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AR COMPRIMIDO: UM ESTUDO DE CASO 
DANIEL OSS, ROBSON SIRENA E VINÍCIUS BORTOLUZZI 
 
Universidade de Caxias do Sul 
Disciplina de Gestão de Energia e Tarifação 
Semestre 2018/2 
 
Subsistemas de ar comprimido 
O objetivo da instalação de um sistema de ar 
comprimido é fornecer ar para vários pontos de 
aplicação em condições de quantidade e qualidade 
suficientes e com pressão adequada para uma 
operação eficiente das ferramentas pneumáticas e 
outros dispositivos do ar comprimido. Um sistema de 
ar comprimido é composto por três partes 
fundamentais: geração, distribuição e consumo final. 
 
Geração 
 
A geração é composta pelos compressores de ar, 
secadores de ar e sistemas de tratamento, assim como 
também a própria sala de máquinas. Os compressores 
utilizados nas mais diversas áreas, são divididos em 
dois modelos: o tipo dinâmico e o tipo volumétrico. 
O sistema de geração de ar comprimido pode ser 
descentralizado, onde há vários pontos de geração de 
ar comprimido ou centralizado, onde há uma única 
central de compressores. 
A principal vantagem dos sistemas 
descentralizados é a flexibilidade. Em grandes 
fábricas, com futuras instalações difíceis de serem 
previstas, pequenas unidades pontuais podem ser 
adquiridas de acordo com a necessidade, fornecendo 
ar conforme a demanda adicional. Outra vantagem é 
a maior facilidade no ajuste das pressões. 
No sistema centralizado de geração o principal 
ponto é o conhecimento prévio da localização do 
sistema. A sala deve ser alocada em um sítio onde 
haja ar limpo e fresco para admissão. 
Com o uso de sistema centralizado, necessidades 
intermitentes e variáveis de ar comprimido de 
diferentes aplicações podem ser combinadas para 
uma carga relativamente constante com uma 
capacidade total reduzida, enquanto que o sistema 
descentralizado, um compressor isolado não pode ser 
utilizado para atender uma carga de pico em outro 
local da indústria. (Compressed Air and Gas 
Handbook, 1989). 
 
 
 
 
Distribuição 
 
 Em um sistema industrial, o transporte do ar 
comprimido é feito através da rede de ar comprimido. 
A rede de distribuição de ar comprimido compreende 
todas as tubulações que saem do (s) compressor (es), 
passando pelo (s) secador (es), passando pelo 
reservatório, e que, unidas, levam o ar comprimido 
até os pontos individuais de utilização. 
Um sistema de distribuição perfeitamente 
executado deve manter a pressão, manter a vazão e 
eliminar o condensado. Para que a rede de 
distribuição atenda a estas condições, primeiramente 
um traçado básico da tubulação deve ser executado, 
visando melhor desempenho na distribuição do ar. 
Os principais componentes da rede de 
distribuição de ar são: 
 
 Válvulas de fechamento da distribuição; 
 Resfriador de ar; 
 Reservatório de ar comprimido; 
 Drenagem do ar comprimido. 
 
Consumo Final 
 
Outro ponto que deve ser bem analisado no 
sistema de ar comprimido é o consumo final ou 
utilização final, que representa a maior fonte de 
desperdícios, seja pelas instalações deficientes, ou 
seja, pela má utilização do ar comprimido. 
Recomenda-se ainda que não se realize a 
utilização direta do ar no ponto terminal do tubo de 
tomada. No terminal, deve-se colocar uma pequena 
válvula de drenagem e a utilização deve ser feita um 
pouco mais acima, aonde o ar, antes de ir para a 
máquina, passa através da unidade de 
condicionamento (Training Park, 2000). 
Os problemas mais encontrados na utilização 
final do ar comprimido são: 
 
 Perda de capacidade de ar; 
 Potência de ferramentas pneumáticas 
diminuída; 
 Desgaste prematuro de ferramentas; 
 Presença de impurezas e água na rede. 
 
Todos estes problemas são causados 
principalmente pelos vazamentos, que por sua vez 
são os maiores causadores de quedas de pressão na 
rede. 
 
