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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
>
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23
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24
>
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25
> **Óleos Térmicos Sintéticos**
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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
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32
> **Óleos Térmicos Minerais**
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33
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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
>
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50
> **Caldeiras a Óleo Térmico**
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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. \[3\]
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56
>
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57
>
58
> **Figura** **1.** Caldeira de óleo térmico.\[3\]
59
>
60
> As caldeiras a óleo térmico são responsáveis pela produção e
61
> transferência de calor através do processo de radiação e convecção.
62
> \[3\]
63
>
64
> 1 29 de fevereiro de 2024
65
>
66
> Departamento de Engenharia Química
67
>
68
> <img src="./vyc2esqx.png"
69
> style="width:0.99167in;height:0.99514in" />Integração e Intensificação
70
> 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
77
> convecção.\[3\]
78
>
79
> **PROCESSO** **DE** **RADIAÇÃO** **PROCESSO** **DE** **CONVECÇÃO**
80
81
||
82
||
83
||
84
||
85
||
86
87
> Uma caldeira de óleo térmico é composta por várias partes. Elas
88
> são:\[3\]
89
>
90
> \- Sistema de alimentação: alimenta o combustível na caldeira;
91
>
92
> \- Câmara de combustão: ocorre a queima do combustível;
93
>
94
> \- Aquecedor de óleo: aumenta a temperatura do óleo e transporta-o;
95
>
96
> \- Pré-aquecedor de ar e sistema de alimentação: dá uma quantidade
97
> excessiva de ar (mais propriamente oxigénio) para a combustão,
98
> garantindo a produção reduzida de cinzas e mantem a temperatura da
99
> câmara ideal;
100
>
101
> \- Sistema de tratamento de exaustão: trata os gases perigosos de
102
> exaustão emitidos pelo processo de queima;
103
>
104
> \- O método de coleta de cinzas: usa se um tanque de água para
105
> arrefecer as cinzas ainda quentes;
106
>
107
> \- Bomba de óleo circulante: movimentar o óleo do aquecedor para as
108
> linhas da fábrica e puxá-lo de volta para o aquecedor para continuar a
109
> aquecer;
110
>
111
> \- Sistema de tanque de óleo simples e tanque de óleo de expansão:
112
> armazena o óleo quando a caldeira necessita de reparo ou tratamento de
113
> limpeza.
114
>
115
> Um sistema de fluído térmico, também conhecido como sistema de óleo
116
> térmico, funciona em ciclo fechado. No caso do óleo, este recebe
117
> energia térmica, por exemplo num aquecedor ou numa caldeira, obtendo
118
> assim uma temperatura elevada. De seguida o óleo é então bombeado para
119
> os pontos consumidoresde energiae aí ocorre a trocatérmica, ou seja,
120
> aquece o processo em questão e as máquinas, e consequentemente a
121
> temperatura do óleo diminui. Por fim, após essa troca térmica o óleo
122
> retorna ao aquecedor e o ciclo retorna a funcionar da mesma
123
> maneira.\[1\]
124
>
125
> 2 29 de fevereiro de 2024
126
>
127
> Departamento de Engenharia Química<img src="./14dxmze1.png"
128
> style="width:3.39514in;height:2.02486in" />
129
>
130
> <img src="./c0vdxbx5.png"
131
> style="width:0.99167in;height:0.99514in" />Integração e Intensificação
132
> de Processos
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Catarina Crespo - 2020227045
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Gabriel Fileno - 2020218843
137
138
> Em suma, o objetivo de um sistema com óleo térmico é proporcionar a
139
> geração e condução adequada de calor dentro das condições
140
> especificadas no projeto de acordo com a necessidade do processo.
141
> \[3\]
142
>
143
> **Figura** **2.** Esquema representativo do circuito em ciclo fechado
144
> de um óleo térmico numa caldeira.
145
>
146
> **Escolha** **de** **um** **óleo** **térmico** **para** **uma**
147
> **caldeira**
148
>
149
> Primeiramente, devemos ter em conta as características do óleo térmico
150
> para depois decidir que fluido usar, sendo que existem várias
151
> propriedades que tornam o óleo térmico adequado para caldeiras de óleo
152
> térmico. \[3\]
153
>
154
> **Características** **do** **óleo** **térmico:** \[3\]
155
>
156
> **-** **Baixa** **viscosidade:** Óleos menos viscosos são mais leves e
157
> finos. Esta característica significa que estes aquecem mais
158
> facilmente, apresentando assim resultados mais eficientes.
159
>
160
> **-Aquecimento** **rápido:** O óleo tem de ter a capacidade de aquecer
161
> rapidamente, para economizar o tempo e aumentar a taxa de produção.
162
>
163
> **-** **Facilidade** **de** **transferência** **de** **calor:** O óleo
164
> deve apresentar uma alta taxa de transferência de calor para
165
> transferir o calor para as linhas de fábrica facilmente.
166
>
167
> **-** **Baixa** **potência** **de** **vapor:** Baixo poder de vapor
168
> significa menos expansão e aumento do óleo. Isso salvará o sistema de
169
> explosões.
170
>
171
> **-** **Baixa** **reatividade** **química:** O óleo térmico deve
172
> apresentar baixa taxa de reatividade química para que não haja
173
> qualquer reação química dentro da caldeira de óleo térmico.
174
>
175
> **-** **Menos** **explosivo:** Os óleos térmicos devem ser menos
176
> explosivos para evitar incêndios no interior da caldeira.
177
>
178
> **-** **Eficiência** **de** **custos:** Todas as empresas desejam ter
179
> lucro, portanto o petróleo deve ser económico.
