Torres de resfriamento à base de vinhaça: amiga da economia de água

Especialistas revelam que além da economia de água, as torres de vinhaça acabaram se tornando uma ótima fonte natural de fertilização

Alisson Henrique

No setor sucroenergético, por conta das evoluções tecnológicas que trouxeram novas soluções para a área industrial, é muito comum que haja discussões sobre qual tecnologia é melhor, qual é mais vantajosa ou eficiente. No entanto, algumas soluções não tão novas continuam sendo fundamentais. Como exemplo, tem-se as torres de resfriamento à base de vinhaça, que além de apresentarem uma alta eficiência, acabam reduzindo o uso da água, proporcionando considerável economia de água.

Primeiramente, cabe destacar que existem as torres à base vinhaça e também as à base de água. Ambas são utilizadas em usinas. As torres de resfriamento de vinhaça possuem o objetivo de tornar este líquido (resíduos da produção de álcool) reaproveitável como um fertilizante natural nos canaviais, devolvendo para o solo alguns nutrientes como Nitrogênio, Fósforo e principalmente Potássio (compostos conhecidos como nutrientes NPK). Este é o processo que recebe o nome de fertirrigação.

“A torre de água é utilizada para resfriar o líquido utilizado no processo de resfriamento de equipamentos industriais da usina. Esta água é captada de fontes naturais ou estações de reuso”, explica Daniel Mantovani, integrante do departamento Comercial/Suporte Técnico da Tecniplas. De acordo com ele, a torre de resfriamento de água pode também trabalhar em conjunto com a torre de resfriamento de vinhaça para resfriar o vapor d’água (condensado).

“Nesse sistema, o vapor d’água é enviado para a torre de resfriamento de vinhaça (que nesta funcionalidade recebe o nome de torre de condensado), realizando, assim, o primeiro resfriamento de 95°C para algo em torno de 55°C. Em um segundo estágio de resfriamento, esta água quente, agora com 55°C, é enviada para uma torre de resfriamento para sofrer um novo processo, agora de 55°C para aproximadamente 32°C, tornando-se assim possível a sua reutilização no processo industrial da usina”, acrescenta.

De acordo com Hênio Rospendowski, gerente Industrial da Usina Ferrari, as torres de resfriamento são importantes para o controle de temperatura no circuito fechado de águas de resfriamento de processos: fermentação, destilação, evaporação, cozimento etc. “Também são utilizadas em circuito fechado de águas de resfriamento de máquinas: turbinas, redutores geradores de energia. Ainda são utilizados modelos de torres de resfriamento de vinhaça para aplicação na lavoura de cana”, esclarece.

REFLEXO PARA O CAMPO E A USINA

No crescimento celular, a cana-de-açúcar necessita extrair do solo alguns nutrientes, entre eles o NPK. A torre de resfriamento de vinhaça proporciona a segurança do uso deste resíduo no processo de fertirrigação, pois este líquido, quando deixa a coluna de destilação, apresenta uma temperatura de aproximadamente 95°C que se aplicada diretamente no solo, causaria a sua esterilização biológica e química, fazendo com que este espaço não pudesse ser utilizado para o plantio de novos canaviais, deixando de ser uma solução extremante útil e rentável para a usina e se tornando um grande problema ambiental.

Ao passar pela torre de resfriamento de vinhaça, a temperatura da mesma passa de 95°C para em torno de 55°C. Desse modo, salienta Mantovani, torna-se viável o transporte por tubulação e/ou caminhões transportadores até os canaviais e principalmente, viabiliza o uso seguro da vinhaça como fertilizante natural do solo.

Para Rospendowski, as torres de resfriamento têm influência no desempenho dos processos, equipamentos e no consumo geral de água da usina. Segundo ele, a utilização da vinhaça como fertilizante proporciona a princípio três soluções extremamente econômicas para a usina. Primeiro que a dosagem de NPK químico no solo pode ser reduzido ou mesmo eliminado nos locais em que ocorrer a aplicação da vinhaça. Segundo é que a usina não terá que retirar das suas fontes naturais a água para proporcionar a irrigação do canavial em épocas de estiagem.

Por fim, ele destaca que a vinhaça possuiu alta carga orgânica (Demanda Bioquímica de Oxigênio – DBO de aproximadamente 25.000mg/L) que se lançada sem tratamento diretamente em um rio, causará sérios problemas ambientais.

