Cap 17 Compressores

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PROCESSOS INDUSTRIAIS COMPRESSORES INDUSTRIAIS 
 
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1. Sistemas de Ar Comprimido 
 
Nos diversos processos industriais, os sistemas de ar comprimido desempenham papel 
fundamental na produção e representam parcela expressiva do consumo energético da 
instalação. Entretanto, nem sempre estas instalações recebem os cuidados devidos, 
passando a ser uma fonte constante de desperdícios. 
Um sistema de ar comprimido corretamente projetado irá proporcionar maior 
confiabilidade e eficiência nas ferramentas pneumáticas, bem como diminuirá os custos 
com energia. 
Esse sistema compreende três componentes principais: o compressor, a rede de 
distribuição e os pontos de consumo. 
 
2. Compressores 
 
Os compressores são equipamentos eletro mecânicos, capazes de captar o ar que está 
no meio ambiente e armazena–lo sob alta pressão num reservatório próprio do mesmo, 
ou seja, eles são utilizados para proporcionar a elevação da pressão do ar. 
Podem ser requeridos para as mais variadas condições de operação, de modo que 
toda a sua sistemática de especificação, projeto, operação e manutenção dependem, 
fundamentalmente, da sua aplicação. 
Um compressor, como qualquer equipamento de fluxo, tem o seu comportamento 
influenciado pelas características do processo no qual está inserido. No caso dos 
compressores, toda essa influência pode ser precisamente representada por quatro 
parâmetros denominados características do processo (ou sistema), que são: 
 
 Pressão de sucção: pressão do gás na entrada do compressor; 
 Temperatura de sucção: temperatura do gás na entrada do compressor; 
 Natureza molecular do gás: composição do gás, massa molecular; 
 Pressão de descarga: pressão do gás na saída do compressor. 
 
 
 
Assim, podemos considerar que os valores assumidos por esses parâmetros, 
instantaneamente, definem todas as demais grandezas associadas ao desempenho do 
compressor, dentre as quais podemos citar: 
 
 Vazão de operação (volumétrica ou mássica) - volume requerido para ser 
deslocado, entre a sucção e a descarga. 
 Potência de compressão (N) - depende da vazão mássica e do trabalho cedido 
ao gás durante a compressão. 
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 Temperatura de descarga (T2) - depende da temperatura de sucção, da relação 
entre as pressões de descarga e de sucção e do coeficiente politrópico. 
 Eficiência politrópica (eficiência da compressão) - é a relação entre a energia 
específica útil e a energia específica cedida pelo compressor ao gás. A energia 
específica é a relação entre a energia e a massa de gás para um volume de 
controle, sendo calculada por cálculos específicos de head politrópico. Por outro 
lado, calcula-se a energia específica cedida através da variação da entalpia. 
 Intensidade dos esforços. 
 
Existem vários tipos de compressores, diferenciados para suas aplicações em função 
dos parâmetros envolvidos, que são: 
 
 Vazão de operação (Qo); 
 Razão de compressão (P2 / P1); 
 Composição do gás; 
 Pressão de descarga. 
 
2.1. Classificação dos compressores 
 
Os projetos de compressores estão fundamentados em dois sistemas conceptivos, no 
qual se baseiam todos os tipos de compressores de uso industrial, que são: 
 
 Compressores volumétricos ou de deslocamento positivo: 
 
Nos compressores volumétricos, também chamados de compressores de 
deslocamento positivo, em razão de possuírem apenas um sentido de escoamento 
para o fluido, a elevação de pressão é conseguida através da redução do volume 
ocupado pelo gás e pode ser alcançada com a utilização de duas concepções 
diferentes de operação: em um ciclo de funcionamento ou por escoamento contínuo. 
Pela concepção de ciclo de funcionamento, há diversas fases para atingir a elevação 
de pressão e manter o escoamento. Trata-se, pois, de um processo intermitente, no 
qual a compressão, propriamente dita, é efetuada em um sistema fechado, isto é, sem 
qualquer contato com a sucção e a descarga. Nesse caso, destacam-se os 
compressores alternativos. 
Na concepção de escoamento contínuo, os rotores empurram o gás, promovendo o 
seu deslocamento por dentro do compressor, onde é imposta a redução do seu 
volume, progressivamente, da sucção para a descarga. Em conseqüência, ocorre a 
elevação de pressão. Nesta categoria, destacam-se os compressores rotativos de 
palhetas, de parafusos e os de lóbulos. 
 
