Tudo sobre ar comprimido: como explorar o máximo potencial desse recurso?
Entenda como este insumo funciona e conheça as oportunidades de melhoria para garantir a máxima eficiência das suas operações industriais
Se você está procurando por um material com os mais diversos olhares sobre o ar comprimido, acaba de encontrar. Nossa equipe de especialistas preparou um roteiro completo sobre o assunto, partindo dos princípios básicos e chegando até as questões mais avançadas sobre o assunto.
São informações importantes para oferecer a você subsídios claros e fundamentais para tomar decisões e elaborar as estratégias mais eficientes para o seu sistema de ar comprimido – e, claro, da sua linha de produção. Confira!
Afinal, o que é ar comprimido?
Ar comprimido é o ar gerador por processos mecânicos que comprimem e armazenam o ar que circula para que ele possa ser utilizado nas mais diversas atividades como forma de energia.
E para entender como ele é produzido, partimos do seguinte: o ar que respiramos é uma mistura de muitos gases diferentes, mas principalmente de nitrogênio (78%) e oxigênio (21%), e sua temperatura é diretamente proporcional à energia cinética média dessas moléculas.
Se a energia cinética média for grande, e as moléculas de ar se moverem mais rápido, a temperatura do ar será alta. Por sua vez, essa temperatura será baixa quando a energia cinética das moléculas for pequena.
O processo de compressão do ar faz com que as moléculas se movam mais rapidamente, o que aumenta sua temperatura. Este fenômeno é denominado “calor de compressão”: ele força o ar a ocupar um espaço menor e, como resultado, armazena uma grande quantidade de energia.
Por que utilizamos ar comprimido?
O ar comprimido é uma forma de energia flexível, versátil e relativamente segura em comparação com outros métodos de armazenamento de energia, como baterias e vapor.
As baterias são volumosas e têm uma vida útil limitada. O vapor, por outro lado, não é econômico nem fácil de usar (fica extremamente quente).
Ao comparar o ar comprimido com a eletricidade, entretanto, a eletricidade é mais econômica. Se isso for verdade, por que usar ar comprimido?
1. O ar comprimido é mais seguro
Em aplicações onde há sobrecarga de energia, o equipamento elétrico representa um risco à segurança. Choques elétricos ou incêndios podem ocorrer, danificando propriedades ou ferindo pessoas. Já ferramentas pneumáticas podem ser usadas em muitas condições, como em pisos molhados ou em áreas de alta umidade.
2. O ar comprimido industrial proporciona grande flexibilidade de aplicações
O ar comprimido é mais fácil de usar em áreas remotas, como minas e locais de construção. As ferramentas pneumáticas funcionam de forma mais fria e têm a vantagem de velocidade e torque variáveis.
Imagine perfuratrizes ou equipamento de tipo de impacto semelhante: seria quase impossível desenvolver uma força equivalente com eletricidade, especialmente em áreas remotas.
3. O ar comprimido reduz o custo operacional total
O custo equivalente do ar comprimido pode ser até oito vezes maior que o da eletricidade. No entanto, o equipamento projetado para usar ar comprimido tem custo mais baixo. Além disso, as ferramentas pneumáticas geralmente são robustas e duram mais em ambientes de produção.
4. O ar comprimido viabiliza a ergonomia
As ferramentas movidas a ar comprimido geralmente são mais leves e ergonômicas, equilibrando assim o custo do ar com o custo do trabalho devido à redução da fadiga do trabalhador.
Por tudo isso, o ar comprimido é visto como o quarto utilitário mais crítico das pequenas e grandes empresas, perdendo apenas para a água, a eletricidade e o gás.
Quais são as principais aplicações do ar comprimido?
O ar comprimido é utilizado nas mais diversas aplicações em indústrias de pequeno, médio e grande portes. Entre elas, podemos destacar:
- Indústria automotiva: alimentação de ferramentas pneumáticas, pintura, controles e atuadores.
- Indústria alimentícia: desidratação, engarrafamento, controles e atuadores, transporte pneumático, pulverização de revestimentos, limpeza, embalagem a vácuo.
- Manufatura em geral: fixação, estampagem, alimentação e limpeza da ferramenta, controles e atuadores.
- Siderúrgicas: alimentação da estação de montagem, alimentação da ferramenta, controles e atuadores, moldagem por injeção, pulverização.
- Petróleo e gás: compressão de gás de processo, controles e atuadores.
- Borracha e Plásticos: ativação de ferramentas, fixação, controles e atuadores, conformação, acionamento de prensa de molde, moldagem por injeção.
- Indústria têxtil: agitação de líquidos, fixação, transporte, equipamentos automatizados, controles e atuadores, tecelagem a jato de tear, fiação, texturização.
- Agricultura: equipamentos agrícolas, manuseio de materiais, pulverização de safras, máquinas de laticínios.
