EFICINCIA EFICINCIAEFICINCIA EFICINCIA EFICINCIAENER ENERENER ENER ENERGTIC GTICGTIC GTIC GTICA AA AAEM SISTEMAS EM SISTEMASEM SISTEMAS EM SISTEMAS EM SISTEMASDE AR C DE AR CDE AR C DE AR C DE AR COMPRIMID OMPRIMIDOMPRIMID OMPRIMID OMPRIMIDO OO OOMANUAL PRTICOCrditosTrabalhoelaboradonombitodocontratorealizadoentreaELETROBRS/PROCELeoconsrcioEFFICIENTIA/FUPAIMME - MINISTRIO DE MINAS E ENERGIAEsplanada dos Ministrios Bloco U - CEP. 70.065-900 Braslia DFwww.mme.gov.brMinistraDilma RousseffELETROBRS/PROCELAv. Rio Branco, 53 - 20 andar - Centro - CEP 20090-004 - Rio de Janeiro RJwww.eletrobras.com/procel - procel@eletrobras.comPresidenteSilas Rondeau Cavalcante SilvaDiretor de Projetos Especiais e Desenvolvimento Tecnolgico e Industrial e Secretrio Executivo doPROCELAlosio Marcos Vasconcelos NovaisChefe de Departamento de Planejamento e Estudos de Conservao de Energia e Coordenador Geraldo Projeto de Disseminao de Informaes de Eficincia EnergticaRenato Pereira MahlerChefedaDivisodeSuporte TcnicodeConservaodeEnergiaeCoordenadorTcnicodoProjeto de Disseminao de Informaes de Eficincia EnergticaLuiz Eduardo Menandro VasconcellosChefe da Diviso de Planejamento e Conservao de EnergiaMarcos de Queiroz LimaChefe de Departamento de Projetos EspeciaisGeorge Alves SoaresChefe da Diviso de Desenvolvimento de Projetos Setoriais de Eficincia EnergticaFernando Pinto Dias PerroneChefe da Diviso de Desenvolvimento de Projetos EspeciaisSolange Nogueira Puente SantosEQUIPETCNICACoordenador GeralMarcos Luiz Rodrigues CordeiroCONSRCIO EFFICIENTIA/FUPAIEFFICIENTIAAv. Afonso Pena, 1964 7 andar Funcionrios CEP 30130-005 Belo Horizonte MGwww.efficientia.com.br- efficientia@efficientia.com.brDiretor Presidente da EfficientiaElmar de Oliveira SantanaCoordenador Geral do ProjetoJaime A. Burgoa / Tlio Marcus Machado AlvesCoordenador Operacional do ProjetoRicardo Cerqueira MouraCoordenador do Ncleo Gestor dos Guias TcnicosMarco Aurlio Guimares MonteiroCoordenador do Ncleo Gestor Administrativo-FinanceiroCid dos Santos ScalaFUPAI Fundao de Pesquisa e Assessoramento IndstriaRua Xavier Lisboa, 27 Centro CEP 37501-042 Itajub MGwww.fupai.com.br fupai@fupai.com.brPresidente da FUPAIDjalmaBrighentiCoordenador Operacional do ProjetoJamil Haddad *Luiz Augusto Horta Nogueira *Coordenadora do Ncleo Gestor Administrativo-FinanceiroHeloisa Sonja NogueiraEQUIPE TCNICAApoio TcnicoAdriano Jack Machado MirandaMaria Aparecida Morangon de FigueiredoMicael Duarte FranaFotografiaEugnioPaccelliAUTORESCarlos Roberto Rocha,Marco Aurlio Guimares Monteiro* Professores da Universidade Federal de ItajubApresentaoCriado em 1985, pelo Governo Federal, o Programa Nacional de Conservao de EnergiaEltrica (PROCEL) coordenado pelo Ministrio de Minas e Energia e implementado pelaELETROBRS. O objetivo principal do PROCEL contribuir para a reduo do consumo e dademanda de energia eltrica no pas, por meio do combate ao desperdcio deste valiosoinsumo.AELETROBRS/PROCELmantmestreitorelacionamentocomdiversasorganizaesnacionais e internacionais cujos propsitos estejam alinhados com o citado objetivo. Dentreelas, cabe ressaltar o Banco Mundial (BIRD) e o Global Environment Facility (GEF), os quaistm se constitudo em importantes agentes financiadores de projetos na rea da eficinciaenergtica.Nessecontexto,oGEF,queconcedesuportefinanceiroaatividadesrelacionadascomamitigao de impactos ambientais, como o uso racional e eficiente da energia, doou recursos ELETROBRS/PROCEL, por intermdio do BIRD, para o desenvolvimento de vrios projetos.Dentre eles, destaca-se o projeto Disseminao de Informaes em Eficincia Energtica,concebido e coordenado pela ELETROBRS/PROCEL e realizado pelo Consrcio Efficientia/Fupai, com o apoio do Programa das Naes Unidas para o Desenvolvimento (PNUD), queobjetivadivulgarinformaessobretecnologiasdeusoeficientedeenergiaparaosprofissionais dos setores industrial, comercial, prdios pblicos e saneamento, difundindoaspectostecnolgicoseoperacionaisquepermitamreduzirodesperdciodeenergiaeltrica.O objetivo deste manual instrumentalizar os interessados com informaes teis e prticas,capacitando-osparaidentificaroportunidadesdereduodecustosedeconsumodeenergia em seu sistema.SumrioINTRODUO ............................................................................................................... 9Parte I - PLANO DE AO ............................................................................................. 131 - CARACTERIZAO DO SISTEMA E DA INSTALAO ONDE EST INSERIDO ....... 131.1 - Conhecimento de um sistema de ar comprimido genrico.......................................... 131.2 - Conhecimento do sistema de ar comprimido especfico de sua empresa .............. 152 - IDENTIFICAO E SELEO DAS OPORTUNIDADES DE MELHORIAS .................. 162.1 - Oportunidades de melhoria em um sistema de ar comprimido genrico .............. 162.2 - Oportunidades de melhoria no sistema de ar comprimido especfico de sua empresa ............................................................................................................................................. 183 - IMPLEMENTAO DAS AES DEFINIDAS ............................................................ 193.1 - Implementao de melhorias em um sistema de ar comprimido genrico ........... 193.2 - Implementao de melhorias no sistema especfico de sua empresa ...................... 194 - AVALIAO DOS RESULTADOS EREINCIO DO PROCESSO PARA NOVAS AES ...................................................... 20Parte II - OPORTUNIDADES PARA MELHORAR A EFICINCIA .................................... 251 - IDENTIFICAO DAS OPORTUNIDADES NA GERAO DE AR COMPRIMIDO ..... 251.1 - Identificao dos fatores que afetam a eficincia na gerao de ar comprimido. 251.2 - reas de oportunidade de melhoria de eficincia na gerao .................................... 281.2.1 - Reduo de perdas devido temperatura do ar aspirado pelo compressor ...... 281.2.2 - Reduo de perda de carga por sujeira no filtro de aspirao.................................. 301.2.3 - Reduo de perdas no sistema de compresso ............................................................. 301.2.4 - Reduo de perdas com a presso de trabalho muito elevada ............................... 331.2.5 - Recuperao de calor de compresso ............................................................................... 351.2.6 - Reduo de perdas por manuteno preventiva inadequada ................................. 371.2.7 - Reduo de perdas devida melhoria no sistema de controles de compressores 391.2.8 - Reduo de perdas usando reservatrio e sistema de estabilizao de presso . 421.2.9 - Reduo de perdas pelo tratamento do ar comprimido ............................................ 441.2.10 - Reduo de perdas na drenagem do condensado..................................................... 461.3 - Exemplos ........................................................................................................................................... 501.4 - Sugestes para identificar oportunidades na gerao.................................................... 582 - IDENTIFICAO DAS OPORTUNIDADESNA DISTRIBUIO DE AR COMPRIMIDO ................................................................ 592.1 - Identificao dos fatores que afetam a eficinciana distribuio de ar comprimido ..................................................................................................................................... 592.2 - reas de oportunidade para melhorar a eficincia na distribuio do ar comprimido ..................................................................................................................................... 602.2.1 - Reduo de perdas devido queda de presso (perdas de carga na tubulao) 602.2.2 - Reduo de perdas devido aos vazamentos na distribuio .................................... 622.3 - Exemplos ........................................................................................................................................... 662.4 - Sugestes para identificar oportunidades na distribuio ............................................ 683 - IDENTIFICAO DAS OPORTUNIDADES NO USO FINAL DO AR COMPRIMIDO .. 683.1 - Identificao dos fatores que afetam a eficincia no uso final do ar comprimido 683.2 - reas de oportunidade para melhorar a eficincia no uso final do ar comprimido 693.2.1 - Reduo de perdas pela eliminao de usos inapropriados do ar comprimido 703.2.2 - Substituio de ar comprimido nas aplicaes de uso final de baixa presso ... 713.3 - Exemplos ........................................................................................................................................... 733.4 - Sugestes para identificao de oportunidades no uso final ...................................... 744 ASPECTOS ECONMICOS ......................................................................................... 764.1 - Benchmarking para o custo de ar comprimido.................................................................. 764.2 - Determinao do custo do ar comprimido para suas instalaes .............................. 76Parte III -FONTES DE CONSULTA ................................................................................ 831 - REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ............................................................................. 832 - LINKS TEIS ............................................................................................................. 853 - RGOS E INSTITUIES ....................................................................................... 86MANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO9IntroduoEste Manual foi concebido para disponibilizar informaes tcnicas aos usurios de sistemasde ar comprimido. Descreve os componentes bsicos de sistemas de ar comprimido; sugerepassos a serem seguidos na busca de melhorias; esboa oportunidades para melhorar aeficincia energtica; e discute os benefcios de uma abordagem sistmica na identificaoe implementao destas oportunidades de melhorias.Ossistemasdearcomprimidosoamplamenteutilizadosnaindstriacomofontedeenergiaparaacionamentohmaisdeumsculo,sendofreqentementeconsideradoscomo a quarta utilidade. Quase toda instalao industrial, desde urna pequena oficina atuma grande indstria, tem algum sistema de ar comprimido.A produo de ar comprimido pode ser um dos processos mais dispendiosos da fbrica.Atualmente, a maior parte do ar comprimido produzida por compressores acionados pormotores eltricos.ObjetivoDisponibilizarinformaestcnicasteiseprticasaosprofissionaisdeempresasquepossuemsistemasdearcomprimido,capacitando-osaidentificaroportunidadesdemelhoria da eficincia energtica que resultem em reduo de custos e de consumo deenergia em seu sistema.Pblico alvoTcnicos, engenheiros e participantes de Comisses Internas de Energia (CICE) em cujasempresasexistemsistemasdearcomprimidoeconsultoresdeengenhariaedemaisprofissionais que trabalhem com esses sistemas.Orientaes geraisEsteManualfazpartedeumconjuntodepublicaeseditadaspelaEletrobrs/Procel.Apresenta,deformasucinta,dicasparareduzirdecustoseconsumodeenergia.Simultaneamente, a Eletrobrs/Procel publica o livro EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMASDE AR COMPRIMIDO, com contedo mais abrangente sobre este tema, para servir de ma-terial de consulta e suporte para aqueles profissionais que desejarem se aprofundar maisno assunto.MANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO10AsoportunidadesdeeficientizaoenergticaapontadasnesteManualsoumextratodos conceitos e fundamentos apresentados na referida publicao. Assim, ao apresentarasinformaesnesteManual,procuraremosreferenciarotextooriginal,casoousurioqueira mais informaes sobre o assunto.Procurando oferecer uma ferramenta de uso prtico e til, inclumos um CD contendo umaverso eletrnica deste Manual. O CD contm, ainda, programas, textos, planilhas e tabelasde auxlio que servem para complementar as informaes e auxiliar no desenvolvimentode um programa de eficientizao.O Manual est dividido em trs partes:1. PLANO DE AO;2. OPORTUNIDADES PARA MELHORAR A EFICINCIA; e3. FONTES DE CONSULTA.Naturalmente, o foco do Manual ser a parte 2: Oportunidades para melhorar a eficincia.Para facilitar e agilizar a consulta, no anexo constam grandezas, unidades de medida, fatoresde converso e frmulas utilizadas neste Manual e no texto base (EFICINCIA ENERGTICAEM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO).PARTE IPLANO DE AOMANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO12MANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO13PARTE I - PLANO DE AOEsteManualutilizatrscategoriasparadiscutiroscomponentesdeumsistemadearcomprimido: gerao, distribuio e uso final. Estas trs reas seguem o trajeto do fluxo doarcomprimidodesdeadescargadocompressoratospontosdeusofinal(pontosdeconsumo).CARACTERIZAO DO SISTEMA E DA INSTALAO ONDEEST INSERIDO1.1 - Conhecimento de um sistema de ar comprimido genricoOconhecimentodeumsistemadearcomprimidogenricocaracterstico,comseuscomponentesbsicosdegerao,distribuio,usofinaleasrespectivascondiesoperacionais, pode facilitar a caracterizao de um sistema de ar comprimido em particu-lar (por exemplo, o sistema da sua empresa).A Figura I.1 apresenta o esquema de um sistema de ar comprimido.Figura I.1 - Esquema de um sistema de ar comprimido completo1 11 111 11 11MANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO14Sistema de gerao de ar comprimido - O ar comprimido produzido por compressorespela captao do ar atmosfrico e elevao de sua presso. Um moderno sistema de geraode ar comprimido industrial composto de muitos subsistemas e muitos subcomponentes.Osprincipaissubsistemasincluemcompressores,motoreseacionamentos,controles,equipamentosdetratamentodear,reservatrioeacessrios.Ocompressorumequipamento mecnico que capta o ar ambiente e eleva a sua presso. Motores eltricosnormalmentefornecemaenergiaconsumidaparaacionarocompressor.Oscontrolesservempararegularaquantidadedearcomprimidoqueestsendoproduzida.Osequipamentos de tratamento removem contaminantes do ar comprimido, e os acessriosmantm o sistema operando adequadamente.Sistema de distribuio de ar comprimido - A distribuio transporta o ar comprimidodostanquesreservatriosalimentadospeloscompressoresaospontosdeusofinal,entregando quantidades suficientes de ar limpo, seco e estvel, devendo ser fornecido napresso adequada, de forma confivel e econmica, s aplicaes de uso final. Para isso,muitos sistemas de distribuio possuem reservatrios de ar comprimido e tm diversaslinhas de distribuio, que operam em diferentes presses. Estas linhas so separadas porvriostiposdevlvulasdeisolao,reguladorasdepressoeoutras.Odesempenhoeficiente do sistema de distribuio requer um correto balanceamento da presso do arcomprimido nas linhas, com regulagem eficaz da presso, boa drenagem de condensadoe perfeita estanqueidade.Sistemas de uso final de ar comprimido - H muitas e diferentes aplicaes de uso finalpara o ar comprimido, como no acionamento de ferramentas pneumticas em sistemas deacionamento pneumtico; acionamento mecnico e comando de vlvulas em sistemas decontrole; transporte por ar comprimido; jateamento; e operaes com sopro de ar e jatodegua;operaesdeinspeoeteste;controledeprocessoscomarcomprimido.largamente usado em quase todos os setores industriais. Seu campo de aplicao bastantegrande e cresce dia a dia.O conhecimento do balano energtico caracterstico deste sistema pode contribuir muitopara identificar as perdas que reduzem a eficincia do sistema e para fornecer um pontode partida para a identificao de oportunidades e de seleo e implementao de aesdemelhoriasdaeficincia.AFiguraI.2mostraumbalanodeenergiacaractersticodeperdas de um sistema de ar comprimido.MANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO15Figura I.2 - Diagrama de perdas caractersticas de sistemas de ar comprimido1.2-ConhecimentodosistemadearcomprimidoespecficodesuaempresaPara caracterizar um sistema de ar comprimido especfico, sugerem-se os seguintes passos:a) Elaborarumdiagramadeblocosdoprocessoprodutivoedasinstalaesdaplanta,indicando onde o ar comprimido utilizado. b)Baseadonoleiautedaplantaouinstalaoindustrial,indicaralocalizaodoscomponentes do sistema de ar comprimido e as condies operacionais nominais oude projeto (presses, vazes, temperaturas, etc).c) Criar um perfil dos parmetros operacionais (demanda de ar comprimido, produode ar comprimido, consumo de energia eltrica e presso) do sistema ao longo do dia,semana, ms e ano, o que for necessrio para entender o funcionamento do sistema everificar a ocorrncia ou no de sazonalidades.d) Levantar os dados reais (medies). A partir da instrumentao existente ou de mediesinstantneas, verificar os valores reais dos parmetros operacionais. Levantar o regimedefuncionamento,picosdecarga,consumoecapacidadestotaiseporperodo.Simultaneamente, deve-se contabilizar a produo e o consumo que ocorreu no perodode medio. Mea seus ndices de referncia (consumo kW, perfil de presso, perfil dedemanda e carga de pico) e calcule a energia consumida e o seu respectivo custo.MANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO16Os ndices de referncia (benchmarks) mais usuais nos sistemas de ar comprimido,normalmente, so os de custo especfico de ar comprimido, eficincia do compressore consumo especfico:-Ocustoespecficorelacionaaquantidadedeenergiaeltricaconsumidaeseurespectivo preo para produzir um metro cbico de ar comprimido (custo unitrio deproduo ar comprimido R$/m).- A eficincia de compresso est relacionada quantidade de energia eltrica (kWh)queocompressorconsomeparaproduzir1mdearcomprimidonapressodeoperao do sistema (kWh/m).-Oconsumoespecficoouanecessidadedearcomprimidodoprodutofinalcorrespondequantidadedearcomprimidonecessriaparaaproduodeumaunidade ou um quilo de produto (m/t).IDENTIFICAOESELEODASOPORTUNIDADESDEMELHORIASQuando se busca a melhoria da eficincia de um sistema de ar comprimido especfico, aprimeira etapa consiste em identificar as oportunidades e, em seguida, fazer a seleo dasoportunidades mais promissoras.2.1-OportunidadesdemelhoriaemumsistemadearcomprimidogenricoMuitasoportunidadesdemelhoriadaeficinciaemumsistemadearcomprimidosocomuns em instalaes industriais. Estas oportunidades podem ser classificadas de acordocomapartedosistemanaqualsoimplementadas.Oportunidadesdemelhoriadaeficincia para as reas de gerao, distribuio e uso final de um sistema de ar comprimidoesto listadas na tabela I.1.2 22 222 22 22MANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO17Tabela I.1 - Oportunidades de melhoria da eficinciaa i g r e n e e d a i m o n o c e e d s a d i d e M e d a d i l i b a c i l p A ) 1 ( s o h n a G ) 2 (e d l a i c n e t o Po i u b i r t n o c ) 3 (a m e t s i s o d o a v o n e r u o o a l a t s n Is o t n e m a n o i c a s o d a i r o h l e M) a i c n i c i f e a t l a e d s e r o t o m (% 5 2 % 2 % 5 , 0s o t n e m a n o i c a s o d a i r o h l e M) e d a d i c o l e v e d s e r o d a l u g e R (% 5 2 % 5 1 % 8 , 3s i a m s e s r e v r o p s e r o s s e r p m o c e d a c o r T) o t n e m a o i e f r e p a ( s a n r e d o m% 0 3 % 7 % 1 , 2o d a c i t s i f o s e l o r t n o c e d a m e t s i s e d o s U % 0 2 % 2 1 % 4 , 2m e o s u a r a p o d a t i e j e r r o l a c e d o a r e p u c e Rs e n u f s a r t u o% 0 2 % 0 2 % 0 , 4e m e g a c e s , o t n e m a i r f s e r o n a i r o h l e Mr a o d m e g a r t l i f% 0 1 % 5 % 5 , 0a m e t s i s o d n i u l c n i , a m e t s i s o d l a b o l g o t e j o r Ps e s s e r p i t l u m e d% 0 5 % 9 % 5 , 4o s s e r p e d a d e u q r o p a d r e p a n o u d e R % 0 5 % 3 % 5 , 1e d ) s o t n e m a p i u q e ( s o v i t i s o p s i d e d o a z i m i t Ol a n i f o s u% 5 % 0 4 % 0 , 2a m e t s i s o d o a r e p o e o n e t u n a Mr a e d s o t n e m a z a v e d o u d e R % 0 8 % 0 2 % 6 1e t n e q e r f s i a m s o r t l i f e d o i u t i t s b u S % 0 4 % 2 % 8 , 0L A T O T % 9 , 2 3l e v c i l p a a d i d e m a t s e e d n o s e a u t i s e d l a u t n e c r e P ) 1 (a i g r e n e e d l a u n a o m u s n o c o n o u d e r e d l a u t n e c r e P ) 2 (o h n a g x e d a d i l i b a c i l p a = o i u b i r t n o c e d l a i c n e t o P ) 3 (Exemplo de economia de energia no Brasil - A avaliao das condies operacionais deum dos trs sistemas de ar comprimido da fbrica da DAIMLER-CHRYSLER de So BernardodoCampo(SP),poriniciativadaELETROBRS/PROCEL,permitiuaidentificaodeoportunidades para a reduo do consumo de energia eltrica. As solues tcnicas commaiorpotencialdeeconomiadeenergiapropostaspossibilitaroreduodaordemdeMANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO1840% no consumo de energia eltrica do sistema analisado, na gerao e na distribuio doar comprimido, levando a uma reduo do consumo de energia eltrica de 2.474 MWh porano, com economia anual de R$ 188.011,00.2.2-Oportunidadesdemelhorianosistemadearcomprimidoespecfico de sua empresaCom o objetivo de identificar oportunidades de melhorias e economia de energia eltricanos sistemas de ar comprimido, sugerem-se os seguintes passos:a) Obter valores de referncias (benchmark), que podem ser valores histricos ou de outrasempresascomsistemasemelhante.Cuidadocomascondiesdecontorno,comopressesenvolvidas,portedosistema,tipodetecnologiaempregadaecondiesambientais,quedeterminaramoconsumodereferncia.Isto,nocomparelaranjacom banana.b) Estabelecer metas de reduo. No estabelea metas para valores absolutos; isto , nosedeveprocurarreduzirkWhoum,massimndicesespecficos,como:kWh/mproduzido (consumido) e R$ faturado/m.c) Identificar as oportunidades de melhoria. Consulte a parte 2 deste manual.d) Estabelecerasaesnecessriasparaconverterumaoportunidadeidentificadaemmelhoria concreta ou realizada.e) Levantar a relao custo/beneficio para cada ao. Considere custos de investimento,manuteno e operacionais, e ciclo de vida da medida. Ento, compare com os benefciostangveis (reduo de custos de energia, insumos, mo-de-obra) e qualitativos (impactoambiental, melhoria da imagem, maior conforto, mais segurana). (Ver anexo B do livroEFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO.)f) Priorizar as aes. Primeiramente estabelea critrios e pr-requisitos compatveis coma realidade da empresa, tais como disponibilidade de recursos, prazo de implantao,influncia sobre o servio prestado e patrocinadores. Classifique as aes em: de pouco,mdio ou alto investimento; com ou sem parada de produo; de curto, mdio ou longoprazo; abrangncia (no uso final, na distribuio e/ou no