Uma caldeira é um equipamento destinado a produzir e acumular vapor sob pressão superior à pressão atmosférica, utilizando para isso alguma fonte de energia, com exceção de refervedores e equipamentos similares, utilizados em unidades de processo. A informação técnica é essencial para escolher o equipamento adequado para cada tipo de trabalho.

Tais equipamentos começaram a ser utilizadas na indústria no início do século XVIII, época em que se ainda utilizava o carvão para geração de calor. As primeiras caldeiras surgiram para resolver esse problema, já que a energia era captada em uma única unidade central, e podia ser distribuída para os locais necessários, através do vapor. Como toda tecnologia, com o tempo houve uma grande diversificação na construção de caldeiras, havendo atualmente pelo menos diversos tipos diferentes de caldeiras.

Quer entender mais sobre caldeiras? Acompanhe nosso artigo abaixo.

Conheça os principais modelos de caldeiras

A caldeira não é um equipamento único, com um modelo universal disponível no mercado. É necessário avaliar qual a sua necessidade, a fim de encontrar aquela que melhor lhe atende.

Quer conhecer os principais modelos? Vamos lá.

Caldeiras a vapor

Projetada em 1708, trata-se de um modelo que retirava água de minas de carvão e a transformava em vapor. Foi idealizada, na verdade, à época da Revolução Industrial. Sua grande vantagem é que conseguem atender a demandas repentinas por aumento de pressão e a sua construção é fácil e de baixo custo.

Caldeiras flamotubulares

o que é uma caldeira

A caldeira do tipo flamotubular pode gerar de 100 a 30 mil kg/h, com pressão de até 30 kgf/cm2. Nesse modelo de caldeira, os gases quentes provenientes de queima de combustível passam através de tubos imersos em água. Os tubos, por sua vez, aquecem a água, criando o vapor. Trata-se de um tipo de caldeira com construção mais simplificada em relação à distribuição de tubos, podendo classificá-los em verticais e horizontais.

Caldeiras horizontais

A caldeira do tipo horizontal pode ser classificada em diversas modalidades, como a caldeira cornuália e a lancashire, de grande volume de água, até caldeiras mais modernas, com unidades compactas. Esse tipo de caldeira apresenta tubulação interna, por onde os gases quentes são conduzidos, podendo ter de 1 a 4 tubos de fornalha. As caldeiras de 3 e de 4 tubos são muito utilizadas na marinha.

Caldeiras cornuália

A caldeira tipo cornuália, em princípio, é constituída de 2 cilindros horizontais, unidos por placas planas. Com um funcionamento bastante simples, a caldeira cornulária não apresenta alto rendimento, provocando limitação quanto à pressão, que não pode ir além de 10 kgf/cm2.

Caldeira lancashire

No tipo lancashire pode haver 2, 3 ou 4 tubulações internas, fazendo com que alcance uma superfície de aquecimento de 120 a 140 metros quadrados. A caldeira lancashire por atingir até 18 kg de vapor por metro quadrado de superfície de aquecimento. Nos últimos anos, esse modelo de caldeira vem sendo substituído por outros tipos, mais eficientes.

Caldeiras multitubulares de fornalha interna

Este modelo de caldeira possui vários tubos de fumaça, como o nome já diz, podendo ser de 3 tipos:

Caldeiras multitubulares de fornalha externa

Nesse modelo de caldeira, a fornalha é constituída pela alvenaria abaixo do corpo cilíndrico. Os gases entram em contato com a base inferior do cilindro, retornando pelos tubos de fogo.

Caldeiras escocesas

A caldeira escocesa foi concebida para uso marítimo, por ser muito compacta, utilizando tubulação e tubos de menor diâmetro. Nela, os gases quentes, provindos da combustão na fornalha interna, podem circular em 2, 3 ou 4 passes. O modelo compacto favorece seu transporte e locomoção e sua operação é feita com óleo ou gás, com a circulação através de ventiladores.

Caldeiras locomotivas e locomóveis

São caldeiras locomotivas as que geram vapor para movimentar a própria máquina onde está instalada, tendo sido usadas para os comboios ferroviários. Praticamente estão fora de uso na atualidade.

Caldeiras aquatubulares

A água fica dentro dos tubos e é transformada em vapor a partir de uma combinação de gases aplicada na parte externa dos mesmos. Normalmente, é muito usada em usinas termoelétricas, já que rende mais energia. Atuam com altas pressões de trabalho e oferecem maior controle operacional.

Vantagens e desvantagens das caldeiras

Pelo grande volume de água que carregam, podem atender também a cargas flutuantes, ou seja, atender aumentos na demanda de vapor, de maneira praticamente instantânea. Além disso, são de fácil construção, com custo relativamente baixo, e robustas o suficiente para suportar o trabalho, não exigindo tratamento de água, podendo ser feita com pouca alvenaria e fornecendo pressão elevada.

Entre as desvantagens na utilização, podemos citar a pouca pressão manométrica, limitada a 22 atmosferas, ou 2,2 MPa, e isso em virtude da utilização de vasos de pressão cilíndricos, o que torna sua eficiência limitada, não podendo ser utilizada em instalações mais exigentes. Também oferecem dificuldades para a instalação de superaquecedor e preaquecedor de ar.

Legislação para instalação e uso de caldeiras

Por tratar-se de equipamentos que funcionam com altas temperaturas, é preciso seguir a algumas normas no que diz respeito à sua instalação e uso. Isso ajuda a manter a segurança de trabalhadores e usuários. Dentre as principais, podemos citar:

NR-13

A Norma Regulamentadora do Ministério do Trabalho e do Emprego NR-13 versa sobre as normas de segurança para instalação de caldeira. Essa norma tem como principal objetivo tornar mais rígidas algumas questões que já eram exigidas anteriormente. Desde a sua primeira versão, em 1978, passou por diversas alterações, seja por emendas ou leis complementares.

A última versão, que está vigente no momento atual, foi instaurada em 2018, através da Portaria 1.082. Ela passou a abranger, além das caldeiras, também os vasos de pressão, tubulações e tanques metálicos de armazenamento.

ASME

Estamos falando em normas internacionais, mais especificamente, da ASME (American Society of Mechanical Engineers Sociedade Americana de Engenheiros Mecânicos, em tradução livre). Nela, há uma seção intitulada “power boilers”, que versa sobre a construção das caldeiras. No Brasil, podemos considerar que a grande maioria dos fabricantes segue a essas normas.

Entretanto, existe um nível mais alto de excelência que pode ser conseguido a partir da aquisição de caldeiras com o selo “S”. Trata-se de um controle de qualidade que indica que o produto é certificado internacionalmente, e sua fabricação é controlada por padrões mais rígidos.

Instalação da caldeira

Diante de uma grande variedade de modelos e também dos riscos que a caldeira oferece, é importante contar com mão-de-obra especializada na hora da instalação. Somente um profissional qualificado poderá indicar qual a melhor opção para a sua necessidade, onde adquirir o item com garantia e confiabilidade e ainda realizar uma instalação segura e eficiente.

É por isso que você precisa de uma empresa especializada em engenharia. E isso vale tanto para a instalação quanto para a regularização de um equipamento já existente. Na hora de escolher, dê preferência a empresas regularizadas pelo CREA (Conselho Regional de Engenharia e Agronomia) e leve em conta também a sua experiência no mercado e a formação de seus profissionais.

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* visita sem custo para a região metropolitana de BH

ENG. FELIPE WAGNER

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