Apostila 01 - Ar Comprimido Industrial

Prévia do material em texto

Introdução 
O ar comprimido é uma importante forma de energia, sendo o resultado da 
compressão do ar ambiente, que é composto por oxigênio, nitrogênio e gases raros. 
O ar comprimido está presente em empresas de diferentes setores, como por 
exemplo: alimentício, metal mecânico, moveleiro, entre outros. 
A história demonstra que a utilização do ar comprimido é anterior a Da Vince, 
que em diversos inventos dominou e utilizou o ar. No antigo testamento, são 
encontradas referências do uso do ar comprimido na fundição da prata, ferro, chumbo 
e estanho. No entanto, somente na segunda metade do século XIX é que o ar 
comprimido adquiriu importância industrial. 
O ar comprimido vem sendo amplamente utilizado na indústria, aplicado como 
energia em diversos processos que necessitam de movimento, força ou ambos em 
máquinas e ferramentas pneumáticas. O ar comprimido é bastante aplicado nas 
indústrias como condutor de energia, possuindo um excelente grau de eficiência, 
sendo insubstituível em diversas áreas, executando operações com flexibilidade, 
gerando racionalização do trabalho, economia, além de proporcionar segurança ao 
trabalho. 
Neste curso iremos ver o funcionamento de uma linha de ar comprimido e como 
dimensionar a linha e seus componentes. 
Válvulas e componentes pneumáticos 
Todo sistema pneumático é projetado pensando em um movimento no final da 
linha, onde pode ser um movimento linear ou giratório (tirando algumas exceções), 
que devem ser controlados de acordo com a necessidade e tipo do trabalho que se 
está em questão. Os componentes que executam tais movimentos são denominados 
atuadores, e para controlar esses atuadores são utilizadas as válvulas. 
Válvulas 
Os comandos pneumáticos consistem de elementos de sinal, elementos de 
comando e elemento de trabalho. Os elementos de sinal e de comando influenciam o 
processo do trabalho, assim chamados de válvulas. As válvulas são aparelhos de 
comando ou de regulagem de partida, parada e direção. Elas comandam também a 
pressão ou vazão. A denominação “válvula” é válida, correspondendo a linguagem 
internacionalmente usada para todo tipo de construção: registros, válvulas de esfera, 
válvulas de prato, válvulas direcionais, etc. A norma que define isso é a norma DIN – 
ISO 1219. 
Válvulas de segurança 
As válvulas de segurança devem ser instaladas no tanque pulmão e após 
válvulas redutoras de pressão, pois se houver uma falha no sistema de regulagem de 
pressão (do compressor ou da válvula) a válvula de segurança fará a descompressão 
total da linha impedindo que os equipamentos sejam danificados por excesso de 
pressão no sistema. 
Válvulas redutoras de pressão 
Nem sempre todos os equipamentos do sistema requerem a mesma pressão 
fornecida pelo compressor, nestes casos é necessário fazer uma redução de pressão. 
Existem dois tipos de válvulas redutoras de pressão para ar comprimido; válvula de 
ação direta e válvula auto operada. As válvulas redutoras de pressão de ação direta 
são recomendadas para redução de pressão em um só equipamento, onde não 
existam grandes variações de pressão ou fluxo. Não são recomendadas para 
condições de fluxo crítico (pressão de saída menor ou igual à metade da pressão de 
entrada), pois poderá ocasionar variações na pressão de saída. As válvulas auto 
operadas devem ser utilizadas para redução de pressão em linhas que alimentam 
vários equipamentos ou onde não podem ocorrer variações da pressão regularizada 
(pressão de jusante). Seu acionamento por piloto permite grandes variações de fluxo 
sem que isto ocasione variação de pressão à jusante. Não existe problema de 
instalação para condições de fluxo crítico. 
Válvula de retenção 
 A grande desvantagem do circuito fechado, é que no anel principal existe a 
possibilidade do duplo sentido de fluxo, impedindo a utilização de equipamentos que 
tenham sentido de fluxo obrigatório. A instalação de uma válvula de retenção depois 
destes equipamentos impedirá o contra fluxo viabilizando então a utilização deste no 
anel principal. Na saída dos compressores quando estes trabalham interligados é 
importante a instalação desta válvula para evitar a contra pressão nos mesmos que 
pode ocasionar entre outros problemas o superaquecimento. 
 Válvulas para resfriamento 
 Após a compressão o ar deve ser resfriado, este resfriamento pode ser feito 
no próprio compressor (dependendo do modelo) ou por meio de resfriadores. Nesses 
resfriadores o ar é circulado através de serpentinas imersas em água fria. A 
temperatura do ar é controlada por válvulas de resfriamento que modulam a vazão de 
água conforme a temperatura desejada. 
 
