AR COMPRIMIDO

APRESENTAÇÃO TOPFUSIÓN é uma empresa 100% brasileira, sediada em Joinville, Santa Catarina, fundada em 01/06/2005. Certificada pela Norma ISO 9001. Fabricante de tubos e conexões em polipropileno copolímero random para utilização na área de construção civil para tubulações de água quente e fria. Na área industrial para transporte de diversos fluidos e especialmente para redes de ar comprimido, que é razão desta apresentação.

REDES PARA AR COMPRIMIDO REDES PARA AR COMPRIMIDO

O ar comprimido está cada dia mais presente em todos os processos industriais, além de outros usos. Com enorme variedade de produtos e ferramentas pneumáticas; com tecnologia cada vez mais avançada é impossível imaginar uma indústria que não a utilize. É uma energia limpa, facilmente transportável, os equipamentos são leves e compactos, não há risco de choque elétrico, não gera resíduos etc. Porém é também muito comum a pouca atenção que se presta a este tipo de energia.

O AR É GRÁTIS, MAS... ...O AR COMPRIMIDO É CARO!

A idéia de que o ar e grátis, está ainda em muitas mentes empresariais. O ar é grátis, mais o ar comprimido é caro.

CUSTO DE UM SISTEMA DE AR COMPRIMIDO EM UM PERÍODO DE 10 ANOS Equipamento 12% Manutenção 12% Energia Elétrica 76%

Em especial, o que torna caro o ar comprimido é o consumo de energia elétrica necessário para produzi-lo. O custo de um sistema de ar comprimido é afetado diretamente pelo consumo de energia elétrica e representa ao longo de um período de 10 anos em 76% do custo global. Com a perspectiva de aumento crescente de energia elétrica e os notórios problemas do aquecimento global devido às emissões de gases, do efeito estufa, torna-se indispensável uma consciência ecológica de aumentar a eficiência energética de todos os sistemas empregados.

Além do mais os projetos de usinas hidroelétricas são demorados e caros, e com agressão ao meio ambiente, o mesmo ocorrendo com usinas nucleares. Em dezembro de 2006, foi feito um teste de desempenho em usina termoelétrica, para verificar a possibilidade de uso de gás natural, com resultados nada alentadores. Para iniciar o tema específico de ar comprimido, vamos rever alguns conceitos básicos, do mais importante das dimensões do sistema, pressão. Porque para dimensionar tanto os equipamentos, quanto as redes, pressão e vazão , são os parâmetros que devem estar muito bem definidos.

COMPOSIÇÃO DO AR ATMOSFÉRICO Elemento % Volume % Massa Nitrogênio 78,0 75,5 Oxigênio 21,0 24,0 Outros 1,0 0,5

O ar que nos rodeia, o qual respiramos, é que compõe a atmosfera é assim chamado de ar atmosférico e têm sua composição formada pelos elementos apresentados em forma de vapor de água, monóxido de carbono, hidrogênio, etc.

PRESSÃO SUAS PRINCIPAIS UNIDADES F P= A 1 bar = 100 k Pa 1 kgf /cm² = 14,22 psi = 0,98 bar 100 psi = = 7 kgf/cm² = 6,9 bar N m² 100 14,22

Pressão é a razão de uma força em uma área Pressão é a razão de uma força em uma área. Assim a pressão atmosférica, é a pressão da camada de ar atmosférico. Esta pressão ao nível do mar é de 1.033 bar. Esta unidade de medida é muito próxima a 1Kgf/cm2. Esta medida é usada no sistema métrico. O sistema inglês usa como medida a força de uma libra (pound), em uma área de 1 polegada quadrada (square inch). Onde uma libra equivale a 0,4536 kg e uma polegada quadrada é uma área de 6,4516 cm2 A abreviatura psi representa a pound square inch. A pressão de 6 bar é considerada a pressão econômica e em geral os equipamentos pneumáticos, são projetados para trabalhar com esta pressão.

VARIAÇÃO DA PRESSÃO COM A ALTITUDE 3.000 2.400 2.000 1.800 1.400 1.000 800 600 400 300 200 100 BAR 0,683 0,756 0,795 0,815 0,856 0,899 0,921 0,943 0,955 0,966 0,978 0,989 1,010 1,033 Nível do mar

Como dizemos que a pressão atmosférica é a pressão exercida pela camada de ar atmosférico é natural que esta pressão diminua na medida em que vamos nos afastando do nível do mar. Quanto maior a altitude, menor será a pressão atmosférica

QUALQUER PRESSÃO ACIMA DA ATMOSFÉRICA Pressão manométrica Pressão Atmosférica 1 bar (1,0 kgf/cm²) Pressão Absoluta Vácuo

Desta forma temos uma pressão atmosférica, uma pressão manométrica (a que medimos no manômetro) e uma pressão absoluta que é o resultado da soma da pressão atmosférica com a manométrica.