Vazamentos 
 
Vazamento é um item que na maioria das 
instalações tem grande importância. Normalmente os 
vazamentos estão localizados no terminal do ponto 
consumidor, tanto nas conexões, mangueiras e 
engates, como nas juntas que ligam os diferentes 
componentes do sistema. 
Os vazamentos afetam diretamente no consumo 
de energia do compressor, e necessitam ser 
eliminados por completo, pois representam um 
consumo contínuo de ar, a quantidade de ar perdido 
através de pequenos furos, acoplamentos com folgas, 
vedações defeituosas, etc, quando somadas, alcançam 
elevados valores. 
A importância econômica desta contínua perda 
de ar torna-se mais evidente quando comparada com 
o consumo de um equipamento e a potência 
necessária para realizar a compressão. Desta forma, 
um vazamento na rede representa um consumo 
consideravelmente maior de energia, que pode ser 
verificado através da Tabela 1. 
 
 
Tabela 1 – Custo x Diâmetro 
 
A eliminação completa de todos os vazamentos 
é praticamente impossível, porém estes devem ser 
reduzidos ao máximo com uma manutenção 
preventiva do sistema, sendo verificados, por 
exemplo: substituição de juntas de vedação 
defeituosa, engates, mangueiras, tubos, válvulas, 
aperto das conexões, restauração das vedações nas 
uniões roscadas, eliminação dos ramais de 
distribuição fora de uso e outras que podem aparecer, 
dependendo da rede construída. 
A queda de pressão é um dos problemas 
centrais dos sistemas de ar comprimido. Sabe-se, por 
exemplo, que a redução de 6 a 5 bar na pressão 
entregue a uma ferramenta pneumática reduz em 25% 
sua potência desenvolvida, ou seja, impacta em seu 
rendimento, incrementando os custos de produção. 
Na Tabela 2 são apresentados os incrementos 
médios de tempo para a redução de 0,5 bar em 
algumas ferramentas industriais típicas. 
 
 
 
Ferramenta Incremento de tempo 
Esmirilhadeira 19% 
Furadeira 62% 
Chaves de impacto 7% 
 
Tabela 2 – Incremento de tempo 
 
As quedas de pressão ao longo do sistema 
de distribuição de ar comprimido devem-se, em 
suma, ao subdimensionamento, vazamentos, 
entupimento de filtros, rompimento de válvulas e 
obstrução das linhas. Tais problemas poderiam ser 
mitigados através de manutenções e inspeções 
periódicas. 
Das causas apresentadas o 
subdimensionamento do sistema é a que apresenta 
maior impacto; linhas longas, duas ou mais 
ferramentas instaladas em uma mesma linha e 
inserção de tubulações e equipamentos inadequados 
são englobadas nesta causa. 
Os principais problemas em instalações de 
ar comprimido, no que tange à distribuição, são os 
vazamentos e as perdas de carga; na geração o baixo 
rendimento e o alto consumo de energia figuram 
como grandes empecilhos e na utilização (consumo) 
as pressões inadequadas entregues e os vazamentos 
são os principais problemas. 
A auditoria de energia é um processo de 
verificação do sistema como um todo, de modo a 
fornecer soluções para que os equipamentos de 
utilização final operem de maneira satisfatório, 
evitando paradas de produção inesperadas. Este 
processo é realizado nos três grandes setores da 
instalação de ar comprimido: geração, distribuição e 
consumo final. Na geração é realizada uma auditoria 
na sala de compressores, verificando a temperatura 
do ar aspirado, que impacta no consumo de energia 
elétrica, conforme a Tabela 3, além da determinação 
de seu rendimento e mensuração da corrente. 
Também são verificados os sistemas de manutenção e 
a regulagem de pressão. 
 
 
 
Tabela 3 – Percentual 
 
Para a mensuração do rendimento dos compressores 
uma ferramenta, mostrada na Figura 1 é utilizada. Ela 
é acoplada àsaída do compressor. Possui orifícios 
calibrados, de acordo com a vazão da máquina, e é 
dotada de sensores de temperatura e pressão. Ela 
mensura o ar de descarga, calculando a vazão real do 
compressor. Tal valor é comparado ao informado 
pelo fabricante; se um compressor de 1939 l/seg 
apresenta uma vazão real de 1739 l/seg este 
equipamento apresenta rendimento de 90%. 
 