 Compressores dinâmicos: 
 
Os compressores dinâmicos também são chamados de compressores cinéticos ou 
turbocompressores. 
Esse tipo de compressor comprime o gás pela ação dinâmica de palhetas ou de 
impulsores rotativos — os impelidores — que imprimem velocidade e pressão ao gás. 
Nesses compressores, a elevação de pressão é obtida pela variação de velocidade de 
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um fluxo contínuo de gás. Os compressores dinâmicos são indicados para a 
movimentação de grandes volumes, à baixa ou média razão de compressão (relação 
entre a pressão de descarga e a pressão de sucção). Estes compressores operam em 
alta rotação e são, geralmente, acionados por motores elétricos ou turbinas a gás. O 
trabalho sobre o gás é efetuado por um rotor provido de palhetas ou impelidores. 
A trajetória do fluxo em relação ao rotor da máquina estabelece, ainda, dois grupos 
desses compressores, com sensíveis diferenças de projeto e performance: 
 
Centrífugos Trajetória radial, ou seja, perpendicular ao eixo. 
Axiais Trajetória axial, ou seja, paralela ao eixo. 
 
 
 
2.2. Aplicação dos compressores 
 
 Serviços Ordinários 
 
Os compressores de ar para serviços ordinários são fabricados em série, visando baixo 
custo inicial. 
Destinam-se normalmente a serviços de jateamento, limpeza, pintura, acionamento de 
pequenas máquinas pneumáticas, etc. 
 
 Sistemas Industriais 
 
Os compressores de ar para sistemas industriais destinam-se às centrais encarregadas 
do suprimento de ar em unidades industriais. 
Embora possam chegar a ser máquinas de grande porte e custo aquisitivo e 
operacional elevados, são oferecidos em padrões básicos pelos fabricantes. Isso é 
possível porque as condições de operação dessas máquinas costumam variar pouco 
de um sistema para outro, exceção talvez da vazão. 
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 Gás ou Processo 
 
Os compressores de gás ou de processo podem ser requeridos para as mais variadas 
condições de operação, de modo que toda a sua sistemática de especificação, projeto, 
operação, manutenção, etc. depende fundamentalmente da aplicação. 
Incluem-se nessa categoria certos sistemas de compressão de ar com características 
anormais. Como exemplo, citamos o soprador de ar do forno de craqueamento 
catalítico das refinarias de petróleo. 
 
 Refrigeração 
 
Os compressores de refrigeração são máquinas desenvolvidas por certos fabricantes 
com vistas a essa aplicação. 
Operam com fluidos bastante específicos e em condições de sucção e descarga pouco 
variáveis, possibilitando a produção em série e até mesmo o fornecimento incluindo 
todos os demais equipamentos do sistema de refrigeração. 
 
2.3. Tipos de Compressores 
 
2.3.1. Compressores Volumétricos Alternativos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Os compressores alternativos operam em regime intermitente, através do movimento 
alternado do pistão dentro do cilindro. Em algumas aplicações, o resfriamento do gás é 
efetuado simultaneamente à compressão. Nesses casos, o resfriamento se dá pela 
água que escoa pela camisa que envolve o cilindro. Dessa forma, a temperatura de 
descarga é reduzida em relação à mesma razão de compressão sem o esfriamento. 
 
2.3.1.1. Princípio de funcionamento 
 
O princípio de funcionamento de um compressor alternativo se dá em um ciclo de 
quatro etapas, a saber: 
 
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5 Sucção - Quando o pistão se desloca, a válvula de sucção abre, permitindo a 
entrada do volume de gás no cilindro, na pressão P1 sucção, a mesma do 
reservatório de sucção. 
 Compressão - Com as válvulas de sucção e descarga fechadas, o pistão 
comprime o gás segundo uma transformação politrópica. Quando o gás atinge a 
pressão P2, abre-se a válvula de descarga, permitindo a saída do gás para o 
reservatório de descarga. 
 Descarga - O pistão desloca todo o gás que estava contido no cilindro para o 
reservatório de descarga a uma pressão constante P2 igual à pressão do 
reservatório. 
 Expansão - Contendo o cilindro uma massa infinita de gás, ao se deslocar 
ligeiramente o pistão, haverá uma rápida expansão desse gás. Ao atingir o gás a 
pressão P1 igual à pressão do reservatório de sucção, abre-se a válvula de 
sucção, o cilindro recebe nova massa de gás e os processos se repetem. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Um tipo de Compressor Volumétrico Alternativo é o de Membrana. Estes compressores 
são utilizados nas indústrias alimentícias, farmacêuticas e químicas pois o ar não entra 
em contato com as partes móveis, uma vez que ele é separado por uma membrana, e 
portanto não é contaminado com os resíduos do óleo (figura abaixo). 
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2.3.2. Compressores Volumétricos Rotativos 
 