ar comprimido); aquelas quepodem ser desenvolvidas por equipe prpria ou por terceiros; complexas ou no; e debaixo ou alto impacto. A partir dos critrios e classificaes, priorize e escolha as aes/medidas que sero implementadas, primeiramente.MANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO19IMPLEMENTAO DAS AES DEFINIDAS3.1-ImplementaodemelhoriasemumsistemadearcomprimidogenricoComo referncia de implementao de melhorias, podem ser estudados casos publicadosna literatura ou consultar os fornecedores de equipamentos e/ou componentes a seremutilizados sobre as melhores prticas a serem adotadas.3.2 - Implementao de melhorias no sistema especfico de sua empresaa) Planejartodasasatividadesnecessrias. Trabalhecomespecialistasemsistemadearcomprimido,paraimplementarumaestratgiaapropriadadecontroleparaoscompressores.b) Confirmar a disponibilidade de recursos (materiais, financeiros, humanos e de tempo).c) Implementar a medida.d) Documentar todas as atividades e custos.e) Medir as melhorias obtidas (medir o sucesso da implantao). Do mesmo modo que noincio 1.d, faa o levantamento dos dados da nova situao, estabelea novos ndices erendimentos e ajuste os ndices para as condies atuais, caso elas tenham se modificadoao longo da implantao da medida (aumento de produo, novos consumidores, pocado ano,etc.).f) Compararcomametaestabelecida.Justifiqueaquelasquenoestejamemconformidade.g) Corrigir as dificuldades que surgiram.h) Uma vez que os controles estejam ajustados, repetir as medies para obter uma leituraprecisa da potncia (kW) e das presses. Determine a carga de pico e recalcule o consumode energia e custo do ar comprimido produzido.i) Identificareconsertarosvazamentosecorrigirosusosinapropriadoscustosconhecidos. Repita as medies e reajuste os controles.3 33 333 33 33MANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO20AVALIAO DOS RESULTADOS E REINCIO DO PROCESSOPARA NOVAS AESO resultado de qualquer ao implementada deve ser avaliado, e seu impacto no sistemadeve ser analisado, para determinar se a ao j pode ser considerada concluda e reiniciaro ciclo do plano de ao para outras oportunidades identificadas. (Benchmarking deve serparte de um grande planejamento.)Figura I.3 - Ciclo de implementao do plano de ao4 44 444 44 44MANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO21Resumo do Plano de Ao de acordo com a abordagem sistmica(system approach)A abordagem sistmica analisa ambos os lados do sistema - da demanda e do fornecimento- e mostra como eles se interagem, essencialmente transferindo o foco dos componentesindividuais para a ateno no desempenho global do sistema. Muitas vezes, os operadoresesto to focados nas demandas imediatas dos equipamentos que no tm conhecimentodecomoosparmetrosdosistemaafetamoequipamento.Similarmente,aabordagemcomum da engenharia consiste em explodir (subdividir) o sistema em seus componentesbsicos ou mdulos, otimizar a escolha (seleo) ou projeto destes componentes e, ento,montar estes componentes para formar o sistema. Uma vantagem desta abordagem quesimplifica os problemas. Entretanto, uma desvantagem que, freqentemente negligenciaa interao entre estes componentes. Por outro lado, a abordagem sistmica avalia o sistemade forma global para determinar como as necessidades de uso final podem ser mais efetivae eficientemente servidas.Oaperfeioamentoeamanutenodosistemadearcomprimidonoseumelhordesempenho requerem no somente a ateno nos componentes individuais, mas tambma anlise de ambos os lados do sistema, do suprimento e da demanda, e do modo comoeles interagem. A aplicao da abordagem sistmica usualmente envolve os tipos de aesrelacionadas nesta parte do Manual.MANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO22PARTE IIOPORTUNIDADES PARAMELHORAR A EFICINCIAMANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO24MANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO25PARTE II - OPORTUNIDADES PARA MELHORAR A EFICINCIAParaaidentificaodeoportunidadesdemelhorarianaeficinciaenergticaenodesempenho econmico de sistema de ar comprimido, sugere-se a seguinte metodologiade enfoque sistmico.IDENTIFICAO DAS OPORTUNIDADES NA GERAO DEAR COMPRIMIDOA produo de ar comprimido , basicamente, um processo de converso de energia, noqual a energia eltrica convertida pelo motor em energia mecnica, que aciona o com-pressor, e este converte em energia potencial em forma de presso no ar comprimido, pelatransformaotermodinmicanoaratmosfricoproduzidapelacompresso.Oscompressores so os componentes que realmente demandam energia no sistema de arcomprimido. Isto implica que o gerenciamento da energia deve manter especial atenonos compressores e nas suas condies de operao. Muitos fatores so ingredientes chavesno desempenho dos compressores, como visto a seguir.1.1 - Identificao dos fatores que afetam a eficincia na gerao de arcomprimidoA eficincia energtica de um sistema, de maneira geral, indica o quanto um equipamentoreal aproxima-se de um comportamento ideal, no qual no existem perdas. Teoricamente,aeficinciaenergticanageraodearcomprimidoKdeveriaserdeterminadapelaquantidade de energia til contida no ar comprimido e pela quantidade de energia gastapara a sua produo. Na prtica, a eficincia de um compressor determinada a partir dorendimento termodinmico Kth e do rendimento mecnico Kc.c thq q q=Rendimentotermodinmico.obtidopelotrabalhodecompressoterico(processoadiabtico reversvel) e pelo trabalho de compresso real (processo politrpico) de um gsperfeito.Rendimento termodinmico (thq ) associado a um processo real de compresso:WWthth= q1 11 111 11 11MANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO26em que:Wth -trabalho ideal por unidade de massa, a ser calculado a partir de )vdp ao longo de um processo ideal; eW-trabalho real por unidade de massa efetivamente empregado na compresso.Trabalho ideal de um compressor (processo adiabtico reversvel)||.|

\|

=|||.|

\|||.|

\|

=121n1 n121 1 thTT1 nnT R 1PP1 nnv P W [kJ/kg]em que:P1 - presso do ar na admisso [bar] ou [102 kN/m2];v1 - volume especfico do ar na admisso [m3/kg];T1 - temperatura do ar na admisso [ K ];P2 - presso do ar na descarga [bar] ou [102 kN/m2];T2 - temperatura do ar na descarga [ K ];R - 0,287 [kJ/kg.K]; en =O= 1,4(ar em condies ambiente e processo adiabtico).Trabalho real de um compressor (processo politrpico). O trabalho real obtido a partirdemedidasefetuadasduranteofuncionamentodamquina.Osparmetrosaseremmedidos so: P1, v1, T1,P2, v2, T2. Utilizando-se as equaes:P1.v1n = P2. v2n;P1.v1 = RT1;P2.v2 = RT2obtm-se:||.|

\|||.|

\|=1212PPlogTTlogn1 nSubstituindo o valor n calculado (1 < n < 1,4) na equao de Wth, obtm-se o valor de W.Rendimento mecnico. Durante a transmisso de energia do acionador para o compres-sor ocorrem inevitveis dissipaes, provocadas pelo atrito mecnico. Dessa forma, comoMANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO27indica o esquema da Figura II.1, apenas uma parte do trabalho recebido pelo compressor fornecida ao gs.Figura II.1 - Esquema de transferncia de energia ao gsPara que esse efeito seja computado nos clculos da compresso, utilizamos o rendimentomecnico mecq , com valores tpicos entre 0,92 e 0,98, cuja definio dada por:cmecWW= qsendo W o trabalho efetivamente fornecido ao gs para um suprimento CWde trabalhoaocompressor.Amesmadefiniopoderiaserapresentadaemtermosdaspotnciasconsumidas.Potnciadecompresso.Compressoressoequipamentoscaracterizadostermodinamicamentecomovolumesdecontrole,cujodesempenhodeveseranalisadopormeiodaidentificaodefluxosdeenergia.Porissoquenestetextosofeitasreferncias muito mais freqentes potncia do que ao trabalho de compresso. Para oclculo da potncia, utiliza-se a seguinte frmula:mec ththCw mWq q--=em que,-m =Vazo mssica do gs [kg/s];thw= Trabalho ideal por unidade de massa [kJ/kg];thq = Rendimento termodinmico [ - ];mecq = Rendimento mecnico [ - ]; eC W-= Potncia requerida pelo compressor [kW].MANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO28Consumo especfico de energia (kWh/m3). um ndice de referncia da eficincia de umcompressor. Na prtica, para o seu clculo necessria a potncia (kW) para a compressoe a vazo (m3/h) volumtrica de ar.--=QWCenergia de especfico Consumo [kWh/m3]ev=- -m Q [m3/h]em que:v - volume especfico do gs [m3/kg]Observao:--=QWCenergia de especfico Consumo [kW.h/Nm3]em que:v - volume especfico normalizado do gs [Nm3/kg]Para converter m/h em Nm/h: [Nm/h] = [m/h] x {273/(273+T1)} x P1/1,033}Em que o ndice 1 indica as condies especificadas para o ar do equipamento.Se a referncia nas condies de padro normal, denomina-se vazo, ou descarga padronormal (Nm3/h)1.2 - reas de oportunidade de melhoria de eficincia na gerao1.2.1-Reduodeperdasdevidotemperaturadoaraspiradopelocom-pressorQuanto mais baixa for a temperatura de aspirao de um compressor, menor ser a energianecessria para sua compresso. Como indicao, pode-se dizer, aproximadamente, que:paracada4Cdeaumentonatemperaturadoardeaspirao,oconsumodeenergiaaumentaem1%paraobteromesmovolumegerado;eparacada3Cdereduodatemperatura do ar aspirado, verifica-se aumento de 1% da capacidade do compressor parao mesmo consumo.Quanto mais baixa for a temperatura do ar aspirado, maior ser a quantidade de massa dear que poder ser aspirada pelo compressor com a mesma vazo volumtrica aspirada emesma potncia consumida neste trabalho, isto porque o ar mais frio mais denso. Ento,maior massa de ar poder ocupar o mesmo volume do que quando ele est mais aquecido.Portanto, importante evitar que os compressores aspirem ar no interior do recinto ondeMANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO29estoinstalados,cujatemperaturasempremaisaltaqueadoaratmosfricoexterno.Nesse sentido, podem-se providenciar tubulaes ligando a aspirao de ar do compres-sor a uma tomada de ar do exterior da sala de mquinas.Assim sendo, recomenda-se que a tomada da aspirao de ar seja feita do exterior da salade compressores. Caso seja necessrio canalizar a tomada de ar, esta deve ser curta, reta ede grande dimetro, e o filtro dever ser mantido sempre limpo, para que a perda de cargana aspirao seja a menor possvel. Para cada 25 mbar de queda de presso na aspirao, orendimento global do compressor reduzido em 2%.Nas instalaes onde o compressor resfriado a ar, tambm usual lanar para o exterioro ar aquecido do resfriamento. Deve-se tomar cuidado para que este ar no aquea o ar deaspiraodocompressor.A TabelaII.1correlacionaastemperaturasdoaraspiradoeospercentuaisdepotnciaeconomizadosouincrementadostomando-secomobaseatemperatura de 21C. Para valores diferentes dos citados na tabela, os valores podem serinterpolados. Tabela II.1 - Variao do consumo com a temperatura de aspiraoO D A R U T A R E P M E TO A R I P S A E D R AU O A D A Z I M O N O C E A I C N T O PA D A T N E M E R C N I) C ( C 1 2 a i c n r e f e r e d a r u t a r e p m e T0 , 1 - ) o d a z i m o n o c e ( % 5 , 70 , 4 ) o d a z i m o n o c e ( % 7 , 50 , 0 1 ) o d a z i m o n o c e ( % 8 , 30 , 6 1 ) o d a z i m o n o c e ( % 9 , 10 , 1 2 0 , 00 , 7 2 ) o d a t n e m e r c n i ( % 9 , 10 , 2 3 ) o d a t n e m e r c n i ( % 8 , 30 , 8 3 ) o d a t n e m e r c n i ( % 7 , 50 , 3 4 ) o d a t n e m e r c n i ( % 6 , 70 , 9 4 ) o d a t n e m e r c n i ( % 5 , 9MANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO301.2.2 - Reduo de perda de carga por sujeira no filtro de aspiraoOaratmosfricoadmitidopelocompressordear,apesardeserfiltradoentrada(filtroprimrio), contm vrias impurezas, invisveis a olho nu. Entre elas, podemos destacar duasprincipais:vapordegua(umidade)eparticulados(poeiras). Todainstalaodearcomprimido possui (ou deveria possuir) um filtro de ar na aspirao (filtro primrio) paraevitaraentradadegrandespartculasesujeirascarregadaspeloaratmosfrico.Nohavendo uma manuteno programada nesse filtro, a sujeira se acumular, fechando, parciale at totalmente os poros do filtro, o que acarretar aumento da perda de carga no filtro,representando um aumento do consumo de energia do motor de acionamento do com-pressor para a realizao do mesmo servio que faria com o filtro limpo.1.2.3 - Reduo de perdas no sistema de compressoCompressoressoutilizadosparaproporcionaraelevaodapressodeumgsouescoamento gasoso. Nos processos industriais, a elevao de presso requerida pode variardesdecercade1,0atmatcentenasdeatmosferas.Hquemutilizeadenominaosopradoresparadesignarasmquinasqueoperamcomelevaodepressomuitopequena,pormsuperioraoslimitesusuaisdosventiladores. Taismquinaspossuemcaractersticas de funcionamento tpicas dos compressores, mas incorporam simplificaesde projeto compatveis com a sua utilizao.Escolha do compressor. A escolha do tipo de compressor a ser adotado precede a seleopropriamente dita da mquina e envolve aspectos diversos. Fazendo uma anlise que leveemcontaapenasascaractersticasprevistasparaoprocessodecompresso,possvelestabelecer faixas de operao para o processo de compresso para as quais cada tipo decompressormaisadequadoepode,emconseqncia,serencontradonaslinhasdeproduo dos fabricantes. Conforme ilustra a tabela II.2, a vazo volumtrica aspirada, apressodedescargaearelaodecompressosoosparmetrosquetraduzemasrestries impostas a cada tipo do compressor pelo seu prprio princpio construtivo. Essequadro foi elaborado a partir de dados fornecidos por diversas fontes bem credenciadas,masdeveserutilizadoapenascomobjetivosdidticos.Issoporqueelefocalizavaloresmdios, no se enquadrando rigidamente nos padres de nenhum fabricante. E tambmporqueabuscademaioresespaosdemercadogera,ocasionalmente,modificaesapreciveis nesse panorama.MANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO31Tabela II.2 - Faixas de aplicao dos compressoresR O S S E R P M O CO Z A VA D A R I P S A) n i m / m (P2) a P k ( x a m P2P /1x a Mo v i t a n r e t l A 0 5 2 t A s i a m u o 0 0 0 0 5 2 ) o r d n i l i c r o p ( 0 , 4s a t e h l a P 0 8 a 2 0 0 9 ) a a c r a c r o p ( 0 , 4s o s u f a r a P 0 0 7 a 0 1 0 0 5 4 ) a a c r a c r o p ( 0 , 4s o g u f r t n e C 0 0 8 2 a 0 5 0 0 0 0 7a a c r a c r o p ( 0 , 0 1s o l p i t l m e d. ) s o i g t s es i a i x A 0 0 0 5 2 a 0 0 5 1 0 0 0 1a a c r a c r o p ( 0 , 6s o l p i t l m e d) s o i g t s eOs compressores alternativos foram as primeiras mquinas de compresso de gases a seremconstrudas, ainda no sculo passado. Mesmo proporcionando vazes muito baixas, essescompressores se mantiveram absolutos at o meio desse sculo, quando comearam a sermontadas plantas industriais de grande capacidade. A partir de ento, passaram a sofrer aconcorrncia dos demais tipos de compressores em todas as faixas de aplicao, exceodaquelas caracterizadas por baixas vazes e altas presses de descarga. Quanto aos dadosfornecidos pela Tabela II.2, convm destacar que vazes da ordem de 250 m/min, mesmosendobaixasemtermosindustriais,spodemserconseguidascomcompressoresalternativos policilndricos de grande porte.Pelo exame da Tabela II.2, pode-se perceber que os compressores do tipo centrfugos somais versteis que todos os demais. Podem operar com um amplo espectro de vazes epossuem um limite mximo de presso de descarga relativamente alto. Essa versatilidade,aliadaaumprojetoqueincluipoucoscomponentessujeitosaquebraoudesgaste,fazcomqueestamquinasejaapreferidaparausoemprocessamentoindustrial.relativamente tolerante presena de lquido e pode, muitas vezes, ultrapassar cinco anosem campanha. Apresenta, todavia, alguma dificuldade de operao pela sensibilidade svariaes nos parmetros do processo. Atualmente, comea a ser fabricada no Brasil.Os compressores axiais prestam-se a servios que requeiram vazes extremamente elevadase baixas presses de descarga (a primeira condio est quase sempre aliada segunda).Paratalfim,superamoscompressorescentrfugos,porqueofluxoestmenossujeitoaMANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO32mudanas de direo, e isso lhes confere maior compacidade e eficincia aerodinmica.Nessa faixa de aplicao, o fluido comprimido quase sempre o ar, de modo que o projetodo compressor pode ser adaptado das turbinas a gs. Representa, no entanto, uma fraomuito pequena no total das instalaes industriais de compresso. importante frisar que a escolha baseada no custo inicial pode, muitas vezes levar a decisesinadequadas. O custo inicial representa apenas 12% do custo total durante a vida til deumcompressor,mais12%sedevemagastoscommanutenoeosrestantes76%sorelativos a custos com energia eltrica nesse caso, para o acionamento.Rendimento dos compressores. A avaliao e comparao das eficincias e capacidadesdecompressoresnoumatarefafcil.Umaavaliaopreliminardorendimentodoscompressores pode ser feita a partir dos catlogos dos fabricantes. Os catlogos costumamapresentarapotnciadosmotoresinstaladosnoscompressoreseavazomximadoequipamento. A razo entre os dois valores nos fornece uma primeira idia do consumoespecifico:3 3mkWhhmkWVP= =OgrficodaFiguraII.2apresentaosconsumosespecficosmdiosdediversostiposetamanhos de compressores.Figura II.2 - Consumo especfico mdio dos compressoresMANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO33Acompressoemduploestgiosempremaiseficientee,portanto,consomemenosenergia. Este fato deve ser levado em conta, em particular, para instalaes de pequenacapacidadevolumtrica,poisexisteatendnciadeselecionarcompressoresdeestgiosimples.O uso de leo sinttico em compressores reduz o consumo de energia de 2% a 5%,alm de oferecer outros benefcios em relao ao leo mineral, tais como: vida til doleodeat8000horas(equivalentea7trocasdoleomineral),diminuiodedepsitosdecarbonoevernizes,temperaturadoleomaisbaixa,temperaturadedescarga do ar comprimido mais baixa, menor consumo de leo, menor arraste deleonadescarga;emenorrudoevibraes.Recomenda-sequeestamedidasejaanalisada em conjunto com o fabricante do compressor, para que se possa verificarsua aplicabilidade, bem como sua compatibilidade com os materiais do compressore o fator econmico.1.2.4 - Reduo de perdas com a presso de trabalho muito elevadaApressodetrabalhoumfatorcrtico,poisafetarsignificativamenteoconsumodeenergia, que aumenta com o aumento da presso de trabalho. Equipamentos que operamcomdiferentespressesemumamesmainstalaopodemseratendidosmedianteareduodapressonospontosdeconsumo,pormeiodevlvulasredutoras.Algumasvezes,torna-seeconmicoousodecompressoresdediferentesvazesepressesparaatender a diferentes solicitaes de operao, em um mesmo sistema.A presso de trabalho da instalao definida pela presso que atenda aos requisitos dosequipamentos consumidores mais as perdas da rede entre a gerao e o consumo. Devem-se levar em conta o projeto e o traado das tubulaes da distribuio, os filtros usados, asvlvulas, os secadores de ar, etc. A presso escolhida dever ser a menor que possa vencertodos os obstculos ao fluxo do ar pelas tubulaes e que atenda os consumidores segundoas condies exigidas pelo seu fabricante.A presso de trabalho regulada pelo ajuste de desarme do pressostato de controle liga/desliga do compressor. Dever estar prxima da presso mdia de operao da linha. Umajuste de presso mais elevada leva o compressor a funcionar mais tempo que o necessrio(edependendodovalordesteajuste,noentraremalvioemnenhummomento),fatoque poder incorrer em elevaes substanciais no consumo de energia eltrica.De modo geral, os projetos consideram uma diferena de no mximo 0,8 bar entre a pressomdiadetrabalhonopontomaisdistantedosistemaeapressoqueseajustanopressostato de controle para fins efetivos de desarme. Essa diferena corresponde s perdasde carga mximas normalmente adotadas em projetos de sistemas de ar comprimido paraMANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO34os pontos de alimentao mais distantes, levando-se em conta situaes crticas (fatoresde segurana).O aumento de 1 bar no ajuste da presso de desarme leva a um aumento de 6% a10% na potncia consumida pelos motores dos compressores, para presses em tornode 6 a 7 bar.AtabelaII.3mostraasrelaesentreapotnciarequeridaparacomprimiroaremumestgio de compresso e a presso de desarme. A partir destes dados, possvel estimar opercentual de potncia adicional para atender ao trabalho de compresso, consideradasas presses de desarme superiores s presses reconhecidas como ideais (que levam emconta ser de 0,8 bar o diferencial mximo acima da presso mdia de trabalho).Tabela II.3 - Variao de consumo com a presso de desarmeE M R A S E D E D O S S E R PA D A T S U J A U O L A E D IR I M I R P M O C A R A P A D I R E U Q E R A I C N T O Pm 1 E T N E M A U N I T N O C3R A E DO T U N I M R O P A R O H R O P) r a b ( m / v c (3) n i m / ) m / h W k (0 7 , 0 9 2 , 1 6 1 0 , 05 7 , 1 5 6 , 2 2 3 0 , 00 5 , 3 5 2 , 4 2 5 0 , 00 6 , 5 0 7 , 5 0 7 0 , 00 0 , 7 9 4 , 6 0 8 0 , 00 5 , 0 1 2 0 , 8 8 9 0 , 00 0 , 4 1 8 2 , 9 4 1 1 , 0As perdas de carga tornam o sistema mais econmico ou no. Isto depender da escolhados acessrios de rede (curvas, vlvulas, filtros etc.) e do dimensionamento das tubulaes.Para cada 0,25 bar de aumento na presso do sistema para compensar as perdas decarga (filtros + secador + tubulao), consome-se 1,5% de potncia a mais no com-pressor.Variao da presso de trabalho. A presso de trabalho dos equipamentos e dispositivosconsumidoresdearcomprimidoespecificadapelofabricantedeveserrespeitada.Aeficincia de um equipamento ou dispositivo pneumtico cai bruscamente se a presso defornecimento do sistema cai abaixo de suas presses de trabalho especificadas. A TabelaII.4 mostra a dependncia da eficincia de equipamentos e dispositivos pneumticos emMANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO35relao presso de trabalho, utilizando como exemplo ferramentas de um modo geral emartelete de impacto. Considerou-se que a presso de operao especificada de 6 bar.Tabela II.4 - Variao da performance com a pressoE D O S S E R PO A R E P OO H N E P M E S E DO V I T A L E RO H N E P M E S E DO V I T A L E RE D O M U S N O CO V I T A L E R R AE D O M U S N O CO V I T A L E R R A) r a b ( a t n e m a r r e F o l e t r a M a t n e m a r r e F o l e t r a M7 0 2 1 0 3 1 5 1 1 0 2 16 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 15 7 7 7 7 3 8 7 74 5 5 3 5 4 6 6 5Em certas aplicaes, as presses de trabalho necessrias para o acionamento de vriosconsumidores so bem diferentes. Uma situao como esta deve ser examinada com maisprofundidade, para uma soluo mais econmica. o caso de alguns poucos equipamentoscom consumo baixo de ar comprimido, mas que necessitam de presses de trabalho bemmaioresqueosoutrosequipamentosqueestoemmaiorquantidade.Nessecaso,umcompressor pequeno secundrio pode ser instalado para atender em rede