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Artigo utilização de maq p oleo isolante

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Artigo utilização de maq p oleo isolante

  1. 1. ASPECTOS SOBRE RESPONSABILIDADE AMBIENTAL E TRATAMENTO DE RESÍDUOS DE ÓLEO ISOLANTE MINERAL EM UMA EMPRESA DE ENERGIA ELÉTRICA DO SUL DO BRASIL: um estudo de caso Marcos Surian Thomaz (UTFPR) Especializando em Engenharia da Produção - marcos_surian@ig.com.br Isaura Alberton de Lima (UTFPR) Professora Orientadora - alberton@cefetpr.br Cezar Augusto Romano (UTFPR) Professor Orientador - caromano@cefetpr.br Ivanir Luiz de Oliveira (UTFPR) Professor Titular - ivanir@pg.cefetpr.br Carlos Cezar Stadler (UTFPR) Professor Titular - cstadler@pg.cefetpr.br Daniel Gueiber (COPEL) - gueiber@copel.com Resumo A sociedade, nas últimas décadas, têm mudado sua maneira de perceber o papel das empresas. De um enfoque puramente econômico, as organizações passaram a ser cobradas pela sua postura social e de responsabilidade ambiental. Este artigo aborda a solução adotada em uma empresa de energia elétrica do sul do Brasil para tratar o problema do descarte do óleo isolante mineral, presente nos equipamentos elétricos de potência. Com este objetivo, foi construída uma máquina que filtra e regenera o óleo envelhecido, promovendo economia na compra de óleo novo, e evitando que haja uma contaminação do meio ambiente com um produto altamente poluidor. Palavras-chave: Gestão ambiental, Ecologia, Óleo mineral, Resíduos, Regeneração, Filtragem. 1. Introdução O ambiente dos negócios a nível mundial tem apresentado mudanças ao longo das últimas décadas. Inicialmente, nos anos 60, as empresas eram vistas somente como instituições econômicas, preocupadas com problemas econômicos fundamentais (o que produzir, como produzir e para quem produzir). Recentemente, elas têm sido vistas como instituições sócio-políticas, preocupadas com outros aspectos, tais como proteção ao consumidor, controle da poluição, segurança e qualidade dos produtos, assistência médica e social, defesa de grupos minoritários, entre outros (DONAIRE, 1999). Ainda segundo Donaire (1999), esta visão é resultado de uma mudança de enfoque que está acontecendo no pensamento da sociedade, mudando sua ênfase do econômico para o social. A sociedade têm se preocupado com o comportamento ético das empresas, o que tem resultado em uma nova legislação (leis e regulamentos) que tenta melhorar o padrão ético das corporações. 2. A Questão Ambiental Um dos aspectos desta nova visão voltada para o social é a preocupação
  2. 2. ecológica. O conceito de desenvolvimento sustentável como sendo o atendimento das necessidades do presente sem o comprometimento da capacidade das gerações futuras atenderem às suas tornou-se primordial, e é amplamente considerado pela sociedade. Uma empresa que não apresenta preocupação com os aspectos ambientais pode ter como resposta um aumento dos custos, diminuição dos lucros, perda de posição no mercado e, até mesmo, privação da liberdade ou cessação de atividades (DONAIRE, 1999). Segundo Galdino et al. (2002), as empresas implantam sistemas de proteção ambiental tanto por imposição do mercado, como por iniciativa própria visando retorno financeiro no futuro. Em ambas as situações, a antecipação das questões ambientais é uma estratégia comum e visa prevenir as fiscalizações dos órgãos ambientais. Considerando a implantação de sistemas de gestão ambiental (SGA) em empresas, existem normas técnicas criadas para prover as organizações de elementos para implantar um SGA eficaz, para especificar requisitos para que este sistema capacite a empresa a desenvolver e implementar política e objetivos que considerem os principais aspectos ambientais significativos. Uma destas normas é a ABNT NBR ISO 14001:2004, publicada pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) baseada na norma ISO 14001:2004, publicada pela International Organization for Standardization (ISO). A norma ABNT NBR ISO 14001:2004 também considera esta nova