Os compressores de parafuso são do grupo dos 
compressores volumétricos rotativos e empregados para 
baixas vazões. Apresentam como vantagens o baixo custo 
de manutenção e operação em relação aos alternativos e 
possuem maior relação peso x potência. 
 
2.3.2.1. Princípio de Funcionamento 
 
A compressão é obtida com o gás sendo admitido através 
da câmara de entrada para preencher o espaço entre os 
lóbulos adjacentes dos rotores. Quando os rotores estão em funcionamento, esse 
espaço se move para a frente da câmara, vedando o espaço proveniente da entrada. À 
medida que a rotação continua, o espaço ocupado pelo gás é reduzido, causando a 
O eixo de manivelas (A) do compressor é essencialmente uma bomba hidráulica. 
O pistão (1) se move no cilindro (2) e pulsa o fluido hidráulico no cabeçote (B), produzindo um movimento oscilatório do 
grupo do diafragma (8). 
O grupo do diafragma consiste de três diafragmas presos e vedados na periferia entre a placa de gás e a placa de orifício. 
A placa de orifício ou de sulcos (4) tem o papel de distribuir o fluido hidráulico uniformemente sob o diafragma e a placa 
de gás (5) contém as válvulas de retenção de aspiração (6) e descarga (7). 
Estas duas placas têm um contorno especial nas suas faces internas e o seu conjunto montado forma a câmara do 
compressor. O seu perfil é cuidadosamente projetado de modo a minimizar as tensões no diafragma. 
Uma bomba a pistão chamada de bomba de compensação trabalha através de um excêntrico montado no eixo de 
manivelas. A cada curso do pistão, um excesso de fluido hidráulico é injetado na câmara de óleo, compensando qualquer 
vazamento em volta do pistão e garantindo que o diafragma (8) faz contato pleno com a placa de gás.(5). O volume da 
folga é assim reduzido ao mínimo. 
O excesso de fluido hidráulico introduzido pela bomba de compensação escapa através de uma válvula de alívio ajustável 
chamada de limitador de pressão (3) e retorna para o cárter. 
 
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compressão. O gás é descarregado quando exposto à câmara de saída. O ciclo de 
compressão pode ser visualizado na ilustração a seguir: 
 
 
 
Os rotores diferem na forma e são identificados pelos títulos de “macho” e “fêmea”. O 
rotor macho possui quatro lóbulos em forma de uma hélice ao longo do corpo do rotor. 
De modo parecido, o rotor fêmea possui seis sulcos formados no lado oposto da hélice 
em relação ao rotor macho. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Nos compressores de parafusos, a compressão é realizada pela máquina, portanto, 
progressivamente, ou seja, é possível ter um fluxo inverso de gás no seu interior 
através do giro no sentido contrário dos fusos. Esses compressores podem ser dos 
tipos: seco ou molhado com óleo de lubrificação. 
No caso dos compressores de parafuso do tipo seco, os parafusos são acionados 
simultaneamente por um conjunto de engrenagens, em que o rotor macho é acionado 
pelo motor e este aciona o rotor fêmea através da engrenagem. Nessa configuração, 
os rotores não se tocam e, por isso, não é necessária a lubrificação entre os rotores. 
Já nos compressores de parafuso molhado, o rotor macho é acionado pelo motor, que 
aciona o rotor fêmea através da interferência entre si, isto é, o rotor macho aciona 
diretamente o rotor fêmea. Por causa dessa interferência, é necessária a injeção de 
óleo de lubrificação para formar uma película entre os rotores. 
O gás de entrada é misturado ao óleo lubrificante no interior da carcaça do compressor. 
Esse óleo auxilia na lubrificação dos fusos e refrigera os componentes internos da 
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máquina, contribuindo, também, para o controle de temperatura da descarga, o que 
torna possível alcançar a taxa de compressão requerida com apenas um estágio. 
 
