Como instalar linha de ar comprimido Industrial
O ar comprimido está presente em grande parte das indústrias de alimentos e tem duas utilidades principais. A primeira é o acionamento de máquinas com atuadores pneumáticas, geralmente linhas de envase e ensaque. A segunda utilidade é para limpeza de superfícies e máquinas.
Como definir a potência do compressor?
O projeto de uma linha de ar comprimido começa com o dimensionamento da linha. Ao adquirir um equipamento industrial o fornecedor irá fornecer os requisitos de funcionamento do equipamento. O requisito de ar comprimido será expressado em pcm (pés cúbicos por minuto), que é uma medida de vazão de ar comprimido produzida, e geralmente será 10 ou 20 pcm. Também será indicada a pressão de operação máxima e mínima, geralmente na faixa de 3 a 8 bar.
Para dimensionar o compressor, basta somar o requisito em vazão de ar. Supondo duas máquinas com requisito de 10 pcm, utilizaremos um compressor com 20 pcm. Esta é a forma simplificada, pois considera que as duas máquinas estarão operando simultaneamente e que não será utilizado ar comprimido nos bicos de limpeza durante a operação.
Em um projeto, uma boa prática é dimensionar a linha com 25 a 50% de capacidade extra, já prevendo uma expansão potencial da linha. O aumento no custo será relativamente baixo e, se no futuro houver necessidade de expansão, não será necessário realizar novamente o gasto com um compressor ou com a remoção da tubulação atual para instalação de uma maior.
Como definir o diâmetro da tubulação?
O diâmetro é calculado geralmente através de um software de projeto. Em linhas curtas ainda é possível calcular a mão.
Quando o ar se desloca pela tubulação ele perde energia. Essa perda de energia resulta em perda de pressão, portanto a pressão no ponto de consumo não é a mesma da medida no manômetro do compressor.
Quanto mais longe estiver o compressor do ponto de consumo, maior será a perda de pressão. Mas nós podemos suavizar este efeito através do aumento do diâmetro da tubulação, pois em uma tubulação maior há menos atrito.
Esta perda de carga é alavancada pela presença de curvas, joelhos, válvulas e outros acessórios, pois eles criam obstáculos para o fluxo de ar, da mesma forma como as curvas de um rio diminuem a velocidade da água escoando nele.
Por isso, é importante definir o traçado da rede para definir com exatidão a extensão da tubulação e os acessórios presentes.
Com todas essas informações em mãos são feitos os cálculos para definir o menor diâmetro de tubo necessário para garantir o funcionamento das máquinas sem gastar mais do que o necessário.
Onde colocar o compressor?
O compressor de ar tem alguns requisitos que devem ser respeitados para funcionar corretamente.
1. Deve ter acesso a ar limpo. Se o compressor de ar for instalado em lugares com muita poeira, esta poeira irá estragar os pistões do compressor.
2. Precisa de ar fresco. A compressão de ar libera muito calor por sí só, fazendo com que a temperatura do ar ao redor do compressor aumente consideravelmente. Caso não seja feita a correta renovação do ar o compressor irá pressurizar ar cada vez mais quente e poderá sofrer de superaquecimento. Além disso, como o ar quente expande, a eficiência do compressor será cada vez menor quanto mais quente for o ar.
Uma prática tradicional da indústria é instalar o compressor do lado externo da fábrica, dentro de uma casa de máquina construída para ele. Essa sala deve ser bem ventilada, ter ar limpo e permitir o acesso do técnico para manutenção.
Qual material devo utilizar na tubulação de ar comprimido?
As linhas de ar comprimido industrial são geralemente feitas em PPR azul. Alguns insistem em construir com tubulação de PVC, mas esta tubulação tem vida útil muito curta. O tubo de PVC quando utilizado para ar comprimido irá ressecar. Ele também não pode ficar no sol, pois o cano vazio não tem a água que absorve o calor e mantém o tubo fresco, consequentemente o tubo irá aquecer muito e mais cedo ou mais tarde irá trincar podendo até estourar.
Outro material que pode ser utilizado é o aço galvanizado. O ar comprimido pode apresentar uma certa umidade que poderá causar corrosão no tubo, tornando o uso do ferro preto inviável. Já o aço galvanizado, como sofre tratamento para resistir à água, é uma opção viável. O problema do aço galvanizado é o potencial de vazamento nas soldas ou roscas e também a dificuldade em operar com ele, devido ao seu peso e a necessidade de ferramentas perigosas para cortar e soldar os tubos. O aço galvanizado é uma ótima opção para linhas com maiores diâmetros e grandes extensões.
É necessário um secador de ar?
Geralmente, após o secador, encontramos um secador de ar comprimido. O secador de ar funciona como uma geladeira, ele irá resfriar o ar, fazendo com que a água nele presente condense e seja removida. Ao ir para a linha ele irá aquecer e não formará mais gotículas de água nas tubulações.
O grande problema do ar na tubulação de ar comprimido é a danificação dos atuadores pneumáticos, principalmente devido à corrosão.
Quando a linha de ar comprimido é somente utilizada para limpeza de superfície ainda há risco de danificação de peças móveis, principalmente aquelas que utilizam lubrificantes.
O secador de ar pode representar uma participação significativa no custo total da linha mas tem como resultado aumentar o tempo de vida útil dos componentes. Como ele não é crucial para o funcionamento da linha, muitos clientes optam por começar operações sem ele e futuramente realizar a instalação se sentir necessidade. Se este for o caso, é bom ter em mente os efeitos da umidade da linha para, caso esta seja a causa dos problemas, poder identifica-lo.
Preciso instalar um purgador automático?
O reservatório de ar comprimido também é conhecido, no meio técnico, como separador de condensado. Pois quando o compressor comprime o ar praticamente 100% da água presente no ar na forma de vapor se torna líquida novamente. Ao longo do tempo o nível de água dentro do separador de condensado começa a subir e ele deve ser drenado periodicamente.
Geralmente os reservatórios já possuem uma válvula para realizar a purga manualmente, em outros casos esta válvula deverá ser instalada. O fabricante do reservatório deve ser consultado à respeito do assunto.
Como boa prática, recomenda-se diariamente abrir a válvula de purga manual e aguardar até a água parar de sair do compressor. Se isso não for feito após um tempo será possível notar água saindo dos bicos de limpeza ou dos atuadores pneumáticos.
Como o compressor geralmente fica no exterior da fábrica, o acesso não é tão simples e se torna fácil esquecer esta tarefa. Neste caso, é comum optar pela instalação de uma válvula de purga automática.
Esta válvula é instalada no fundo do reservatório e ligada em uma tomada normal. Ela possui dois temporizadores, o primeiro define por quantos segundos a válvula ficará aberta e o segundo define por quantos minutos ficará fechada.
Purga da rede – O que é?
Além da purga do compressor em alguns casos também é necessária a purga da rede.
Caso alguma umidade passe para a rede e venha a condensar em algum ponto da tubulação, ela irá escorrer para o próximo ponto mais baixo. Por este motivo, as redes são projetadas com uma pequena inclinação, (geralmente 3 graus) até um ponto onde é instalado um ponto de purga. O ponto de purga consiste nada menos que uma tubulação vertical até um ponto baixo o suficiente para instalar uma válvula que o operador possa abrir, ou um ponto onde seja instalado um purgador automático, como explicado acima.