separada, compresso de desligamento Pmaxmais alta. Normalmente, o aumento da presso de trabalhoparaatenderatodososequipamentosantieconmica.Amelhorsoluoconsisteemseparar as redes e instalar compressores menores para atender os casos especiais.1.2.5 - Recuperao de calor de compresso conveniente ressaltar que 80% da energia gasta na compresso se transforma em calor eque parte do calor produzido pelo compressor e seu motor se transmitem para o ambiente.No caso dos compressores resfriados a ar, o calor dissipado pode superar em at 70% daenergiaeltricaconsumidapelomotorenoscompressoresresfriadosaguaocalortransmitido para a sala dos compressores pode atingir valores da ordem de 15% do seuconsumo.Quando se produz o ar comprimido, ocorre o aquecimento do ar no final da compresso.Este calor normalmente retirado do ar comprimido por resfriamento (usando um trocadorde calor, cooler), utilizando-se gua ou ar. A seguir, o ar ou a gua aquecidos pelo calor doar comprimido so lanados na atmosfera, no esgoto ou numa torre de refrigerao. A seencontra um foco bastante grande do mau uso da energia. Calcula-se que um sistema dearcomprimidoqueconsome500kWdurante8000horasdefuncionandoporanoMANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO36corresponde a uma perda de energia de 4 milhes de kWh/ano de energia trmica, quepoderia ser recuperada.A figura II.3 mostra como a energia trmica gerada na compresso distribuda. fcil observar que possvel recuperar at 94% da energia consumida no eixo do com-pressor, na forma de calor.Figura II.3 - Energia recupervelA Figura II.4 mostra um esquemtico de aquecimento de gua para banho dos funcionriosde uma fbrica.Figura II.4 - Esquema de recuperao possvel de energia trmicaMANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO37A tabela II.5 mostra a energia recuperada de acordo com a vazo efetiva de um compressorTabela II.5 - Energia recuperadaE L D R O L A C E D A X A T0 0 0 2 M E A H N A G E D A D I T N A U QO A R E P O E D S A R O HO E L n i m / m W k o n a / h W k o n a / m4 , 6 4 3 0 0 0 . 8 6 0 , 0 14 , 7 0 4 0 0 0 . 0 8 8 , 1 14 , 1 1 1 5 0 0 0 . 2 0 1 0 , 5 10 , 4 1 1 6 0 0 0 . 2 2 1 9 , 7 17 , 8 1 2 9 0 0 0 . 4 8 1 1 , 7 26 , 1 2 9 0 1 0 0 0 . 8 1 2 1 , 2 32 , 3 2 8 1 1 0 0 0 . 6 3 2 7 , 4 39 , 7 2 7 3 1 0 0 0 . 4 7 2 3 , 0 48 , 4 3 6 7 1 0 0 0 . 2 5 3 8 , 1 51 , 3 4 5 1 2 0 0 0 . 0 3 4 2 , 3 69 , 6 4 5 3 2 0 0 0 . 0 7 4 1 , 8 65 , 6 4 9 2 2 0 0 0 . 8 5 4 4 , 7 63 , 1 5 3 5 2 0 0 0 . 6 0 5 7 , 4 79 , 6 5 4 8 2 0 0 0 . 8 6 5 5 , 3 89 , 2 6 9 1 3 0 0 0 8 3 6 8 , 3 97 , 9 6 6 6 3 0 0 0 . 2 3 7 8 0 14 , 5 7 9 5 3 0 0 0 . 8 1 7 6 0 12 , 3 8 2 9 3 0 0 0 . 4 8 7 5 1 16 , 3 0 1 0 9 4 0 0 0 . 0 8 9 4 4 15 , 4 2 1 2 0 6 0 0 0 . 0 0 2 . 1 7 7 11.2.6 - Reduo de perdas por manuteno preventiva inadequadaTalcomoocorrecomosequipamentoseletromecnicos,ossistemasdearcomprimidoindustrialnecessitamdemanutenoperidicaparaoperarcomeficinciaelevadaeMANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO38minimizarasparadasnoprogramadas.Amanutenoinadequadapodeaumentaroconsumo de reduo de eficincia de compresso, vazamentos ou oscilaes na presso.Tambm pode acarretar altas temperaturas de operao, deficiente controle de umidade,contaminaoexcessivaeumambientedetrabalhoinseguro.Muitosproblemassosecundrios e podem ser corrigidos com simples ajustes, limpeza, substituio de peasou eliminao de condies adversas. A manuteno de um sistema de ar comprimido similar realizada em carros. Filtros e fluidos devem ser trocados, a gua de refrigeraodeve ser inspecionada, correias devem ser ajustadas e vazamentos devem ser identificadose consertados.Umbomexemplodecustoexcessivodevidoaumamanutenoinadequadapodeservisto no uso de filtros, pois quando esto sujos aumentam a queda de presso, o que reduzaeficinciadocompressor.Porexemplo,umsistemadearcomprimidoquepossuiumcompressor de 100 cv operando continuamente a um custo de R$ 0,20/kWh tem um custoanualdeenergiadeR$130.000.Comumfiltrocoalescentesujo(nosubstitudonointervalo regular), a queda de presso atravs do filtro poderia aumentarpara 0,4 bar, vs.0,1 bar quando limpo, resultando em uma necessidade de aumento na presso do sistema.A queda de presso de 0,3 bar acima da queda normal de 0,1 bar eleva em cerca de 2% oscustos anuais de energia do sistema ar comprimido, ou R$ 2.600 por ano. Um medidor dediferena de presso recomendado para monitorar as condies dos filtros de entradado compressor.Todos os componentes de sistema de ar comprimido devem sofrer manuteno de acordocom as especificaes dos fabricantes. Os fabricantes fornecem programao de inspeo,manuteno e de servios, que deveriam ser rigorosamente seguidos. Por isso, os intervalosespecificados pelo fabricante tm como objetivo, primeiramente, proteger o equipamento,mais do que otimizar a eficincia do sistema. Em muitos casos, conveniente realizar asmanutenes nos equipamentos de ar comprimido com maior freqncia.Umaformadesaberseumsistemadearcomprimidoestemboascondiesdemanuteno e operando eficientemente consistem em, periodicamente comparar com abasederefernciaoconsumodepotncia,presso,vazodearetemperatura.Seoconsumodepotnciaparaumadadapressoevazoaumenta,aeficinciadosistemaest declinando. Referenciar o sistema tambm indicar se o compressor est operando plena capacidade e se sua capacidade est diminuindo com o passar do tempo. Em umnovo sistema, as especificaes devem ser bem guardadas quando o sistema instaladopela primeira vez e opera corretamente.MANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO39Tipos de manuteno. A manuteno em um sistema de ar comprimido requer cuidadocomosequipamentos,exigindoatenosmudanasetendncias,erespondendoprontamente para manter as operaes confiveis e eficientes. Para assegurar o mximodedesempenhoetempodeservioparaoscompressores,umarotinaprogramadademanutenoprecisaserelaboradaeseguida.Umacorretamanutenorequerprocedimentos dirio, semanal, mensal, quadrimestral, semestral e anual. A excelncia namanuteno fator chave para aumentar a disponibilidade e confiabilidade de um sistemade ar comprimido, reduzindo o consumo de energia, economizando tempo, cortando cus-tos operacionais e melhorando a produtividade da fbrica e a qualidade dos produtos.1.2.7 - Reduo de perdas devida melhoria no sistema de controlesde compressoresA melhoria do desempenho de um sistema de ar comprimido requer no somente a atenopara os componentes individuais, mas tambm a anlise de ambos os lados do suprimentoe da demanda, e do modo como eles se interagem, especialmente durante o perodo depico na demanda.Ajustando o suprimento com a demanda. Em sistemas de ar comprimido, sistemas decontroles capazes de compensar as constantes variaes na demanda so especialmenteimportantes.Ousodesistemasdecontrole,dearmazenagemedegerenciamentodademanda que atendam aos picos de demanda, mas que tambm operem eficientementecomcargaparcialfatorchaveparaseobterumaelevadaeficinciadosistemadearcomprimido.Controle por cascata. a forma mais comum de controlar os compressores. Cada com-pressorajustadoparaumpontomnimoemximodeoperaodiferenciado,eoscompressores so acionados em seqncia, de acordo com o nvel de queda de presso econseqente demanda de ar comprimido do sistema. Quando a demanda de ar comprimidopequena,somenteumcompressorentraemoperao.medidaqueademandaaumenta,outroscompressoressoacionados.Quandosoutilizadospressostatosconvencionais,necessriaumadiferenamnimade0,5barentreapressomnimaemximadeacionamentodecadacompressorindividual.Adiferenaentreaspressesmximas e mnimas entre os compressores no poder ser inferior a 0,3 bar (Figura II.5).MANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO40Figura II.5 - Controle em cascataA queda de presso em um sistema com quatro compressores pode chegar a 1,4 bar. Coma utilizao de pressostatos eletrnicos, os limites de operao de cada compressor indi-vidualpodemserreduzidospara0,2bar,eaquedadepressonosistemapara0,7bar.Recomenda-se controlar, no mximo, quatro compressores por este mtodo, pois as perdasno sistema decorrentes da largura da banda da presso podem ser elevadas.Controlesdecarga/vazio.Amaioriadoscompressoresutilizammotoresassncronos.Onmerodeciclosdeliga/desligapermissveldiminuicomoaumentodapotnciadestesmotores, e este nmero no corresponde quantidade de ciclos necessria para manter onvel de presso do sistema em uma faixa estreita. Por este motivo, quando a presso mxima atingida, o compressor entra em alvio; ou seja, abre uma vlvula interna, no realizando acompressodoar.Porm,omotorcontinuaemfuncionamentoporalgumtempo,consumindo cerca de 20% da energia necessria para operar o compressor a plena carga.Inversores de freqncia. Compressores controlados por variadores de velocidades noapresentamrendimentoconstantenafaixaderegulao.Emummotorde120hporendimentocaide94%para86%.Aestefatosomam-seasperdasdocompressoreocomportamento no linear da potncia dos compressores. Utilizados de forma errada, osvariadores de freqncia podem aumentar o consumo de energia eltricasem que sejanotado pelo operador do sistema. A instalao de conversores de freqncia somente sejustifica em compressores utilizados para atender a cargas variveis, pois nos compressorespara a carga bsica no devem ser utilizados.MANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO41Controle centralizado. Os controles centralizados so sistemas eletrnicos que coordenamo funcionamento de um conjunto de compressores. Os compressores devem permitir oseu gerenciamento, a transmisso e o recebimento de dados para o controlador central.Oscompressoressoagrupadosdeacordocomsuafuno(cargabsicaoudepico),podendo ser de potncias iguais ou diferentes. A coordenao dos compressores umaatividadecomplexa,eocontrolecentralizadodevesercapaznosdegerenciarofuncionamento dos compressores, como de permitir a utilizao uniforme dos mesmos,garantindoumautilizaoeaocorrnciadedesgastesparecidosentretodososcompressores, reduzindo os custos de manuteno.Um pr-requisito para um controle eficiente (reduo de custos com energia eltrica) agraduaouniformedascapacidadesdoscompressores.Asomadascapacidadesdoscompressores de carga de pico deve ser superior capacidade do prximo compressor decarga bsica. Da mesma forma, utilizando-se um compressor com inversor de freqncia, afaixa de capacidade do mesmo dever ser superior capacidade do prximo compressorde carga bsica a ser acionado. De outra forma a operao econmica dos compressoresfica comprometida.A comunicao entre os compressores e o comando central deve ser confivel, inclusivecom a comunicao de perda de sinais devidos; por exemplo, a cabos partidos.Gerenciamento por faixa de controle. Utilizando-se de faixa de presso de amplitudedefinida, diversos compressores so gerenciados de modo a manter a presso do sistemaentre os limites definidos. O gerenciamento vetorial determina a queda ou o aumento dapresso no sistema entre os limites estabelecidos e calcula o consumo de ar momentneo.Os compressores reagem retroativamente solicitao de ar do sistema. Em sistemas comconsumo muito varivel, este tipo de controle pode levar a vibraes na tubulao, exigindomedidas contra pulsaes. A amplitude mnima de presso a ser obtida por um controledeste tipo fica por volta de 0,5 bar.A anlise de tendncia, por sua vez, permite um controle mais eficiente, pois permite