 
 
2.3.3. Compressores Dinâmicos Centrifugos (Radiais) 
 
Os compressores centrífugos utilizam o princípio da aceleração centrífuga para 
aumentar a pressão do gás. São chamados também de compressores radiais, porque o 
fluxo do gás direciona-se radialmente em relação ao eixo, na saída de cada impelidor. 
Esses compressores, em geral, possuem um ou mais impelidores montados em um 
eixo e dotados de pás, normalmente encurvadas no sentido inverso ao da rotação do 
eixo, que se dispõem na direção do raio do impelidor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2.3.3.1. Princípios de funcionamento 
 
Sob o efeito da rotação, forma-se uma corrente de gás, aspirado pela parte central do 
impelidor e projetado para a periferia, na direção do raio, pela ação da força centrífuga, 
alcançando os difusores. 
Os difusores são um conjunto de condutos estacionários que envolvem o rotor, 
conduzindo o gás em uma trajetória radial e espiral para a periferia. Dessa maneira, a 
área de passagem é aumentada gradativamente, pois o escoamento é de dentro para 
fora. Isso faz com que o gás, ao atravessá-lo, sofra uma desaceleração que resulta em 
um aumento de pressão, chamado efeito difusor. 
Nos compressores centrífugos, o gás é acelerado no impelidor e sua velocidade é, 
então, convertida em pressão adicional por desaceleração gradual no difusor, ou seja: 
o impelidor transfere energia ao gás e o difusor converte a energia de velocidade em 
pressão. 
Os compressores centrífugos são idênticos às bombas centrífugas, possuindo ambas 
as mesmas partes básicas. Contudo, pode-se distinguir uma bomba de um compressor 
centrífugo de vários estágios pela variação de espessura dos impelidores dos 
compressores, ao passo que os impelidores das bombas têm a mesma espessura em 
todos os estágios. Os gases, contrariamente aos líquidos, são compressíveis, portanto, 
sofrem uma redução de volume a cada pressurização. 
O gás aspirado através do bocal de sucção do compressor desloca-se radialmente até 
a entrada do primeiro impelidor. Nele, o gás é acelerado e expelido, também 
radialmente, de volta ao difusor, que é uma passagem anular, de largura normalmente 
constante, na qual o escoamento continua a se processar - só que agora livremente e 
não mais impulsionado - em uma trajetória espiralada que lhe propiciará certa 
desaceleração, com conseqüente ganho de pressão. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ao atingir as partes mais externas da máquina, o escoamento é captado pela curva de 
retorno, que o conduz ao canal de retorno e, deste, ao próximoestágio de compressão. 
Naturalmente, a curva e o canal de retorno nunca poderão apresentar seção 
transversal (área) decrescente, para não anular o processo de difusão. O canal de 
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retorno possui um aumento progressivo da seção transversal de passagem do gás para 
compensar o efeito bocal que ocorre durante o escoamento de fora para dentro e que, 
conseqüentemente, aumentaria a velocidade do gás, ou seja, pelo projeto compensa-
se o efeito bocal do escoamento do gás, em razão da sua trajetória, por uma difusão 
por aumento da área de passagem do gás. 
 
2.3.4. Compressores Dinâmicos Axiais 
 
Os compressores axiais pertencem ao grupo dos compressores dinâmicos e são 
empregados para comprimir grandes vazões de ar. Esses compressores são 
empregados nas plantas de craqueamento catalítico das refinarias e também são muito 
empregados nas turbinas a gás, com a finalidade de suprir ar como fluido motriz. 
Como são máquinas operatrizes, necessitam de alguma máquina motriz para acioná-
las, ou seja, algum tipo de motor. Alguns desses compressores são acionados com 
motores elétricos, outros por turbinas a vapor e, no caso dos compressores axiais que 
equipam as turbinas a gás, são acionados pela roda da turbina. 
 