Válvula de esfera 
Válvulas de bloqueio são imprescindíveis em qualquer sistema de ar 
comprimido para os casos de manutenção e/ou parada de equipamentos e 
acessórios. As válvulas do tipo esfera são as mais recomendadas para este tipo de 
aplicação, pois possuem vedação estanque, perda de carga mínima (quando aberta), 
fácil visualização aberta/fechada e acionamento rápido (que proporciona maior 
agilidade ao seu sistema). Devem ser instaladas antes de equipamentos, acessórios 
e pontos de consumo. 
Lubrificadores 
 Quando o ar comprimido é utilizado para acionamento de motores, cilindros, 
válvulas e afins é necessário a instalação de um lubrificador. Sua função é formar uma 
película lubrificante nas partes móveis do equipamento reduzindo o atrito e diminuindo 
a pressão no trabalho do equipamento. O ar circula no lubrificador e por efeito venturi 
transforma certa quantidade de óleo em neblina que passará a circular através da 
corrente de ar. Deve ser instalado o mais próximo possível do ponto de utilização. Sua 
cápsula é em acrílico que facilita a visualização se o lubrificador está ou não 
trabalhando. Pode ser recarregado sem que seja necessário interromper o fluxo de ar. 
 
 
Elementos pneumáticos 
 
Atuadores lineares 
 
A energia pneumática é transformada, por atuadores lineares pneumáticos em 
movimento retilíneos. 
 
❖ Cilindro de ação simples 
Cilindros de ação simples, são acionados por ar comprimido de um só lado, e 
trabalham só em uma direção. O retrocesso efetua-se por mola ou por força externa. 
A força da mola é calculada para que possa retroceder a pistão à posição inicial, 
com uma velocidade suficientemente alta, sem absorver energia elevada. Este 
elemento de trabalho emprega-se principalmente para fixar, expulsar, prensar, elevar, 
alimentar, etc. 
 
 
 
 
❖ Cilindro de membrana plana 
Este cilindro também é conhecido como “caixa de ar comprimido” ou “caixa de 
força”. Uma membrana, que pode ser de borracha, de material sintético ou também 
metálico, assume a tarefa do embolo. A haste do embolo é fixada no centro da 
membrana. Neste caso a vedação deslizante não existe. No momento existe somente 
o atrito, provocado pela dilatação da membrana 
Este cilindro é empregado na fabricação de ferramentas e dispositivos, bem 
como em prensas de cunha, rebitar e fixar. 
 
 
 
❖ Cilindro de dupla ação 
A força do ar comprimido movimenta o pistão do cilindro de ação dupla em duas 
direções, será produzida uma determinada força no avanço, bem como no retrocesso. 
Cilindros de dupla ação são utilizados especialmente onde é necessário 
também um retrocesso, exercer uma função de trabalho. O curso, em princípio, é 
limitado, porém, é importante levar em consideração a deformação por flexão e 
flambagem. 
A vedação é feita mediante embolo com gaxeta de vedação dupla. 
 
 
 
❖ Cilindro com hastes passantes de ambos os lados 
Este cilindro de hastes passante tem algumas vantagens. A haste é melhor 
guiada devido a dois mancais de guia. Isto possibilita a admissão de uma ligeira carga 
lateral, os elementos sinalizadores podem ser montados na parte livre da haste do 
embolo. 
Neste caso, a força é igual em ambos os lados (mesma área de pressão). 
 
 
 
❖ Cilindro com amortecimento nos fins decurso 
Quando volumes grandes e pesados são movimentados por cilindro, emprega-
se um sistema de amortecimento para evitar impactos secos ou até danificações. 
Antes de alcançar a posição final, um embolo de amortecimento interrompe o escape 
de ar, deixando somente uma passagem pequena, geralmente regulável. 
Com o escape de ar mais estreito ou apertado, cria-se uma sobre pressão que, 
para ser vencida, absorve grande parte da energia e resulta em perda de velocidade 
nos fins de curso. Invertendo o movimento do embolo, o ar entra sem impedimento 
pelas válvulas no cilindro e o embolo pode, com força total e velocidade total, 
retroceder. 
 
