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# **Óleos Térmicos**
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- **Autores**:
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-Catarina Crespo - 2020227045
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-Gabriel Fileno - 2020218843
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- **Data**: 2024-02-29
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**Óleos** **Térmicos**
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Podemos considerar um óleo térmico, todo e qualquer fluido que num determinado sistema cumpra o papel de condutor de energia térmica desde a fonte produtora (caldeira ou aquecedor, por exemplo) até aos pontos de consumo. Os óleos térmicos podem ser baseados em diferentes compostos, tais como hidrocarbonetos, glicóis, silicones e fluídos
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minerais.\[1\]
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Os óleos térmicos são tecnicamente compostos por propriedades de aquecimento especificas e podem ser minerais ou sintéticos, dependendo da sua aplicação e principalmente da temperatura de operação desejada. \[1\]
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> **Óleos Térmicos Sintéticos**
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Obtidos através de uma modificação química que fornece ao fluido alta durabilidade, eficiência nas trocas térmicas e viscosidade precisa, alta resistência à corrosão e oxidação, diminuindo a frequência de manutenção, favorecendo as indústrias.
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> **Óleos Térmicos Minerais**
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Obtidos pela refinação do petróleo, onde são misturados diferentes tipos de substâncias e aditivos. É utilizado na maioria das indústrias, a sua maior vantagem é o preço. Estes têm maiores benefícios na sua eficiência como lubrificantes.
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Ambos servempara transferirenergia térmica emaplicações ou processosonde são necessárias elevadas temperaturas. De uma forma geral, consegue-se atingir altas temperaturas (aproximadamente 400 ºC) quando se utiliza óleo térmico de origem sintética e esta medida não compromete a estabilidade térmica do fluido.\[1\]
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Os óleos térmicos atualmente usados como fluidos de transferência de calor apresentam algumas limitações, entre as quais, a sua degradação a temperaturas muito elevadas (maiores que 400ºC) e os riscos ambientais associados à sua utilização.\[2\]
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**Caldeiras a Óleo Térmico**
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As caldeiras a óleo térmico são responsáveis pela produção e transferência de calor de um processo industrial, apresentando eficiência, segurança, pouca mão de obra, custos mínimos e ainda a realização de operações automáticas. \[3\]
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**Figura 1.** Caldeira de óleo térmico.\[3\]
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As caldeiras a óleo térmico são responsáveis pela produção e transferência de calor através do processo de radiação e convecção.\[3\]
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**Tabela** **1.** Processo de radiação *versus* processos de
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convecção.\[3\]
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**PROCESSO** **DE** **RADIAÇÃO** **PROCESSO** **DE** **CONVECÇÃO**
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> Uma caldeira de óleo térmico é composta por várias partes. Elas
55
> são:\[3\]
56
>
57
> \- Sistema de alimentação: alimenta o combustível na caldeira;
58
>
59
> \- Câmara de combustão: ocorre a queima do combustível;
60
>
61
> \- Aquecedor de óleo: aumenta a temperatura do óleo e transporta-o;
62
>
63
> \- Pré-aquecedor de ar e sistema de alimentação: dá uma quantidade
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> excessiva de ar (mais propriamente oxigénio) para a combustão,
65
> garantindo a produção reduzida de cinzas e mantem a temperatura da
66
> câmara ideal;
67
>
68
> \- Sistema de tratamento de exaustão: trata os gases perigosos de
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> exaustão emitidos pelo processo de queima;
70
>
71
> \- O método de coleta de cinzas: usa se um tanque de água para
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> arrefecer as cinzas ainda quentes;
73
>
74
> \- Bomba de óleo circulante: movimentar o óleo do aquecedor para as
75
> linhas da fábrica e puxá-lo de volta para o aquecedor para continuar a
76
> aquecer;
77
>
78
> \- Sistema de tanque de óleo simples e tanque de óleo de expansão:
79
> armazena o óleo quando a caldeira necessita de reparo ou tratamento de
80
> limpeza.
81
>
82
> Um sistema de fluído térmico, também conhecido como sistema de óleo
83
> térmico, funciona em ciclo fechado. No caso do óleo, este recebe
84
> energia térmica, por exemplo num aquecedor ou numa caldeira, obtendo
85
> assim uma temperatura elevada. De seguida o óleo é então bombeado para
86
> os pontos consumidoresde energiae aí ocorre a trocatérmica, ou seja,
87
> aquece o processo em questão e as máquinas, e consequentemente a
88
> temperatura do óleo diminui. Por fim, após essa troca térmica o óleo
89
> retorna ao aquecedor e o ciclo retorna a funcionar da mesma
90
> maneira.\[1\]
91
> Em suma, o objetivo de um sistema com óleo térmico é proporcionar a
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> geração e condução adequada de calor dentro das condições
93
> especificadas no projeto de acordo com a necessidade do processo.
94
> \[3\]
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**Figura** **2.** Esquema representativo do circuito em ciclo fechado de um óleo térmico numa caldeira.