2.3.4.1. Princípio de funcionamento 
 
O princípio de funcionamento dos compressores axiais é o da aceleração do ar, com 
posterior conversão em pressão. Os compressores axiais são formados por 
componentes estacionários – anéis com aletas estatoras – e por componentes rotativos 
– anéis com palhetas rotoras. 
Cada estágio de compressão é formado por um rotor com palhetas e um anel com 
aletas estatoras. 
O rotor com palhetas é responsável pela aceleração do ar, como um ventilador. Nessa 
etapa, o ar recebe trabalho para aumentar a energia de pressão, velocidade e 
temperatura. 
O anel de aletas estatoras tem a finalidade de direcionar o ar para incidir com um 
ângulo favorável sobre as palhetas do próximo estágio rotor e promover a 
desaceleração do fluxo de ar para ocorrer a conversão da energia de velocidade em 
pressão. Essas máquinas são projetadas para que a velocidade na entrada de cada 
rotor seja a mesma para a condição de máxima eficiência. 
Esse processo é repetido nos estágios subseqüentes do compressor, sendo que, em 
cada estágio, promove um pequeno aumento de pressão. 
O fluxo de ar no compressor se dá paralelo ao eixo (axial); as palhetas e aletas vão 
diminuindo de tamanho da admissão para a descarga com o propósito de manter a 
velocidade do ar constante, isto é, dentro da faixa de operação, pois a pressão 
aumenta a cada estágio e, respectivamente, a massa específica também, segundo a 
equação da continuidade 
 
Q = v x s x ρ, 
 
Onde: 
Q é a vazão volumétrica; 
v é a velocidade; 
s é a área; 
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ρ é a massa específica). 
 
As aletas estatoras do último estágio agem como pás-guias de saída ou Outlet Guide 
Vanes (OGV), que direcionam o ar em um fluxo axial estabilizado para a carcaça 
traseira do compressor, e daí para o seu destino final. 
 
 
 
3. Resfriador Posterior 
 
O ar aspirado pelo compressor contém um determinado teor de umidade. 
Posteriormente, a medida que o ar comprimido se resfria na 
linha de distribuição, a umidade se condensará na tubulação, 
provocando corrosão, além de ser extremamente indesejável 
em certas aplicações como a pintura, transporte pneumático e 
na vida útil das ferramentas. Desse modo, após a compressão, 
torna-se necessário reter o vapor d’água existente no ar. Isso 
será feito no resfriador posterior que reduzirá a temperatura do 
ar comprimido a uma temperatura inferior a da linha de 
distribuição e conseqüentemente condensará esse vapor 
d’água. 
Junto a esse resfriador existirá um separador de condensado 
onde a umidade do ar será retirada manual ou 
automaticamente. 
O melhor local para o resfriamento é diretamente junto ao 
orifício de saída do ar. O sistema mais simples para os 
resfriadores posteriores é o de casco e tubos, onde o ar passa 
através dos tubos em sentido contrário ao percorrido pela água 
(a queda de pressão em um resfriador posterior é relativamente pequena). 
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4. Reservatório Pulmão 
 
Uma instalação de ar comprimido é normalmente equipada com um ou mais 
reservatórios de ar que têm pôr funções: 
 
 armazenar o ar comprimido para consumo; 
 equalizar as pressões das linhas de consumo; 
 eliminar umidade do ar. 
 
Sua capacidade deve ser de 6 a 10 vezes a capacidade do 
compressor pôr segundo. Deve ser instalado fora da casa dos 
compressores e preferencialmente na sombra. Todo 
reservatório deve possuir válvulas de segurança, manômetro e 
termômetro. 
Outra questão é que os resfriadores posteriores e separadores 
de condensado obtém uma eficiência na retenção da umidade 
em torno de 80-90%. O restante acompanha o ar comprimido até o reservatório, onde a 
velocidade é consideravelmente reduzida fazendo com que a maior parte dos 
condensados residuais deposite-se sobre as paredes e escorra para o fundo deste. 
Assim é muito importante a existência de uma tubulação de dreno na parte mais baixa 
do reservatório a fim de permitir a retirada dessa água (aproximadamente 5% da 
umidade é retida neste estágio). 
 
5. Secadores de ar 
 
Consiste no terceiro estágio da separação da umidade contida no ar comprimido. 
Sua finalidade é manter o ponto de orvalho do ar, na pressão de saída do sistema, 
10ºC abaixo da mínima temperatura do ambiente onde estão os instrumentos. 
Sua utilização é necessária quando um ar de altíssima qualidade é requerido 
(instrumentação). 
Os secadores podem ser por refrigeração ou com agentes secantes. 
 
