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Compreender as necessidades do mercado e traduzi-las em produtos e serviços inovadores, reconhecidos pela sua qualidade e desempenho, tem sido um processo permanente na história da Metalplan.

Um exemplo desse pioneirismo foi o lançamento, há quase vinte anos, do primeiro purgador eletrônico do Brasil, assim como o primeiro purgador eletrônico temporizado digital do mundo.

O empenho contínuo em oferecer soluções que representam o máximo de economia, sob todos os aspectos, está sintetizado em nossa missão.

“Fornecer soluções competitivas em energia e fluidos”

Esse Manual é um testemunho dos nossos valores e do nosso compromisso pela difusão das melhores práticas envolvendo o uso racional do ar comprimido.

Boa leitura.

PREFÁCIO06
E POR FALAR EM ENERGIA08
• Vazamento de ar comprimido09
• Perda da carga (queda de pressão)10
• Temperatura de admissão do ar1
OS EQUIPAMENTOS DE UM SISTEMA DE AR COMPRIMIDO12
GERAÇÃO DE AR COMPRIMIDO13
• A sala dos compr essores13
• O compr essor de ar14
• Quantidade de compr essores18
TRATAMENTO DE AR COMPRIMIDO19
• Norma ISO-8573-120
OS COMPONENTES DE UM SISTEMA DE TRATAMENTO DE AR COMPRIMIDO24
• O r esfriador-posterior24
• O f iltro de ar comprimido25
• O secador de ar comprimido31
• O secador por r efrigeração32
• O secador por adsorção34
ARMAZENAMENTO DE AR COMPRIMIDO39
• Para compressores de pistão39
• Para compressores rotativos39
DISTRIBUIÇÃO DE AR COMPRIMIDO41
LINHA DE PRODUTOS43
• TotalPack / P owerPack43
• Rotor Plus4
• Energ y45
• Titan Plus46
• Air Point46
• E-plexus46
• Hyperfilter / Hi-Flux47
• Cronomatic / Acquamatic47
• Turbo Air47
• Polar48
• SubZer o48
INSTITUCIONAL49

ÍNDICE BIBLIOGRAFIA................................................................................................................. 50

06 // MANUAL DE AR COMPRIMIDO

À medida que as exigências dos usuários evoluem, altera-se o conceito de eficiência de um sistema de ar comprimido.

Em poucos anos, as preocupações com produtividade e qualidade expandiram-se para a racionalização do consumo de energia e atingiram o estágio em que se encontram muitas empresas, focados na busca incansável pelo menor custo total de propriedade (CTP), que propõe equacionar as variáveis relativas à posse e controle de um sistema de ar comprimido, quais sejam: aquisição, instalação, operação e manutenção.

Num período de trabalho de aproximadamente dez anos, o custo total de propriedade de um sistema de ar comprimido terá respeitado as seguintes proporções aproximadas:

Nesse período, esse sistema poderá ter operado continuamente por até 80 mil horas. A título de comparação, um automóvel, nesses mesmos dez anos, não terá rodado mais do que 10 mil horas, em média.

No entanto, nossa proposta é avançar um passo adiante e considerar, além do CTP, outros dois aspectos freqüentemente relegados nos projetos de um sistema de ar comprimido: a integridade física de pessoas e ativos e o respeito ao meio ambiente.

MANUAL DE AR COMPRIMIDO // 07

Quando destacamos a questão da segurança, estamos reforçando o princípio de que o usuário deverá estar atento para que todas as exigências legais, bem como aquelas ditadas pelo bom senso, sejam cumpridas. Normas de projeto, fabricação e testes de equipamentos e instalações devem ser respeitadas. Nos casos onde a legislação for omissa, as melhores práticas deverão ser aplicadas.

Afinal, não são poucos os acidentes relacionados com o ar pressurizado, incluindo muitos casos fatais.

Com relação ao meio ambiente, um sistema de ar comprimido eficiente e consciente é aquele que gera o menor nível possível de contaminação capaz de afetar a natureza.

A combinação equilibrada de todos esses parâmetros é um dos objetivos desse Manual, fornecendo subsídios atualizados para a tomada das decisões corretas por parte dos usuários.

08 // MANUAL DE AR COMPRIMIDO

O ar comprimido é uma importante forma de energia, insubstituível em diversas aplicações e resultado da compressão do ar ambiente, cuja composição é uma mistura de oxigênio (~20,5%), nitrogênio (~79%) e alguns gases raros.