 
 
 
Motores pneumáticos 
 
Os motores pneumáticos estão classificados de acordo com a construção: 
• Motor de pistão 
• Motor de palhetas 
• Motor de engrenagens 
• Turbo-motores 
Obs. A simbologia dos motores são todas iguais. 
❖ Motor de pistão 
Este tipo de motor está sub-classificado em motores de pistão radial e axial. 
Por pistões em movimento inverso, através de uma biela, o ar aciona o eixo do motor. 
Para que seja garantido um movimento sem golpes e vibrações são necessários 
vários cilindros. A capacidade dos motores depende da pressão da entrada, número 
de pistões, área dos pistões e o curso dos mesmos. 
Motores pneumáticos existem com rotação a direita e a esquerda. A rotação 
máxima está fixada em 5000 rpm. 
 
 
 
 
 
❖ Motor de palhetas 
Graças a construção simples e de pequeno peso, os motores pneumáticos 
geralmente são fabricados como maquinas rotativas com palhetas. As palhetas 
colocadas nas ranhuras serão, pela força centrifuga, prensadas contra a parede 
interna do cilindro. A vedação individual das câmaras é garantida. 
Por meio da pequena quantidade de ar, as palhetas serão prensadas contra a 
parede interna do cilindro, já antes de acionar o motor. A velocidade do motor é de 
3000 rpm a 8500 rpm. Existem unidades com rotação a direita e a esquerda. 
❖ Motor de engrenagem 
A geração do momento de torção efetua-se nesta construção pela pressão de 
ar contra os flancos dos dentes de duas engrenagens engrenadas. Uma engrenagem 
é montada fixa no eixo do motor, a outra livre no outro eixo. 
❖ Turbo-motores 
Turbo-motores somente pode ser empregado para trabalhos leves. O campo 
de rotação, porém, é muito amplo (em equipamentos dentários até 50.000 rpm). 
 
 
 
 
Compressores 
 
O compressor é a principal parte de uma linha de ar comprimido, pois, sem ele 
não é possível se obter o ar comprido. Existem muitos tipos de compressores, com 
diferentes valores de pressão e volume de ar comprimido. 
 
Veremos agora como se dividem os compressores. 
 
 
 
Compressor de 
ar
Compressor 
dinâmico
Compressor 
deslocamento 
positivo
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
C
o
m
p
re
ss
o
r 
d
in
âm
ic
o
Compressor de 
fluxo axial
Compressor de 
fluxi radial
C
o
m
p
re
ss
o
r 
d
es
lo
ca
m
e
n
to
 
p
o
si
ti
vo
Compresso de 
palhetas
Compressor de 
parafuso
Compressor de 
lobulos ou roots
Compressor de 
anel liquido
Compressor de 
pistão
Compressor de 
diafragma
Compressor sem 
pistão
Compressor dinâmico 
 
O compressor dinâmico, também conhecido como turbo compressor, é 
baseado exclusivamente no princípio rotacional de trabalho. O compressor dinâmico 
possui duas peças principais: o impelidor e o difusor. 
O impelidor é uma peça rotativa munida de pás, que transfere ao ar a energia 
recebida de um acionador, essa transferência de energia se dá em parte cinética, e a 
outra parte na forma de calor. Após o escoamento estabelecido pelo impelidor, é 
recebido pelo difusor, cuja função é transformar a energia cinética do ar em calor, com 
consequente ganho de pressão. Os compressores dinâmicos efetuam o processo de 
compressão de maneira contínua. 
 
• Compressor de fluxo axial 
 
O compressor de fluxo axial são maquinas dinâmicas onde o ar flui em direção 
axial, via uma turbina rotativa com laminas fixas. Para a compressão de ar, o 
compressor primeiro acelera o ar para depois comprimi-lo. Os canais das laminas 
formam um difusor, onde a energia cinética do ar criada pela sua circulação é 
desacelerada é convertida em energia pressurizada. Este compressor tem como 
características; fornecimento uniforme, ar sem óleo, ele é sensível troca de carga e 
fornecimento de baixa pressão. 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Compressor de fluxo radial 
 
O compressor de fluxo radial é uma máquina dinâmica onde o ar é dirigido para 
o centro de uma roda de laminas giratória (turbina) e pela força centrifuga, o ar é 
distribuído para a periferia. A pressão é aumentada conduzindo o ar através de um 
difusor antes de alcançar a próxima lamina. Com esse movimento transformando a 
energia cinética em pressão estática. As características deste compressor são as 
mesmas do compressor de fluxo axial. 
 