6. Rede de Distribuição 
 
Para determinar-se o melhor traçado da tubulação é necessário conhecer a localização 
dos principais pontos de consumo, assim como os pontos isolados. 
O tipo de rede a ser empregada (aberta ou fechada) deve ser analisado. Em alguns 
casos pode ser adequado um circuito fechado em anel. Outras situações podem exigir 
uma combinação de anéis e linhas diretas ou ainda somente uma linha direta pode ser 
suficiente. 
A grande vantagem do circuito fechado é que se ocorrer um grande consumo 
inesperado de ar em qualquer linha, o ar pode ser fornecido de duas direções, 
diminuindo a queda de pressão. 
Mesmo com todos os dispositivos de eliminação da umidade (já vistos), a tubulação 
nunca estará isenta do mesmo. Poços de drenagem (com purgadores) devem ser 
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instalados ao longo da linha a fim de recolher o condensado formado. Recomenda-se 
que estes poços tenham diâmetro igual ao da linha e fiquem no máximo a 40 metros de 
distância entre si. Sempre que possível, às tubulações devem ser inclinadas no sentido 
do fluxo, em pelo menos 5% para facilitar a drenagem e diminuir a perda de carga. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
As tomadas de ar devem ser feitas sempre pela parte superior da tubulação, 
assegurando assim fornecimento de ar de melhor qualidade ao equipamento. 
 
7. Acessórios 
 
Definido o lay-out da rede principal, os ramais e as linhas de serviço aos pontos de 
consumo se definem os acessórios necessários. 
 
 Filtro comum 
o Para eliminação das partículas que contaminam o ar comprimido (poeiras, 
umidade, óleo) e que não foram eliminadas pelos separadores da rede. 
 Filtro coalescente 
o Sua principal característica é a grande eficiência na retirada do óleo 
contido no ar. A coalescência consiste na coleta de finas partículas em 
suspensão nos gases, através da coesão entre elas, formando partículas 
maiores que são mais facilmente removíveis. 
 Reguladores de pressão 
o Muitas das operações devem ser realizadas a uma pressão menor que a 
da linha de alimentação.Para tanto, usam-se reguladores para adequar a 
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pressão a um valor desejado. São usadas válvulas de ação direta 
(recomendadas para redução de pressão de um só equipamento, e em 
aplicações sem grandes variações de fluxo) e válvulas de duplo 
diafragma (recomendadas para fornecimento de ar à vários 
equipamentos). 
 Lubrificadores 
o Quando se usa o ar para acionar motores, cilindros, válvulas, etc. é 
necessário instalar um lubrificador. Os elementos lubrificantes reduzem o 
atrito e consistem basicamente de um depósito de óleo que tenha sido 
desenhado de tal maneira que, quando o ar circula pôr ele, uma 
quantidade de óleo transforma-se em neblina. O óleo conduzido pela 
corrente de ar lubrifica as partes móveis do equipamento acoplado. 
Devem ser evitados óleos com aditivos, pois o óleo é eliminado sob a 
forma de vapor, através de válvulas de exaustão de equipamentos 
pneumáticos, sendo, portanto, tóxicos. 
 Purgadores 
o Eliminador automático da água que se acumula nas diferentes partes da 
instalação de ar comprimido. O mais indicado é do tipo eliminador de 
bóia, que abre somente para descarregar a água, fechando 
hermeticamente após a sua eliminação. 
 Separadores de umidade 
o Os purgadores se encarregam de descarregar a água acumulada no 
fundo do tubo principal ou em qualquer ponto da instalação; nada pode 
fazer com relação a neblina de gotículas de água que podem estar 
suspensa no ar. Os separadores de umidade cumprem esta missão. 
 Mangueiras 
o Ferramentas pneumáticas e outros dispositivos acionados a ar 
comprimido são em geral ligados à rede de ar através de mangueiras. 
Essas mangueiras devem ser leves, flexíveis e suportar a pressão do ar 
(4 a 5 vezes a pressão máxima de trabalho) e resistir as intempéries. São 
formadas pôr uma camada externa de borracha, uma camada 
intermediária de lona e uma camada interna bastante lisa a fim de 
apresentar a mínima resistência possível para o ar. Mangueiras de 1” ou 
mais devem ser preferencialmente ser fixadas no solo. 
 Engates rápidos 
o As mangueiras são ligadas à rede e as ferramentas através de engates de 
acoplamento. Quando a mangueira fica perfeitamente ligada à 
ferramenta, emprega-se com freqüência o engate tipo rosca. O engate de 
garras é muito empregado e oferece grande possibilidade de combinação 
visto que as garras são de igual tamanho para vários diâmetros da 
tubulação ou mangueira. 
 