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**Escolha de um óleo térmico para uma caldeira**
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Primeiramente, devemos ter em conta as características do óleo térmico para depois decidir que fluido usar, sendo que existem várias propriedades que tornam o óleo térmico adequado para caldeiras de óleo térmico. \[3\]
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**Características** **do** **óleo** **térmico:** \[3\]
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**- Baixa viscosidade:** Óleos menos viscosos são mais leves e finos. Esta característica significa que estes aquecem mais facilmente, apresentando assim resultados mais eficientes.
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**- Aquecimento rápido:** O óleo tem de ter a capacidade de aquecer rapidamente, para economizar o tempo e aumentar a taxa de produção.
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**- Facilidade de transferência de calor:** O óleo deve apresentar uma alta taxa de transferência de calor para transferir o calor para as linhas de fábrica facilmente.
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**- Baixa potência de vapor:** Baixo poder de vapor significa menos expansão e aumento do óleo. Isso salvará o sistema de explosões.
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**- Baixa reatividade química:** O óleo térmico deve apresentar baixa taxa de reatividade química para que não haja qualquer reação química dentro da caldeira de óleo térmico.
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**- Menos explosivo:** Os óleos térmicos devem ser menos explosivos para evitar incêndios no interior da caldeira.
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**- Eficiência** **de** **custos:** Todas as empresas desejam ter lucro, portanto o petróleo deve ser económico.
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**- Arrefecimento rápido:** O óleo térmico deve libertar facilmente calor e arrefecer rapidamente para evitar excesso de temperatura dentro da caldeira, o que é perigoso.
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**Razões pelas quais o óleo térmico é melhor que o vapor para aquecimento industrial**
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Os óleos térmicos trabalham em altas temperaturas proporcionando a máxima troca de calor, estes são os mais confiáveis para decidir a temperatura da caldeira, mantendo as temperaturas uniformes e produzem uma ótima troca de calor. Para além disso, os óleos térmicos apresentam menor pressão do que o vapor, o que significa que é menos provável que explodam.\[3\]
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Dentro da área da energia solar, os óleos térmicos limitam a temperatura de entrada de vapor a 390ºC, limitando assim a eficiência das turbinas de vapor. Nesta área, estão a ser estudadas alternativas viáveis, como sais fundidos, gases pressurizados e sistemas de água/vapor, sendo que cada um apresenta as suas próprias vantagens e desvantagens.\[2\] Há uma crescente preocupação com a sustentabilidade, levando ao desenvolvimento de óleos térmicos mais ecológicos e sustentáveis.
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**Mercado de óleos térmicos**
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O mercado de óleos térmicos está inserido no mercado maior de fluidos de transferência de calor. Este segundo, gerou aproximadamente 11,06 mil milhões de dólares em 2023, com os óleos térmicos a representarem uma fatia de cerca de um terço deste valor.\[4\]
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**Figura 3.** Mercado de fluidos de transferência de calor.\[4\]
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Este tipo de fluidos são usados por uma diversidade imensa de indústrias, com a indústria de gás e óleo a gerar 22,2% da receita. Outras indústrias com uma fatia significativa são a indústria química, alimentar, plásticos, farmacêutica, entre outras.\[4\]
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**Figura 4.** Mercado global de fluidos de transferência de calor, áreas de aplicação.\[4\]
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O mercado de fluidos de transferência de calor e, consequentemente, o de óleos térmicos, está presente nos quatro cantos do mundo, no entanto, 47,9% da receita gerada provém diretamente do Pacífico, Asiático, região que inclui o oriente e sul asiático e a Oceânia. Sendo assim, as especificidades deste mercado irão ter um papel fundamental na utilização e estudo de óleo térmicos.\[4\]
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**Figura 5.** Mercado de fluidos de transferência de calor, região de maior receita gerada.\[4\]
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As empresas chave deste setor incluem a Huntsman Corporation, Dynalene, Phillips 66, Cheveron, GJ Chemical, Valvoline etc.\[4\] Estas empresas chave estão a implementar uma série de estratégias de investimentos onde está incluído o investimento da Valvoline, em setembro de 2023, numa fábrica europeia destes fluidos como forma de expandir o seu portefólio de clientes e de produtos.\[4\]
148
149
**Referências**
150
151
\[1\] – Fluido térmico. Consulta online a 16 de fevereiro de 2024 em:
152
[<u>https://www.isen.com.br/o-que-e-fluido-termico/</u>](https://www.isen.com.br/o-que-e-fluido-termico/)
153
154
\[2\] - Eduardo Zarza Moya, Chapter 7 - Parabolic-trough concentrating
155
solar power systems, (2021) Consulta online a 22 de fevereiro de 2024
156
em:
157
[<u>https://doi.org/10.1016/B978-0-12-819970-1.00009-8.</u>](https://doi.org/10.1016/B978-0-12-819970-1.00009-8)
158
159
\[3\] – Oléo térmico e caldeiras de óleo térmico. Consulta online a 17
160
de fevereiro de 2024 em:
161
[<u>https://www.yxboiler-factory.com/pt/the-thermal-oil-boilers/</u>](https://www.yxboiler-factory.com/pt/the-thermal-oil-boilers/)
162
163
\[4\] – Mercado de fluidos de transferência de calor. Consulta online
164
a 23 de fevereiro de 2024 em: [<u>Heat Transfer Fluids Market Size And
165
Share Report, 2030
166
(grandviewresearch.com)</u>](https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/heat-transfer-fluids-market)