Atualmente, cerca de 5 bilhões de toneladas de ar são comprimidas por ano em todo o planeta, gerando um consumo de 400 bilhões de kWh a um custo de 20 bilhões de dólares.

São números que provocam um grande impacto no meio ambiente, mas que poderiam ser substancialmente reduzidos com medidas racionais.

Na indústria, um metro cúbico de ar à pressão de 7 barg custa cerca de meio centavo de dólar (1,0 m³ ar ~ R$ 0,025) apenas em energia.

Em função das perdas decorrentes da transformação de energia, o ar comprimido (energia pneumática) pode custar de sete a dez vezes mais do que a energia elétrica para realizar uma aplicação similar, embora isso seja normalmente compensado pelas vantagens de flexibilidade, conveniência e segurança proporcionadas pela energia pneumática.

MANUAL DE AR COMPRIMIDO // 9

Mesmo assim, procure sempre verificar se o ar comprimido é realmente necessário para aquela tarefa particular ou se pode ser substituído pela eletricidade.

O importante é ter em mente que o consumo racional do ar comprimido deve ser uma preocupação constante entre os usuários.

As tabelas das próximas páginas relacionam e quantificam as perdas de energia usualmente verificadas num sistema de ar comprimido.

Vazamento de ar comprimido

Todos os sistemas de ar comprimido estão sujeitos a vazamentos e são comuns perdas de até 40% de todo o ar comprimido produzido.

Portanto, identificar, eliminar e reduzir os vazamentos de ar comprimido é uma das maneiras mais simples e eficientes de economizar energia.

Válvulas, tubos, mangueiras e conexões mal vedados, corroídos, furados e sem manutenção são responsáveis por vazamentos de enormes proporções num sistema pneumático.

Um método simples para estabelecer a grandeza dessas perdas é interromper o consumo de todo o ar comprimido do sistema, mantendo os compressores em operação.

Com isso, a pressão na rede chegará ao seu limite máximo. Dependendo do tipo de controle de cada compressor, eles deveriam se desligar ou entrar em alívio, pois não haveria consumo de ar.

Se existirem vazamentos, a pressão na rede cairá e os compressores (total ou parcialmente) voltarão a comprimir. Medindo-se os tempos carga/alívio dos mesmos e sabendo-se sua vazão efetiva, pode-se deduzir a magnitude total dos vazamentos.

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Vazamento através de diferentes orifícios x custo energético CUSTO DO VAZAMENTO

R$/ano 340,0 1.360,0 5.515,0 21.715,0 49.610,0 Considerando: P = 7 barg uso = 16h/dia 300 dias/ano (1,0kWh ~ R$ 0,25)

Perda de carga (queda de pressão)

Além da redução da pressão do ar comprimido provocada por uma rede de distribuição inadequada (diâmetro da tubulação inferior ao necessário, lay-out incorreto da tubulação, curvas e conexões em excesso, etc.), um sistema de ar comprimido também pode estar operando numa pressão muito superior à exigida pela aplicação.

O cálculo correto das redes de distribuição principal e secundárias, a manutenção (substituição) periódica de elementos filtrantes saturados, a regulagem precisa da pressão de cada ponto de consumo, a escolha de componentes e acessórios com menor restrição ao fluxo de ar, bem como a seleção correta do compressor em função das necessidades de pressão do sistema, poderão contribuir de forma fundamental para a redução do consumo de energia associado à perda de carga.

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A tabela abaixo apresenta alguns custos com a queda de pressão

P bar (psi)0,07 (1)0,14 (2)0,07 (1)0,14 (2)0,07 (1)0,14 (2)

R$/ano 215,0 430,0 505,0 1.010,0 1.075,0 2.150,0 Considerando: P=7barg / uso=16h/dia – 300 dias/ano (1,0 kWh=R$ 0,25)

Temperatura de admissão do ar

A elevação da temperatura ambiente diminui a densidade do ar, provocando uma redução da massa aspirada pelo compressor. Em conseqüência, a eficiência do compressor fica comprometida.

Admite-se que uma redução de 3°C na temperatura de admissão do ar ambiente pelo compressor implica numa economia de energia de 1%.

12 // MANUAL DE AR COMPRIMIDO

A figura a seguir ilustra um sistema de ar comprimido típico, de acordo com a norma ISO-8573, com os equipamentos habitualmente necessários para o fornecimento confiável de ar comprimido de qualidade.

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