8. Sistema Ineficiente 
 
Um sistema de ar comprimido ineficiente poderá acarretar um aumento significativo nos 
custos de operação. Os prejuízos resultantes dessa situação decorrem de uma baixa 
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pressão de trabalho, aumento do ciclo de operação dos equipamentos, baixa qualidade 
do ar e vazamentos. 
 
8.1. Qualidade do Ar 
 
Para assegurar a operação confiável do compressor, o ar aspirado deve ser limpo e 
não conter poeira, fuligem ou partículas sólidas, pois caso contrário, esses poluentes 
ficarão em suspensão no óleo lubrificante ocasionando desgaste excessivo dos 
cilindros, anéis dos pistões, mancais, etc. e conseqüentemente aumentando os custos 
de manutenção. Assim, deve-se evitar que a casa dos compressores fique localizada 
perto de chaminés, caldeiras, fornos ou equipamentos de jatos de areia. Sua 
localização ideal é próxima dos principais pontos de consumo do ar, visando redução 
no custo da tubulação e menor perda de pressão. 
Outro aspecto importante para assegurar a aspiração de um ar limpo é a instalação no 
compressor de um filtro de admissão de ar (no mínimo a 2 metros acima do solo e 2,5 
metros de distância de qualquer parede). Devem ser instalados diretamente na entrada 
do compressor. 
 
8.2. Vazamentos 
 
Os vazamentos merecem uma atenção especial, pois desperdiçam grande quantidade 
de energia. Na prática é impossível eliminar totalmente os vazamentos de um sistema, 
no entanto ele não deve exceder a 5% da capacidade instalada. 
As tabelas a seguir apresentam o desperdício de energia provocado por vazamentos. 
 
Diametro do Furo Vazamento de Ar à 6 bar Potência Requerida p/ Compressão 
(mm) (l/s) (m³/min) (kW) 
1 1 0,06 0,3 
3 10 0,60 3,1 
5 27 1,62 8,3 
10 105 6,30 33,0 
 
Pressão 
Manométrica 
(bar) 
Descarga de ar em l/s através de diferentes orifícios 
0,5 1,0 2,0 3,0 5,0 10,0 12,5 
(mm) 
0,5 0,06 0,22 0,92 2,10 5,7 22,8 35,5 
1,0 0,08 0,33 1,33 3,00 8,4 33,6 52,5 
2,5 0,14 0,58 2,33 5,50 14,6 58,6 91,4 
5,0 0,25 0,97 3,92 8,80 24,4 97,5 152,0 
7,0 0,33 1,31 5,19 11,60 32,5 129,0 202,0 
 
A metodologia apresentada abaixo mostra como realizar uma medição quantitativa de 
vazamentos (controle tipo parada e partida e velocidade constante): 
 
a) Tomar um compressor com capacidade conhecida. Se existir mais de um, 
escolher, um com capacidade aproximada de 20% da capacidade total instalada. 
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b) Todos os pontos de consumo de ar devem estar conectados normalmente, mas 
não em operação. 
c) A entrada em carga e alívio do compressor deve ser feita manualmente. 
d) São necessários dois cronômetros. 
e) Os níveis de pressão de carga e alívio são determinados pôr exemplo: carga 6,5 
bar e alívio 7,0 bar 
f) Colocar o compressor em carga até a pressão atingir 7,0 bar. Pôr em alívio e 
acionar o cronômetro nº1 (mantê-lo em funcionamento durante todo o teste - T). 
g) Quando a pressão baixar para 6,5 bar, colocar o compressor em carga 
novamente e acionar o cronômetro nº2 (mantê-lo em funcionamento enquanto o 
compressor estiver carregando - t). 
h) repetir o teste cinco vezes. 
i) quando a pressão atingir novamente 7,0 bar no ciclo final, paralisar ambos os 
cronômetros. 
 
Vazamentos = Q x t / T, 
 
onde: 
Q => capacidade do compressor 
t => tempo em carga do cronômetro nº2 
T => tempo total do cronômetro nº1 
 
8.3. Temperatura do ar 
 
A temperatura de sucção do ar que será aspirado pelo compressor é um aspecto muito 
importante, pois quanto mais quente o ar, menor o rendimento da instalação. 
 