am-plitudesde0,2barparaafaixadecontrole.Estetipodecontroleanalisaopadrodeconsumodearecalculaatendnciadeconsumo,permitindooacionamentodoscompressores frente da solicitao de ar comprimido pelo sistema. Sistemas de anlisede tendncia trabalham com uma preciso ente 0,01 e 0,03 bar, permitindo o gerenciamentode sistemas com variaes bruscas de demanda de ar comprimido. tecnicamente vivelcoordenar at 16 compressores simultaneamente com uma amplitude de 0,2 bar para afaixa de controle.MANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO42Controladores de presso/fluxo. Controladores de presso/fluxo (P/FC) so sistemas decontroledepressoquepodemserusadosemconjuntocomcontrolesdecompressorindividualoudemltiploscompressores,comodescritoacima.UmP/FCnocontroladiretamente um compressor e isso, geralmente, no parte integrante do compressor. UmP/FC um dispositivo que serve para separar (isolar) o lado do suprimento de um com-pressor do lado da demanda, necessitando de um reservatrio para a armazenagem do arcomprimido.Uma das razes para o custo demasiadamente elevado do ar comprimido o fato de oscompressoresnemsempreteremsidoadequadamentedimensionadosparaasnecessidades de variao de consumo da instalao. No raro encontrar compressorestrabalhandocomcarregamentomdiode50%,fatoquenopossvelverificarpelainstrumentao do compressor se o mesmo apresenta somente um hormetro com as horastotais trabalhadas, mas no com as horas trabalhadas em carga parcial ou em alvio. Emsistemas de controles bem ajustados, o carregamento dos compressores pode ser elevadoa 90%, gerando uma economia de energia eltrica de 20% ou mais.1.2.8 - Reduo de perdas usando reservatrio e sistema de estabilizao depressoO compressor, usualmente, funciona fornecendo ar para um reservatrio. Considera-se queosresfriadoresposteriores,ouaftercoolers,soparteintegrantedoscompressores.Asnecessidades instantneas de ar comprimido da instalao so cobertas pelo reservatrio,que, enquanto est cedendo ar para a instalao, permite que o compressor permaneadesligado ou funcione de modo contnuo, sem quedas bruscas de presso. A armazenagemcompensa as flutuaes no consumo e atende aos picos de consumo. Como o motor eltricodesligadopoucasvezes,oseudesgastereduzido.Emalgumasinstalaes,vriosreservatriospodemsernecessrios.Instalaesdegrandeporteconfiguramcasosemque se empregam vrios reservatrios. O volume do reservatrio determinado pela DLEdo compressor, pelo sistema de controle e pelo consumo de ar comprimido. Os reservatriosde ar comprimido desempenham tarefas importantes nos sistemas pneumticos.Reduodaoscilaodoarcomprimido.Devidoaoseuprincpiodeoperao,oscompressores de pisto fornecem uma vazo pulsante. As flutuaes na presso, s vezes,prejudicamofuncionamentodosequipamentosedispositivosconsumidores.Osinstrumentos de controle de operao e medio reagem muito mal a estas flutuaes epodem apresentar erros drsticos. Os reservatrios so usados para balancear tais flutuaesde presso. Nos compressores do tipo de parafusos, o aparecimento dos problemas citadosacimamuitoreduzido,devidoaoseuprincpiodefuncionamentonaproduodoarcomprimido.MANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO43Atender a picos de demanda. Para os sistemas usurios que apresentam ferramentas deusoespordico,terminaisusadosparalimpezaouequipamentospneumticoscomconsumos elevados mas que funcionam por curto perodo, o volume de ar do reservatrio utilizado para minimizar ou eliminar a necessidade de compressores de maior capacidadeapenas para atender a esses curtos perodos de demanda. Em alguns casos justifica-se aaquisio de um ou mais compressores para atender apenas a esse tipo de carga.Os reservatrios de ar comprimido so absolutamente necessrios em sistemas em que oscompressores tm funcionamento intermitente e com muitos tempos mortos. A flutuaoda presso no deve exceder a 20% da presso mxima de operao (por exemplo, paraumapressomximade10barpermitidaumaflutuaodeat2bar).Casoocorramflutuaesmaiores,poderoocorrerproblemasestruturais,principalmentenaspartessoldadas do tanque, pelo aparecimento de tenses adicionais que levam a falhas por fadiga.Para sistemas assim, devero ser usados reservatrios de construo especial.Volume dos reservatrios (VR). Diversas so as indicaes para o clculo do volume doreservatrio.Ovolumedependedosmecanismosdecontroleeautomao,dotipodecompressor empregado e do regime de funcionamento. O reservatrio deve ter capacidadesuficienteparaatenderacargasinstantneaselevadasouespordicas.Otamanhodoreservatrio e o nmero de partidas por hora permitidas para motores de compressores(TC)sovariveisqueserelacionam.Algumasregrasprticasindicadasnaliteraturarecomendam:- Volumede10a100%davazoemm/minqueosistemadeveatender(VR = 0,1 a 1 x Q), em que Q a demanda do sistema.- Parasistemascomconsumoconstante,geralmente,compressoresaparafuso,VR = DLE / 3.- Parasistemascomconsumointermitente,geralmente,compressoresapisto,VR = DLE.Sistemasfuncionandocomcompressoresapistorequeremreservatriosmaioresparapermitir melhor equalizao do fluxo de ar, evitando-se os pulsos de ar gerados nesse tipode compressor.Dica: Quanto maior o diferencial de presso permitido, menor ser o reservatrio oumenos tempo o compressor ir funcionar.Caso se queira reduzir o tempo em alvio dos compressores, isto , economizar energia,deve-se aumentar o tamanho dos reservatrios e/ou aumentar o diferencial de presso,reduzindo a presso de entrada em operao, se for possvel.MANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO441.2.9 - Reduo de perdas pelo tratamento do ar comprimidoOsequipamentosmaismodernosqueutilizamarcomprimidoexigemqueesteestejacompletamentelivredeimpurezas,seco(isentodegua)e,emcertasaplicaes,atesterilizado. As impurezas contidas no ar atmosfrico so normalmente invisveis a olhonu. Elas podem danificar e reduzir a performance de funcionamento dos equipamentospneumticos, podendo at, em certos casos, provocar falhas nos produtos finais do usurio/ indstria. Em mdia, 1 m3 de ar atmosfrico contm mais de 180 milhes de partculas, detamanhosquesedistribuementre0,01e100m,ede5a40g/mdegua. Tambmcomum existir material oleoso na base de 0,01 a 0,03 mg/m3 em suspenso na forma deaerossis e de hidrocarbonetos gasosos. Em certos locais tambm so encontrados traosde material pesado, como: chumbo, cdmio, mercrio e ferro. Quando o ar comprimido,ovolumeocupadopeloarreduzido,eaconcentraodessasimpurezasaumentabruscamente.Porexemplo,nacompressodeara10baraconcentraodeimpurezasaumenta 11 vezes. Assim, o volume de 1m3 de ar comprimido nesta presso conter cercade 2 bilhes de partculas. Benefcios obtidos com o tratamento do ar comprimido aumento da vida til dos equipamentos consumidores de ar comprimido; melhoria na qualidade do produto final; iseno de condensado e sujeiras nas tubulaes pneumticas; reduo de problemas mecnicos por mau funcionamento, causado por essas sujeiras; reduodecustoscomaaquisiodedispositivosdecoletaeaeliminaodecondensado das linhas; reduo dos tempos mortos, devido manuteno corretiva; reduodeperdasdepressonadistribuiodear,poreliminarasresistnciasaoescoamento do ar; e reduo do consumo de energia, que diretamente ligada perda de presso.A presena das impurezas e de gua no ar atmosfrico, admitida no sistema de compresso,poder causar problemas em diversas partes do sistema de ar comprimido. Por exemplo:aumentarodesgastedastubulaesedosequipamentosconsumidoresegerarapossibilidadedereduodaqualidadedosprodutosdoprocessofabril.Emalgumasaplicaes, o uso do ar comprimido sem o devido tratamento pode causar danos muitograves e at prejudiciais sade. Tendo em vista essas consideraes, torna-se importanteque o ar seja tratado; ou seja, retirado o mximo possvel de particulados, leo e gua.MANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO45Secagem do ar comprimido. Uma parte importante no tratamento do ar comprimido cumprida pela retirada da gua do ar comprimido. Esta ao, denominada secagem do arcomprimido, oferece inmeras vantagens aos usurios de ar comprimido, em termos dequalidade, durabilidade e manutenbilidade.Aftercooler ou resfriador posterior de ar comprimido. O aftercooler um trocador decalor, que resfria o ar comprimido, possibilitando a precipitao primria do condensado,evitandoqueaguafiquenastubulaes.Oresfriamentodoarcomprimidopodeserrealizado por gua ou ar. A posio de instalao dever ser logo aps o compressor, antesdo reservatrio e do sistema de secagem do ar. Cerca de 80-90% do condensado deveroser precipitados pela ao do aftercooler e do secador. De modo geral, o ar comprimidodeixa o aftercooler com a temperatura 10C acima da do fluido de resfriamento usado: arougua.Atualmente,osresfriadoresposterioresestoincorporadosaocompressoremum nico conjunto.Osmtodosdesecagemusamosprincpiosde:condensao,soroedifusoparaaretirada da gua contida no ar. Condensao. Consiste na precipitao da gua quando o ar resfriado do seu pontode orvalho. Soro. a secagem por remoo qumica da umidade. Neste processo, o ar obrigadoa entrar em contato com um material higroscpico, que poder ser lquido ou slido(exemplo: cloreto de sdio e cido sulfrico). Difuso. a secagem por transferncia molecular em pelcula.Com o tempo de uso,a pelcula tem que ser regenerada. Existem dois tipos de regenerao: a frio e a quente.Emboraexistaapossibilidadedeutilizaodesecadoresdetodosostipos,arealidademostraqueparaousonormaldearindustrialossecadoresquefuncionamnabasedecondensao, denominados secadores de ar por refrigerao, so, de longe, os mais utilizados.O uso de secadores de soro exige o consumo de material higroscpico, de parcela do arproduzido e de uma fonte de energia para regenerao do material secante. Deste modo,torna-se um processo menos eficiente e mais caro. Entretanto, este tipo de secador deveser empregado quando se deseja um ar praticamente isento de gua, pois ele pode levar opontodeorvalhoa-40C,enquantoossecadoresporrefrigerao,paraasmesmascondies, atingem pontos de orvalho entre 2 e 10C. Como seu emprego para secagemcompleta limitado a aplicaes especficas, faremos consideraes somente sobre o usodesecadoresdearporrefrigerao.Primeiramente,verificaremosondedeveserposicionado o secador num circuito de ar comprimido.Posicionamentodossecadorescomrelaoaoreservatriodear.ExistemduasMANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO46possibilidades de arranjo de um sistema de secagem do ar comprimido por refrigeraoemumainstalao.Osistemapodeserinstaladoantesoudepoisdoreservatriodearcomprimido. A deciso de se utilizar uma ou outra situao depende das consideraessobre as vantagens e desvantagens da escolha.Filtragem do ar comprimido. Os filtros utilizados nas instalaes tm a funo de retirarpartculas slidas e leo presentes no ar comprimido.Filtros e terminologia dos filtrosa)Filtros coalescentes Filtros coalescentes grau AOUsados para a remoo de partculas de at 1 micron, inclusive gua e leo condensado.A remoo de leo prescreve um residual mximo de leo de 0,5 mg/m de ar a 21oC. Filtros coalescentes grau AAUsadosparaaremoodepartculasdeat0,01micron,inclusiveguaeleocondensado. A remoo de leo prescreve um residual mximo de leo de 0,01 mg/mdeara21oC. Ainstalaodestefiltrodeveserprecedidaemsrieporumfiltrocoalescente do grau AO. Filtros coalescentes grau ACS e AC (carvo ativo)Usados para a remoo de vapores de