A indústria de celulose e papel atravessa um ciclo de transformação relevante, marcado pelo aumento de capacidade e um foco rigoroso em eficiência, estabilidade operacional e sustentabilidade. Em plantas de polpação que operam 24/7, decisões técnicas que antes eram tratadas como padrão agora impactam diretamente a competitividade e a segurança das unidades.
Nesse cenário, a escolha das válvulas ganha protagonismo. Elas estão presentes em praticamente todas as etapas do processo, influenciando o consumo de vapor e água, a qualidade do produto final e a frequência de manutenção. Válvulas mal especificadas resultam em perdas de controle, incrustações e paradas não planejadas, principalmente riscos críticos em áreas como o cozimento Kraft, circulação de licores (branco, negro e verde), branqueamento e recuperação química.
Ao longo deste artigo, vamos contextualizar os desafios técnicos do setor e apresentar os principais tipos de válvulas para cada etapa produtiva. Você encontrará critérios práticos e recomendações alinhadas ao portfólio SAMSON, conectando resistência química, automação nativa e confiabilidade às tendências tecnológicas que devem se consolidar em 2026.
O cenário do mercado de celulose e papel
A demanda global por produtos de celulose segue em crescimento, impulsionada pelo segmento de embalagens e pela substituição gradual de plásticos por soluções baseadas em papel. Em 2026, o mercado vive um momento de recuperação gradual, sustentado por investimentos contínuos na América Latina e por uma demanda resiliente na China, apesar de desafios como o excesso de capacidade e pressões econômicas globais.
Nesse cenário, a sustentabilidade e a eficiência operacional tornaram-se os eixos centrais das estratégias industriais. A produção enfrenta condições extremas, com fluidos abrasivos, químicos corrosivos e grandes variações de pressão e temperatura. Esse ambiente de alta severidade exige equipamentos de máxima confiabilidade, elevando o nível de criticidade das válvulas responsáveis pelo controle de processos.
Por que a escolha das válvulas é crítica no mercado de celulose
Os processos típicos da indústria de celulose e papel impõem desafios técnicos significativos, operando sob condições extremas que incluem fluidos abrasivos, químicos altamente corrosivos e variações intensas de pressão e temperatura. Etapas como polpação, circulação de licores (branco e negro), cozimento, branqueamento e lavagem expõem os equipamentos a polpas densas e agentes agressivos, onde o controle preciso é vital para a continuidade operacional.
Nesse ambiente, a escolha inadequada de válvulas não se limita a perdas de eficiência; ela pode comprometer a segurança, gerar contaminações cruzadas e acelerar processos de erosão. Em plantas de grande escala, falhas técnicas provocam paradas não planejadas que impactam toda a cadeia produtiva, elevando drasticamente os custos operacionais e reduzindo a eficiência energética.
Para garantir o desempenho consistente e a disponibilidade dos ativos, é fundamental considerar critérios como resistência química, robustez em ciclos contínuos e compatibilidade com sistemas de automação. Válvulas globo, rotativas, atuadores e posicionadores otimizados minimizam o tempo de inatividade e garantem um fluxo estável, transformando a manutenção em um fator estratégico de competitividade.
Principais tipos de válvulas utilizadas no setor de celulose e papel
A seleção do tipo de válvula é determinada pelas condições físico-químicas de cada etapa produtiva. Abaixo, detalhamos as principais tecnologias utilizadas e onde elas desempenham papéis críticos na planta:
- Válvulas Globo (Controle e Precisão):
- Características: Válvulas de movimento linear projetadas para um controle fino de vazão e excelente capacidade de modulação.
- Principais Aplicações: Controle de pressão e temperatura em sistemas de vapor, água e utilidades.
- Onde estão instaladas: Nas áreas de Caldeiras de Recuperação e Força, centrais de utilidades e em pontos da Secagem, onde a eficiência energética depende da estabilidade do fornecimento de vapor.
- Válvulas Borboleta (Versatilidade em Grandes Diâmetros):
- Características: Construção compacta, baixo peso e operação rápida, ideal para grandes volumes com baixa a média pressão.
- Principais Aplicações: Isolamento e controle de fluidos menos agressivos e processos auxiliares.
- Onde estão instaladas: Em linhas de tratamento de água, circulação de licores (branco, negro e verde) e distribuição de químicos em processos de baixa pressão.
- Válvulas Guilhotina (Manejo de Sólidos e Polpas):
- Características: Possuem porta afiada e passagem plena que “corta” suspensões com alta concentração de fibras, eliminando o risco de entupimento.
- Principais Aplicações: Controle e bloqueio de fluidos com alta consistência e sólidos em suspensão.