180
>
181
> **-** **Arrefecimento** **rápido:** O óleo térmico deve libertar
182
> facilmente calor e arrefecer rapidamente para evitar excesso de
183
> temperatura dentro da caldeira, o que é perigoso.
184
>
185
> 3 29 de fevereiro de 2024
186
>
187
> Departamento de Engenharia Química<img src="./daog1zyx.png"
188
> style="width:3.77431in;height:1.97153in" />
189
>
190
> <img src="./lka4u3yq.png"
191
> style="width:0.99167in;height:0.99514in" />Integração e Intensificação
192
> de Processos
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Catarina Crespo - 2020227045
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Gabriel Fileno - 2020218843
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198
> **Razões** **pelas** **quais** **o** **óleo** **térmico** **é**
199
> **melhor** **que** **o** **vapor** **para** **aquecimento**
200
> **industrial**
201
>
202
> Os óleos térmicos trabalham em altas temperaturas proporcionando a
203
> máxima troca de calor, estes são os mais confiáveis para decidir a
204
> temperatura da caldeira, mantendo as temperaturas uniformes e produzem
205
> uma ótima troca de calor. Para além disso, os óleos térmicos
206
> apresentam menor pressão do que o vapor, o que significa que é menos
207
> provável que explodam.\[3\]
208
>
209
> Dentro da área da energia solar, os óleos térmicos limitam a
210
> temperatura de entrada de vapor a 390ºC, limitando assim a eficiência
211
> das turbinas de vapor. Nesta área, estão a ser estudadas alternativas
212
> viáveis, como sais fundidos, gases pressurizados e sistemas de
213
> água/vapor, sendo que cada um apresenta as suas próprias vantagens e
214
> desvantagens.\[2\] Há uma crescente preocupação com a
215
> sustentabilidade, levando ao desenvolvimento de óleos térmicos mais
216
> ecológicos e sustentáveis.
217
>
218
> **Mercado** **de** **óleos** **térmicos**
219
>
220
> O mercado de óleos térmicos está inserido no mercado maior de fluidos
221
> de transferência de calor. Este segundo, gerou aproximadamente 11,06
222
> mil milhões de dólares em 2023, com os óleos térmicos a representarem
223
> uma fatia de cerca de um terço deste valor.\[4\]
224
>
225
> <img src="./wqxfcl0v.png"
226
> style="width:3.67847in;height:1.91875in" />**Figura** **3.** Mercado
227
> de fluidos de transferência de calor.\[4\]
228
>
229
> Este tipo de fluidos são usados por uma diversidade imensa de
230
> indústrias, com a indústria de gás e óleo a gerar 22,2% da receita.
231
> Outras indústrias com uma fatia significativa são a indústria química,
232
> alimentar, plásticos, farmacêutica, entre outras.\[4\]
233
>
234
> **Figura** **4.** Mercado global de fluidos de transferência de calor,
235
> áreas de aplicação.\[4\]
236
>
237
> 4 29 de fevereiro de 2024
238
>
239
> Departamento de Engenharia Química<img src="./0yeo24wx.png"
240
> style="width:3.78056in;height:1.975in" />
241
>
242
> <img src="./ezow1t52.png"
243
> style="width:0.99167in;height:0.99514in" />Integração e Intensificação
244
> de Processos
245
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250
> O mercado de fluidos de transferência de calor e, consequentemente, o
251
> de óleos térmicos, está presente nos quatro cantos do mundo, no
252
> entanto, 47,9% da receita gerada provém diretamente do Pacífico
253
> Asiático, região que inclui o oriente e sul asiático e a Oceânia.
254
> Sendo assim, as especificidades deste mercado irão ter um papel
255
> fundamental na utilização e estudo de óleo térmicos.\[4\]
256
>
257
> **Figura** **5.** Mercado de fluidos de transferência de calor, região
258
> de maior receita gerada.\[4\]
259
>
260
> As empresas chave deste setor incluem a Huntsman Corporation,
261
> Dynalene, Phillips 66, Cheveron, GJ Chemical, Valvoline etc.\[4\]
262
>
263
> Estas empresas chave estão a implementar uma série de estratégias de
264
> investimentos onde está incluído o investimento da Valvoline, em
265
> setembro de 2023, numa fábrica europeia destes fluidos como forma de
266
> expandir o seu portefólio de clientes e de produtos.\[4\]
267
>
268
> **Referências**
269
>
270
> \[1\] – Fluido térmico. Consulta online a 16 de fevereiro de 2024 em:
271
> [<u>https://www.isen.com.br/o-que-e-fluido-termico/</u>](https://www.isen.com.br/o-que-e-fluido-termico/)
272
>
273
> \[2\] - Eduardo Zarza Moya, Chapter 7 - Parabolic-trough concentrating
274
> solar power systems, (2021) Consulta online a 22 de fevereiro de 2024
275
> em:
276
> [<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)
277
>
278
> \[3\] – Oléo térmico e caldeiras de óleo térmico. Consulta online a 17
279
> de fevereiro de 2024 em:
280
> [<u>https://www.yxboiler-factory.com/pt/the-thermal-oil-boilers/</u>](https://www.yxboiler-factory.com/pt/the-thermal-oil-boilers/)
281
>
282
> \[4\] – Mercado de fluidos de transferência de calor. Consulta online
283
> a 23 de fevereiro de 2024 em: [<u>Heat Transfer Fluids Market Size And
284
> Share Report, 2030
285
> (grandviewresearch.com)</u>](https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/heat-transfer-fluids-market)
286
>
287
> 5 29 de fevereiro de 2024