“Desta forma, a utilização da vinhaça como fertilizante natural proporciona para a usina ganho econômico ao reduzir a necessidade de compra de fertilizante NPK químico. Além disso, proporciona um uso estratégico de água da usina e evita a necessidade de investimento na construção de uma estação de tratamento de vinhaça com o objetivo de descartar este líquido nos corpos hídricos. Segundo a Embrapa, o uso de torres resfriamento que usam vinhaça reduzem as perdas de 5 a 8% para 1,5 a 3%, no total do balanço hídrico”, explica.

A grande diferença nas tecnologias, explicam especialistas, é quanto à temperatura de resfriamento, pois a torre de água recebe uma água com temperatura em torno de 50°C a 60°C e necessita resfriar a água para em torno de 32°C, temperatura esta que os equipamentos industriais da usina necessitam para operar. Já a torre de vinhaça, recebe este resíduo com temperatura de 95°C e necessita resfriar apenas para algo em torno de 55°C, o que torna viável o transporte e utilização deste composto como fertilizante.

Torres de resfriamento à base de vinhaça: amiga da economia de água
Segundo a Embrapa, o uso de torres resfriamento que usam vinhaça reduzem as perdas de 5 a 8% para 1,5 a 3%, no total do balanço hídrico

As torres de vinhaça (condensado) e de água podem trabalhar em conjunto para realizar o resfriamento de condensado de 95°C para 32°C. Quando trabalhadas de forma separada (exceto na condição de resfriamento de condensado), a torre de resfriamento de vinhaça apresenta função diferente das de água, pois a de vinhaça possui a função de viabilizar a utilização desta como fertilizante natural, trazendo grande economia financeira para a usina. Já a torre de água é utilizada em “circuito fechado” dentro da usina, onde a água ao ser captada e utilizada em processos de resfriamento de equipamentos industriais da usina é resfriada nas torres para posterior utilização no mesmo ou em outros processos.

TORRES DE RESFRIAMENTO: VINHAÇA OU ÁGUA?

A torre de vinhaça é enviada para o campo em uma única peça, bastando apenas a verticalização em uma base civil simples (radie) e a instalação do conjunto mecânico. Já as torres de água vão para o campo em sua grande maioria desmontadas e em placas, havendo a necessidade de montagem final em campo, além de ser necessário construir em alvenaria a bacia de acumulação da água resfriada.

Especialistas explicam que as torres de resfriamento de vinhaça apresentam pontos que merecem ser destacados, como o fato de ser um equipamento com extrema vida útil. “Possuímos torres instaladas há mais de 15 safras, além de viabilizar a utilização de um resíduo industrial extremamente poluidor em um produto rentável para a usina (fertilizante natural),” explica Daniel Mantovani. Outro ponto é que elas são fabricadas em uma única peça, sem junções aparafusadas, o que também auxilia em uma vida útil maior. Isso porque eliminam o risco de vazamentos. Por outro lado, afirma Mantovani, as torres de água em sua grande maioria, são fabricadas em placas aparafusadas que em pouco tempo de uso apresentarão vazamentos.

“A torre de vinhaça possui simplificação de montagem no campo, que fica resumida ao assentamento e fixação do equipamento sobre uma base plana e instalação do conjunto mecânico (ventilador/redutor/motor) na parte externa da torre, permanecendo assim fora do fluxo de ar corrosivo. Em alguns modelos de torres de resfriamento de água, o conjunto mecânico fica instalado sobre a torre, entrando em contato direto com os vapores de água e, desta forma, em pouco tempo de uso, o conjunto mecânico poderá apresentar corrosão, tornando sua troca necessária”, destaca.

A torre de vinhaça não possui enchimento de contato, evitando assim incrustações de sólidos e fermentos, o que possibilita a operação da torre durante 24hs/dia durante toda a safra. Já nas torres de água, é necessário paralisar a operação ao longo da safra para realizar a limpeza nos enchimentos internos para remoção de placas de algas ou sujidades que se acumulam nos enchimentos e que provocam a restrição da passagem de água. Além disso, faz-se necessária a manutenção da estrutura de suporte dos enchimentos que devido o contato com a água, acabam enferrujando.

Por fim, atualmente, de acordo com especialistas, as torres de resfriamento de vinhaça têm apresentado uma constante evolução. “Hoje existem torres com excelente eficiência de resfriamento e simplicidade operacional reconhecida pelas usinas. Costumamos dizer que não fabricamos duas torres iguais, pois sempre estamos evoluindo em relação ao sistema de ventilação, eficiência energética e carga térmica de resfriamento”, finaliza Mantovani.