- Onde estão instaladas: Nas etapas de depuração, lavagem da polpa, rejeitos e tratamento de efluentes, onde o ambiente é severo e propenso a incrustações.
- Válvulas de Esfera (Bloqueio Estanque e Químicos):
- Características: Acionamento rápido (quarto de volta) com vedação estanque e passagem plena (full bore), o que evita perdas de carga e acúmulo de resíduos.
- Principais Aplicações: Serviço on/off em linhas que exigem isolamento absoluto e resistência química.
- Onde estão instaladas: Cruciais no Branqueamento (manuseio de químicos agressivos como dióxido de cloro) e em sistemas de Recuperação Química.
- Válvulas Gaveta (Isolamento de Linhas Principais):
- Características: Operam totalmente abertas ou fechadas, oferecendo um percurso reto com queda de pressão mínima.
- Principais Aplicações: Isolamento de fluxos onde não se requer modulação, apenas abertura ou fechamento total.
- Onde estão instaladas: Em linhas principais de fluidos limpos e vapor de alta pressão, servindo como válvulas de bloqueio mestre para manutenção de grandes trechos da planta.
Principais cuidados na seleção e dimensionamento de válvulas para os processos de fabricação de papel e celulose
A seleção e o dimensionamento de válvulas na indústria de papel e celulose são processos críticos que impactam diretamente a segurança, a qualidade do produto (como número Kappa e alvura) e a eficiência energética. A natureza agressiva dos fluidos, os quais combinam abrasão severa (fibras e lama de cal) com corrosão química (branqueamento e licores), exige uma abordagem técnica rigorosa.
1. Caracterização do Fluido e Materiais
O primeiro passo é mapear as condições físico-químicas de cada etapa:
- Abrasão (Polpação e Recuperação): Para lidar com polpas densas e licores, deve-se priorizar válvulas com passagens que minimizem entupimentos (guilhotina, esfera segmentada ou plug rotativo). É essencial o uso de materiais endurecidos ou revestimentos especiais (carbeto de cromo/tungstênio) em sedes e internos.
- Corrosão (Branqueamento e Químicos): Exige ligas de alta resistência como Aço Inox 316L, Duplex, Superduplex ou Titânio, além de revestimentos em PTFE e elastômeros compatíveis com agentes oxidantes.
- Estanqueidade e Segurança: Em manuseio de químicos perigosos, certificações de emissões fugitivas (ISO 15848-1) e vedações de alta performance são indispensáveis.
2. Dimensionamento Hidráulico e Controle
Um dimensionamento preciso evitar o sobredimensionamento, que causa instabilidade e desgaste prematuro:
- Faixa de Operação: O ideal é que a válvula opere entre 60% e 80% de abertura na vazão normal, garantindo rangeabilidade e precisão de controle.
- Gestão de Energia e Pressão: Em serviços com alta queda de pressão deve-se utilizar ferramentas de cálculo para prever e mitigar fenômenos como cavitação e flashing. O uso de internos (trim) anticavitação e múltiplos estágios é fundamental para proteger a integridade dos internos.
3. Automação e Manutenção Preditiva
A válvula deve ser vista como um sistema completo (corpo + atuador + posicionador):
- Resposta Dinâmica: Em pontos críticos, utilize posicionadores com baixa histerese e capacidade de diagnóstico avançado (monitoramento de atrito e ciclos), permitindo a transição da manutenção reativa para a preditiva.
- Torque e Segurança: O atuador deve ser dimensionado com margem de torque suficiente para vencer incrustações e depósitos de fibras, garantindo o fechamento total mesmo em condições adversas.
4. Custo Total de Propriedade (TCO)
A decisão de compra deve transcender o custo inicial. Válvulas que permitem manutenção em linha (in-line) e possuem maior MTBF (tempo médio entre falhas) reduzem drasticamente o custo do ciclo de vida. Boas práticas de instalação, como a redução de turbulência a montante e a jusante, complementam o projeto e prolongam a vida útil dos ativos.
Tendências tecnológicas para válvulas no mercado de celulose em 2026
A evolução do setor de celulose e papel em 2026 transcende o aumento de capacidade; o novo paradigma é focado em eficiência operacional, previsibilidade e controle refinado. As válvulas agora são componentes centrais em estratégias de digitalização que redefinem o projeto e a manutenção das plantas.
1. Automação de Malha Fechada (Closed-Loop)
A integração nativa entre válvula, atuador e posicionador permite um controle de fluxo com alta repetibilidade.
- Impacto: Ajustes precisos de vazão, pressão e temperatura estabilizam processos críticos de polpação e licores.
