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6d0c3a Raquel Alves 2025-03-10 11:33:08
1 
# **Óleos Térmicos**
2
3
- **Autor**:
4
-Catarina Crespo - 2020227045
5
-Gabriel Fileno - 2020218843
6
- **Data**: 2024-02-29
7
---
8
9
> **Óleos** **Térmicos**
10
>
11
> Podemos considerar um óleo térmico, todo e qualquer fluido que num
12
> determinado sistema cumpra o papel de condutor de energia térmica
13
> desde a fonte produtora (caldeira ou aquecedor, por exemplo) até aos
14
> pontos de consumo. Os óleos térmicos podem ser baseados em diferentes
15
> compostos, tais como hidrocarbonetos, glicóis, silicones e fluídos
16
> minerais.\[1\]
17
>
18
> Os óleos térmicos são tecnicamente compostos por propriedades de
19
> aquecimento especificas e podem ser minerais ou sintéticos, dependendo
20
> da sua aplicação e principalmente da temperatura de operação desejada.
21
> \[1\]
22
>
23
> **Óleos** **Térmicos**
24
>
25
> **Sintéticos**
26
27
Obtidos através de uma modificação química que fornece ao fluido alta
28
durabilidade, eficiência nas trocas térmicas e viscosidade precisa, alta
29
resistência à corrosão e oxidação, diminuindo a frequência de
30
manutenção, favorecendo as indústrias.
31
32
> **Minerais**
33
34
Obtidos pela refinação do petróleo, onde são misturados diferentes tipos
35
de substâncias e aditivos. É utilizado na maioria das indústrias, a
36
suamaior vantagem é opreço. Estes têm maiores benefícios na sua
37
eficiência como lubrificantes.
38
39
> Ambos servempara transferirenergia térmica emaplicações ou
40
> processosonde são necessárias elevadas temperaturas. De uma forma
41
> geral, consegue-se atingir altas temperaturas (aproximadamente 400 º
42
> C) quando se utiliza óleo térmico de origem sintética e esta medida
43
> não compromete a estabilidade térmica do fluido.\[1\]
44
>
45
> Os óleos térmicos atualmente usados como fluidos de transferência de
46
> calor apresentam algumas limitações, entre as quais, a sua degradação
47
> a temperaturas muito elevadas (maiores que 400ºC) e os riscos
48
> ambientais associados à sua utilização.\[2\]
49
>
50
> **Caldeiras** **a** **Óleo** **Térmico**
51
>
52
> As caldeiras a óleo térmico são responsáveis pela produção e
53
> transferência de calor de um processo industrial, apresentando
54
> eficiência, segurança, pouca mão de obra, custos mínimos e ainda a
55
> realização de operações automáticas. \[3\]
56
>
57
> **Figura** **1.** Caldeira de óleo térmico.\[3\]
58
>
59
> As caldeiras a óleo térmico são responsáveis pela produção e
60
> transferência de calor através do processo de radiação e convecção.
61
> \[3\]
62
>
63
> 1 29 de fevereiro de 2024
64
>
65
> Departamento de Engenharia Química
66
>
67
> <img src="./vyc2esqx.png"
68
> style="width:0.99167in;height:0.99514in" />Integração e Intensificação
69
> de Processos
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Catarina Crespo - 2020227045
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Gabriel Fileno - 2020218843
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> **Tabela** **1.** Processo de radiação *versus* processos de
76
> convecção.\[3\]
77
>
78
> **PROCESSO** **DE** **RADIAÇÃO** **PROCESSO** **DE** **CONVECÇÃO**
79
80
||
81
||
82
||
83
||
84
||
85
86
> Uma caldeira de óleo térmico é composta por várias partes. Elas
87
> são:\[3\]
88
>
89
> \- Sistema de alimentação: alimenta o combustível na caldeira;
90
>
91
> \- Câmara de combustão: ocorre a queima do combustível;
92
>
93
> \- Aquecedor de óleo: aumenta a temperatura do óleo e transporta-o;
94
>
95
> \- Pré-aquecedor de ar e sistema de alimentação: dá uma quantidade
96
> excessiva de ar (mais propriamente oxigénio) para a combustão,
97
> garantindo a produção reduzida de cinzas e mantem a temperatura da
98
> câmara ideal;
99
>
100
> \- Sistema de tratamento de exaustão: trata os gases perigosos de
101
> exaustão emitidos pelo processo de queima;
102
>
103
> \- O método de coleta de cinzas: usa se um tanque de água para
104
> arrefecer as cinzas ainda quentes;
105
>
106
> \- Bomba de óleo circulante: movimentar o óleo do aquecedor para as
107
> linhas da fábrica e puxá-lo de volta para o aquecedor para continuar a
108
> aquecer;
109
>
110
> \- Sistema de tanque de óleo simples e tanque de óleo de expansão:
111
> armazena o óleo quando a caldeira necessita de reparo ou tratamento de
112
> limpeza.