 
 
Compressor deslocamento positivo ou volumétrico 
 
O compressor de deslocamento positivo, trabalha com a ajuda de rotação 
assim como o movimento alternado de pistões. Nesse tipo de compressor, o aumento 
de pressão é dado pela diminuição do volume do qual o ar ocupa. Na operação dessa 
máquina, é observado várias fases de trabalho durante o ciclo de funcionamento: 
primeiro certa quantidade de ar é admitida na câmara de compressão, que então é 
fechada e em seguida sofre a diminuição do volume, em fim a câmara é aberta e o ar 
é liberado para consumo. Nesse tipo de compressor, a compressão do ar é efetuada 
em sistema fechado, isto é, sem qualquer contato com a sucção e a descarga. As 
diferenças de ciclo desse tipo de compressor, se dá em função das características 
especifica de cada máquina. 
 
• Compressor de palhetas 
 
O compressor de palhetas possui um rotor ou tambor central que gira 
excentricamente com relação a carcaça. Esse tambor possui rasgos radiais por toda 
sua extensão, nos quais são inseridas palhetas retangulares. Quando o tambor gira, 
as palhetas deslocam-se radialmente sob a ação da força centrifuga e se mantem em 
contato com a carcaça. 
O ar entra pela área de sucção e ocupa os espaços entre as palhetas, devido 
a excentricidade da rotação e as posições das aberturas de sucção e descarga, os 
espaços das palhetas vão diminuindo, assim, fazendo a compressão progressiva do 
ar. A pressão do ar no momento em que é aberta a comunicação com a descarga 
poderá ser diferente da pressão reinante nessa região, o equilíbrio é, no entanto, 
quase que imediatamente atingido pelo ar descarregado. As características desse tipo 
de compressor são: baixo ruído, fornecimento uniforme de ar, compactibilidade da 
máquina, manutenção simples, alto custo e baixa eficiência. 
 
 
 
 
• Compressor de parafuso 
 
O compressor de parafuso, possui dois rotores em forma de parafusos que 
giram em sentido contrário, mantendo entre si uma condição de engrenagem. A 
conexão do compressor com o sistema, se dá através das aberturas de sucção e 
descarga diametralmente opostas. 
O ar entra pela área de sucção e ocupa o intervalo entre os filetes dos rotores, 
a partir de um determinado momento do engrenamento, o ar ali contido, fica fechado 
entre o rotor e as paredes da carcaça. Conforme o rotor gira, o ar vai se deslocando 
para frente, reduzindo o espaço disponível para o ar, assim provocando a compressão 
do mesmo. Quando se alcança a área de descarga o ar é liberado para o reservatório. 
A relação de compressão interna do compressor de parafuso, depende da geometria 
da máquina e da natureza do ar, podendo ser diferente da relação entre as pressões 
do sistema. As características principais desse trocador são: unidade de dimensões 
reduzida, fluxo de ar continuo, baixa temperatura de compressão (resfriamento por 
óleo). 
 
 
 
• Compressor de lóbulos ou roots 
 
O compressor roots, contém dois rotores que giram em sentido contrário, 
mantendo uma folga muito pequena no ponto de tangencia entre si e com relaçãoa 
carcaça. O compressor de lóbulos, embora sendo classificado como volumétrico, não 
possui compressão interna, os rotores apenas deslocam o ar de uma região de baixa 
pressão para uma região de alta pressão. 
Esse compressor é originalmente conhecido com soprador roots, e proporciona 
uma pequena elevação de pressão, por isso é raramente empregado para fins 
industriais, porém, é de baixo custo e suporta longos períodos sem manutenção. As 
principais características desse compressor são: não há pistão rotativo, não necessita 
lubrificação, o ar é isento de óleo, sensibilidade a areia e pó. 
 
