Do ano 2000 para cá, temos tido a oportunidade de substituir os principais equipamentos das usinas e destilarias construídas por volta de 1980, bem como das novas unidades utilizando um projeto conceitual que envolve todos os produtos e subprodutos que possam ser obtidos. Além de decisões sobre o uso de moenda ou difusor, na casa de força e na caldeira, algumas concepções devem ser lembradas.

Turbina de condensação ou de extração? Turbina de condensação é somente uma expressão. Não é desejada nem permitida a ocorrência de condensação no interior da turbina além de limites inevitáveis e aceitáveis (da ordem de 3%). Portanto, o vapor na saída é sempre vapor – com maior ou menor grau de superaquecimento –, com maior ou menor pressão que a pressão atmosférica local.

O maior custo em qualquer ciclo a vapor está em transformar a água líquida em vapor saturado nas caldeiras. O benefício é condensá-la para os processos que desejamos na planta. Nas usinas, precisamos do “vapor de processo” para as operações unitárias. O principal condensador e o principal gerador de vapor de processo é o pré-evaporador do caldo que, por sua vez, gera vapor vegetal para todos os outros processos, como destilação, cristalização, aquecimento, evaporação e secagem.

Cogerar é superaquecer o vapor nas serpentinas e depois expandi-lo nas pás da turbina, produzindo energia mecânica e depois eletricidade. Entretanto, jamais podemos deixar condensar parte desse vapor em condensadores em uma pressão menor do que a necessária para os processos, ou até mesmo abaixo da pressão atmosférica.

Isso seria jogar fora energia e aquecer o meio ambiente. As termoelétricas convencionais a carvão, petróleo ou mesmo nucleares fazem isso por não terem alternativas.  Não se deve sacrificar o aquecimento do caldo – necessário para eliminar micro-organismos e maximizar o rendimento fermentativo –, com a justificativa de economizar vapor para depois expandi-lo na turbina abaixo da pressão atmosférica e, inclusive, deixar de produzir levedura seca, sais proteinados ou cristal refinado por falta de vapor.

Devemos sim condensar todo o vapor de escape da turbina sem perdas de massa, sem reposição de água desmineralizada, e gastar, ou melhor, usar bem todo o vapor vegetal. Devemos planejar estrategicamente para agregarmos valor aos nossos produtos. Para isso, precisaremos de energia para fabricar ao invés de “usinar”.

A pesquisa tecnológica, orientada pelo marketing, pode definir produtos e marcas que aproveitam toda essa energia e os transforma em riqueza. Estabelecida a condição de saída do vapor da turbina em 2,5 bar e 130ºC, por exemplo, faríamos a escolha da condição de entrada que define as características da caldeira e toda a tubulação e acessórios, determinando o valor do investimento.

Deve-se elaborar um quadro em que, para cada grau de superaquecimento a ser avaliado entre 480 e 540ºC, haverá a pressão mínima requerida pela turbina. Essa pressão é determinada pela qualidade do projeto e pela construção da turbina que define seu rendimento isoentrópico. Deve-se ficar alerta em relação a esse conceito, pois é possível se confundir acreditando que quanto maior a pressão melhor é, quando, na verdade, é justamente o contrário.

Boas turbinas requerem menores pressões. Expandir o vapor é fácil, até uma válvula redutora pode realizar essa tarefa. O segredo está em transformar entalpia em torque e rotação. O cálculo do consumo específico de vapor em kgV/h para cada kW gerado deve ser feito para cada combinação de temperatura e rendimento. No caso das usinas em que o combustível for parte da matéria-prima, convém usar o consumo específico de bagaço ao invés do consumo de vapor.

Fazendo esses cálculos, encontraremos valores de 2,6 a 3,0 ton/h de bagaço para cada MW gerado. Uma diferença da ordem de 15% seria decisiva na escolha do par temperatura/rendimento (a pressão é consequência) se estivéssemos em países que praticam juros globalizados para investimentos de grande porte.

Como não estamos, a tarefa é difícil e, provavelmente, teremos que escolher uma solução mais modesta do ponto de vista técnico, para viabilizarmos o pagamento dos juros e das parcelas no fluxo de caixa do projeto. Outro alerta importante é exigir dos fabricantes de turbinas as garantias contratuais dos rendimentos, uma vez que são fundamentais no sucesso econômico do empreendimento.

Os métodos de medida dos parâmetros garantidos e suas precisões devem estar claros, e os contratos devem escolher câmaras de arbitragens experientes ao invés dos fóruns de comarca. Para realizar as melhorias necessárias ao processo, como reduzir a emissão de particulados na chaminé, zerar a captação de água, zerar a emissão de vinhaça e produzir sais proteinados para atender o aumento da demanda mundial de proteína, será necessária toda a energia contida no vapor de escape das turbinas.

A cana sempre esteve associada ao açúcar e os sais sempre foram um entrave no esgotamento maior do xarope. No futuro, talvez esses sais contidos na cana – cerca de 13% no açúcar contido na cana –, juntamente com a levedura produzida na fermentação, serão o nosso maior valor. Vender proteína será melhor do que vender energia na forma de etanol, eletricidade ou sacarose.