113
>
114
> Um sistema de fluído térmico, também conhecido como sistema de óleo
115
> térmico, funciona em ciclo fechado. No caso do óleo, este recebe
116
> energia térmica, por exemplo num aquecedor ou numa caldeira, obtendo
117
> assim uma temperatura elevada. De seguida o óleo é então bombeado para
118
> os pontos consumidoresde energiae aí ocorre a trocatérmica, ou seja,
119
> aquece o processo em questão e as máquinas, e consequentemente a
120
> temperatura do óleo diminui. Por fim, após essa troca térmica o óleo
121
> retorna ao aquecedor e o ciclo retorna a funcionar da mesma
122
> maneira.\[1\]
123
>
124
> 2 29 de fevereiro de 2024
125
>
126
> Departamento de Engenharia Química<img src="./14dxmze1.png"
127
> style="width:3.39514in;height:2.02486in" />
128
>
129
> <img src="./c0vdxbx5.png"
130
> style="width:0.99167in;height:0.99514in" />Integração e Intensificação
131
> de Processos
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Catarina Crespo - 2020227045
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Gabriel Fileno - 2020218843
136
137
> Em suma, o objetivo de um sistema com óleo térmico é proporcionar a
138
> geração e condução adequada de calor dentro das condições
139
> especificadas no projeto de acordo com a necessidade do processo.
140
> \[3\]
141
>
142
> **Figura** **2.** Esquema representativo do circuito em ciclo fechado
143
> de um óleo térmico numa caldeira.
144
>
145
> **Escolha** **de** **um** **óleo** **térmico** **para** **uma**
146
> **caldeira**
147
>
148
> Primeiramente, devemos ter em conta as características do óleo térmico
149
> para depois decidir que fluido usar, sendo que existem várias
150
> propriedades que tornam o óleo térmico adequado para caldeiras de óleo
151
> térmico. \[3\]
152
>
153
> **Características** **do** **óleo** **térmico:** \[3\]
154
>
155
> **-** **Baixa** **viscosidade:** Óleos menos viscosos são mais leves e
156
> finos. Esta característica significa que estes aquecem mais
157
> facilmente, apresentando assim resultados mais eficientes.
158
>
159
> **-Aquecimento** **rápido:** O óleo tem de ter a capacidade de aquecer
160
> rapidamente, para economizar o tempo e aumentar a taxa de produção.
161
>
162
> **-** **Facilidade** **de** **transferência** **de** **calor:** O óleo
163
> deve apresentar uma alta taxa de transferência de calor para
164
> transferir o calor para as linhas de fábrica facilmente.
165
>
166
> **-** **Baixa** **potência** **de** **vapor:** Baixo poder de vapor
167
> significa menos expansão e aumento do óleo. Isso salvará o sistema de
168
> explosões.
169
>
170
> **-** **Baixa** **reatividade** **química:** O óleo térmico deve
171
> apresentar baixa taxa de reatividade química para que não haja
172
> qualquer reação química dentro da caldeira de óleo térmico.
173
>
174
> **-** **Menos** **explosivo:** Os óleos térmicos devem ser menos
175
> explosivos para evitar incêndios no interior da caldeira.
176
>
177
> **-** **Eficiência** **de** **custos:** Todas as empresas desejam ter
178
> lucro, portanto o petróleo deve ser económico.
179
>
180
> **-** **Arrefecimento** **rápido:** O óleo térmico deve libertar
181
> facilmente calor e arrefecer rapidamente para evitar excesso de
182
> temperatura dentro da caldeira, o que é perigoso.