 
 
 
 
Este aumento de temperatura diminui a massa específica do ar (massa de ar contida 
uma unidade de volume) em cerca de 1%, resultando também 1% a mais no volume. 
Para satisfazer essa condição é necessário captar o ar fora da casa dos compressores. 
Exemplos: 
 
 A 15ºC a massa específica do ar é 1,225 Kg/m3 
 A 30º C a massa específica do ar é 1,164 Kg/m3 (- 5%) 
 
8.4. Tubulação de admissão de ar 
 
A tubulação de aspiração de ar deve ser projetada de maneira a ter o mínimo 
comprimento e o menor número de curvas possível a fim de minimizar a perda de 
carga. 
 
 
 
Para cada 4ºC de acréscimo na temperatura do ar aspirado, o compressor 
consumirá 1% a mais de potência para entregar o ar nas mesmas condições 
Para cada 25 mbar de perda de carga na aspiração o rendimento do 
compressor irá cair 2%. 
 
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8.5. Capacidade de ar necessária 
 
É de fundamental importância o conhecimento da quantidade exata de ar necessária 
para todos os equipamentos pneumáticos existentes. Uma estimativa abaixo dessa 
capacidade resultará em pressões inadequadas nos pontos de consumo e estimativas 
muito altas acarretarão grande investimento inicial e baixa eficiência do sistema. 
A maioria dos equipamentos pneumáticos opera a 6 bar de pressão manométrica. Para 
se conseguir esse nível de pressão no equipamento final é necessário um cuidadoso 
cálculo para se determinar a pressão de trabalho do compressor. 
Devemos ter uma pressão de ar suficiente nos pontos de consumo. A pressão do ar 
exerce uma influencia muito grande no desempenho das ferramentas pneumáticas. 
Uma pressão de trabalho muito baixa, diminui a potência dessas ferramentas, 
resultando aumento no tempo de operação e conseqüentemente aumentando os 
custos deprodução. Uma das causas da baixa pressão nos locais de consumo pode 
ser a produção de uma quantidade insuficiente de ar comprimido (é comum 
acrescentar novas ferramentas a uma linha já existente, sem verificar se isso afeta o 
desempenho do sistema). 
Para evitarmos isso, devemos sempre ter um compressor de capacidade adequada a 
fim de manter a pressão nos pontos de consumo. Um sistema sobrecarregado, 
trabalhando além da capacidade original provocará uma baixa pressão nos locais de 
consumo. 
Para obtenção da carga máxima do compressor será necessário somar o consumo 
total de todos os equipamentos consumidores existentes (em l/s). A carga média do 
compressor é obtida multiplicando-se o consumo total de ar pelo fator de utilização 
(tempo estimado de trabalho de cada ferramenta durante uma hora). 
Convém admitir uma tolerância de 10 a 15% da capacidade do compressor devido aos 
vazamentos e estimar o aumento da capacidade do sistema para futuras expansões 
também entre 10 a 15% ao ano. 
 
8.6. Controles do Compressor 
 
Um compressor de ar deve ter necessariamente um sistema de regulagem de 
capacidade de tal ordem que adapte sua produção as condições de consumo. 
 
 Parada e partida 
O motor elétrico que aciona o compressor é desligado quando a pressão do 
reservatório atinge um determinado valor. Geralmente utilizado em compressores 
pequenos e serviço intermitente. 
 Velocidade constante 
O motor elétrico que aciona o compressor permanece sempre ligado. Quando a 
pressão do reservatório atinge determinado valor pré-fixado, a válvula de aspiração 
será deslocada e permanecerá aberta. A partir desse momento, todo ar aspirado será 
descarregado pela válvula. 
 Duplo controle 
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Permite operar o compressor dos dois modos (Parada/Partida e Velocidade Constante) 
por intermédio de uma chave seletora. Recomendada para casos de consumo irregular 
com picos de demanda por um certo período e longos períodos de pouca ou nenhuma 
utilização de ar comprimido. 
Atualmente os sistemas de controle dos compressores utilizam a tecnologia dos 
inversores de freqüência. Desse modo, a velocidade do motor elétrico é continuamente 
ajustada dependendo da demanda de ar, resultando em considerável economia de 
energia. Isso elimina a necessidade de alterar o controle para "partida" e "parada" ou 
então promover uma atuação na válvula de sucção. 
 
8.7. Manutenção do Compressor 
 
Os custos operacionais são afetados diretamente pela eficiência de um sistema de 
manutenção. Uma manutenção adequada evita paradas de emergência aumentando a 
disponibilidade do equipamento para a operação.