Método de medição em modo standalone do consumo de ar comprimido

A importância de medir o consumo de ar comprimido

Na produção industrial, o ar comprimido é considerado a quarta principal fonte de energia, e seu consumo energético representa uma parcela significativa do consumo total da fábrica. A medição precisa do consumo de ar comprimido de cada compressor ou de cada equipamento consumidor constitui uma base essencial para as empresas realizarem auditorias energéticas, a apuração de custos e as intervenções de eficiência energética. Por meio do monitoramento preciso dos dados, os gestores podem identificar oportunamente vazamentos na rede de distribuição, operação em vazio dos equipamentos e outros problemas, otimizando assim o funcionamento do sistema e reduzindo o consumo energético global.

Métodos comuns de medição da vazão do ar comprimido

Tendo em vista as propriedades físicas do ar comprimido, os equipamentos de medição de vazão mais utilizados na indústria são, principalmente, os seguintes:

• Medidor de vazão por orifício: Baseado no princípio da estrangulação de fluidos, calcula-se a vazão mediante a medição da diferença de pressão gerada pelo gás ao escoar antes e após uma placa de orifício. Este método apresenta tecnologia madura e estrutura simples, mas exige trechos retos de tubulação relativamente longos e acarreta perdas de carga comparativamente elevadas.
• Medidor de vazão por vórtices: Com base no princípio do vórtice de Karman, ao passar por um obstáculo, o fluxo gasoso gera vórtices que se desprendem alternadamente; a velocidade e a vazão são determinadas mediante a detecção da frequência desses vórtices. As suas vantagens incluem uma ampla faixa de medição, perda de pressão reduzida e elevada precisão, sendo atualmente um dos métodos de medição mais amplamente utilizados.
• Medidor de vazão mássico térmico: Baseia-se no princípio da difusão térmica e calcula a vazão mássica mediante a medição do calor removido pelo fluxo do gás. Esse método permite a determinação direta da vazão mássica sem necessidade de compensação de temperatura e pressão, sendo especialmente adequado para a medição de ar comprimido em baixas pressões e em tubulações de pequeno diâmetro, com perda de carga extremamente reduzida.

Princípios de seleção dos equipamentos de medição

Ao selecionar o método de medição adequado, é necessário levar em consideração, de forma abrangente, diversos fatores das condições operacionais reais:

• Diâmetro da tubulação e faixa de vazão: Com base nas dimensões reais da tubulação e na vazão prevista, selecione um equipamento cuja faixa de medição seja adequada, evitando a operação fora da faixa ou a redução da precisão da medição.
• Qualidade do gásSe o ar comprimido contiver elevada umidade, óleo ou impurezas, deve‑se optar por um medidor de vazão com forte capacidade de antiinterferência e pouco suscetível à obstrução, ou instalar um filtro de alta eficiência na entrada do sistema de medição.
• Requisitos de precisão e perda de pressãoPara cenários com exigências extremamente rigorosas em termos de controle do consumo energético, dê prioridade aos medidores de vazão mássica por efeito térmico ou aos medidores de vazão por efeito de vórtice, que apresentam perdas de carga reduzidas.

Precauções de instalação e manutenção diária

Independentemente do método de medição adotado, a instalação adequada e a manutenção periódica são condições indispensáveis para garantir a precisão dos dados.

• Local de instalação: Deve-se, sempre que possível, escolher uma posição afastada de cotovelos, válvulas e outros componentes suscetíveis de provocar perturbações no fluxo, garantindo trechos retos suficientes antes e depois do medidor de vazão, a fim de assegurar um escoamento estável.
• Tratamento de tubulaçõesAntes da instalação, é necessário limpar o interior das tubulações, removendo escória de solda, ferrugem e outros resíduos, a fim de evitar danos ao sensor interno do medidor de vazão ou o entupimento dos tubos de derivação de pressão.
• Calibração e descarte periódicos de águas residuais: Efetue inspeções periódicas e realize a drenagem da condensação nos filtros e nas partes mais baixas das tubulações, mantendo o gás seco; proceda, conforme as especificações do equipamento, à calibração do ponto zero e à verificação da precisão em intervalos regulares.

Monitoramento de dados e otimização do sistema

Após a conclusão da medição do consumo de ar comprimido em cada equipamento autônomo, os dados devem ser integrados ao sistema de gestão energética da empresa. Ao comparar a capacidade de geração de ar comprimido do compressor com o consumo nas unidades finais, é possível calcular a taxa de vazamento da rede de distribuição. Além disso, a análise dos picos e vales de consumo em função dos turnos de produção contribui para a definição de estratégias mais adequadas de partida e parada dos compressores, bem como para o planejamento de projetos de retrofit com inversores de frequência, permitindo uma gestão refinada do sistema de ar comprimido e a efetiva redução do consumo de energia e das perdas.