183
>
184
> 3 29 de fevereiro de 2024
185
>
186
> Departamento de Engenharia Química<img src="./daog1zyx.png"
187
> style="width:3.77431in;height:1.97153in" />
188
>
189
> <img src="./lka4u3yq.png"
190
> style="width:0.99167in;height:0.99514in" />Integração e Intensificação
191
> de Processos
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Gabriel Fileno - 2020218843
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> **Razões** **pelas** **quais** **o** **óleo** **térmico** **é**
198
> **melhor** **que** **o** **vapor** **para** **aquecimento**
199
> **industrial**
200
>
201
> Os óleos térmicos trabalham em altas temperaturas proporcionando a
202
> máxima troca de calor, estes são os mais confiáveis para decidir a
203
> temperatura da caldeira, mantendo as temperaturas uniformes e produzem
204
> uma ótima troca de calor. Para além disso, os óleos térmicos
205
> apresentam menor pressão do que o vapor, o que significa que é menos
206
> provável que explodam.\[3\]
207
>
208
> Dentro da área da energia solar, os óleos térmicos limitam a
209
> temperatura de entrada de vapor a 390ºC, limitando assim a eficiência
210
> das turbinas de vapor. Nesta área, estão a ser estudadas alternativas
211
> viáveis, como sais fundidos, gases pressurizados e sistemas de
212
> água/vapor, sendo que cada um apresenta as suas próprias vantagens e
213
> desvantagens.\[2\] Há uma crescente preocupação com a
214
> sustentabilidade, levando ao desenvolvimento de óleos térmicos mais
215
> ecológicos e sustentáveis.
216
>
217
> **Mercado** **de** **óleos** **térmicos**
218
>
219
> O mercado de óleos térmicos está inserido no mercado maior de fluidos
220
> de transferência de calor. Este segundo, gerou aproximadamente 11,06
221
> mil milhões de dólares em 2023, com os óleos térmicos a representarem
222
> uma fatia de cerca de um terço deste valor.\[4\]
223
>
224
> <img src="./wqxfcl0v.png"
225
> style="width:3.67847in;height:1.91875in" />**Figura** **3.** Mercado
226
> de fluidos de transferência de calor.\[4\]
227
>
228
> Este tipo de fluidos são usados por uma diversidade imensa de
229
> indústrias, com a indústria de gás e óleo a gerar 22,2% da receita.
230
> Outras indústrias com uma fatia significativa são a indústria química,
231
> alimentar, plásticos, farmacêutica, entre outras.\[4\]
232
>
233
> **Figura** **4.** Mercado global de fluidos de transferência de calor,
234
> áreas de aplicação.\[4\]
235
>
236
> 4 29 de fevereiro de 2024
237
>
238
> Departamento de Engenharia Química<img src="./0yeo24wx.png"
239
> style="width:3.78056in;height:1.975in" />
240
>
241
> <img src="./ezow1t52.png"
242
> style="width:0.99167in;height:0.99514in" />Integração e Intensificação
243
> de Processos
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Gabriel Fileno - 2020218843
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249
> O mercado de fluidos de transferência de calor e, consequentemente, o
250
> de óleos térmicos, está presente nos quatro cantos do mundo, no
251
> entanto, 47,9% da receita gerada provém diretamente do Pacífico
252
> Asiático, região que inclui o oriente e sul asiático e a Oceânia.
253
> Sendo assim, as especificidades deste mercado irão ter um papel
254
> fundamental na utilização e estudo de óleo térmicos.\[4\]
255
>
256
> **Figura** **5.** Mercado de fluidos de transferência de calor, região
257
> de maior receita gerada.\[4\]
258
>
259
> As empresas chave deste setor incluem a Huntsman Corporation,
260
> Dynalene, Phillips 66, Cheveron, GJ Chemical, Valvoline etc.\[4\]
261
>
262
> Estas empresas chave estão a implementar uma série de estratégias de
263
> investimentos onde está incluído o investimento da Valvoline, em
264
> setembro de 2023, numa fábrica europeia destes fluidos como forma de
265
> expandir o seu portefólio de clientes e de produtos.\[4\]
266
>
267
> **Referências**
268
>
269
> \[1\] – Fluido térmico. Consulta online a 16 de fevereiro de 2024 em:
270
> [<u>https://www.isen.com.br/o-que-e-fluido-termico/</u>](https://www.isen.com.br/o-que-e-fluido-termico/)
271
>
272
> \[2\] - Eduardo Zarza Moya, Chapter 7 - Parabolic-trough concentrating
273
> solar power systems, (2021) Consulta online a 22 de fevereiro de 2024
274
> em:
275
> [<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)
276
>
277
> \[3\] – Oléo térmico e caldeiras de óleo térmico. Consulta online a 17
278
> de fevereiro de 2024 em:
279
> [<u>https://www.yxboiler-factory.com/pt/the-thermal-oil-boilers/</u>](https://www.yxboiler-factory.com/pt/the-thermal-oil-boilers/)
280
>
281
> \[4\] – Mercado de fluidos de transferência de calor. Consulta online
282
> a 23 de fevereiro de 2024 em: [<u>Heat Transfer Fluids Market Size And
283
> Share Report, 2030
284
> (grandviewresearch.com)</u>](https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/heat-transfer-fluids-market)
285
>
286
> 5 29 de fevereiro de 2024