O ar comprimido é aquele que está a uma pressão acima da pressão atmosférica. Quanto maior a pressão, mais energia é necessária para comprimi-lo.

Geração de Ar Comprimido Tratamento do mesmo Sistema de Distribuição

Os dois primeiros parágrafos são de grande extensão, com abundante literatura e que merecem estudos profundos, pelo que trataremos deles em forma mais breve. Como mencionado, a eleição de um compressor ou de vários compressores, de acordo com a necessidade é algo que exige um estudo detalhado, para começar pelo tipo de compressor e suas característica

TIPOS DE COMPRESSOR Compressor Compressor de Deslocamento Turbo Compressor Circulatórios Rotativos Com eixo Sem eixo De um Mais de Vilabrequim vilabrequim eixo um eixo De pistão

É bastante usual que se escolha o equipamento mais barato sem levar em conta que em um período curto de tempo, se verifica que o barato sai caro. A vazão necessária e a pressão de trabalho são os primeiros parâmetros a ter em conta, sem esquecer de uma reserva para ampliações de médio prazo. Isto também é válido para o dimensionamento das tubulações. Um acréscimo de 10% no diâmetro calculado, diminui 32% a perda de carga dessa tubulação. O local onde o compressor será instalado, também é de suma importância.

A temperatura ambiente e a limpeza do ar aspirado são fatores fundamentais na vida útil do equipamento, minimizando as manutenções e de economia.Vale lembrar que uma redução de 3°C na temperatura do ar aspirado, representa uma economia de 1% no consumo da energia elétrica.

Potência economizada ou RELAÇÃO, ECONOMÍA DE ENERGIA VERSUS TEMPERATURA DO AR ASPIRADO Temperatura do ar de aspiração Potência economizada ou incrementada (°C) -1,0 4,0 10,0 16,0 21,0 27,0 32,0 38,0 43,0 49,0 Temperatura de referência 21 °C 7,5% (economizado) 5,7% (economizado) 3,8% (economizado) 1,9% (economizado) 0,0 1,9% (incrementado) 3,8% (incrementado) 5,7% (incrementado) 7,6% (incrementado) 9,5% (incrementado)

Compressor Resfriador Filtro Secador Purgador Reservatório DIAGRAMA COM SÍMBOLOS NORMA ISSO 1219 LEGENDA: Compressor Resfriador Filtro Secador Purgador Reservatório Automático pressurizado

TABELA DE CLASSES DE QUALIDADE DO AR , SEGUNDO ISO 8573-1 Sólidos Água Óleo Dimensão Ponto de Concentração máxima em um orvalho °C residual mg/m³ Classe de qualidade 1 2 3 4 5 6 7 0,1 1 5 15 40 -x- -70 -40 -20 +3 +7 +10 Não especificado 0,01 0,1 1 5 25 -x-

DEMANDA TÍPICA QUE OCORRE EM UM SISTEMA DE AR COMPRIMIDO 30% 57% 8% 5% LEGENDA: Vazamentos Aumento de demanda devido à excesso de pressão Uso inadequados Produção normal

Rede de distribuição: Aqui reside uma das maiores ou a maior de todas a causas de desperdiço do sistema de ar comprimido. Estamos falando de vazamentos e eles encontram-se em especial onde tubos e conexões se unem para formar a rede. As normas internacionais aceitam vazamentos de até 5% da capacidade instalada, por entender que procurar diminuir este valor torna-se anti econômico, pois estes 5% vão aumentando,porque as construções assim como as tubulações não são estáticas e em pouco tempo estes valores vão para 10, 15 e até 30% Não dar a devida atenção aos vazamentos (mal silencioso que somente é notado nas paradas de fábrica), se paga caro na fatura de energia elétrica, além de ocasionar outros problemas.