preocupação com o atingimento e demostração de um desempenho ambiental correto por parte das organizações, por meio do controle dos impactos das suas atividades, produtos e serviços sobre o meio ambiente, coerente com sua política e seus objetivos ambientais. Ainda segundo Galdino et al. (2002), as empresas exploradoras de petróleo são altamente influenciadas pela questão ambiental por se tratar de um ramo industrial com alto potencial de poluição e contaminação. As empresas do setor elétrico também estão na mesma situação que as de petróleo devido à presença de óleo isolante mineral dentro dos equipamentos existentes no sistema elétrico de potência. 3. Óleo Isolante Mineral O óleo isolante mineral é um hidrocarboneto, obtido do refino do petróleo a uma fração de 300 °C a 400 °C, composto por cadeias com 19 a 23 átomos de carbono, podendo ser predominantemente naftênico (estrutura em anéis), ou do tipo “A”, ou parafínico (estrutura linear), ou do tipo “B”. Este óleo é utilizado como isolante elétrico e refrigerante térmico (troca de calor por convecção) dentro de equipamentos elétricos de potência. Os transformadores existentes nas redes elétricas aéreas de todo o Brasil, bem como outros equipamentos existentes dentro das subestações de energia, utilizam este tipo de substância. Calcula-se que 95 % dos equipamentos presentes na planta das empresas distribuidoras de energia elétrica no Brasil utilizam óleo isolante mineral. O óleo isolante mineral, após um período de uso dentro dos equipamentos, sofre um processo de envelhecimento. O contato com a umidade, oxigênio e o cobre dos enrolamentos internos dos equipamentos, além da presença de calor causam a oxidação do óleo. Esta reação química origina hidroperóxidos e peróxidos que se depositam no fundo dos tanques e, por sua vez, dão origem a outros produtos, tais como álcoois, aldeídos,
  3. 3. cetonas, ésteres, ácidos, sabões metálicos e água. Todos estes contaminantes precipitam-se em forma de sedimento, o que deteriora a capacidade de troca de calor e de isolante elétrico do óleo e diminui a vida útil do equipamento. O óleo contaminado deve ser totalmente substituído por óleo novo após um certo período de envelhecimento. Esta medida é adotada visando prolongar a vida útil e também evitar acidentes com descarga elétrica nas partes internas do equipamento. O descarte deste óleo tornou-se um problema de difícil solução, similar ao ocorrido com o descarte de óleo lubrificante automotivo, pois ele é altamente poluente e pode degradar o meio ambiente com muita intensidade. Para se ter a exata noção desta poluição, um litro de óleo isolante mineral pode contaminar um milhão de litros de água. 4. Estudo de Caso sobre uma Máquina Regeneradora de Óleo Isolante Mineral O caso estudado baseia-se em uma empresa distribuidora de energia elétrica do sul do Brasil. Não existe ainda um sistema de gestão ambiental (SGA) implantado na organização porque, como coloca Galdino et al. (2002), não houve uma imposição do mercado para que isto acontecesse. Apesar de não haver um SGA implantado, conforme também cita Galdino et al. (2002), a empresa procurou agir proativamente, procurando antecipar as questões ambientais e prevenir irregularidades em fiscalizações futuras, atuando no problema existente com o descarte do óleo isolante mineral. Considerando ainda a preocupação com o controle dos impactos das suas atividades, produtos e serviços sobre o meio ambiente, como consta no texto da norma ABNT NBR ISO 14001:2004, a empresa começou a procurar soluções para que o óleo mineral isolante contaminado não poluísse o meio ambiente. Foi desenvolvida uma máquina que filtra e regenera o óleo isolante mineral. Desta forma, procura-se evitar que o óleo mineral seja descartado no meio ambiente. Sua vida útil aumenta consideravelmente e o impacto ambiental é minimizado. Este trabalho foi realizado pela área de Engenharia da empresa, e, posteriormente, disponibilizado para uso a todas às áreas de Operação do Sistema Elétrico das vários regionais. A máquina