Solutions de alta tensão para reciclagem de materiais

Na Suíça, existem atualmente 29 centrais de conversão de resíduos em energia (WTE), que incineram todos os resíduos não recicláveis de uma forma amiga do ambiente.

No entanto, nem tudo acaba em chamas: são gerados cerca de 100 kg de escória contendo componentes não queimados por pessoa por ano. A escória é normalmente depositada em aterros, mas ainda contém materiais valiosos. A especialista em “Waste-to-Value” Selfrag AG está a resolver este problema: a empresa construiu uma planta piloto em Full-Reuenthal, Aargau, onde é utilizado um processo especial para recuperar recursos como metais — por exemplo, ferro, alumínio ou cobre — e minerais da escória. “Colheres, moedas de dois francos, parafusos — quase não há nada que não acabe no lixo. Temos como missão recuperar o maior número possível de materiais valiosos da escória”, explica Jürgen Kalke, engenheiro elétrico da Selfrag.

Um Tratamento Especial Sofisticado

Em Full-Reuenthal, a Selfrag processa atualmente 35.000 toneladas de escória anualmente das centrais de resíduos em energia em Turgi, Renergia Luzern e Buchs. A chamada escória bruta é despejada no bunker de material e transportada por guindaste para o “Grizzly”, uma peneira de rastreio de tamanho grande, onde as peças maiores são retidas. A partir daí, move-se através de sistemas de transporte para a central modular “Waste-to-Value”. As peças metálicas leves são removidas usando separadores magnéticos e a escória é peneirada até que a fração alvo, com componentes não superiores a 40 mm, permaneça. O resto é ordenado à mão, revelando material não queimado, que é enviado de volta para a central de transformação de resíduos. “O nosso objetivo é recuperar metais e materiais cerâmicos no valor de 50% da escória bruta entregue”, explica Kalke.

Graças à sua fragmentação de alta tensão auto-desenvolvida, a Selfrag pode recuperar cerca de 20% mais materiais valiosos da escória do que outras plantas.

A fração alvo passa então por vários ecrãs secos e húmidos e é classificada por tamanho e densidade. Uma fração entra no coração da central: dois geradores de 3,5 toneladas, desenvolvidos e patenteados pela Selfrag, separam ainda mais o material usando pulsos de alta tensão semelhantes a relâmpagos. Com um sistema de capacitores, atingem uma tensão de 200 kV e descarregam até 20 vezes por segundo. Estas descargas ocorrem na água e geram um fluxo de corrente muito elevado. A corrente viaja ao longo dos limites dos grãos dos materiais, separando-os seletivamente, auxiliada pela onda de choque. “A fragmentação de alta tensão torna o nosso processamento único e permite-nos recuperar cerca de 20% mais material do que outras plantas”, enfatiza Kalke.

A Siemens apoia-nos há muito tempo. Normalmente, os componentes eletrónicos não são certificados para utilização em ambientes de alta tensão, por isso sujeitamos as peças a esses testes rigorosos — os produtos Siemens têm um desempenho muito bom neste contexto.

Josef Mullis, Engenheiro Elétrico, Engenharia Eletrónica de SF

Abordagem passo a passo num ambiente desafiador

Recuperar materiais valiosos é complexo e exigente — por isso, não é de surpreender que toda a fábrica esteja equipada com mais de 900 dispositivos de campo, tais como motores, válvulas e sensores. “A Siemens apoia-nos há muito tempo. Normalmente, os componentes eletrónicos não são certificados para utilização em ambientes de alta tensão, por isso sujeitamos as peças a esses testes rigorosos — os produtos Siemens têm um desempenho muito bom neste contexto.”

A engenharia da fábrica foi feita pela empresa de automação SF Elektro-Engineering AG. “Cuidamos de tudo — desde o planeamento elétrico e aquisição de materiais à programação do software para os controladores, unidades e WinCC, bem como as interfaces para sistemas externos, até ao comissionamento”, resume Josef Mullis, engenheiro elétrico da SF Elektro-engineering, descrevendo o ambicioso projeto. O facto de a fábrica ter sido concluída dentro do prazo é graças à previsão do Siemens Solution Partner da Flums: “Durante e após a pandemia, abastecemos o nosso armazém com os componentes mais importantes, o que nos permitiu fornecer a Selfrag prontamente”, lembra Mullis. Kalke confirma que este planeamento proativo foi uma grande vantagem. O design modular da planta também se mostrou eficaz: “Enquanto os eletricistas ainda estavam a trabalhar na fiação numa área, já conseguimos testar outros módulos da planta. Esta abordagem passo a passo também provou ser uma grande vantagem durante o período de comissionamento de três meses. Um desafio eram as duras condições ambientais no grande salão: poeira, humidade e fumos ácidos no ar tinham de ser mantidos longe do quadro de distribuição usando as medidas de proteção apropriadas.”

A unidade de produção é controlada por um Safety CPU 1512F e um S7-1517. Controladores Siemens adicionais estão instalados em três módulos e as prensas de filtro dentro da fábrica.