CAEMP - XII SEMANA ACADÊMICA DOS CURSOS DE ENG MECANICA E DE PRODUÇÃO - 30/10/08

TIPOS DE USINAS PARA PRODUÇÃO DE MISTURAS ASFÁLTICAS SETEMBRO 2008

TIPOS DE USINAS

TIPOS DE USINAS CONTRA- CONTRA-FLUXO DE MISTURA EXTERNA – SISTEMA CONTÍNUO Descarga de Mistura Secagem de Alimentação e dosagem de massa agregados agregados

TIPOS DE USINAS CONTRA- CONTRA-FLUXO DE MISTURA EXTERNA – SISTEMA DESCONTÍNUO Armazena- Alimentação de Secagem de Dosagem Armaze- mento e agregados agregados e mistura namento aquecimento de massa de CAP e combustível

TIPOS DE USINAS Classificação

DOSAGEM Classificação em função do processo de dosagem de agregados Exemplo: Brita 1 Brita 0 Areia Pó CAP TOTAL 15% + 35% + 30% + 15% + 5% = 100% 18 t/h + 42 t/h + 36 t/h + 18 t/h + 6 t/h = 120 t/h

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de dosagem de agregados

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de dosagem de agregados VOLUMÉTRICAS Dosagem de agregados através do volume de saída, sem pesagem. (área transversal) x (velocidade da correia) = vazão VANTAGENS: simplicidade do sistema. DESVANTAGENS: menor precisão, maior suscetibilidade a fatores externos.

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de dosagem de agregados VOLUMÉTRICAS ALTURA ÁREA TRANSVERSAL = ALTURA x LARGURA

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de dosagem de agregados VOLUMÉTRICAS

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de dosagem de agregados VOLUMÉTRICAS Dosagem de agregados através do volume de saída, sem pesagem. (área transversal) x (velocidade da correia) = vazão mássica m x m x m = m³ h h Potenciômetro para regulagem da velocidade da correia dosadora. Algumas usinas mais antigas não variam a velocidade, apenas a altura da comporta.

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de dosagem de agregados VOLUMÉTRICAS Exemplo (parte 1): Altura = H = 0,10 m Largura = L = 0,25 m Vel. máxima = V = 20 m/min Vazão volumétrica = Qv Qv = H x L x Vmáx Qv = 0,10 m x 0,25 m x 20 m/min = 0,5 m³/min Qv = 0,5 m³/min x 60 min/h = 30 m³/h

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de dosagem de agregados VOLUMÉTRICAS Exemplo (parte 2): Então, para correia em velocidade máxima (20 m/min), a vazão volumétrica será de 30 m³/h. Cálculo da vazão mássica Qm Densidade do material = d = 1.400 kg/m³ Qm = Qv x d Qm = 30 m³/h x 1.400 kg/m³ = 42.000 kg/h = 42 ton/h

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de dosagem de agregados VOLUMÉTRICAS Exemplo (parte 3): Para correia em velocidade máxima (20 m/min), a vazão mássica será de 42 ton/h. Então, deverá ser montado um gráfico de proporcionalidade para ajuste dos potenciômetros da usina.

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de dosagem de agregados VOLUMÉTRICAS posição ton/h 0 0 1 4,2 2 8,4 3 12,6 4 16,8 5 21,0 6 25,2 7 29,4 8 33,6 9 37,8 10 42,0

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de dosagem de agregados VOLUMÉTRICAS

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de dosagem de agregados MÁSSICAS Dosagem através da pesagem individual de cada agregado. Podem ser CONTÍNUAS ou DESCONTÍNUAS.

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de dosagem de agregados MÁSSICAS CONTÍNUAS Dosagem através da pesagem dinâmica individual de cada um dos agregados. VANTAGENS: maior precisão, melhor custo-benefício (menor investimento inicial frente à precisão obtida), portabilidade do sistema de dosagem (dimensões que facilitam o transporte). DESVANTAGENS: suscetibilidade a fatores externos (abastecimento do silo com material incorreto).

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de dosagem de agregados MÁSSICAS CONTÍNUAS

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de dosagem de agregados MÁSSICAS CONTÍNUAS PESO ROTAÇÃO COMPRIMENTO DE PESAGEM

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de dosagem de agregados CUIDADOS CONSTRUTIVOS DO ROLETE Célula de carga centralizada sob o rolete de pesagem, garantindo precisão na transmissão de peso. Rolete de pesagem torneado, garantindo suavidade e precisão para a pesagem dinâmica. CÉLULA DE CARGA CAPACIDADE DE 100 kg

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de dosagem de agregados SISTEMA ÚNICO CIBER CIBER é o único fabricante que utiliza o sensor de velocidade no rolete traseiro para monitorar a real velocidade das correias.