- Resultado: Redução de variações operacionais, menor consumo de utilidades (vapor/água) e uma operação padronizada que minimiza a dependência de intervenções manuais.
2. Digitalização e Inteligência de Dados
As válvulas tornaram-se fontes de dados em tempo real. Através de sensores e posicionadores inteligentes, o desempenho dos ativos é monitorado continuamente.
- Integração Vertical: Os dados coletados alimentam sistemas de gestão como MES e ERP, permitindo a otimização de setpoints e do OEE (Eficiência Global dos Equipamentos).
- Gestão de Ativos: Engenheiros utilizam esses analíticos para alinhar a operação ao planejamento estratégico, transformando informações técnicas em decisões de negócio e gestão de estoques de sobressalentes.
3. Manutenção Preditiva e Diagnóstico On-board
A manutenção baseada em calendários fixos está sendo substituída por modelos preditivos, essenciais para plantas que operam 24/7 sob condições severas.
- Tecnologias de Antecipação: Plataformas como o SAM GUARD utilizam diagnósticos on-board para identificar sinais de desgaste, incrustação ou atrito antes que ocorra uma falha funcional.
- Foco em Áreas Críticas: Em setores de alta severidade, como a evaporação, digestores e caldeiras de recuperação, essa antecipação é o que garante a continuidade produtiva e evitar paradas não programadas catastróficas.
4. O Salto Tecnológico: Comunicação Ethernet-APL
Em 2026, a grande tendência consolidada é a digitalização profunda do campo. A comunicação em rede evoluiu para superar as limitações de largura de banda e complexidade de cabeamento.
- Ethernet Advanced Physical Layer (Ethernet-APL): Esta tecnologia permite levar a comunicação Ethernet diretamente aos instrumentos em áreas classificadas, utilizando o cabeamento de par trançado tradicional.
- Velocidade e Dados: Oferece uma taxa de transmissão de 10 Mbit/s, permitindo que a válvula envie não apenas sua posição, mas uma riqueza de dados diagnósticos em tempo real sem sobrecarregar o sistema.
- Benefícios: Redução drástica no tempo de comissionamento, maior imunidade a ruídos eletromagnéticos e a capacidade de realizar manutenções baseadas no comportamento real do ativo.
Como a SAMSON contribui para operações mais eficientes no setor de celulose
A SAMSON atua de forma consistente no desenvolvimento de soluções alinhadas às rigorosas exigências técnicas da indústria de celulose e papel. Nosso portfólio contempla aplicações críticas, integrando resistência química, precisão de controle e uma robustez projetada para os ambientes mais severos. Contudo, em 2026, a eficiência operacional não depende apenas do hardware, mas da inteligência aplicada a cada ativo.
Digitalização e Gestão Ativa: SAM DIGITAL
A transformação digital na SAMSON é personificada pelo ecossistema SAM DIGITAL, que converte válvulas passivas em componentes inteligentes de rede. Um marco dessa evolução é o Asset Entry (etiqueta eletrônica de identificação), que facilita o gerenciamento de ativos desde a instalação. Ele garante que cada componente seja identificado de forma única e digital, otimizando o fluxo de informações entre o campo e os sistemas de gestão, simplificando o comissionamento e a rastreabilidade.
Diagnóstico e Manutenção Preditiva: SAM VALVE MANAGEMENT
Para eliminar a incerteza nas paradas de manutenção, a solução SAM VALVE MANAGEMENT permite o monitoramento centralizado de todas as válvulas de controle inteligentes da planta. Através desta plataforma baseada em nuvem, é possível acessar o status dos dispositivos, tendências e dados históricos de qualquer lugar. Isso transforma a manutenção em uma estratégia baseada em condições reais, reduzindo custos e aumentando o MTBF (Tempo Médio Entre Falhas).
Monitoramento de Processos e Previsibilidade: SAM GUARD
Em processos contínuos onde pequenas anomalias podem escalar para grandes prejuízos, o SAM GUARD atua como um sistema de monitoramento preditivo para toda a planta. Baseado em inteligência de dados, ele analisa a topologia do processo e detecta falhas com dias ou semanas de antecedência. Ao fornecer alertas acionáveis, o SAM GUARD permite que a equipe operacional intervenha de forma planejada em áreas críticas como digestores e caldeiras de recuperação, garantindo a continuidade produtiva.
Em um setor no qual cada parada impacta diretamente a produtividade, as válvulas de controle da SAMSON, integradas a tecnologias de automação e análise de dados, oferecem uma operação mais estável, segura e previsível. Contar com soluções confiáveis e tecnologicamente avançadas é o que faz a diferença para o desempenho industrial de excelência no mercado global.