 
 
• Compressor de anel liquido 
 
O compressor de anel liquido, é um compressor de deslocamento rotativo. Um 
eixo com laminas radiais rígidas, as quais percorrem dentro da carcaça excêntrica, faz 
o liquido de vedação rodar, um anel liquido é formado, o qual veda as áreas entre as 
laminas e a carcaça. 
As mudanças de volume são causadas pela excentricidade da rotação do eixo, 
e como resultado disso, o ar é levado pelo caminho e é comprimido, para ser assim 
descarregado. Normalmente agua é utilizada para o liquido de vedação. As 
características desse compressor são: ar isento de óleo, baixa sensibilidade contra 
sujeira, baixa eficiência, um líquido separador é necessário porque o líquido auxiliar é 
bombeado continuamente na câmara de pressão. 
 
 
 
• Compressor de pistão 
 
O compressor de pistão, é um compressor de deslocamento oscilante. Esse 
compressor leva o ar através do movimento do pistão (para baixo e para cima), 
comprime e descarrega, esse processo é controlado por válvulas de entrada e 
descarga. 
Diferentes pressões podem ser geradas por vários estágios de compressão em 
serie pelo uso de vários cilindros. Esses cilindros, podem ter várias configurações 
dentro do compressor, como: posicionamento vertical, posicionamento horizontal, em 
V, em W, ou horizontalmente opostos. As principais características desse tipo de 
compressor são: alta eficiência e alta pressão. 
 
 
 
• Compressor de diafragma 
 
O compressor de diafragma, é um compressor de deslocamento oscilante. 
Esse tipo de compressor utiliza eixos de ligação e diafragmas elásticos para a 
compressão do ar. 
Ao contrário do compresso de pistão. O compressor de diafragma é induzido a 
mover-se em oscilações não-lineares. O diafragma é fixo por sua extremidade e é 
movimentado pelo eixo de ligação. O comprimento do eixo, depende da deformação 
do diafragma. As principais características desse compressor são: cilindro de grande 
diâmetro, movimento curto do diafragma, econômico no caso de pequenos volumes 
de fornecimento e baixas pressões, geração de vácuo. 
 
 
• Compressor sem pistão 
 
O compressor sem pistão, é um compressor de deslocamento oscilante. Seu 
funcionamento é baseado no mesmo princípio de um motor diesel de dois tempos com 
compressor fixo. 
O ar comprimido nos pistões em posição de ponto morto, os impele para dentro 
acionando o compressor, por isso o gás de combustão no cilindro do motor, é 
comprimido e quando o combustível injetado dá ignição, os pistões são separados 
novamente. O ar fechado é comprimido. Depois que o ar exigido escapou, a maioria 
do ar comprimido é eliminado por uma válvula mantenedora de pressão, as válvulas 
de entrada começam a levar mais ar. As características de um compressor sem pistão 
são: alta eficiência, operação sem vibração e princípio de trabalho simples. 
 
 
 
 
 
 
Reservatório de ar comprimido 
 Um sistema de ar comprimido é constituído, normalmente, de um ou mais 
reservatórios, responsáveis por funções importantes junto a todo o processo de 
produção, geralmente, os reservatórios têm como principais funções: 
• Armazenagem de ar comprimido. 
• Resfriamento do ar auxiliando a eliminação do fluído condensado. 
• Controle das marchas do compressor. 
• Estabelecer o fluxo de ar, etc. 
Uma questão primordial na seleção de reservatórios de ar comprimido se trata 
da segurança.O reservatório deve sempre atender aos requisitos mínimos obrigatórios 
conforme normas nacionais e internacionais desde o desenvolvimento do projeto, 
fabricação e operação. Devendo atender também a PMTA (pressão máxima de 
trabalho admissível) de acordo com as normas ASME e NR-13, e possuir dispositivos 
de segurança como manômetro e válvula de segurança. Os reservatórios não devem 
operar com uma pressão acima da pressão máxima de trabalho permitida, com 
exceção aqueles que a válvula de segurança estiver dando vazão, nestes casos, a 
pressão não deve ser excedida em mais de 6% do seu valor. 
 
