1) Uma caldeira é um equipamento que gera vapor através da troca de calor entre combustível e água, transformando a água em vapor. 2) As caldeiras são classificadas em flamatubulares, onde os gases quentes passam dentro dos tubos, e aquatubulares, onde a água passa dentro dos tubos. 3) Caldeiras são usadas em diversas indústrias e usinas para processos como cozimento e geração de energia.

1. Caldeira - Gerador de Vapor
Caldeira ou Gerador de vapor é um equipamento que se destina a gerar
vapor através de um troca térmica entre o combustível e a água , sendo que
isto é feito por este equipamento construído com chapas e tubos cuja a
finalidade é fazer com que água se aquece e passe do estado líquido para o
gasoso, aproveitando o calor liberado pelo combustível que faz com as
partes metálicas da mesma se aqueça e transfira calor a água produzindo o
vapor.
A finalidade de se gerar o vapor veio da revolução industrial e os meios da
época que se tinha era de pouca utilização , mas o vapor no inicio serviu
para a finalidade de mover máquinas e turbinas para geração de energia e
locomotivas, com advento da necessidade industrial se fez necessário a
necessidade de cozimentos e higienização e fabricação de alimentos, se fez
necessário a evolução das caldeiras.
Com isto se utiliza o vapor em lacticínios, fabricas de alimentos ( extrato de
tomate, doces), gelatinas, curtumes, frigoríficos, industrias de vulcanização,
usinas de açúcar e álcool, tecelagem , fabricas de papel e celulose etc,.
As nossas Usinas e o álcool deram certo porque utilizamos o próprio bagaço
de cana para gerar energia da usina e hoje as usinas estão aproveitando
este combustível que é a sobra da fabricação do açúcar e o álcool para
gerar energia elétrica, sendo uns dos produtos comercializados pelas
mesmas.
As nossas caldeiras são classificadas em caldeiras flamatubulares ou
fogotubular e aquatubular ou mista (Flamatubulares e aquatubulares)
As caldeiras flamatubulares são aquelas cuja a troca térmica se da com
gases quentes passando por dentro dos tubos e água por fora do tubos.
As caldeiras aquatubulares são caldeiras que os gases quentes estão por
fora dos tubos e água por dentro dos tubos.
As caldeiras flamatubulares são caldeiras que gera vapor da ordem 50 a
20.000 kg/h com pressão máxima de 15 bar ou 15 kg/cm2, devido a sua
própria concepção de construção se torna inviável economicamente e
também devido a segurança acima destes valores a construção mecânica
da mesma.
As caldeiras Aquatubulares são caldeiras que tem grande área de troca
térmica podendo trabalhar com pressões de 120 bar , “120 kg/cm2” e
vazões da ordem de 150.000 kg/h, pois trabalham com balões e paredes de
água com painéis de tubos.
As aplicações de caldeiras flamatubulares com vazões da ordem 300 a
20.000 kg/h e pressões de 8,0 kg/cm2 a 15 kg/cm2, em industrias de
alimentos, frigoríficos, bebidas , lacticínios, industrias testeis, e fábricas de
óleos que usam caldeiras da ordem de 15000 kg/h.
As caldeiras aquatubulares são caldeiras usadas em usinas de açúcar,
fabricas de papel e celulose e em geração de energia, com presões de 120

