Como a Ciment Québec controla o ar terciário na queima de pneus

  Um operador abre o registro de ar terciário para sustentar a queima de pneus inteiros. A sala de controle indica a nova posição. Quanto ar a mais chegou à câmara e como a mudança afetou a combustão no forno de clínquer? Na unidade da Ciment Québec, em Saint-Basile de Pontneuf, no Canadá, essas perguntas levaram a equipe a medir a vazão no próprio duto de ar quente.

  Na edição de outubro de 2026 da Global Cement Magazine, Alexandra Graf, da PROMECON, e Jean-Philippe Gravel, engenheiro de processos da Ciment Québec, descrevem a instalação do McON IR Compact em 2025. O instrumento informa em tempo real a velocidade do gás (m/s) e a vazão volumétrica de ar terciário (m³/s). Os operadores usam essas leituras para equilibrar a distribuição de ar entre a queima de pneus e o forno.

O papel do ar secundário e do ar terciário na queima

  Ao atravessar o leito de clínquer quente no resfriador, o ar absorve parte do calor do material que sai do forno. Uma parcela desse ar retorna ao forno como ar secundário e participa da combustão junto ao queimador principal. Outra parcela segue pelo duto de ar terciário até o sistema de calcinação. Na fábrica canadense, esse fluxo também alimenta a HOTDISC®, câmara onde a unidade queima pneus inteiros.

  Dentro da HOTDISC®, o combustível avança sobre um disco de rotação lenta. A velocidade do disco influencia o tempo que o material permanece na câmara. A vazão de ar, por sua vez, influencia a quantidade de oxigênio disponível para a queima. Se chega pouco ar para a carga de combustível admitida, aumenta o risco de combustão incompleta. Com a mesma oferta de ar quente no resfriador, desviar uma parcela maior para a câmara reduz a que fica disponível para o forno. É esse o equilíbrio que Gravel identifica, no artigo da Global Cement Magazine, como o principal desafio da operação.

Por que a vazão muda com o damper na mesma posição

  O damper é o registro que altera a resistência à passagem do ar. A vazão resultante depende tanto da abertura quanto da diferença de pressão entre os dois lados do registro. Se a tiragem do sistema muda entre dois turnos, repetir a mesma posição pode levar a outra vazão. Com o medidor, a equipe consegue conferir quanto ar passou pelo duto nas novas condições.

  Há também mudanças mais lentas. No estudo complementar sobre a Ciment Québec, a PROMECON relata que as leituras

revelaram o efeito do desgaste do registro sobre a vazão. Uma forma de investigar esse comportamento é comparar a vazão obtida para a mesma abertura em períodos com carga e tiragem semelhantes. Se o desvio persiste nessas condições, a equipe tem um motivo concreto para inspecionar o registro e verificar se houve alteração na passagem de ar.

Como o McON IR Compact mede a velocidade do gás

  O McON IR Compact emprega um método óptico chamado medição por tempo de trânsito. Dois sensores de infravermelho observam o escoamento quente em pontos separados por uma distância conhecida na direção do fluxo. As variações de intensidade da radiação infravermelha formam um padrão que aparece primeiro no sensor a montante e, instantes depois, no sensor a jusante.

  O processamento digital compara os sinais e identifica o atraso que melhor alinha os dois padrões, por meio de correlação cruzada. Para um espaçamento (L) e um intervalo de tempo (Delta t), a velocidade correspondente é (v = L/Delta t). Quanto menor o tempo para o padrão percorrer a mesma distância, maior a velocidade do escoamento. A leitura ocorre por acessos ópticos na parede do duto, com os sensores fora do fluxo abrasivo. Na instalação canadense, um suprimento contínuo de ar de purga protege o sensor.

Por que a PROMECON escolheu um trecho ascendente do duto

  Graf e Gravel explicam na Global Cement Magazine que, no trecho ascendente selecionado, o acúmulo de pó de clínquer era pequeno e se mantinha estável ao longo do tempo. Isso favorecia uma medição representativa. O estudo técnico da PROMECON descreve a aplicação em operação contínua e com temperaturas de processo de até 1.200 °C. Já os 1.500 °C citados na revista se referem à condição de projeto informada pelos autores para a tecnologia de medição.

