Como o fertilizante corrói o aço exposto no armazenamento, descobrir soluções criativas é fundamental para reduzir os custos regulares de manutenção e substituição.
Esse foi o caso de uma empresa de fertilizantes em Carlsbad, Novo México, EUA, que precisava de um novo armazenamento depois que uma microexplosão danificou seu fertilizante de armazenamento de estrutura em A. A empresa selecionou seis aços reforçados cúpulas de concreto da Dome Technology com base em parte na prevenção da corrosão. O reforço de aço dá resistência às cúpulas, mas como todo o interior da cúpula é feito de concreto, a estrutura de armazenamento não será corroída.
O concreto terá rachaduras finas que podem ser penetradas por poeira fina de fertilizante. Esta não foi uma preocupação expressa por este cliente de potássio; no entanto, outros clientes de ureia tiveram preocupações que foram mitigadas pela pulverização de um revestimento de poliureia na superfície interna da cúpula. Um pó resistente à corrosão também pode ser misturado ao concreto ao despejar o piso.
A água causa estragos no fertilizante e, como a maioria dos fertilizantes são higroscópicos, eles atraem a umidade que dissolve o produto e o corrói, produzindo ácidos fracos que quebram o aço e danificam o concreto. Os clientes da Dome são aconselhados a alocar uma parte do orçamento para vergalhões resistentes à corrosão e/ou concreto adicional sobre vergalhões.
Proteger PRODUTOS da umidade, um desumidificador também é altamente recomendado. Alojado no topo da cúpula, a umidade no headspace pode ser controlada e o clima interno ideal pode ser mantido. Monitores de umidade também podem ser instalados, permitindo que os gerentes do local examinem e ajustem as condições internas.
A prevenção de umidade e ferrugem no lado do armazenamento é uma coisa, mas existem maneiras de estender a vida útil de uma instalação protegendo também outros componentes da corrosão. Embora muitas empresas de armazenamento de fertilizantes utilizem carregadores frontais, aqueles que selecionam sistemas de recuperação integrados podem proteger os componentes metálicos da ferrugem de várias maneiras. O aço inoxidável é sempre uma opção, especialmente ideal para produtos fertilizantes de grau alimentício ou farmacêutico, mas pode ter um custo proibitivo. Outra rota é pintar o metal para que a corrosão não seja um problema; a principal coisa a lembrar é manter a manutenção em dia para que lascas e arranhões na superfície não permitam um ponto de acesso para umidade.
Com a prevenção da ferrugem, existem outras maneiras pelas quais as cúpulas garantem uma vida útil mais longa do que o armazenamento tradicional de fertilizantes:
Baixa manutenção
Uma membrana de impermeabilização contínua de PVC de camada única garante proteção impermeável completa para o invólucro de concreto armado e, consequentemente, para o material armazenado. Uma resina de proteção UV resistente ao mofo reveste ambos os lados da membrana, proporcionando proteção de longo prazo contra essas duas fontes comuns de degradação. Nenhuma outra opção de silo oferece esse tipo de proteção à prova d'água, e esse exterior requer quase zero manutenção superficial.
Não são utilizados rebites, fixadores ou outras conexões mecânicas encontradas em outros armazéns, eliminando assim potenciais fontes de vazamentos e ferrugem. Esta abordagem abrangente de impermeabilização promete proteção duradoura para o produto armazenado e a própria estrutura.
Longevidade
As cúpulas de concreto reforçado com aço da Dome Technology são as estruturas de armazenamento a granel mais duráveis do mercado. Em uma indústria onde os silos tradicionais de concreto e aço têm um histórico de múltiplas falhas, as cúpulas da Dome Technology resistiram a terremotos, furacões e ao teste do tempo com uma taxa de sucesso notável.
Como o fertilizante é higroscópico, algumas empresas optam por armazéns de madeira, pois a madeira é naturalmente inerte; no entanto, uma cúpula de concreto projetada para conter a mesma quantidade de material é significativamente mais barata.
Duas grandes vantagens para armazenar fertilizantes em uma cúpula são economia e longevidade. Grande parte da economia de custos em uma cúpula vem a longo prazo do controle de umidade e das opções de acabamento que protegem o produto. Uma cúpula é construída para durar décadas.
Proteção contra explosão
Exemplos do mundo real demonstraram que a geometria de curvatura dupla sempre em compressão de uma cúpula é estruturalmente estável sob condições extremas de fogo e calor. A cúpula de concreto armado também oferece excelente contenção de explosão. A superfície interna lisa desencoraja o acúmulo ou aglomeração de poeira e materiais armazenados, que têm potencial para autocombustão ou quando desalojados podem causar incêndio ou explosão. Esses riscos reduzidos oferecem economias potenciais de prêmios de seguro.
Até agora, a ventilação de explosão quadrada e retangular era a norma no armazenamento de produtos propensos à deflagração, mas a equipe da Dome Technology foi pioneira em um modelo híbrido redondo que começou a ser instalado em projetos em 2016. Não importa o sistema, um ponto fraco é criado com painéis . Mas como este é um painel redondo, cantos afiados que atuariam como concentradores de tensão são eliminados.
As aberturas de explosão proprietárias são compostas por um anel de metal preso diretamente à cúpula com parafusos de liberação de pressão; esses parafusos são projetados para permanecerem seguros durante cargas mortas, vivas e de vento, mas serão liberados se a pressão interna atingir níveis críticos. Ao anel de metal é fixado outro anel, este preso a uma treliça de aço geodésica coberta com tecido. A treliça ajuda o tecido a manter sua forma, e o tecido atua como um escudo de impermeabilização, protegendo o produto e ajudando a manter o clima interno da cúpula.
