No contexto da pauta em questão, este trabalho será restrito ao Sistema de Geração de Vapor e Conversão de Energia das Usinas de Açúcar e Destilarias, que, até pouco tempo, constituíam o setor sucroalcooleiro, que, aos poucos, evoluiu e passou as ser denominado setor sucroenergético, como indica a pauta.
 

A nova denominação é mostra da incorporação de diversas tecnologias que modernizaram o setor e propiciaram a incorporação da energia elétrica no core business do segmento. Assim, a estratégia mercadológica deixa de estar concentrada exclusivamente na produção do açúcar e do etanol e passa a incluir significativas quantidades de energia elétrica, que passaram a ser comercializadas. Para tanto, a modernização do sistema de geração de vapor e conversão de energia, ainda que através de tecnologias plenamente dominadas, foi fator determinante.  
 

Nesse contexto, a produção de energia (mecânica e elétrica), que, nas plantas mais antigas, era da ordem de 20 a 30 kWh/tC, evoluiu para valores, em alguns casos, superiores a 100 kWh/tC, possibilitando a geração de excedentes de energia elétrica, que passaram a ser comercializados junto ao sistema elétrico e se tornaram fonte de receita significativa para o setor.
 

 A evolução embora modesta, sem grandes inovações tecnológicas, baseada exclusivamente em tecnologia dominada, decorreu em vista da necessidade de compatibilização com a situação financeira com a qual conviveu o setor. Diversas tecnologias extremamente promissoras que permearam em seminários e na bibliografia técnica no início dos anos 1990 deixaram de ser cogitadas, visto que era premissa básica dos projetos de que os riscos fossem mínimos.

 

Assim, ciclos que contemplavam a gaseificação da biomassa, turbinas a gás, caldeiras de recuperação deram lugar a equipamentos como caldeiras de alta pressão, turbinas de múltiplos estágios operando em ciclos de contrapressão e, posteriormente, de condensação.
 

É claro que renunciamos, na ocasião, à geração específica de energia da ordem de 250 kWh/tC, para buscarmos valores da ordem de 100 kWh/tC, que era o limite dentro das premissas observadas. Deixávamos de explorar a montanha de energia associada à biomassa, inerente ao processamento da cana-de-açúcar, para nos restringirmos a somente uma encosta bastante íngreme, que impunha grandes desafios em função das dificuldades financeiras que o segmento enfrentava.
 

Assim, as caldeiras cuja capacidade dificilmente ultrapassavam 100 tV/h passaram a ser fabricadas com capacidade de até 300 tV/h, impondo  necessidade de melhorias no processo de combustão do bagaço, que deixou de arder em pilhas ou grelhas basculantes para ser queimado, na maior parte, em suspensão, e  o restante sobre grelhas, de nova concepção, denominadas pin hole, ou ainda, mais recentemente, sobre  leito fluidizado. 
 

Isso foi acompanhado por uma série de melhorias periféricas da caldeira com a aplicação de equipamentos de melhor eficiência operacional   (exaustores, ventiladores), aprimoramento dos sistemas de controles e automação, que resultaram na melhoria da eficiência das caldeiras. 
 

O vapor passou a ser gerado à pressão de 60 até 100 bars e temperaturas de 520 a 530 graus Celsius, gerando necessidade de novos materiais e aços liga de diferentes composições das que eram costumeiramente utilizadas quando caldeiras eram projetadas para operar à pressão de 22 bars e temperaturas de 320 a 350 graus Celsius. Tudo isso constituiu grande desafio aos tradicionais fabricantes de caldeiras que atendiam ao setor que buscaram tecnologias em diferentes países.
 

Paralelamente, desafio da mesma magnitude foi enfrentado pelos fabricantes de turbinas a vapor, que passaram a ser fabricadas para os mesmos níveis de pressão de vapor adotados para as caldeiras e com capacidade de geração de energia significativamente maiores. Associa-se a isso a busca de tecnologias para melhoria da eficiência de conversão termomecânica. 
 

A tecnologia nessa área foi sucessivamente desenvolvida e incorporada aos equipamentos, tanto nas caldeiras como nas turbinas, e pode-se dizer que os respectivos fabricantes atingiram níveis de excelência, tanto que se tornaram referência e supridoras de equipamento junto ao mercado internacional. Assim, as pequenas turbinas (1 a 5 MW) de contrapressão e simples estágio evoluíram para máquinas com capacidade de até 40 MW, de contrapressão, porém de múltiplos estágios, inicialmente com palhetas com perfis totalmente de reação.
 

Entretanto a busca por melhor eficiência levou a evoluírem para perfis com elevado índice de reação. Evidente que isso levou à implementação de novos processos de usinagem que se tornaram cada vez mais precisos. Nesse contexto, observava-se que a introdução de turbinas de condensação associadas a ciclo de contrapressão poderia aumentar significativamente os excedentes de energia gerados pelas plantas. Entretanto isso implicava destinar bagaço para o ciclo de condensação.
 

Assim, tínhamos que retomar a consideração de que o sistema de cogeração, característico das plantas de açúcar e etanol, opera de forma balanceada, tendo como princípio básico a expansão do vapor de alta pressão em turbinas de contrapressão, com destinação do vapor de escape para o processo.
 

Contando com as caldeiras, dentro de concepções modernas, operando com eficiência razoável,  a alternativa que sobrava para abrir possibilidade de destinação de bagaço exclusivamente para o ciclo de condensação era reduzir a quantidade total de vapor de alta pressão destinada ao processo produtivo, propiciando, assim, sobras de bagaço que seriam destinadas à geração de vapor exclusivamente para a planta de condensação. 
 

Nesse contexto, surge a preocupação de se reduzir o consumo de vapor de baixa pressão (energia térmica) nos processos de fabricação e de destilação e a necessária compatibilização com o  consumo de vapor de alta pressão nas turbinas de contrapressão, por conta do sistema de operar de forma balanceada. Assim, uma parte do vapor de alta pressão poderia ser destinado às turbinas de contrapressão.
 

Em razão disso, buscou-se aumentar a eficiência das turbinas de contrapressão utilizadas no acionamento dos ternos das moendas, que, por serem de pequeno porte e em maior número, não se adequavam à operação com vapor em pressões mais elevadas, como ocorria com a turbinas dos geradores.
 

Uma das soluções foi o emprego de motores elétricos nas moendas, primeiramente no acionamento dos equipamentos do preparo, por se tratar de aplicação muito simples, sem necessidade de controle de velocidade, e, posteriormente, nos ternos onde a aplicação era bastante mais complexa.
 

Nessa área, a modernidade foi expressiva, devido à aplicação de novas tecnologias de controle de velocidade e torque dos motores que, com a devida monitoração das características de operação, permitiam avaliar, de forma precisa, o processo de extração na moenda.
 

Há de se considerar que, paralelamente, houve espaço para o desenvolvimento de novos redutores.Enfim, isso resume as principais modernidades que surgiram dos desafios enfrentados em épocas de crise pelo setor sucroenergético, vencidos através de muito empenho de toda uma comunidade envolvida.