 Disposição dos Reservatórios na Linha de Ar Comprimido 
 
 Para a localização dos reservatórios nas linhas de ar, deve ser realizada de 
modo que todos os drenos, conexões e aberturas de inspeção sejam facilmente 
acessíveis para manutenção e operação. Em hipótese alguma, os reservatórios 
devem ser enterrados ou instalados em local de difícil acesso, de preferência, fora da 
casa dos compressores, para facilitar a condensação da umidade e do óleo contidos 
no próprio ar comprimido. O dreno deve ser instalado no ponto mais baixo para fazer 
a remoção deste condensado acumulado durante um determinado período de 
utilização, e sendo ainda, preferencialmente, automático. Os reservatórios são 
constituídos ainda de manômetro, válvulas de segurança, e são submetidos a uma 
prova de pressão hidrostática, conforme normas ASME VIII e/ou NR-13 antes da sua 
instalação e utilização. 
 
Dimensionamento do Armazenamento de Ar 
 
 Conforme determinado pela indústria PARKER HANNIFIN, para cálculo rápido 
do volume total de um reservatório de ar, adota-se a seguinte regra: 
• Para compressores de pistão: Volume do reservatório = 20% da vazão total do 
sistema medida em m3 /min. - Vazão total = 5 m3 /min - Volume do reservatório = 20% 
x 5 m3 /min = 1,0 m3 
• Para compressores rotativos: Volume do reservatório = 10% da vazão total do 
sistema medida em m3 /min. - Vazão total = 5 m3 /min - Volume do reservatório = 10% 
x 5 m3 /min = 0,5 m3 
 Encontrando o volume total de armazenamento de ar necessário para o sistema, é 
recomendável dividi-lo em dois reservatórios menores, de igual capacidade, sendo o 
primeiro instalado logo após o compressor de ar e antes do pré-filtro e o segundo logo 
após o pós-filtro, trazendo benefícios para a linha, como o ajuste perfeito do ciclo 
carga/alívio dos compressores, a proteção de todo o sistema contra vazamentos de 
óleo acidentais pelos compressores, o amortecimento de pulsações, a proteção dos 
rolamentos dos compressores, o fornecimento adequado de ar tratado para o 
consumo e a proteção dos equipamentos de tratamento de ar contra picos de vazão 
que iria ocorrer caso não tivesse o segundo. 
 
Tratamento de Ar 
 
Resfriador Posterior 
 
O resfriador posterior, também chamado de After Cooler, é um trocador de calor 
que resfria o ar comprimido após sua compressão. Neste processo tem-se o 
surgimento do condensado, que deve ser retido evitando que a água permaneça nas 
tubulações, o que é prejudicial para um bom funcionamento do sistema. O 
resfriamento do ar comprimido pode ser feito de duas maneiras: por ar ou água. 
É fundamental que o resfriador posterior esteja instalado antes dos secadores, 
para que a temperatura do ar comprimido possa ser reduzida para um nível aceitável. 
Neste processo, 50 a 75% do vapor de água presente no ar é retirado. As condições 
de admissão do compressor e o tipo de resfriador posterior vão determinar a 
quantidade exata de vapor de água retirado. Nesta etapa de tratamento do ar 
comprimido, à medida que é reduzida a temperatura do ar, o vapor de água condensa, 
sendo retirado em forma líquida. Somente na etapa que compreende o resfriamento 
e a secagem do ar comprimido, cerca de 80 a 90% do condensado deverão ser 
precipitados. Atualmente, o resfriador posterior e o compressor estão reunidos em um 
único conjunto.Filtro de ar 
 
Filtros são dispositivos aplicados na filtragem do ar sendo extremamente 
necessários para o bom funcionamento e vida útil do sistema de ar comprimido. Eles 
são capazes de reter umidade e partículas presentes no ar. 
É oportuno lembrar que, o filtro de ar é empregado em três posições diferentes 
na rede de distribuição. Um filtro antes e um depois do secador de ar comprimido e 
outro no ponto de uso. O filtro instalado antes do secador (pré-filtro) tem a função de 
separar o restante do condensado e sujeira que não foram totalmente eliminadas pelo 
resfriador posterior, aumentando assim a capacidade do secador de 20 resfriar o ar 
comprimido. Já o filtro instalado após o secador de ar (pós-filtro) tem a função de 
eliminar a umidade residual e as partículas sólidas, nos secadores por refrigeração. 
Nos secadores por adsorção, o pós-filtro retém apenas as partículas sólidas. 
O ar procedente da rede de distribuição pode conter umidade, impureza e 
contaminantes. A grande parte dessas impurezas é contida no processo de tratamento 
do ar, mas as partículas pequenas que não foram retidas nesse processo ficam 
suspensas no interior da canalização e são levadas pelo fluxo do ar comprimido, 
chegando ás partes móveis das máquinas pneumáticas, agindo como abrasivos, 
prejudicando seu funcionamento. O filtro instalado no ponto de uso é empregado para 
minimizar esse problema, proporcionando uma melhor qualidade do ar. 
 