leo, propiciando um contedo remanescentemximo de leo menor que 0,003 mg/m de ar (0,003 ppm) a 21oC. A instalao destefiltro deve ser precedida em srie por um filtro coalescente do grau AA. Os filtros ACSe AC no removem CO/ CO2 ou qualquer outro gs txico.A concentrao usualmente medida pela proporo do peso das impurezas pelo volume[mg/m3 ] do ar comprimido. Para concentraes muito baixas, a medida de concentrao usualmente definida pelo nmero de partculas por unidade de volume [n de partculas/cm3]. A quantidade de partculas por unidade de volume como medida de concentrao utilizadaparamediraeficinciadefiltragemdefiltrosdealtodesempenho.Amedioprecisa e acurada do peso e ou quantidade de partculas por unidade de volume envolvemuito trabalho e instrumentos de medio delicados.1.2.10 - Reduo de perdas na drenagem do condensadoA compresso produz a umidade em forma de gotas de gua (condensado). Esta gua usualmentedrenadadedentrodoreservatrio.Partedocalorgeradonoardevidocompressoretiradaecedidaaomeioqueenvolveoreservatriopelassuperfciesexternas do reservatrio, e ento o ar resfriado. Esse resfriamento que origina o fato degrandepartedocondensadoserprecipitadonasparedesinternasdoreservatrio.OMANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO47condensado coletado no fundo do reservatrio e removido para o exterior por meio deum conjunto adequado de drenagem. Nos reservatrios em instalaes onde na grandeparte do tempo ficam sem funcionar, as paredes podero ter corroso pelo condensado. Agalvanizao das superfcies em contato com o condensado pode reduzir este problema.Porm,seocondensadodrenadoconstanteeregularmente,noabsolutamenteessencialagalvanizao.Quandoocondensadocontmconcentraesdeagentesagressivos, a galvanizao absolutamente necessria.Sempre e onde aparecer nos sistemas pneumticos, o condensado deve ser drenado. Casocontrrio,eletomarcontadetodaatubulao,eoarotransportarparaondefor.Acoletaeaeliminaodecondensadorepresentaumcustooperacionalobrigatrio.Ocondensado deve ser drenado tambm para que possam se manter as perdas de pressodo sistema sob controle. Deve-se levar em conta que a formao de condensado no ocorreem regime constante. A quantidade de condensado varia com a vazo, a temperatura e aumidade do ar que aspirado pelo compressor.Classificaodostiposdedrenagemparacondensado.Paraselecionarotipodedrenagemdecondensadoaserusado,devem-seobservarotipodecondensadoeascondies de formao do mesmo. A partir da, deve-se escolher o tipo de drenagem a serutilizado. Para cada local de aplicao do ar comprimido, o condensado gerado ir orientaro uso.Alguns fatores que devem ser levados em conta so:- condensados muito agressivos;- condensados pastosos;- reas com perigo de exploso;- redes que operam com presses muito baixas ou mesmo vcuo; e- redes que operam com presses muito altas ou super altas.Drenagempormeiodevlvulasmanuais.Ocondensadodeversercoletadoemrecipientes apropriados, onde poder ser tambm armazenado por algum tempo. O pessoalde operao dever verificar o nvel deste recipiente em intervalos de tempo regulares. Senecessrio, o condensado dever ser drenado, por meio da abertura de uma vlvula manualinstaladanofundodorecipiente,eseresgotadodiretoparaoesgoto.Suasprincipaiscaractersticas so:- construo simples e barata;- no necessita do uso de eletricidade; e- no tem alarme ou aviso de que o reservatrio esteja cheio (portanto, a verificao denvel de condensado dever ser feita em intervalos de tempo regulares).MANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO48Drenagem com controle de nvel. No interior do recipiente de condensado existe umabia que controla a abertura da vlvula de sada no fundo do tanque, por intermdio doacionamento de uma alavanca. Se o nvel do tanque alcana determinada altura, a alavancaefetua a abertura da vlvula. A presso do sistema obriga o condensado a sair do recipiente.Quando o nvel atinge certos valores, a alavanca funciona em sentido contrrio, fechandoavlvuladesadaeevitandoquearcomprimidodalinhaescape.Suasprincipaiscaractersticas so:- simples e barato;- no usa eletricidade, o que o torna utilizvel em reas com perigo de exploso;- no h perda de ar comprimido;- por ter partes mveis e entrar em contato direto com o condensado, o sistema necessitade ter manuteno mais regular;- no tem sinal de alarme; e- as vlvulas de bia devem ser escolhidas para cada tipo de condensado.Drenagem por meio de vlvulas magnticas de comando temporizado. O condensado acumulado em um recipiente apropriado. Em intervalos de tempo regulares e fixados (1 a30 min.), uma vlvula magntica opera a abertura de uma sada de dreno de condensado nofundo do tanque. Depois de um tempo de operao, por exemplo, de 0,5 a 10 s, a vlvulafecha. O condensado lanado para fora do recipiente pela presso do sistema.NotaPara garantir a retirada total do condensado formado, deve-se otimizar o tempo defuncionamento,ouseja,otempodeaberturaefechamentodavlvula.Esteajustedevervariar,poisnoveroaquantidadedecondensadomaiorquenoinverno,devidoaoaumentodaumidadenoaratmosfrico.Oajustedeverserotimizadopara que no se permita fuga de ar comprimido pelo dreno.Suas principais caractersticas so:- operao muito confivel (o sistema tem confiabilidade, por resolver o problema daeliminao do condensado);- so necessrias ligaes eltricas;- nenhum sinal de mau funcionamento poder ser visto externamente;- no possui nenhum sinal de alarme; e- a vlvula magntica s opera quando o compressor ligado.MANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO49Drenagemutilizandomedioeletrnicadevolumeocupado.Ocondensadorecolhido em um recipiente adequado. To logo o nvel mximo permitido no recipiente alcanadopelocondensadoarmazenado,umsensordenvel(Ni-2)habilitaavlvulamagntica, que abre uma linha de controle, liberando presso da linha de ar, que age sobreum diafragma. A fora sobre o diafragma cessa, e a vlvula relaxada, abrindo passagemparaotubodesada. Tologoonvelmaisbaixoatingido,osensor(Ni-1)habilitaofechamento eletrnico da vlvula magntica. O diafragma da vlvula se fecha antes que oar comprimido escape. Suas principais caractersticas so:- operao bastante confivel;- o sistema funciona muito bem, mesmo com condensados problemticos;- como a seo de passagem do condensado bem grande, no existe a possibilidadedesujeirasematerialcoaguladoficaremretidosnorecipiente,poisadescargarealizada sem dificuldade;- no existe perda de presso;- necessrio ligao eltrica;- funcionamentoflexvel(osistemaseadaptaautomaticamentesmudanasdascondiesdeoperao:variaonaviscosidadeeflutuaesdepressodocondensado);- possuialarme(seacontecerumdefeitonadrenagemdocondensado,oalarmeacionadoem60s-avlvulamagnticaoperaautomaticamenteodiafragmaemintervalos seguidos);- sinal externo (um LED fica piscando, chamando a ateno dos operadores); e- faixa de desempenho timo bem ampla.Drenagemutilizandobiaparacontroledenvel.Ocondensadorecolhidoseguediretamente para uma cmara de coleta da drenagem do condensado. Uma bia acionaumahastedentrodeumaguia,acompanhandooaumentodenveldocondensadonacmara.Estaguiatemtrscontatoseltricos,queregistramonveldecondensadonacmara. To logo a bia atinja o contato 2, o controlador eletrnico habilita a abertura davlvulamagntica.Apressosobreodiafragmadavlvularelaxada,viaumalinhadecontrole, e o tubo de sada aberto. A presso do sistema fora o condensado para fora,por um tubo vertical.Onveldocondensadonotuboabaixaeumcontroladorfecha,depoisdeumtempoajustado, para que o ar comprimido no escape. Caso o nvel do condensado no alcanceo contato 1 no intervalo de tempo, o dreno ser automaticamente aberto em intervalos detempos e novamente fechado depois de um perodo prefixado. Isto garante que a cmarade acumulao de condensado esteja sempre vazia. Se o nvel de condensado alcana oMANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO50contato 3, o controle atua e liga um alarme. Suas principais caractersticas so:- exigncia de limpeza peridica;- no causam perda de presso; e- existncia de contato eltrico.1.3 - ExemplosExemplo 1- Compressor do tipo parafuso aspirando ar no interior da casa de mquinas.- Temperatura do ar aspirado dentro da casa de mquinas: 41C.- Temperatura do ar atmosfrico: 32C.- Procedimento de melhoria: instalao de um duto de aspirao ligando o filtro primrioao exterior da casa de mquinas.- Resultado esperado: reduo no consumo de energia eltrica.Procedimento:- Da Tabela II.1, o valor para 41C (obtido por interpolao entre os valores 38C e 43C) igual a6,8% (incremento)- Da Tabela II.1, para 32C = 3,8%- Diferena de incrementos: 6,8 - 3,8 = 3%- Percentual de 3,0% energia economizada sobre o que se estiver consumindo at ento.Considerando tratar-se de um motor eltrico de 150 CV, cuja potncia de trabalho mdiaem regime de compresso da ordem de 93 kW, e que o ciclo de trabalho opera 11 horaspor dia e 26 dias por ms de compresso efetiva, tem-se:- Consumo mdio mensal anterior: 26.598 kWh.- Economia mensal com a reduo da temperatura do ar aspirado: 798 kWh.- Considerando-se um preo mdio de 0,20 R$/kWh, economiza-se a importncia deR$ 159,60/ms ou R$1.915,00/ano.Exemplo 2 Compressor de pisto operando com a presso de desarme de 8,5 bar. Presso de trabalho dos equipamentos pneumticos = 6 bar.MANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO51 Presso ideal de desarme (considerando as perdas normais do sistema) = 6 + 0,8 = 6,8bar. Presso de desarme excedente = 8,5 - 6,8 = 1,7 bar. Potncia correspondente presso de desarme = 7,14 cv/m3/min (valor obtido porinterpolao na Tabela II.3). Potncia correspondente presso de desarme ideal = 6,43 cv/m3/min (valor obtidopor interpolao na Tabela II.3). Potncia devida ao excedente de presso = 7,14 - 6,43 = 0,71 cv/m3/min (que representa11%deaumentosobreoconsumoesobreovalordapotnciacorrespondenteaovalor da presso ideal). Percentualdereduodepotnciaedeenergiaeltricaconsumidanomotordeacionamento do compressor 11%.Considerandoquesetratadeummotorde60cv,cujapotnciadetrabalhomdiaemregime de compresso da ordem de 39 kW, e que o ciclo de trabalho opera 16 horas pordia durante 30 dias por ms em compresso efetiva, tm-se: Consumo mdio, considerando a presso de desarme excedente: 18 720 kWh/ms. Potencial de economia com a reduo de 1,7 bar na presso de desarme: 2059 kWh/ms. Reduodecustoscomenergiaeltrica,considerandoopreomdiode0,20R$/kWh = R$ 411,00/ms ou R$ 4 941,00/ano.Exemplo 3Uma instalao com trs compressores trabalhando entre 8 e 7 bar ('P = 1), cada um comDLEde2m/min(33,33l/s),a8bar,reservatriode3.000letemperaturaambientede30C. Os motores de acionamento possuem ciclos mnimos de 5 minutos, isto , taxa deciclos seguidos do motor -TC = 12, potncia em carga de 12 kW e em alvio de 2,5 kW. Osistema demanda 3,6 m/min (60 l/s) em mdia, mas apresenta uma demanda adicional de2,4 m/min (40 l/s) durante 20 segundos a cada 10 minutos.Dois compressores esto regulados para, ao atingir a presso de 8 bar na rede de ar, entrarememalvio,assimpermanecendoatqueapressoreduzaa7bar.Seaps5minutosapresso no atingir esse valor, eles so desligados. O outro compressor, que est reguladopara uma faixa de presso maior, trabalha continuamente, conforme verificado.O sistema funciona 24 h/dia, 720 h/ms. Devem-se verificar as opes de otimizao atuandono tamanho do reservatrio e/ou no diferencial de presso.Consideraes