 
Figura 1 – Ferramenta de orifício 
 
A mensuração de corrente pode trazer à tona 
diversos problemas relacionados à operação do 
compressor, como sobrecarga do motor, causada por 
restrição de filtros, por exemplo. Nesta mensuração é 
empregado um transformador de corrente em cada 
uma das fases que o alimentam. Tal mensuração 
também revela o perfil de consumo de cada máquina, 
para que se possa, posteriormente, ajustar a máquina 
para que opere a maior parte do tempo em carga, se 
estiver em alívio. 
Na distribuição são verificadas as pressões 
pontuais em trechos de tubulação. Detectar as quedas 
já citadas anteriormente, que impactam no 
funcionamento do sistema, permite traçar soluções, 
como a inserção de pequenos compressores em locais 
afastados da central de compressão, por exemplo. 
Um sensor de pressão pontual, mostrado na Figura 2, 
é utilizado para tal análise. 
 
 
Figura 2 – Sensor de pressão 
 
No consumo final a detecção de vazamentos 
é a analise realizada. Um medidor ultrassônico, 
mostrado na Figura 3, é empregado; este dispositivo 
tem como objetivo converter sons de alta frequência, 
inaudíveis pelo ser humano devido às características 
de seu sistema auditivo, em sinais audíveis, de 
intensidade e som proporcionais ao original. Através 
da aproximação do sensor das tubulações de ar 
comprimido, se houver vazamento, o som do fluído 
escoando será percebido e o ponto de escape será 
registrado. 
 
 
Figura 3 – Sensor ultrassônico 
 
Estudo de Caso: Renault do Brasil 
 O estudo de caso foi realizado na planta da 
Renault do Brasil, que hoje é composta por 3 
compressores ZR 750 e um compressor ZR 900 
VSD. Um quinto compressor também de modelo ZR 
750 está sendo instalado visando a ampliação da 
fábrica. Visto que a Renault do Brasil é composta por 
uma única central de ar comprimido, o estudo de caso 
iniciou-se pela sua geração, e na sequência analisou-
se o sistema de distribuição e utilização. 
 Na casa de máquinas (geração) realizou-se a 
eficiência dos 4 compressores de ar utilizados 
atualmente. Através de medidores de corrente (TCs) 
mediu-se o consumo energético dos motores em um 
período de 6 dias. Com o auxílio do software ME 
Box, obteve-se a relação entre a vazão e o consumo 
de energia. Desta forma comparando-se os dados 
medidos com os dados nominais dos compressores 
foi possível realizar o rendimento dos mesmos. A 
Figura 4 apresenta os rendimentos dos 4 
compressores analisados, percebe-se que os mesmos 
apresentam valores adequados, visto que o valor 
limite de aceitação de rendimento de um compressor 
é em torno de 95%. 
 
 
 
 
Figura 4 - Valores de Rendimento dos Compressores 
 No setor de distribuição de ar comprimido, 
encontrou-se 2.058 pontos de vazamento, que 
representa valor aproximado de 29,44% da demanda 
de ar produzido. Estes vazamentos representam uma 
perda de energia anual de 3.469.567,50 kWh, 
considerando um valor de R$0,15/ kWh estas perdas 
representam um custo de R$ 520.448,62. Na Tabela 
4 estão apresentados de forma detalhada os 
vazamentos encontrados no setor de distribuição. 
 
 
 
Tabela 4 – Vazamentos diversos na área da fábrica 
 
Em quatro meses de trabalho conseguiu-se 
sanar cerca de 60% dos vazamentos, o que representa 
uma redução de aproximadamente 9,3% no consumo 
de energia elétrica dos compressores. 
 Uma campanha também foi realizada 
visando sensibilizar os funcionários a evitar o 
desperdício de ar comprimido. Diversos 
informativos foram distribuídos pela empresa (jornal 
de banheiro, etc.), além de treinamentos para os 
funcionários, onde apresentam-se os custos de 
produção do ar comprimido, formas de identificar 
vazamentos, e os procedimentos que devem ser 
adotados caso alguém funcionário encontre 
vazamentos de ar. 
Resultados 
 Todas as ações de verificação realizadas na 
Renault do Brasil foram realizadas entre 2008 e 2009 
e implementadas em 2010. Para verificação da 
economia proporcionada, foi realizada a medição de 
consumo energético antes da implementação (2009) e 
após (2010). Com todas as ações realizadas na rede 
de ar comprimido, obteve-se uma economia de 
R$56.019.00 no ano de 2010. Este valor pode ser 
melhor visualizado no gráfico apresentado na Figura 
5, onde há a soma cumulativa da economia durante o 
ano. 
 
 
 
Figura 5 – Soma cumulativa da economia das ações 
Referências 
[1] Olesko, H. D. (2013). Uma proposta de 
eficiência energética para sistemas de ar comprimido 
industriais.