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de dosagem de agregados MÁSSICAS CONTÍNUAS ROLETE MOVIDO ROLETE MOTOR (traseiro) (dianteiro) CHECK DE VELOCIDADE ROLETE TRASEIRO IGUAL AO ROLETE DIANTEIRO?

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de dosagem de agregados MÁSSICAS CONTÍNUAS ROLETE MOVIDO ROLETE MOTOR (traseiro) (dianteiro) IGUAL? SIM OK, CONTINUAR MONITORANDO

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de dosagem de agregados MÁSSICAS CONTÍNUAS ROLETE MOVIDO ROLETE MOTOR (traseiro) (dianteiro) IGUAL? NÃO INFORMAR OPERADOR

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de dosagem de agregados MÁSSICAS CONTÍNUAS VAZÃO = PESO x VELOCIDADE DA CORREIA COMPRIMENTO DE PESAGEM Exemplo: usina produzindo a 100 t/h Fórmula: silo 3 brita ¾” 30% IDEAL = 30,0 t/h

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de dosagem de agregados MÁSSICAS CONTÍNUAS VAZÃO = PESO x VELOCIDADE DA CORREIA COMPRIMENTO DE PESAGEM Ação do sistema: AJUSTAR A VELOCIDADE DA CORREIA Vazão do silo 3 = 53 kg x 507 m/h = 30,1 t/h 52 517 m/h 30,0 t/h 510 30,0 29,4 0,896 m

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de dosagem de agregados MÁSSICAS CONTÍNUAS Brita 1 Brita 0 Areia Pó CAP TOTAL 15% + 35% + 30% + 15% + 5% = 100% 18 t/h + 42 t/h + 36 t/h + 18 t/h + 6 t/h = 120 t/h

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de dosagem de agregados MÁSSICAS CONTÍNUAS CALIBRAÇÃO APLICATIVO EXTERNO ELIPSE

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de dosagem de agregados MÁSSICAS Dosagem através da pesagem individual de cada agregado. Podem ser CONTÍNUAS ou DESCONTÍNUAS.

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de dosagem de agregados MÁSSICAS DESCONTÍNUAS Dosagem através da pesagem estática individual de cada um dos agregados. Mais conhecidas como USINAS GRAVIMÉTRICAS (o deslocamento do material durante a dosagem se faz com o auxílio da força da gravidade). VANTAGENS: máxima precisão e melhor controle sobre a massa produzida, menor suscetibilidade a fatores externos. DESVANTAGENS: maior investimento inicial, não há portabilidade (grandes dimensões que dificultam o transporte).

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de dosagem de agregados MÁSSICAS DESCONTÍNUAS DOSAGEM FINAL GRAVIMÉTRICA PRÉ-DOSAGEM VOLUMÉTRICA

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de dosagem de agregados MÁSSICAS DESCONTÍNUAS PENEIRAS VIBRATÓRIAS SILOS QUENTES

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de dosagem de agregados MÁSSICAS DESCONTÍNUAS COMPORTAS AUTOMÁTICAS BALANÇA DE AGREGADOS MISTURADOR BALANÇA DE CAP

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de dosagem de agregados MÁSSICAS DESCONTÍNUAS Pó 15% Areia Exemplo: batelada de 1.500 kg 225 kg 30% Brita 0 450 kg 35% 525 kg Brita 1 15% CAP 225 kg 5% 75 kg

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de dosagem de agregados MÁSSICAS DESCONTÍNUAS CALIBRAÇÃO APLICATIVO EXTERNO ELIPSE

TIPOS DE USINAS Classificação

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de secagem e mistura de agregados

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de secagem e mistura de agregados Mesmo que tenham existido usinas de fluxo paralelo de mistura externa, o processo de secagem em fluxo paralelo é ineficiente a ponto de não justificar seu estudo.

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de secagem e mistura de agregados FLUXO PARALELO – MISTURA INTERNA Sistema em que os agregados deslocam-se internamente no tambor-secador no MESMO SENTIDO que a chama do queimador. Neste processo, usualmente, a mistura agregados e CAP é realizada dentro do tambor, que recebe a denominação comercial de DRUM-MIXER. VANTAGENS: portabilidade (dimensões que facilitam o transporte), pois é uma usina de pequeno número de componentes. DESVANTAGENS: baixa eficiência energética, baixa qualidade de mistura (tombamento) e alta taxa de degradação do CAP.