iniciais:MANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO52Figura II.6 - Croqui do exemploO sistema demanda 100 l/s por 20 s a cada 10 minutos e 60 l/s no tempo restante.O reservatrio abastece o sistema. Quando a presso atinge 8 bar, os compressores 2 e 3entram em alvio, at que a presso atinja 7 bar.Verifiquemos o ciclo de funcionamento do sistema,partindo do reservatrio cheio (P1 = 8 bar ; V1 = 3 m; 1 = 10,47 kg / m),para a situao de acionamento dos dois compressores (P2 = 7 bar ; V2 = 3 m; 2 = 9,31 kg / m).Da equao geral dos gases P. V =m . R . TR= constante do arm = . VO volume permanece o mesmo, mas a massa varia. Considerando que a temperatura sera restabelecida e constante, podemos escrever que:P / m = constanteLogo:P1 / m1 = P2 / m2 m2 = P2 . m1 / P1 m2 = P2abs .U1 . V1 / (P1abs . U2) (4.6)Utilizandoosdados,temosquem1=31,42kgem2=27,93kg.Teremosasseguintessituaes, num ciclo:t0 reservatrio a 8 bar, compressor 1 com vazo de 33,33 l/s e demanda do sistema de100 l /s, reservatrio perdendo massa.t1 -ao se perder 3,49 kg de ar, os compressores 2 e 3 sero acionados - demanda e produoigual a 100l/s.t2 -at os 20s, a presso do reservatrio ficar constante.t3 - Retornando a demanda para 60 l/s, os 40 l/s excedentes enchero o reservatrio denovo at a presso de 8 bar, entrando os dois compressores em alvio.MANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO53t4 - haver uma demanda excedente de 26,67 l/s (60 33,33), que esvaziar o reservatrioat 7 bar. Os compressores 2 e 3 sero acionados - produo igual a 100l/s. Volta situaot3. Esse ciclo (t3 - t4 - t3) permanece at completar 10 minutos, quando reinicia-se o ciclode t0 a t4.Devido variao de massa especfica durante os ciclos, usaremos valores mdios. A TabelaII.6 resume a situao encontrada.Tabela II.6 - Situao encontrada0 t 1 t 2 t 3 t 4 t) s ( t 0 3 , 3 0 2 4 , 5 2 6 , 3 3) s / l ( Q 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 6 0 6) r a b ( P 8 7 7 8 71 C - ) s / l ( E L D 3 3 , 3 3 3 3 , 3 3 3 3 , 3 3 3 3 , 3 3 3 3 , 3 32 C - ) s / l ( E L D 0 3 3 , 3 3 3 3 , 3 3 3 3 , 3 3 03 C - ) s / l ( E L D 0 4 3 , 3 3 4 3 , 3 3 4 3 , 3 3 0- 3 C e 2 C a g r a c m e s o i v l a m e s l a t o T s o l c i c. s 0 2 s p a 4 , 5 2 , 8 6 , 3 1 7 , 2 4. n i m 0 1 m e 8 , 8 4 2 2 , 1 5 3 0 , 0 0 6% 1 4 % 9 5 % 0 0 1W k - a i c n t o P 2 1 5 , 2l a t o t * o m u s n o C 1 , 4 0 8 5 1 5 , 7 0 1 2 2 1 9 7 1 h W k1 C i u l c n i *MANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO54Com a proposta de operar apenas dois compressores, mantendo um de reserva, conformea Tabela II.7 apresenta. Nesse caso, prope-se que t1 coincida com t2, para evitar que C3opere.Tabela II.7 - Situao proposta0 t 1 t 2 t 3 t 4 t) s ( t 0 0 , 0 2 0 2 1 , 0 2 1 1 , 5 4 1) s / l ( Q 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 6 0 6) r a b ( P 8 ? ? 8 ?1 C - ) s / l ( E L D 3 3 , 3 3 3 3 , 3 3 3 3 , 3 3 3 3 , 3 3 3 3 , 3 32 C - ) s / l ( E L D 3 3 , 3 3 3 3 , 3 3 3 3 , 3 3 3 3 , 3 3 03 C - ) s / l ( E L D 0 0- 2 C e 1 C a g r a c m e s o i v l a m e s l a t o T s o l c i c. s 0 2 s p a 1 , 0 0 1 0 , 5 2 1 , 5 2 1 6 , 4. n i m 0 1 m e 1 , 4 6 4 9 , 5 3 1 0 , 0 0 6% 7 7 % 3 2 % 0 0 1W k - a i c n t o P 2 1 5 , 2l a t o t * o m u s n o C 2 , 3 2 3 5 1 7 , 7 0 4 h W k 1 3 7 5 11 C i u l c n i *Para conseguirmos esse ciclo de operao, podemos reduzir a presso mnima do sistemaou aumentar o volume do reservatrio ou ambos.As trs solues encontradas so apresentadas na Tabela II.8. Elas foram obtidas variando-se a presso e/ou o volume do reservatrio de modo a obter-se t1 = 20 s. Nesse tempo,haver uma fuga de 666,67x10-3 m3 (20 x 33,334 x10-3 m3), que, multiplicada pela densidademdia(U),representaamassaqueoreservatriopoderperderemanteracondioproposta.U( -0,00407 p - 0,00398 ) T + (1,31285 p + 1,2867 ) (kg/m3)em que:p - Presso do ar; eT - Temperatura do ar.MANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO55Tabela II.8 - Alternativas encontradasA V I T A N R E T L A O I R T A V R E S E R O D E M U L O V A M I N M O S S E R Po s s e r p a d o u d e r - 1 m 0 , 3 r a b 5o i r t a v r e s e r o d o t n e m u a - 2 m 2 , 9 r a b 7s a b m a - 3 m 6 , 4 r a b 6Caber ao pessoal do processo verificar se possvel reduzir a presso sem prejudicar aproduo.Quaisquerdassoluespromoverumaeconomiade12%doconsumodeenergia e poder reduzir a demanda em at 12 kW.Existem outras solues: utilizando ou no o terceiro compressor; atuando no tempo dealvio; e automatizando o funcionamento dos compressores com a demanda. H outras,que no so o objetivo do tema estudado.Oarquivo exerciciocap4,queconstanoCDqueacompanhaesteManual,apresentaasplanilhas usadas no clculo.Exemplo 4Este exemplo mostra como determinar a vazo de condensado, Qc, que realmente ir seprecipitar quando o ar comprimido. Este volume o que dever ser retirado do sistema.Ar atmosfrico aspirado a presso de 1 bar abs, temperatura de bulbo seco de 35C, umidaderelativa e a mxima fornecida pela meteorologia de 80% e 39,6 g/m, descarga livre (DLL)de 2000 m/h na presso final P2 = 7 bar (8 bar abs). A instalao de compresso compreendeum compressor em srie com um aftercooler (resfriador posterior de ar), um reservatriode ar comprimido e um secador de ar comprimido por refrigerao e as condies conformemostradas no esquema representado na Figura II.7.MANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO56Figura II.7 Condies do exemploO ar atmosfrico contm uma quantidade de gua. No caso acima, a vazo de gua aspirada dada por:Qagua = DLL x Gs x URQagua = 2000 x 0,0396 x 0,80 = 63,4 kg/h # 63,4 l/hNocompressor,oaraquecidoporcompressoaP2.Imediatamente,resfriadopeloaftercooler, que leva o ar a atingir a temperatura de 40C, alcanando 100% de umidaderelativa,eaocondensadoseprecipita(Qc1).Naprtica,nopossvelcoletartodoocondensado,poisparcelaarrastadapelofluxodear.Assumindoumaeficincia(H)doaftercooler de 90%, temos:QRc = Qc . HQ c1 = Qagua -(DLE2 x Gs2 x UR2)DLE2 = DLL / P2 = 2000 / 8 = 250 m3/hGs2 = 50,7 g de gua/ m , da Tabela II.9Qc1 = 63,4 - ( 250 x 0,0507 x 1) = 50,7 kg/h # 50,7 l/hQRc1 = 50,7 x 0,9 = 45,6 kg/hA vazo de gua contida no ar que vai para o reservatrio ser:Q agua2= Qagua -QRc1 = 63,4 45,6 = 17,8 kg/hMANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO57Logoaps,aoentrarnoreservatrio,sofreligeiraexpanso,esuatemperaturaequalizacom a do ambiente, de 35C (Gs3 = 39,6 g/m), UR de 100%. No reservatrio, nova quantidadede condensado se precipita (QRc2). Mantendo a eficincia de drenagem em 90%, temos:QRc2 = Qc2 . HQc2 = Qagua2 -(DLE3 x Gs3 x UR3)Qc2 = 17,8 - ( 250 x 0,0396 x 1) = 7,9 kg/h # 7,9 l/hQRc2 = 7,9 x 0,9 = 7,1 kg/hTabela II.9 - Mxima umidade do arA R U T A R E P M E T O A R U T A S E D O S S E R P A M I X M E D A D I M U) C ( ) r a b ( ) m / g (0 3 2 6 0 0 , 0 8 , 45 1 9 8 0 0 , 0 1 , 70 1 1 5 2 1 0 , 0 4 , 95 1 8 3 7 1 0 , 0 8 , 2 10 2 3 8 3 2 0 , 0 3 , 7 15 2 9 2 2 3 0 , 0 0 , 3 20 3 5 2 3 4 0 , 0 4 , 0 35 3 3 3 7 5 0 , 0 6 , 9 30 4 0 2 5 7 0 , 0 7 , 0 55 4 1 7 7 9 0 , 0 4 , 5 60 5 8 7 5 2 1 , 0 3 , 2 8A vazo de gua contida no ar que vai para o reservatrio ser:Q agua3= Qagua2 -QRc2 = 17,8 7,1 = 10,7 kg/hDepois, o ar comprimido ser resfriado no secador por refrigerao na temperatura de 5C.Ocondensadodoarsertodoprecipitadoedrenadodosecador,(QRc3).Comohumaperda de carga (0,1 bar), o DLE ter que ajustado.QRc3 = Qagua3 DLE4 x

Gs4 x UR4Gs4 = 7,1 g de gua /m, da Tabela II.9QRc3 = 10,7 250 x (8 / 7,9) x 0,0071 = 8,9 kg/h # 8,9 l/hA vazo de gua contida no ar que vai para a rede ser:Q agua4= Qagua3 -QRc3 = 10,7 8,9 = 1,8 kg/hMANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO58Para a temperatura da rede de 35C (Gs3 = 39,6 g/m), a umidade contida ser:UA = 1,8 / (250 x 8 / 7,9) = 0,0071 g/mLogo, o ar sair com uma umidade relativa de:UR = 0,0071 / 0,0396 = 0,18 ou 18%A vazo de gua retirada do ar ser a soma de todas as parcelas, QRc. Logo:Qc= 45,6 + 7,1 + 8,9 = 61,6 kg/h # 61,6 l/hEmvintequatrohorasdefuncionamentopordia,retiram-sedoarcerca1500litrosdegua, sendo que o secador responsvel por retirar cerca de 240 l.Exemplo 5 - Exemplo de clculo de h de filtroUm aparelho de ar comprimido tem a concentrao de impurezas antes da filtragem C1 =30 mg/m3. Aps a filtragem, a concentrao de impurezas C2 = 0,003 mg/m3, compostapor partculas de tamanho maiores que 3 m.K KK KK = 100 - ( C2/C1 x 100 )K KK KK =100 - [(0,003/30) x 100] = 99,99O filtro tem uma taxa de separao de 99,99% relativa a partculas maiores que 3 m.1.4 - Sugestes para identificar oportunidades na gerao- Revise o padro da demanda de ar comprimido para determinar se o armazenamentoest sendo benfico.- Examine as aplicaes de ar comprimido para determinar se podem ser supridas porumcompressormenorcomarmazenagemseparadaparareduzirasflutuaesdosistema causadas por uma demanda intermitente.- Revise as aplicaes de ar comprimido e determine o nvel de presso necessrio.- Reviseopadrodademandadosistemadearcomprimidoparadeterminarqualmtodo de estabilizao da presso mais apropriado.- Entenda as necessidades do seu sistema pelo desenvolvimento dos perfis de pressoe de demanda antes de investir em controles adicionais.- Identifique os usos finais que so afetados pelos problemas de presso.- Inspecioneosequipamentosexistentesparaassegurar-sedequeestoemboascondies operacionais.MANUAL PRTICO - EFICINCIA ENERGTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO59- Uma vez implementado esta aes, trabalhe com um especialista em ar comprimidopara casar (adaptar) a estratgia de controle com as reais necessidades do seu sistema.- Estabelea um programa de manuteno regular, bem organizado, de acordo com asespecificaes dos fabricantes.- Indique algum da instalao para ter a responsabilidade de cuidar para que todas asnecessidadesdemanutenesdosistemadearcomprimidosejamrealizadascorretamente, no tempo programado e adequadamente documentada.- Reviseosequipamentosdetratamentodearcomprimidoparaconfirmarseestoperando adequadamente.- Inspecione a entrada de ar do compressor para certificar-se de que ele esteja limpo esem ameaa de contaminao.IDENTIFICAODASOPORTUNIDADESNADISTRIBUIO DE AR COMPRIMIDOA funo do sistema de distribuio transportar o ar comprimido desde os compressorese/ou reservatrios de acumulao at os pontos de uso final. A eficincia na distribuiodearcomprimidodeterminadapelacapacidadedeconduziroarcomprimidocommenores perdas possveis.2.1 - Identificao dos fatores que afetam a eficincia na distribuiode ar comprimidoAsprincipaisperdasdeeficinciaenergticaemumsistemadedistribuiodearcomprimido so decorrentes de: (1) queda de presso entre o compressor e os pontos deconsumo de ar; e (2) vazamentos de ar. Em geral, a linha de distribuio deve ser projetadapara que a queda de presso entre o ponto de gerao e o de consumo no ultrapasse olimite recomendvel de 0,3 bar ou 5 % da presso de gerao. No entanto, durante a vidatil de uma instalao pode ocorrer que novos pontos de consumo sejam incorporados,comsuasdemandasdevazodearespecficas,fazendocomqueolimitedeperdadecarga seja ultrapassado.Uma queda de presso elevada na distribuio pode dar origem a uma presso de ar nopontodeconsumoinferiorprevista,ocasionandoperdadepotncianasferramentaspneumticas. Nas redes de distribuio, sempre que for possvel, recomendvel que seutraado seja em forma de a