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Por que há água no meu compressor?

Condensado no ar comprimido

Você já notou ou ouviu alguém reclamar de água em seu sistema de ar comprimido ou que seu compressor está vazando água? Tais ocorrências são muito comuns, mas não devem ser ignoradas e deixadas de lado, pois podem danificar o sistema de ar comprimido e colocar em risco a qualidade do produto final. Vamos dar uma olhada por que há água no ar comprimido e como lidar com isso adequadamente para evitar quaisquer potenciais riscos.

Por que há água saindo do sistema de compressores?

A condensação da água é uma ocorrência natural e um subproduto da compressão do ar. A quantidade de água produzida por um compressor de ar é amplamente dependente da condição de entrada, da qualidade do ar ambiente em um determinado meio ambiente, bem como da pressão. Simplificando, a temperatura do ar, a umidade, o tamanho do compressor e a pressão necessária determinarão o teor de água que sai da unidade e, potencialmente, na tubulação de ar comprimido. Naturalmente, ar quente e úmido tem um teor de umidade mais alto que o ar frio, resultando em mais água saindo do compressor. Por exemplo, um compressor de ar de parafuso rotativo de 55 kW (75 HP) que funciona em uma temperatura ambiente de 24 °C (75 °F) com uma umidade relativa de 75% produzirá 280 litros (75 galões) de água por dia. Veja a seguir a ilustração do processo de remoção de umidade dentro de um sistema de ar comprimido. 

A água pode ser separada com o uso de acessórios: resfriadores posteriores, separadores de condensação, secadores por refrigeração e secadores por adsorção. Um compressor que trabalha com uma sobrepressão de 7 bar(e) comprime o ar a 7/8 do seu volume. Isso também reduz a capacidade do ar de reter vapor de água em 7/8. A quantidade de água liberada é considerável. Por exemplo, um compressor de 100 kW que aspira ar a 20 °C e umidade relativa de 60% desprenderá aproximadamente 85 litros de água durante um turno de 8 horas. Consequentemente, a quantidade de água que será separada depende da área de aplicação do ar comprimido. Isso, por sua vez, determina qual combinação de resfriadores e secadores é adequada.

Para explicar isso, vamos ver como parâmetros como temperatura ambiente, vazão (tamanho do compressor), pressão de entrada, temperatura de entrada e ponto de orvalho de pressão desejado (PDP) afetam o processo de secagem e o potencial teor de água no sistema de ar comprimido.

Parâmetros de seleção

Vazão ou tamanho do compressor
Aplicações que exigem vazões mais altas (CFM ou l/s) resultarão em maior teor de água no sistema.

Temperatura ambiente / teor de umidade
Compressores que operam em ambiente úmido e de temperatura mais elevada produzirão maiores quantidades de água dentro do sistema de ar comprimido.

Temperatura de entrada
Se a temperatura na entrada de um secador for mais elevada, o teor de água no ar comprimido será maior, necessitando, portanto, de um secador maior para tratar o ar e condensar a água para fora.

Pressão
Diferente do fluxo, da temperatura e da umidade, a pressão funciona de forma oposta, quanto maior a pressão, menor a quantidade de água contida no ar comprimido e mais fácil realizar a secagem. Se você levar em conta uma esponja cheia de água, quanto mais você apertar a esponja, menos água ela irá conter.

Ponto de orvalho de pressão (PDP)
O ponto de orvalho de pressão é uma maneira comum de medir o teor de água no ar comprimido. O PDP refere-se ao ponto de temperatura em que o ar ou o gás é saturado com água e inicia o processo de condensação ou se transforma em um estado líquido. Pode também ser explicado como o ponto em que o ar não consegue reter mais vapor de água. Para diminuir ao máximo o teor de água no ar comprimido, um nível mais baixo de PDP é necessário, enquanto valores mais altos de PDP se referem a maiores quantidades de vapor de água no sistema. O tamanho do secador determinará o PDP e os níveis de condensação no ar comprimido.

Os parâmetros de seleção nos diferentes estágios de compressão de ar.

Como a água pode danificar meu sistema de ar comprimido?

A umidade excessiva no ar comprimido pode ter efeitos danosos na instalação e pode comprometer a eficácia das operações. A condensação não tratada no ar comprimido pode danificar e causar problemas a sistemas pneumáticos, motores pneumáticos, válvulas, bem como quaisquer componentes ou máquinas conectados ao sistema e possivelmente contaminar o processo ou a fabricação do produto final. Aqui está uma lista que explica ainda mais os efeitos adversos da umidade:


Além disso, a umidade no sistema de ar comprimido pode ter muitos efeitos nocivos no ar da fábrica, no ar de instrumentos, nas válvulas e nos cilindros, bem como nas ferramentas pneumáticas. Para evitar custos de manutenção excessivos e desnecessários e o potencial desligamento da produção, recomenda-se ser proativo e implementar adequadamente as etapas necessárias para manter o ar comprimido seco, limpo e adequado para qualquer processo e/ou aplicação.

Como secar o ar comprimido?

Selecionar o método de secagem adequado para ar comprimido depende muito dos requisitos específicos que precisam ser atendidos para não comprometer o processo e o produto final. Um dos primeiros passos para remover a umidade do ar comprimido ocorre dentro do compressor, pois o separador de umidade ou o resfriador posterior é capaz de remover de 40 a 60% da água vaporizada.


Depois de o ar comprimido sair do resfriador posterior, ele continua saturado com água e pode ter efeitos danosos no sistema como um todo se não for tratado. A utilização de um reservatório de ar pode também ajudar a reduzir o teor de água no ar comprimido, pois a temperatura ambiente do tanque é muito mais baixa do que o ar comprimido quente que sai do compressor de ar. É importante ter em mente que um tanque úmido coletará o excesso de umidade e, portanto, precisará ser drenado diariamente para evitar corrosão e desgaste excessivo.


Se a aplicação solicitar uma remoção de umidade adicional, será necessário instalar um secador externo ou interno (integrado). Dependendo do ponto de orvalho desejado, as duas opções de secagem são os secadores de ar por refrigeração e por adsorção. Em um secador de ar por refrigeração, a temperatura do ar é reduzida para três graus Celsius (37 graus Fahrenheit), fazendo com que a água contida no vapor seja condensada para fora do ar comprimido a essa temperatura. Se o ponto de orvalho do secador por refrigeração não for suficiente, um secador de ar com partículas dessecantes deve ser usado para obter o resultado desejado. Em um secador por adsorção, o ponto de orvalho é reduzido para -40 graus Celsius/Fahrenheit, resultando em um ar totalmente seco, o que é fundamental em operações de pintura com spray, impressão e outros usos de ferramentas pneumáticas.