Texto de Alessandra Ribeiro

Vazamentos de gás são uma ameaça para grandes cidades, haja vista a sucessão de explosões de bueiros que fizeram vítimas no Rio de Janeiro e causaram transtornos em outras capitais brasileiras, como São Paulo e Belo Horizonte.

Que o digam as altas concentrações de biogás (BOX)– e do metano em sua composição –, presentes em estações de tratamento de esgoto e aterros sanitários, aptos a explodir ou a causar incêndios, com danos a tubulações e reservatórios. Em alguns casos, os acidentes podem ser fatais.

Instrumento para eliminar o excesso de gás combustível gerado nesses processos, o queimador atmosférico também reduz a emissão de gases causadores do efeito estufa. Ele pode ser usado, inclusive, em plataformas de petróleo.

Pesquisadores do Instituto de Engenharia Mecânica (IEM) da Universidade Federal de Itajubá (Unifei) desenvolveram um protótipo que promete ser mais eficiente, com maior controle da vazão de gás e da estabilidade da chama. E o melhor: bem mais barato do que os já disponíveis no mercado, uma vez que a ideia é construí-lo com material plástico, de baixo custo.

“Faço um paralelo com os para-choques dos veículos, fabricados, há 20 anos, em metal. Hoje, é difícil encontrar um desse tipo”,

compara o professor Hélcio Villa Nova, da Unifei, coordenador do grupo que desenvolveu o novo produto, com a participação dos estudantes Julio Patti Pereira e Oberdan Favilla Zerbinati.

Segundo o pesquisador, alguns queimadores têm sua funcionalidade comprometida, quando parte da vazão dos gases passa sem ser queimada. Ao mesmo tempo, se operarem em temperaturas muito elevadas, pode ocorrer a formação de compostos químicos indesejados.

O controle da vazão de gás é outra variável importante: no caso de um aterro sanitário, ou de uma estação de tratamento de esgoto, a quantidade de gás gerada depende do volume de material em decomposição e de condições ambientais como a temperatura.

“Nosso queimador consegue trabalhar com larga faixa de vazão de gás, pois um sistema de aletas e um bico injetor, construídos com geometria específica, controlam a entrada de ar necessária à reação de combustão”, destaca.

“Mesmo com elevadas vazões de gás a serem queimadas, a chama é estabilizada pela vazão de ar arrastada pelo gás combustível, e, em função da hidrodinâmica do escoamento de ar arrastado pelo gás a ser queimado, ocorre o isolamento térmico da parte construtiva do queimador”, completa. Tal isolamento é, justamente, o diferencial, pois permite o uso do plástico na confecção do aparelho.

Com relação à estabilidade da chama, o coordenador explica que queimadores são abertos. Em função disso, correntes de ar e rajadas de ventos podem provocar o descolamento da chama de sua base. “Em princípio, isso é solucionado por um sistema de ignição, que, periodicamente, produz um pequeno arco elétrico, ou uma chama-piloto, produzida a partir de um sistema auxiliar – o que, porém, implica em aumento de custos de produção”, ressalva.

Testes

O novo modelo de queimador foi construído em escala reduzida e testado nos laboratórios do Instituto de Recursos Naturais da Unifei. Segundo o coordenador, realizaram-se vários testes preliminares de funcionamento, com foco na segurança, além de medições da vazão de gás a ser queimado e da temperatura na parte construtiva do aparelho, bem como a análise da estabilidade da chama.

Finalmente, realizou-se um teste de longa duração, filmado e fotografado com câmera de detecção infravermelha. “O protótipo respondeu muito bem às nossas expectativas. Seu funcionamento foi perfeito e seguro”, afirma Hélcio, ao lembrar que os pesquisadores observaram, até mesmo, os efeitos da formação de uma chama estável, em forma de anel, na base da tocha da chama principal.

Por último, a equipe trabalha no escalonamento das dimensões do queimador, de acordo com suas aplicações para diferentes vazões de gases.

“Se um aterro sanitário gera muito gás, precisaremos construir um grande queimador, que atenda à faixa de vazão gerada; agora, se for uma pequena estação de tratamento de esgoto, desenvolveremos um pequeno aparelho”,

comenta, ao explicar que o escalonamento tem impacto direto na escolha do material e no processo de fabricação.

Em 2015, o Núcleo de Inovação e Tecnologia (NIT) da universidade já realizou os procedimentos para a proteção da tecnologia junto ao Instituto Nacional da Propriedade Industrial (Inpi). O produto está pronto para chegar ao mercado, o que só depende de parcerias com empresas – inclusive, para definição das características do aparelho.

Passo a passo