consiste em filtrar e regenerar o óleo isolante que tenha uma certa parcela de contaminação deixando o equipamento elétrico totalmente energizado e funcionando, ou seja, além das questões ambientais também são observados requisitos técnicos e de continuidade no fornecimento de energia. Devido ao custo da máquina e ao fato de que ela fica instalada ao ar livre, sem proteção contra vandalismos, esta solução está sendo adotada em transformadores de maior potência (tipicamente 7 MVA), com maior volume de óleo (cerca de 3000 litros). Como citado anteriormente, os custos de manutenção e operação destes equipamentos são minimizados, já que o não atendimento dos consumidores devido ao equipamento ficar fora de operação implica no não faturamento da energia e em multas emitidas pela Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel), órgão regulador do setor elétrico no Brasil. Para a realização do processo, a máquina capta o óleo na válvula inferior do tanque do equipamento energizado, utilizando uma bomba com motor elétrico, faz ele
  4. 4. circular por três filtros em seqüência, e o devolve na válvula superior do tanque do equipamento. Como o óleo dentro do equipamento circula por convecção e os detritos estão concentrados no fundo dos tanques, a máquina é instalada em paralelo com o circuito de fluxo de óleo e devolve óleo livre de impurezas. Por esta razão o equipamento não precisa ser desenergizado para que o óleo seja filtrado. Os filtros utilizados são de três tipos: filtro percolador de terra “Fuller”, filtro particulado e filtro desidratador. O filtro percolador é composto pelo elemento denominado terra “Fuller”. A percolação consiste em atrair eletricamente as partículas sólidas que contaminam o óleo, que são compostos por moléculas polares (possuem dois pólos elétricos: positivo e negativo), que ficam depositadas na terra “Fuller”. A terra “Fuller” é composta por quase 70 % de sílica (SiO2), entre 10 a 15 % de alumínio (Al2O3), entre 10 e 13 % de magnésio (MgO), entre 2 e 4 % de ferro (Fe2O3), entre 4 e 7 % de cálcio (CaO) e outras substâncias em menor quantidade. Se trata de uma argila expandida que possui esta característica de atrair eletricamente as moléculas polares. A quantidade padrão deste elemento no filtro percolador é de 30 g por litro de óleo que será filtrado (90 kg para um transformador de 3000 litros de óleo). O filtro particulado têm a função de reter as partículas da própria terra “Fuller” que ficam presentes no óleo após ele passar pelo filtro percolador. Junto deste filtro é colocado um medidor de pressão que serve para controlar a pressão do sistema como um todo. Caso o valor ultrapasse a marca de 0,5 kgf, isto indica que os elementos filtrantes internos do filtro particulado estão saturados e devem ser trocados. O filtro desidratador serve para retirar a umidade existente no óleo isolante. Ele é composto por filtros absorventes de água. Para se detectar se estes filtros estão saturados, é recomendável medir a concentração de água no óleo na entrada e na saída do filtro. O valor típico de concentração de água para óleo não contaminado é de 15 ppm (partes por milhão). Este é o valor máximo para a saída do filtro desidratador. Se a saída apresentar uma concentração próxima do valor obtido na entrada, então os elementos absorventes devem ser substituídos. Após passar pelos três filtros, o óleo regenerado é reconduzido ao tanque do equipamento energizado pela válvula superior. Existe ainda um medidor de vazão na saída do último filtro. A vazão padrão para o funcionamento da máquina é de 100 litros por hora. A operação típica de regeneração e filtragem do óleo de um transformador de potência de 7 MVA (tensões de operação de 34,5 kV e 13,8 kV) prevê 30 dias de funcionamento da máquina. Como o transformador contém 3000 litros de óleo, tem-se que todo o óleo do equipamento passará pela máquina em 30 horas. Portanto, todo o óleo do transformador passará 24 vezes pela máquina. A figura 1 ilustra o esquemático da máquina regeneradora de óleo isolante, mostrando o fluxo do óleo desde o tanque do transformador, através da bomba e dos três filtros descritos anteriormente, e voltando ao tanque. Existe a possibilidade de realizar a passagem do óleo somente pelos filtros particulado e desidratador, fechando-se o registro ilustrado com o número 3, mas esta operação é menos comum. A figura 2 mostra um transformador de potência 7 MVA, instalado dentro de uma subestação, sendo submetido à regeneração do óleo isolante mineral através da máquina