Da velocidade do gás à vazão de ar no duto

  A relação entre as duas grandezas é (Q = A times bar v). A vazão volumétrica (Q) é o produto da área livre de passagem (A) pela velocidade média do gás perpendicular à seção (bar v). Se houver depósitos sobre o revestimento interno, a área nominal do duto pode ser maior que a área efetivamente disponível para o gás.

  Exemplo ilustrativo. Considere um duto com área livre de 4,0 m² e velocidade média de 15 m/s. A vazão é de 60 m³/s. Se um depósito reduzir a área para 3,6 m² e a velocidade média continuar em 15 m/s, a vazão passa a 54 m³/s. Nesse cenário, manter a área original no cálculo faria a indicação superar a vazão efetiva em 6 m³/s.

  Esses valores em m³/s expressam o volume nas condições reais do duto. Para compará-los com um sinal em Nm³/h, é preciso converter segundos em horas e corrigir o volume pelas temperaturas e pressões absolutas de processo e de referência, observando também a base seca ou úmida. A distinção importa para a combustão. Mantidas a pressão e a composição, o ar mais quente é menos denso. Assim, a mesma vazão em m³/s transporta menos massa de ar e de oxigênio por segundo.

Quais sinais comparar na sala de controle

  A vazão de ar terciário mostra como o duto respondeu ao ajuste. Quando a planta dispõe de analisadores de oxigênio (O2) e monóxido de carbono (CO) nos gases de processo, essas leituras ajudam a investigar como a combustão respondeu à mudança. A tabela reúne três situações de diagnóstico em uma linha de clínquer.

  Ao comparar as curvas, considere o tempo que o gás leva para chegar ao ponto de análise e o tempo de resposta do analisador. Alinhar os sinais no tempo ajuda a identificar qual ajuste estava em vigor quando o gás analisado passou pela câmara. Outro detalhe importante é o local da medição. Mesmo com O2 residual no ponto de análise, pode haver regiões da câmara em que o combustível encontra pouco oxigênio por deficiência de mistura.

Como interpretar a redução de até 15% no consumo específico

  Na Global Cement Magazine, Graf e Gravel relatam menos paradas não programadas do forno, aumento da substituição térmica e redução de até 15% no consumo específico de energia. No estudo sobre a mesma instalação, a PROMECON associa esse último resultado ao uso conjunto da medição de ar, de um queimador multicombustível de nova geração e de um sistema avançado de controle.

  A taxa de substituição térmica expressa a participação dos combustíveis alternativos na energia total fornecida pelos combustíveis do sistema de queima. Para apurá-la, multiplica-se o consumo de cada combustível pelo respectivo poder calorífico inferior (PCI). Em seguida, divide-se a energia dos alternativos pela energia de todos os combustíveis no mesmo período e expressa-se o resultado em porcentagem.

  O consumo específico de energia relaciona a energia fornecida pelos combustíveis à massa de clínquer produzida no mesmo período, em GJ/t. Uma fábrica pode substituir parte do gás natural por pneus e manter o mesmo consumo por tonelada. No caso canadense, os autores relatam os dois ganhos. Os combustíveis alternativos passaram a fornecer uma parcela maior do calor e a fábrica reduziu a energia necessária para produzir uma tonelada de clínquer.

  Para avaliar um ponto de medição na sua linha de clínquer, o desenho do duto, o histórico de depósitos e a faixa de temperatura ajudam a identificar uma seção representativa.

Converse com a equipe técnica da C2E Brasil sobre a medição de ar terciário na sua fábrica.

Fonte principal

Alexandra Graf e Jean-Philippe Gravel. Ciment Québec optimises tertiary air. Global Cement Magazine, outubro de 2026, p. 16. Consultar a edição da revista.