2. kg/cm2 e vazões da ordem 150.000 kg/h. ou mais.
Com advento da Maria fumaça e sucateamento da linha de trem estas
caldeiras flamatubulares locomovel como eram chamadas, foram usadas em
nossas industrias frigoríficas, curtumes e lacticínios sendo reformadas e
instaladas em nossas fábricas para atender a demanda industrial.
Estas caldeiras de um passe só e pouco rendimento da ordem 18kg/m2 ou
60%, foram substituídas por caldeiras de dois e três passes dos gases
quentes por dentro dos tubos com superfície de troca de calor para
combustíveis sólidos da ordem de 25 kg/m2 , com isto compactando mais as
caldeiras, e chegando a 85% de rendimento. Já nas caldeiras a combustíveis
líquidos, chegamos a ordem de 33 kg/m2 , hoje até 45 kg/m2 e com
rendimentos da ordem de 98%.
As caldeiras aquatubulares trabalham com 45kg/m2, taxa de troca térmica
pela superfície de troca de calor, a área de superfície de troca de calor e
toda área metálica que esta em contato com gases(fogo) e água, que
trocam calor e geram o vapor por isso é chamada área de superfície de
troca de calor e dada em m2. No inicio da usinas de álcool cuja a finalidade
era só a fabricação de álcool, se fazia caldeiras com grande quantidade de
refratários e fornalhas tipo ferradura para ter um baixo rendimento 60%
para consumir todo bagaço da cana que se tornava um problema a sobra do
mesmo, logo em seguida, foi se achando alternativas para o bagaço e com
isto foi se melhorando a eficiência das caldeiras, e hoje a grande alternativa
é co geração de energia elétrica para as cidades, melhorando a eficiência
das caldeiras trabalhando com rendimentos de 90%.
Caldeira é um recipiente metálico cuja função é, entre muitas, a produção
de vapor através do aquecimento da água. As caldeiras em geral são
empregadas para alimentar máquinas térmicas, autoclaves para
esterilização de materiais diversos, cozimento de alimentos através do
vapor, ou calefação ambiental.
Conforme Bazzo (1995), nas indústrias do início do século XVIII muitos eram
os inconvenientes gerados pela combustão local de carvão para geração de
calor. As primeiras máquinas destinadas a geração de vapor surgiram para
sanar este problema, uma vez que a energia era captada em uma unidade
central e distribuída para os diversos setores da empresa, através do vapor
Caldeiras flamotubulares
As caldeiras de tubos de fogo ou tubos de fumaça, flamotubulares ou ainda
gás-tubulares são aquelas em que os gases provenientes da combustão
"fumos" (gases quentes e/ou gases de exaustão) atravessam a caldeira no
interior de tubos que se encontram circundados por água, cedendo calor a
mesma.
Caldeiras verticais
Os tubos são colocados verticalmente num corpo cilíndrico, fechado nas
extremidades por placas chamadas espelhos . A fornalha interna fica no
corpo cilíndrico, logo abaixo do espelho inferior. Os gases de combustão
sobem através de tubos, aquecendo e vaporizando a água que se encontra
externamente aos mesmos. As fornalhas externas são utilizadas

3. principalmente para combustíveis de baixo teor calorífico. Podem ser de
fornalha interna ou externa (figura a baixo)
Caldeiras horizontais
Esse tipo de caldeira abrange várias modalidades, desde as caldeiras
cornuália e lancashire, de grande volume de água, até as modernas
unidades compactas. As pricipais caldeiras horizontais apresentam
tubulações internas, por onde passam os gases quentes. Podem ter de 1 a 4
tubos de fornalha. As de 3 e 4 são usadas na marinha.
Caldeira cornuália
Fundamentalmente consiste de 2 cilindros horizontais unidos por placas
planas. Seu funcionamento é bastante simples, apresentando porém, baixo
rendimento. Para uma superfície de aquecimento de 100 m² já apresenta
grandes dimensões, o que provoca limitação quanto a pressão; via de regra,
a pressão não deve ir além de 10kg/cm².
Caldeira Lancashire
É constituída por duas (às vezes 3 ou 4) tubulações internas, alcançando
superfície de aquecimento de 120 a 140 metros quadrados. Atigem até 18
kg de vapor por metro quadrado de superfície de aquecimento. Este tipo de
caldeira está sendo substituída gradativamente por outros tipos.
Caldeiras multitubulares de fornalha interna
Como o próprio nome indica, possui vários tubos de fumaça. Podem ser de
três tipos:
Tubos de fogo diretos
Os gases percorrem o corpo da caldeira uma única vez.
Tubos de fogo de retorno
Os gases provenientes da combustão na tubulação da fornalha circulam
pelos tubos de retorno.
Tubos de fogo diretos e de retorno
Os gases quentes circulam pelos tubos diretos e voltam pelos de retorno.
Caldeiras a vapor
A água passa por um recipiente (caldeira) que é esquentado,
transformando-se em vapor. Foi projetada em 1708(sec XVIII), por Thomas
Newcomen, a fim de retirar a água depositada no interior das minas de
carvão, permitindo a mineração do carvão. Foi projetada no período da
Revolução Industrial.
Caldeiras multitubulares de fornalha externa
Em algumas caldeiras deste tipo a fornalha é constituída pela própria
alvenaria, situada abaixo do corpo cilíndrico. Os gases quentes provindos da
combustão entram inicialmente em contato com a base inferior do cilindro,
retornando pelos tubos de fogo.
Caldeiras escocesas

