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Causas e métodos de prevenção de arqueamento e bloqueio em silos de cimento

1. Introdução ao fenómeno do arqueamento e aos seus danos

Atualmente, a indústria do cimento utiliza principalmente cimento a granel. Isto deve-se ao facto de o cimento a granel ser mais amigo do ambiente e permitir uma medição precisa. Moderno silos de cimento fazem mais do que apenas armazenar cimento. Eles também fornecem funções de remoção de poeira, arqueamento de rupturas e pesagem. No entanto, o arqueamento no interior destes silos é um problema comum e grave. Esta questão requer uma boa solução.

O arqueamento ocorre quando o cimento forma uma ponte estável sobre a saída. Esta ponte impede o escoamento do cimento. Este bloqueio causa grandes problemas. Em primeiro lugar, interrompe o fornecimento de cimento à estação de mistura. Isto interrompe a produção e aumenta o tempo de inatividade. Em segundo lugar, leva a uma alimentação irregular do cimento. Isto prejudica diretamente a precisão do processo de pesagem e dosagem.

2. Razões da formação do arco

São vários os factores que, em conjunto, provocam o arqueamento.

Em primeiro lugar, o cimento tem coesão interna e fricção interna. Estas forças criam uma resistência ao cisalhamento. Esta resistência faz com que o cimento actue como um bloco sólido. Impede que as partículas se movam livremente. Assim, a fluidez do cimento torna-se fraca.

Em segundo lugar, o atrito externo entre o cimento e a parede do silo é importante. Uma superfície rugosa da parede aumenta esta fricção. Além disso, um pequeno ângulo de cone no fundo agrava o problema. Mais fricção torna mais provável o arqueamento.

Em terceiro lugar, as condições do ar exterior afectam o cimento. A humidade elevada faz com que as partículas de cimento se colem umas às outras. Isto aumenta a coesão e reduz a fluidez. Consequentemente, o cimento torna-se mais sólido e propenso a arquear.

Finalmente, o tamanho da saída é crítico. Uma saída pequena reduz o canal de fluxo para o cimento. Este canal mais pequeno aumenta consideravelmente o risco de formar um arco estável.

3. Como evitar o arqueamento em silos de cimento

Precisamos de um plano de sistema completo para evitar o arqueamento. Este plano deve abranger a conceção, construção e funcionamento diário do silo.

3.1 Utilize a descarga lateral como um método eficaz

A escolha de um silo com descarga lateral é uma conceção muito eficaz. Esta conceção cria uma parede vertical no ponto de descarga. Esta parede reduz a pressão acima da saída e quebra o “pé de arco”. Também pode utilizar saídas múltiplas ou deslocadas. Adicionar demasiadas saídas não é rentável e dificulta a operação.

3.2 Reduzir o atrito interno

Deve tornar a parede do silo muito lisa. Uma parede lisa ajuda o cimento a deslizar facilmente. As placas de aço constituem a melhor superfície interior. No entanto, por razões de custo e de transferência de calor, a maioria dos silos utiliza betão. As paredes de betão são rugosas. Por isso, é frequente revestirmos a tremonha com chapas de aço ou pedra fundida especial. Também podemos pintar a parede com revestimentos lisos, como resina epóxi. Estes passos reduzem significativamente o atrito.

3.3 Controlo da entrada de humidade

O cimento absorve facilmente a água. Quanto mais fino for o cimento, mais água absorve. Depois de o cimento absorver a água, as suas partículas hidratam. Isto faz com que se colem umas às outras e fluam mal. Depois, o cimento forma peles e arcos. Por isso, temos de controlar rigorosamente todas as fontes de humidade.

Em primeiro lugar, reduza o teor de humidade do próprio cimento quando este entra no silo.
Em segundo lugar, evite que a água da chuva entre no silo.
Em terceiro lugar, e muito importante, impeça a entrada de humidade no sistema do compressor de ar.

3.4 Secar o ar comprimido

A compressão do ar reduz o seu volume. Isto também reduz a sua capacidade de reter vapor de água. Assim, a maior parte da humidade do ar transforma-se em água líquida durante a compressão. Se esta água entrar no silo, causa grandes problemas. Temos de eliminar esta humidade em todas as fases: compressão, armazenamento, distribuição e utilização. O ar seco do sistema de arejamento é essencial para evitar o arqueamento.

Compressão de ar: O operador deve assegurar-se do bom funcionamento dos refrigeradores do compressor. Deve verificar regularmente a temperatura da água de saída à mão. Os tubos do arrefecedor podem rachar e apresentar fugas, pelo que deve corrigir imediatamente qualquer problema.
Armazenamento de ar: O depósito do reservatório de ar acumula água e óleo. O operador deve abrir regularmente a válvula de drenagem no fundo para remover este líquido.
Distribuição de ar: À medida que o ar passa pelos tubos, arrefece ainda mais. Mais água condensa-se no interior dos tubos. Por isso, precisamos de válvulas de drenagem nas condutas e devemos utilizá-las diariamente.
Utilização do ar (Defesa final): Utilizamos dois filtros antes de o ar entrar no silo. O primeiro é um filtro de linha principal cheio de coque. O segundo é um filtro tipo tubo em cada linha de derivação. O ar húmido entra neste filtro e os seus poros minúsculos retêm a água. A água desce então para uma válvula de drenagem. O operador deve drená-la regularmente. O ar seco vai então para o silo.

3.5 Aumente o ângulo do cone

Tornamos a parte do cone mais íngreme. O ângulo deve ser maior do que o ângulo de fricção do cimento contra a parede (cerca de 32°). Um ângulo mais acentuado, entre 55° e 65°, reduz o atrito. No entanto, um cone mais inclinado torna o silo mais alto ou reduz a sua capacidade.