VAZAMENTO X PERDA DE POTÊNCIA Ø do furo Área em m³/min a em mm mm2 6 bar pcm HP Kw 1 2 3 5 8 9 10 12 0,7854 3,1416 7,0686 19,635 50,2656 63,6174 78,54 113.0976 0,0630 0,2520 0,5670 1,5750 4,0320 5,1030 6,3000 9,0720 2,224824 8,899297 20,02342 55,62061 142,3887 180,2108 222,4824 320,3747 0,556206 2,224824 5,005854 13,90515 35,59719 45,05269 55,62061 80,09367 0,414763 1,659051 3,732866 10,36907 26,54482 33,59579 41,47629 59,72585

Variações de pressão, que deixam os equipamentos pneumáticos menos eficientes e podem afetar a qualidade. Exigir mais trabalho do compressor, resultando em custos mais altos. Reduzir a vida útil do compressor com o aumento de partidas e paradas. O volume dos vazamentos está relacionado com a pressão de alimentação,e,é um círculo vicioso, aumentando cada vez que seja necessária um aumento da pressão para compensá-lo. É bem comum, que com a queda de pressão, devido a vazamentos, a primeira medida a adotar seja um ajuste na descarga do compressor, para uma pressão mais alta. O aumento de 1 bar na pressão de descarga, representa de 6 a 10% o aumento da potencia de motor do compressor, considerando a pressão de 6 a 7 bares.

Com isto, aumentamos os vazamentos, as despesas com energia elétrica e os custos. Além dos problemas de vazamentos, as instalações com tubos galvanizados, com o tempo vão criando ferrugem, em especial nas regiões de roscas e no seu interior devido a umidade que sempre vem junto com o ar comprimido. Esta ferrugem aumenta a rugosidade aumentado também a perda de carga. O desprendimento de partículas de ferrugem que entram na corrente do ar comprimido, podem obstruir válvulas e outros elementos pneumáticos com as conseqüentes paradas de máquinas e interrupção de processos

REDE PARA AR COMPRIMIDO

É aqui que as redes instaladas com tubos e conexões TOPFUSION, fazem a diferença. A união dos componentes por termofusão,ou seja, fusão molecular, transforma-os em uma peça única.

COMO FAZER UMA TERMOFUSÃO

Esta operação é simples, rápida e garante a completa eliminação dos vazamentos. Com peso 70% mais leve, exige menor esforço nas operações de montagem. Sua cor azul, exigida por norma, elimina a necessidade de pintá-los por toda a vida. Sua rugosidade interna de 7μ, oferece menor perda de carga.

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COMO INSTALAR UMA DERIVAÇÃO DE REDE

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TESTE DE PRESSÃO HIDROSTÁTICA

Falamos inicialmente dos parâmetros pressão e vazão, como fundamentais para definir os equipamentos, quantos as redes, para estas últimas também devemos levar em conta a velocidade com que o ar irá se deslocar e as quedas de pressão ou perdas de pressão que esse fluxo sofrerá pelo atrito contra as paredes das tubulações, pelas mudanças de direção e pela limitação dos diâmetros destas tubulações. As velocidades recomendadas, a serem levadas em conta na hora do projeto são: 6 a 8 metros por segundo para tubulações principais, 8 a 10 para as secundarias e de15 a 30 metros para mangueiras.

As perdas de carga recomendadas são: 0,3 bar no ponto mais afastado da tubulação 0,02 bar a cada 100 metros, na tubulação principal, nas secundarias 0,08 bar a cada 100 metros. Com a preocupação constante de melhorias e procurando sempre uma maior eficiência energética no uso do sistema de ar comprimido, temos desenvolvido elementos que venham ao encontro destas necessidades. Como se recomenda que os pontos de consumo tenham sua tomada de ar na parte superior das tubulações, produzimos curvas de 180°, para evitar a desmontagem de uma rede para agregar um novo ponto de consumo,e temos derivações de rede, que permitem adicionar este novo ponto, de uma maneira simples.

Para diminuir a perda de carga nas mudanças de direção, desenvolvemos curvas de 90°de 20 a 90mm que somado à baixa rugosidade da parede interna dos tubos e conexões e eliminando vazamento, contribui para aumentar a eficiência energética do sistema. A TOPFUSIÓN com este sistema inovador,tem conseguido quebrar paradigmas,e continuamente somos procurados por industrias,revendas especializadas,etc...de todo Brasil e até do exterior. Temos muito a fazer, mas nos orgulhamos das parcerias já formadas que nos ajudam a desenvolver novos produtos e maneiras de trabalho que facilitem as instalações.

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