4. Esse tipo de caldeira foi concebido para uso marítimo, por ser bastante
compacta. São concepções que utilizam tubulação e tubos de menor
diâmetro. Os gases quentes, oriundos da combustão verificada na fornalha
interna, podem circular em 2,3 e até 4 passes.
Todos os equipamentos indispensáveis ao seu funcionamento são
incorporados a uma única peça, constituindo-se, assim num todo trans
portável e pronto para operar de imediato.
Essas caldeiras operam exclusivamente com óleo ou gás, e a circulação dos
gases é feita por ventiladores. Conseguem rendimentos de até 83%.
Caldeiras locomotivas e locomóveis
Como o sugere o nome, caldeiras locomotivas geram vapor movimentar a
própria máquina e o restante das composições, praticamente fora de uso
atualmete.
A caldeira locomóvel é tipo multitubular, apresentando uma dupla parede
metálica, por onde circula a água do próprio corpo. São de largo emprego
pela facilidade de transferência de local e por proporcionarem acionamento
mecânico em lugares desprovidos de energia elétrica. São construídas para
pressão de até 21kg/cm2 e vapor superaquecido.
Vantagens das caldeiras de tubo de fogo
Pelo grande volume de água que encerram, atendem também as cargas
flutuantes, ou seja, aos aumentos instantâneos na demanda de vapor.
Construção fácil, de custo relativamente baixo.
São bastante robustas.
Exigem tratamento de água menos apurado.
Exigem pouca alvenaria.
Desvantagens das caldeiras de tubo de fogo
Pressão manométrica limitada em até 2,2 MPa (aproximadamente 22
atmosferas), o que se deve ao fato de que a espessura necessária às
chapas dos vasos de pressão cilíndricos aumenta com a segunda potência
do diâmetro interno, tornando mais vantajoso distribuir a água em diversos
vasos menores, como os tubos das caldeiras de tubos de água. Em ciclo a
vapor para geração de energia elétrica, esta limitação de pressão faz com
que a eficiência do ciclo seja fisicamente mais limitada, não sendo vantojoso
o emprego deste tipo de equipamento em instalações de médio (em torno
de 10 MW) ou maior porte.
Pequena capacidade de vaporização(kg de vapor /hora)
São trocadores de calor de pouca área de troca por volume (menos
compactos).
Oferecem dificuldades para a instalação de superaquecedor e preaquecedor
de ar.
Caldeiras aquatubulares
Caldeiras aquatubulares são também chamadas caldeiras de paredes de
água ou de tubos de água. São as mais comuns em se tratando de plantas
termelétricas ou geração de energia elétrica em geral, exceto em unidades
de pequeno porte. A pressão de trabalho de caldeiras deste tipo pode

5. chegar a 26 MPa, ou seja, superior a pressão do ponto crítico. Neste caso, o
período de ebulição (transição de líquido para vapor) passa a não existir.