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de secagem e mistura de agregados FLUXO PARALELO – MISTURA INTERNA

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de mistura de agregados CONTRA- CONTRA-FLUXO Sistema em que os agregados deslocam-se internamente no tambor-secador em SENTIDO CONTRÁRIO à chama do queimador. (Drum-Mixer) (Contínua ou Gravimétrica)

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de secagem e mistura de agregados CONTRA- CONTRA-FLUXO – MISTURA INTERNA Sistema em que os agregados deslocam-se internamente no tambor-secador em SENTIDO CONTRÁRIO à chama do queimador. O processo de mistura é realizado DENTRO DO TAMBOR-SECADOR, através de tombamento. Recebe a denominação comercial de DRUM-MIXER EM CONTRA-FLUXO. VANTAGENS: simplicidade (menor número de componentes), maior eficiência quando comparado às usinas de fluxo paralelo. DESVANTAGENS: baixa qualidade de mistura (tombamento), degradação do CAP (processo de mistura interna expõe o ligante a altas temperaturas), problemas para manutenção.

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de secagem e mistura de agregados CONTRA- CONTRA-FLUXO – MISTURA EXTERNA Sistema em que os agregados deslocam-se internamente no tambor-secador em SENTIDO CONTRÁRIO à chama do queimador. O processo de mistura é realizado FORA DO TAMBOR-SECADOR, através de um componente dedicado: o MISTURADOR. VANTAGENS: maior eficiência entre todos os tipos de usina, com menor consumo de combustível e maior produtividade, mistura de qualidade superior e preservação das propriedades do ligante. DESVANTAGENS: é o principal ponto de manutenção do equipamento devido à abrasão.

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de secagem e mistura de agregados CONTRA- CONTRA-FLUXO – MISTURA EXTERNA SISTEMA CONTÍNUO MISTURA CONTÍNUA

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de secagem e mistura de agregados CONTRA- CONTRA-FLUXO – MISTURA EXTERNA SISTEMA CONTÍNUO

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de secagem e mistura de agregados CONTRA-FLUXO – MISTURA EXTERNA CONTRA- SISTEMA CONTÍNUO SECAGEM AQUECIMENTO

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de secagem e mistura de agregados UM POUQUINHO DE TEORIA…

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de secagem e mistura de agregados PROCESSO DE SECAGEM UMIDADE SUPERFICIAL EVAPORA RÁPIDO UMIDADE ABSORVIDA REQUER MAIS TEMPO ÁGUA AGREGADO UMIDADE SUPERFICIAL ÚMIDO ÁGUA UMIDADE ABSORVIDA

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de secagem e mistura de agregados 1º ÁGUA AGREGADO UMIDADE SUPERFICIAL ÚMIDO ÁGUA UMIDADE ABSORVIDA AGREGADO ÚMIDO UMIDADE SUPERFICIAL + UMIDADE ABSORVIDA

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de secagem e mistura de agregados 2º UMIDADE SUPERFICIAL AGREGADO EVAPORANDO ÚMIDO UMIDADE ABSORVIDA SAINDO LENTAMENTE DO NÚCLEO DO AGREGADO

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de secagem e mistura de agregados 3º UMIDADE ABSORVIDA EVAPORANDO DEPOIS DE ALCANÇAR A SUPERFÍCIE

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de secagem e mistura de agregados calor calor latente calor sensível sensível

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de secagem e mistura de agregados UMIDADE DOS AGREGADOS x ALTITUDE x PRODUÇÃO 100 (% sobre a produção nominal máxima) 90 80 70 PRODUÇÃO 60 50 40 30 20 10 0 0 1 2 3 4 5 6 UMIDADE MÉDIA PONDERADA DOS AGREGADOS (%) 0 msnm 1.000 msnm 2.000 msnm 3.000 msnm

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de secagem e mistura de agregados QUANDO NÃO SE RESPEITA O TEMPO DE PERMANÊNCIA... MASSA SAINDO COM BOLHAS DE VAPOR D’ÁGUA

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de secagem e mistura de agregados CONTRA- CONTRA-FLUXO – MISTURA EXTERNA SISTEMA CONTÍNUO

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de secagem e mistura de agregados CONTRA- CONTRA-FLUXO – MISTURA EXTERNA SISTEMA DESCONTÍNUO MISTURA GRAVIMÉTRICA

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de secagem e mistura de agregados CONTRA- CONTRA-FLUXO – MISTURA EXTERNA SISTEMA DESCONTÍNUO

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de secagem e mistura de agregados CONTRA-FLUXO – MISTURA EXTERNA CONTRA- SISTEMA DESCONTÍNUO SECAGEM AQUECIMENTO

TIPOS DE USINAS Classificação em função do processo de secagem e mistura de agregados CONTRA- CONTRA-FLUXO – MISTURA EXTERNA SISTEMA DESCONTÍNUO

TIPOS DE USINAS – RESUMO USINAS DE ASFALTO DOSAGEM SECAGEM MISTURA FLUXO CONTRA- VOLUMÉTRICA MÁSSICA INTERNA EXTERNA PARALELO FLUXO CONTÍNUA DESCONTÍNUA

RAFAEL ZUCHETTO Engenharia de Aplicação CIBER Equipamentos Rodoviários Ltda. zuchetto@ciber.com.br (51) 3364.9229

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