulas de mangote NT, cobrindo as principais etapas da fabricação de ureia, MAP, DAP, NPK e demais rotas.
Mais do que o portfólio, é a engenharia de aplicação que garante que cada equipamento seja selecionado para durar nas condições reais da planta.
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