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Na maioria das instalações industriais, o ar comprimido representa de 20 a 30% do consumo total de eletricidade. E até 30% desse ar escapa por vazamentos antes mesmo de chegar ao ponto de uso.
Consequentemente, a detecção de vazamentos de ar comprimido é um dos projetos de melhoria de energia mais rápidos e com maior retorno disponíveis para os gerentes de planta. Um programa eficaz de detecção de vazamentos não é determinado por uma única ferramenta ou um evento isolado. É uma combinação de métodos, cada um com uma finalidade diferente.
Vazamentos de ar comprimido são em grande parte invisíveis e podem ocorrer em qualquer lugar em uma instalação de produção. Em um ambiente fabril movimentado, o ruído das máquinas mascara até mesmo vazamentos significativos. Vazamentos comuns também podem ocorrer em juntas, válvulas, conexões, acoplamentos e conexões de mangueiras. No entanto, esses vazamentos são quase impossíveis de detectar sem o equipamento adequado.
Um único vazamento de 1/8 de polegada a 100 psi pode desperdiçar cerca de 25 CFM de ar comprimido, o que equivale a aproximadamente US$ 2.500 por ano. Sem um programa formal de detecção, a maioria dos operadores só percebe o problema quando a pressão do sistema cai ou as contas de energia aumentam.
Para detectar vazamentos de ar, diversos métodos de detecção são aplicados em aplicações industriais. A escolha dos métodos baseia-se nos requisitos de precisão, no ambiente e no tipo de sistema que está sendo testado.
A detecção ultrassônica é o método mais utilizado na maioria das instalações. Quando o ar escapa por uma pequena abertura, produz um som de alta frequência. Um detector ultrassônico portátil capta esse som facilmente, mesmo em ambientes ruidosos. Não requer a paralisação da produção e pode detectar vazamentos até mesmo em conexões ou juntas específicas.
O teste da bolha de sabão é o método mais simples. Aplique água com sabão em juntas, válvulas ou conexões, e qualquer vazamento aparecerá como bolhas. Não requer nenhum equipamento especial e funciona bem em pontos acessíveis. A principal limitação é que depende da aplicação manual e da inspeção visual, o que significa que não pode ser automatizado ou usado para monitoramento contínuo.
O teste de queda de pressão funciona em nível de sistema ou zona. Primeiro, uma seção da tubulação é isolada e pressurizada, e a pressão é monitorada ao longo do tempo. Se a pressão cair rapidamente, isso indica um nível mais alto de vazamento nessa seção. Esse método ajuda a identificar as áreas com os vazamentos mais significativos no sistema. As equipes de manutenção podem então se concentrar nessas áreas em vez de inspecionar todo o sistema.
A termografia infravermelha pode detectar vazamentos através da mudança de temperatura causada pela expansão do ar comprimido no ponto de vazamento. É útil para escanear grandes áreas rapidamente, mas não é muito sensível a pequenos vazamentos. Na maioria dos casos, é usada como ferramenta de triagem ou complementar, e não como método de detecção principal.
O teste com gás traçador funciona introduzindo um gás detectável, geralmente hélio, no sistema de ar comprimido e usando uma sonda sensível para encontrar por onde ele escapa.
É muito preciso e especialmente útil para tubulações ocultas ou de difícil acesso. No entanto, por ser mais complexo e dispendioso, geralmente é reservado para sistemas críticos ou especializados, em vez de uso geral na indústria.
Os métodos descritos acima têm como foco a localização de vazamentos individuais. Os medidores de vazão têm uma finalidade diferente, mas igualmente importante.
Em vez de localizar por onde o ar está escapando, eles medem a quantidade total de ar perdida. Isso os torna úteis para entender o desempenho de todo o sistema, comparar diferentes áreas de uma planta e confirmar se os trabalhos de reparo realmente reduziram o consumo.
Uma das aplicações mais eficazes é o teste de linha de base em modo de parada. Quando a planta não está em produção e todos os equipamentos de uso final estão desligados, qualquer fluxo registrado pelo medidor representa vazamento. Isso significa que uma instalação que registra 200 SCFM em modo ocioso sabe imediatamente a dimensão do seu problema e tem um número que pode ser convertido diretamente em custo anual de energia.
Um medidor de vazão de ar comprimido mede a vazão volumétrica ou mássica do ar que circula pelo sistema de distribuição, normalmente em SCFM (pés cúbicos padrão por minuto). Ele pode transformar o ar comprimido, antes um custo invisível, em um recurso mensurável e gerenciável.
Os medidores de vazão mássica térmica são o tipo mais comumente recomendado para sistemas de ar comprimido. Eles funcionam medindo a quantidade de calor que o ar em movimento transporta de um sensor aquecido; mesmo uma vazão muito pequena produz uma leitura detectável.
Os medidores de vazão tipo vórtice e os medidores ultrassônicos de fixação externa também são amplamente utilizados, sendo que os modelos de fixação externa oferecem a vantagem de instalação sem corte de tubulação, o que os torna ideais para auditorias temporárias em sistemas existentes.
Os medidores de vazão são normalmente instalados na descarga do compressor e em pontos de distribuição importantes. Isso permite que as equipes dividam o sistema em zonas e identifiquem quais áreas são responsáveis pelas maiores perdas antes de qualquer inspeção detalhada de vazamentos.
Após os reparos, o mesmo teste de desligamento pode ser repetido. Qualquer redução no fluxo em marcha lenta fornece uma comprovação imediata e mensurável da melhoria. Por exemplo, uma queda de 90 SCFM para 25 SCFM em uma zona indica que 65 SCFM de vazamento foram eliminados.
Os programas de detecção de vazamentos mais eficazes não se baseiam em um único método, mas combinam diversas ferramentas em um fluxo de trabalho estruturado.
Comece com uma medição inicial do medidor de vazão para mensurar o vazamento total e identificar as zonas mais afetadas. Em seguida, utilize detecção ultrassônica para localizar vazamentos específicos nessas zonas. Após os reparos, realize testes de estanqueidade com sabão ou verificações de queda de pressão para confirmar a vedação de cada conexão. Por fim, verifique se o vazamento realmente diminuiu, conforme indicado na leitura do medidor de vazão.
A detecção de vazamentos é um processo contínuo, pois os vazamentos se desenvolvem constantemente à medida que o equipamento se desgasta. Executar o programa trimestralmente ajuda a manter uma economia consistente. Se houver aumento do fluxo de ar durante períodos de inatividade, geralmente significa novos vazamentos, muitas vezes antes que você perceba quedas de pressão ou aumento nos custos de energia.
A maneira mais fácil de monitorar o compressor é a seguinte: se ele liga e desliga com frequência fora do horário de produção, quando nenhuma ferramenta pneumática está em uso, geralmente significa que há vazamentos no sistema.
Para confirmar, instale um medidor de vazão na saída do compressor. Qualquer fluxo de ar detectado com o sistema totalmente desligado indica vazamentos.
Não. Os detectores ultrassônicos podem identificar vazamentos com o equipamento em funcionamento e são preferíveis para inspeções em produção. A interrupção do equipamento só é necessária para verificações de queda de pressão ou testes de bolhas de sabão em conexões específicas.
Normalmente, as instalações reduzem os custos de energia de ar comprimido em 25 a 40% após um programa de detecção e reparo de vazamentos. A economia real depende da taxa de vazamento, da pressão do sistema e das horas de operação.
Recomenda-se a realização de inspeções trimestrais. O monitoramento contínuo durante períodos de inatividade ajuda a detectar novos vazamentos precocemente.
