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Produzindo ar comprimido
Compressores são equipamentos que elevam a pressão do ar através de acionamento mecânico, em geral motor elétrico ou de combustão interna. Não é propósito desta página dar informações detalhadas. Quase todos os fabricantes de compressores disponibilizam variadas informações em seus catálogos ou websites. Aqui são comentados apenas os tipos e dados genéricos dos mais comuns. Basicamente os compressores de ar se classificam em dois grupos distintos, de forma semelhante às bombas para líquidos:
Deslocamento positivo : a compressão se dá pela redução física do volume da câmara em intervalos discretos. O clássico compressor a pistão (também chamado compressor alternativo) é o exemplo mais evidente. Os compressores denominados rotativos também são de deslocamento positivo, mas a redução de volume ocorre pelo movimento de rotação de um conjunto de peças. Os tipos mais conhecidos são os de anel líquido, de palhetas, de lóbulos e de parafusos.
Dinâmicos : a compressão se dá pela ação de um rotor ou outros meios que aceleram o ar, aumentando sua pressão total. Podem ser tipo ejetor (não muito comum) ou tipo axial ou centrífugo, similar às bombas para água. Numa comparação grosseira, pode-se dizer que os compressores de deslocamento positivo são adequados para maiores pressões e menores vazões e os dinâmicos, para menores pressões e maiores vazões. Algumas vezes, compressores de alta vazão e pressão relativamente baixa, como os usados em transportadores pneumáticos, são denominados sopradores.
Capacidade de compressores : Os parâmetros básicos que definem a capacidade de um compressor são a pressão e a vazão de ar que ele pode fornecer. Para a pressão, é comum a unidade bar (= 10^5 Pa) em termos relativos, ou seja, descontada a pressão atmosférica padrão (1,01325 bar). Para a vazão, é usual a indicação em metro cúbico normal (nm^3 ) por hora. É uma unidade não SI, que em princípio não deveria ser usada. Mas a praxe ainda permanece. Notar que não é uma medida de volume mas sim de massa, pois é definida como a quantidade de ar que ocupa o volume de 1 metro cúbico nas condições normais (1 atm, 0ºC). Isso equivale a aproximadamente 1,293 kg de ar. Outras unidades e condições podem ser especificadas, dependendo do fabricante. Outro parâmetro, que é conseqüência dos anteriores, é a potência do motor. É importante para o dimensionamento da ligação elétrica. Em princípio deve ser usada a unidade SI quilowatt (kW). Mas outras como CV e HP ainda podem ser vistas.
Compressores alternativos :
Para pressão de saída de 7 bar, encontram-se modelos com vazões de aproximadamente 2 nm^3 /h até 10000 nm 3 /h (0,4 a 900 kW de potência do motor). Em geral, os de maior porte fazem a compressão em dois ou mais estágios, com resfriamento intermediário em trocador de calor (intercooler). Podem ter refrigeração a ar ou a água, lubrificação ou isento de óleo e outras características para atender as mais diversas necessidades. Podem ser de ação simples (apenas um lado do pistão comprime) ou de dupla ação (há compressão nos dois lados do pistão).
Compressores de parafuso : É o tipo de compressor rotativo mais usado. Podem ser encontrados com vazões de aproximadamente 50 a 5000 nm^3 /h. Alguns são de dois estágios para maiores pressões. Podem ter lubrificação com óleo ou ser isentos de óleo, resfriamento a ar ou a água, etc. A instalação é mais simples pois não há vibrações como nos alternativos.
Compressores centrífugos : Como já dito, são apropriados para altas vazões. Valores típicos na faixa de 700 a 25000 nm^3 /h. Em geral são de vários estágios e o ar é isento de óleo pois a lubrificação dos mancais é isolada da câmara de compressão. Normalmente são refrigerados a água.
Estimando consumo
Uma das maiores dificuldades no planejamento de uma instalação nova é a pouca disponibilidade de informações sobre consumo de ar para os equipamentos. Vários fabricantes de máquinas que usam ar comprimido indicam apenas a pressão necessária. A tabela abaixo dá algumas estimativas (consumo em m 3 /min a 6 bar, FU fator de utilização em %, onde disponível).
Equipamento Consumo FU Equipamento Consumo FU Bico para limpeza 0,50 10 Martelo de forja 50 kg
Esmerilhadeira < mm
0,25 25 Idem 150 kg 3,9 -
Idem de 20 a 50 mm 0,75 25 Idem 250 kg 5,7 - Idem de 50 a 100 mm
1,30 25 Idem 500 kg 9,6 -
Idem de 100 a 200 mm
1,50 25 Idem 1000 kg 16 -
Furadeira 6 mm aço 0,37 20 Motor pneumático <1 kW
kW
Idem 9 mm 0,45-0,60 20 Idem > 1 kW 1,00/kW - Idem 13 a 20 mm 0,75-0,90 20 Parafusadora 0,90 10
Construção Demolição de concreto, rochas
-Parafuso
Fundição pequena Ferramentas pneumáticas, moldes, pintura, limpeza
170 -Alternativo 1 estágio -Parafuso Forja e fundição grande
Ferramentas pneumáticas, moldes, pintura, limpeza
-Alternativo 2 estágios, sem óleo -Parafuso, sem óleo
Oficina, posto de serviço
Ferramentas pneumáticas, pintura, limpeza
50 -Alternativo refrigerado a ar
Papel Instrumentos, caldeiras 1700 -Alternativo 2 estágios, sem óleo Química Instrumentos, transporte, agitadores
-Alternativo 2 estágios, sem óleo -Parafuso 2 estágios, em óleo Química Instrumentos, transporte, agitadores
3500 -Alternativo 2 estágios, sem óleo -Parafuso 2 estágios, em óleo -Centrífugo
Têxtil: fiação de pequeno porte
Máquinas de fiar e outras 170 -Alternativo 1 estágio, sem óleo Têxtil: fiação de grande porte
Máquinas de fiar e outras 170- 0
-Alternativo 2 estágios, sem óleo Têxtil: tecelagem Teares e outros 850- 00
-Alternativo 2 estágios, sem óleo -Parafuso 2 estágios, sem óleo
Vidro Fornos, instrumentos 2500 -Alternativo 2 estágios, sem óleo
Qualidade do ar
Uma instalação de ar comprimido não precisa apenas fornecer ar na pressão e vazão necessárias aos equipamentos consumidores. É preciso também assegurar a qualidade. A umidade do ar da atmosfera está presente em forma de água na rede do ar comprimido. Compressores nos quais óleo de lubrificação tem contato com o ar em compressão sempre fornecem ar com alguma contaminação por óleo, o que é de
difícil remoção.
Portanto, pode-se dizer que a qualidade do ar depende do tipo de compressor e da existência de outros equipamentos para filtrar e/ou remover substâncias indesejáveis. E a qualidade pode ser classificada em quatro níveis a seguir descritos.
- Ar de respiração: hospitais, cilindros para mergulho, respiradores industriais para trabalhos de pintura, jato de areia e similares.
- Ar de processo: indústria eletrônica, de alimentos, farmacêutica.
- Ar de instrumentos: laboratórios, pinturas e revestimentos.
- Ar industrial: ferramentas pneumáticas e uso geral.
Basicamente, os teores de contaminação por poeiras, água e óleo definem o nível de qualidade.