  5. 5. descrita. Este transformador continua energizado e em operação. FIGURA 1 –ESQUEMA DA MÁQUINA REGENERADORA DE ÓLEO ISOLANTE MINERAL FIGURA 2 – TRANSFORMADOR EM OPERAÇÃO SENDO SUBMETIDO À REGENERAÇÃO DO ÓLEO ISOLANTE A figura 3 revela a máquina com a bomba com motor elétrico, o filtro particulado,
  6. 6. o filtro desidratador e os medidores de vazão e de pressão. Já a figura 4 mostra a fotografia do filtro percolador, que consiste do recipiente com capacidade para 160 kg de terra “Fuller”. FIGURA 3 – PARTE DA MÁQUINA REGENERADORA DE ÓLEO ISOLANTE FIGURA 4 – RECIPIENTE DE TERRA “FULLER”
  7. 7. 5. Resultados Práticos Em oito anos de utilização destas máquinas dentro da companhia, já foram regenerados cerca de 3,3 milhões de litros de óleo isolante mineral. A economia, em termos financeiros, foi de R$ 4 milhões, que seriam gastos na compra de óleo novo. Além disto, o processo de regeneração apresentado possui licença do IAP (Instituto Ambiental do Paraná) para ser utilizado dentro de subestações de energia elétrica energizadas. Uma outra preocupação decorrente do processo é o descarte da terra “Fuller” saturada de resíduos de óleo contaminado. Ela própria é submetida a várias sessões de reciclagem até a saturação máxima. Como se trata de argila, está em estudo sua utilização na construção civil como parte da mistura para fazer concreto. 6. Conclusões Pode-se notar que a empresa, mesmo sem ter implantado um sistema de gestão ambiental (SGA), e tãopouco obter certificação em alguma norma ambiental (nos moldes da ABNT NBR ISO 14001:2004), por não haver obrigatoriedade destes procedimentos, apresenta uma grande preocupação nesta área, condizendo com a mudança de enfoque no pensamento da sociedade, mudando a ênfase do econômico para o social e o ambiental. Esta preocupação se reflete no processo de regeneração de óleo isolante mineral, utilizando máquina regeneradora desenvolvida dentro da própria empresa, conforme descrito neste artigo, e também no descarte dos resíduos deste processo, como a terra “Fuller”, que será utilizada como matéria-prima da construção civil. ASPECTS ABOUT ENVIROMENTAL RESPONSABILITY AND ISOLATING MINERAL OIL TREATMENT IN A POWER COMPANY IN SOUTH BRAZIL: case study Abstract Society, in the last decades, has changed its way to see enterprises main role. From a pure economic focus, the organizations passed to be seen by its social position and its enviromental responsability. This article tells us about the solution adopted in a power company in South Brazil to deal with the problem of isolating mineral oil rejection, existent inside the electrical power equipaments. For this porpouse, a machine that filters and regenerates aged oil was built, promoting economy avoiding purchasing new oil, and avoiding contamination of enviroment by a high poluter product. Key Words: Enviromental management, Ecology, Mineral oil, Residues, Regeneration, Filtration. Referências bibliográficas DONAIRE, D. (1999) – Gestão Ambiental na Empresa. Atlas. 2a Edição. São Paulo. GALDINO, C.A.B.; SANTOS, E.M. DOS; PINHEIRO, J.I.; MARQUES JR., S. & RAMOS, R.E.B. (2002) –
  8. 8. Passivo ambiental das organizações: uma abordagem teórica sobre avaliação de custos e danos ambientais no setor de exploração de petróleo. ENEGEP 2002. ABNT (2004) ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Projeto NBR ISO 14001:2004. Rio de Janeiro. COPEL DISTRIBUIÇÃO (2003) – Tratamento de óleo isolante em transformador energizado. Apostila de Curso.

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