- Mineração: ferramentas pneumáticas, guinchos, bombas, controles e atuadores
- Geração de energia: partida de turbinas a gás, controle automático, controles de emissões
- Medicinal: sistemas de respiração hospitalar.
- Tratamento de efluentes: sopradores para processos de aeração.
Como fazer o tratamento do ar comprimido?
O ar comprimido pode conter substâncias indesejáveis, por exemplo, água em forma de gota ou vapor, óleo em forma de gota ou aerossol, bem como poeira. Dependendo da área de aplicação do ar comprimido, essas substâncias podem prejudicar os resultados da produção e até mesmo aumentar os custos.
Para evitar esses problemas, dois processos são fundamentais:
1. Secagem do ar comprimido
Todo o ar atmosférico contém vapor de água: mais a altas temperaturas e menos a baixas temperaturas. Quando o ar é comprimido, a concentração de água aumenta.
Para evitar problemas e perturbações devido à precipitação de água nos tubos e nos equipamentos conectados, o ar comprimido deve ser seco. Isso ocorre usando resfriadores e secadores.
Veja também: Compressor com secador integrado: entenda as vantagens dessa solução
2. Filtragem do ar comprimido
Em um fluxo de ar, as partículas contaminantes que passam através de um filtro podem ser removidas de várias maneiras diferentes. Se as partículas forem maiores do que as aberturas entre o material do filtro, elas serão separadas mecanicamente.
Esse mecanismo ocorre principalmente para partículas acima de 1 µm e se torna cada vez mais importante com o aumento do tamanho das partículas.
Toda a filtragem resulta inevitavelmente em queda de pressão, que é uma perda de energia no sistema de ar comprimido. Filtros mais finos, com uma estrutura mais apertada, causam uma queda de pressão mais alta e podem entupir mais rapidamente, o que exige substituição mais frequente do filtro e, portanto, custos de manutenção mais altos.
Por isso, os filtros devem ser dimensionados para que não apenas manejem o fluxo nominal adequadamente, mas que também tenham um limite de capacidade maior para compensar alguma queda de pressão provocada por certas quantidades de bloqueios.
ATENÇÃO: você sabia que o material da tubulação de ar comprimido também interfere na sua qualidade?
O tipo de tubulação é outro componente de extrema importância para se ter ar comprimido de qualidade e um sistema de compressão mais eficiente. Com o tempo de uso, essa estrutura vai sofrendo desgastes e a corrosão, além de gerar uma nova leva de contaminantes do ar, provoca a perda de carga e vazamentos que podem deixar a conta de energia até 13% mais cara.
Para prevenir o problema, vale a pena investir em uma rede de alumínio ou de aço inoxidável. Um bom começo é conhecer as soluções AIRnet Atlas Copco.
É garantia de qualidade do ar por um custo reduzido!
Como saber se o sistema de ar comprimido está operando corretamente?
Muitas vezes, acreditamos que o simples conserto de defeitos aparentes é suficiente para corrigir o cenário. Gastamos tempo e dinheiro com manutenção, mas os problemas continuam lá, gerando problemas que podem ser imperceptíveis no dia a dia, mas que geram enormes prejuízos à operação.
Por isso, fique sempre atento aos seguintes sinais:
- Ruídos que parecem vazamentos.
- Queda de pressão em pontos consumidores específicos.
- Aumento do consumo de energia sem razão aparente.
- Presença de partículas indesejadas no ar comprimido.
- Demandas de manutenção frequentes.
De qualquer maneira, somente um profissional especializado é capaz de realizar um levantamento completo de todos os problemas existentes em uma rede de ar. Ao identificar as adequações necessárias, procure implementá-las o quanto antes, de forma que a economia gerada proporcione um rápido retorno sobre o investimento.
Na Atlas Copco, você pode contar com a solução AIRscan, realizada por nossos auditores, com ampla experiência no mercado.
Ainda, contamos com sistemas de monitoramento como o Smartlink, que analisa a instalação de ar comprimido 24 horas por dia, 7 dias por semana, de forma conectada à internet. Isso permite verificar se há algum problema repetido na linha ou se algo não está operando como deveria.
As indicações fornecidas possibilitam identificar sintomas de falhas, por exemplo, a existência de uma peça com problema. Desse modo, a linha de produção segue operando sem riscos.
Outro recurso bastante útil nesse sentido é o AirOptimizer, que chamamos de “maestro da sala de compressores”. Ele une todos os compressores e secadores e reduz a banda de pressão geral do sistema, garantindo o ajuste de pressão sempre no mínimo possível. Assim, elimina desperdícios de energia e impede o desgaste desigual de compressores.
Manual do Ar Comprimido: o guia definitivo!
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Referência entre profissionais dedicados ao universo da compressão de ar, o material foi desenvolvido a partir do profundo conhecimento técnico e da ampla experiência de alguns dos mais renomados especialistas em compressão de ar do mundo.