AVALIAÇÃO DA EFICIÊNCIA ENERGÉTICA DE UM FORNO INTERMITENTE PARA FABRICAÇÃO DE CERÂMICA POR BALANÇO DE MASSA E ENERGIA: UM ESTUDO DE CASO

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Universidade do Extremo Sul Catarinense
Semana de Ciência e Tecnologia
	
Formulário para elaboração do RESUMO 
AVALIAÇÃO DA EFICIÊNCIA ENERGÉTICA DE UM FORNO INTERMITENTE PARA FABRICAÇÃO DE CERÂMICA POR BALANÇO DE MASSA E ENERGIA: UM ESTUDO DE CASO
Zaccaron, A.1,2, Valsechi, D.A.2, Inocente, J.M.1, Angioletto, E.1
1 Programa de Pós-Graduação em Ciências e Engenharia de Materiais, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, Brasil. 
2 Departamento de Engenhara Ambiental, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, Brasil. 
A região de Morro da Fumaça, destaca-se como o principal polo de fabricação de cerâmica vermelha do estado, contando com aproximadamente 270 empresas, que geram sete mil empregos e têm uma produção mensal de 100 milhões de peças, sendo 20 % de telhas e 80 % de blocos e tijolos. O setor na sua grande maioria, é constituído por micro e pequenas empresas de cunho familiar, apresentando inúmeros problemas em todos os setores da indústria, no qual um desses, está relacionado a eficiência energética (dos fornos intermitentes), que para uma microempresa, confere entorno de 20 a 30 % dos custos, e pode ser minimizado. A investigação, portanto, trata-se de um estudo de caso, que consistiu em realizar balanço de massa e energético no processo térmico de queima na fabricação de blocos cerâmicos de vedação, a fim de avaliar a eficiência energética de um forno intermitente do tipo “Caipira”, que é bastante utilizado na região sul do estado em industrias de cerâmica vermelha. Por ser um setor de grande importância na economia local, a investigação de eventuais deficiências produtivas é de grande valia na diminuição de perdas, tendo possíveis ganhos se ministrados de forma adequadas. Foram selecionadas 15 unidades de um bloco de vedação de 90 x 140 x 190 mm, nas quais foram pesadas após a extrusão, posteriormente pesados após secos e por fim pesados novamente após o processo de queima. O primeiro balanço de massa baseou-se na perda de umidade durante a secagem, onde em uma simulação para um milheiro (1000) de peças, verificou-se que há a perda de 438 L de água, sendo essa, a água de conformação (que transita livre pelos capilares e auxiliam a conformação da peça). A queima foi realizada a ~ 800 ºC, e constatou-se a perda de 90 kg de voláteis durante o processo de sinterização, que corresponde a 5,21 %, referente a eliminação de pequenos gradientes de umidade intersticial (restantes do processo de secagem), outras águas (higroscópica e cristalográfica) e combustão de materiais orgânicos. A quantidade de energia necessária para elevar a temperatura de ambiente a 800 ºC do material cerâmico é de 2,84x108 cal, a energia necessária para elevar a temperatura dos voláteis é de 6,75x106 cal e a energia necessária para expulsar os voláteis é de 4,86x107. Com base nos valores apresentados, chegou-se ao valor total de energia necessária para o processo de queima de um milheiro de blocos cerâmicos, que é de 3,39x108 cal/milheiro. Na análise do consumo de insumo energético, estima-se o uso de 420 kg para 1 milheiro de blocos cerâmicos, que equivale a um consumo de energético de 1,97x109 cal. O quociente da energia total pelo consumo energético deu a eficiência do forno, que é de 17,2 %. A transmissão de calor do forno de 349,73 ft2 é de 1,08x105 Btu/h, onde a troca de energia com o é meio apresenta ser bastante significativa durante o processo de queima, e essa troca é facilitada pela deficiência das estruturas físicas do forno, como fornalhas, paredes e chaminé.
Palavras-chave: Cerâmica vermelha, eficiência energética, fornos intermitentes.