Quando ocorre uma explosão, o tecido aceita a carga e a transfere uniformemente ao redor da circunferência do anel. “Por ser circular, podemos prever muito bem a carga que vai para cada um dos fixadores”, disse Jason South, vice-presidente de engenharia, pesquisa e desenvolvimento da tecnologia Dome. “Se fosse retangular, a pressão para cada fixador poderia ser diferente” e mais difícil de estimar.
Cada abertura de explosão é exclusiva do projeto. A equipe de engenharia da Dome Technology fornece parâmetros de construção para especialistas em explosão que calculam modelagem de elementos finitos discretos e dinâmica de fluidos computacional, modelando a explosão para determinar a quantidade de área necessária para os painéis de explosão de modo que a pressão atinja apenas um certo nível antes da liberação dos fixadores, disse South . As informações de modelagem também fornecem informações sobre a carga imposta à estrutura do domo para auxiliar na engenharia estrutural.
Com uma quantidade definida de área de superfície necessária, a equipe da Dome Technology dimensiona as aberturas de explosão e as coloca em locais onde elas serão ventiladas adequadamente e funcionarão estruturalmente.
De acordo com South, esse tipo de ventilação de explosão é durável e forte; o único ponto de falha está nos fixadores, que estalam no limite de pressão preciso. As aberturas são amarradas à estrutura da cúpula, para que não se tornem um projétil quando soltas. Normalmente, em um evento de explosão, as aberturas e a estrutura de ventilação circundante são danificadas além do reparo e precisarão ser substituídas, mas nesse arranjo a cúpula e o anel de base da ventilação provavelmente estarão intactos e funcionais. O anel externo e o tecido podem ser substituídos de forma muito econômica.
Integridade do produto + maior armazenamento
Para uma grande empresa química nos Estados Unidos, a ponte de cristal estava realmente se tornando um problema. A empresa estava enviando nitrato de amônio de baixa densidade via trem, mas por não ter meios adequados de cura, o produto se aglutinava no trânsito, dificultando a remoção na chegada ao cliente.
Em um esforço para resolver esse problema em grande escala, a Dome Technology foi contratada para construir uma cúpula e, eventualmente, uma segunda, que forneceria amplo armazenamento e a capacidade de manter diferentes tipos de nitrato de amônio separados.
Inicialmente, o plano era simples: construir uma única cúpula projetada para conter nitrato de amônio de baixa densidade. A Dome Technology construiu a cúpula, que tem 99 pés de altura e 198 pés de diâmetro e tem um armazenamento máximo de 16,000 toneladas. A cúpula é alimentada no ápice, onde o produto é empilhado em uma pilha em forma de rim. Um chute gira para colocar a pilha em uma camada fina que permite um melhor resfriamento, evitando assim uma pilha profunda onde o centro nunca esfriaria adequadamente. A taxa máxima de transporte para a cúpula é de 450 toneladas por dia e a taxa de recuperação é de 800 toneladas por dia.
A cúpula é controlada por temperatura e umidade, e um sistema de detecção de fumaça se conecta a persianas para que, caso haja fogo, um ventilador seja acionado para expelir fumaça que pode explodir. A profundidade da pilha é limitada a 45 pés para evitar a degradação.
O produto de baixa densidade cura em 10 a 20 dias, então está pronto para envio via caminhão ou trem para ser usado em aplicações explosivas. Ao permitir que ele cure adequadamente, a ponte de cristal é muito menos provável, resultando em melhor fluxo e um produto melhor para os clientes.
Como a construção da Cúpula 1 estava em andamento, o cliente decidiu que uma segunda cúpula seria uma boa ideia, esta para armazenar nitrato de amônio de alta densidade. Esta cúpula foi projetada para fornecer armazenamento, permitindo que a empresa acompanhe a demanda da primavera.
O produto na segunda cúpula pode ser empilhado mais profundamente e é preenchido no centro porque não tem os problemas de cura que o nitrato de amônio de baixa densidade tem. O cliente enche a segunda cúpula completamente para utilizar totalmente o volume de armazenamento, disse Aagard.
Ambas as cúpulas apresentam uma fundação de vigas em anel, padrão na construção de cúpulas, e a melhoria do solo foi concluída antes da construção para preparar o terreno para fundações sólidas. Para ambas as cúpulas, um carregador frontal recupera o produto, despeja-o em uma tremonha e a tremonha alimenta os transportadores. Mas ter duas cúpulas separadas com sistemas de recuperação distintos garante que os tipos de produtos nunca sejam misturados.
Em 10 meses ambas as cúpulas e seus sistemas transportadores estavam completos, customizados especificamente para as solicitações do cliente e proporcionando a proteção de ambos os tipos de demanda de nitrato de amônio.
“Como vimos ao longo de vários anos, a Dome Technology pode oferecer soluções para armazenamento e manuseio de materiais para uma ampla gama de necessidades de armazenamento. Estou feliz que a Dome Technology foi capaz de oferecer e fornecer soluções para esta instalação no armazenamento de seus produtos”, disse Jason Craig, gerente de projeto da Dome Technology.
Investir em uma cúpula e fazer parceria com um especialista em cúpula é um investimento no futuro. O armazenamento em cúpula é construído para resistir a elementos que comprometeriam a estrutura ao longo do tempo e poderiam reduzir a qualidade do produto. A Dome Technology é uma empresa que pode fornecer uma vida útil mais longa às instalações, evitando ferrugem e corrosão estrutural.
Por Rebecca Long Pyper para Tecnologia Dome
Nota do editor: Este artigo foi publicado na edição online do Fertilizante Mundial Maio/Junho 2020. A edição completa pode ser acessada SUA PARTICIPAÇÃO FAZ A DIFERENÇA; para assinar uma cópia digital regular gratuita da revista, clique SUA PARTICIPAÇÃO FAZ A DIFERENÇA.