 
 
 
Secador de ar 
 
O ar possui vapor d’água que pode condensar devido à variação da pressão e 
temperatura ao longo da rede de distribuição do ar comprimido. Drenos e filtros 
separadores de água têm o papel de retirar esse condensado da linha pneumática. 
Porém, tais componentes não são capazes de retirar vapor d’água, por isso torna-se 
conveniente o uso de secadores de ar. 
Um secador pode representar 25% do valor total da instalação do ar 
comprimido. No entanto, o custo da aquisição do secador é compensado pelos 
inúmeros benefícios que ele traz, minimizando os prejuízos causados pelo ar úmido, 
como por exemplo: substituição de componentes pneumáticos, impossibilidade de 
utilizar o ar em algumas operações e o refugo gerado na produção de produtos. 
São múltiplos os meios de secagem do ar comprimido. Os três mais utilizados 
no mercado industrial e com melhores resultados finais são: 
 
• Secagem por refrigeração: O secador de ar por refrigeração é o tipo mais 
utilizado nas indústrias atualmente. Neste secador, o ar comprimido quente 
entra e atravessa um trocador de calor ar/ar, onde é pré-resfriado pelo ar frio 
que está saindo do secador. Depois é deslocado para outro trocador de calor 
fazendo com que sua temperatura diminua para cerca de 3 ºC. Isso faz com 
que o vapor d’água presente no ar seja condensado e eliminado do sistema. 
Para que o ar possa ser filtrado ele deve ser aquecido, passando novamente 
pelo trocador de calor ar/ar, resfriando o ar que está entrando e, 
consequentemente, aumentando sua temperatura. 
 
• Secagem por absorção: Os secadores por absorção utilizam um dessecante 
(agente de secagem) para absorver a umidade. O dessecante possui inúmeros 
pequenos poros nos quais a água é retida. Assim, uma pequena parte do 
dessecante pode coletar uma grande quantidade de água. Suas vantagens 
são: baixo ponto de orvalho e custo de operação moderado. 
 
• Secagem por adsorção: Os secadores por adsorção atuam através de 
substâncias secadoras que adsorvem (ou seja, admitem uma substância à 
superfície da outra) o vapor d’água, que com o auxílio do ar quente podem ser 
regeneradas. Para efetuar a limpeza do elemento secador, o sistema de 
adsorção possui um arranjo de circulação de ar quente em paralelo. Enquanto 
um lado é regenerado (limpo) o outro pode ser utilizado. A substância 
normalmente usada é o dióxido de silício, conhecida como sílica gel. O secador 
por adsorção é mais caro que os demais, porém, é o sistema mais efetivo para 
reter a umidade. 
 
 
Materiais aplicados nas Tubulações de Ar Comprimido. 
 Uma das decisões primordiais para montagem de um sistema de ar 
comprimido é a escolha de materiais empregados nas tubulações e conexões por 
onde o ar será conduzido, da geração ao ponto de uso. Para fazer a escolha correta 
é necessário conhecer os tipos de rede de ar comprimido, a pressão que será 
empregada, assim como a temperatura. Pequenos detalhes podem fazer grandes 
diferenças e também grandes economias, por isso é bom realizar uma boa pesquisa 
antes de tomar uma decisão tão importante. 
 A escolha do material das tubulações ainda interfere na vazão do sistema, na 
qualidade do próprio ar e na ocorrência de vazamentos, a seleção errada do tipo de 
material empregado, irá afetar diretamente no fluxo, pressão e qualidade, resultando 
perda de desempenho, maior consumo de energia e por final, um aumento dos custos 
de instalação e manutenção. 
 
• Aço Carbono 
Devido ao seu baixo custo, excelentes qualidades mecânicas e facilidade de 
solda e de conformação, o aço-carbono é o denominado “material de uso geral" em 
tubulações industriais, isto é, só se deixa de empregar o aço-carbono quando houver 
alguma circunstância especial que proíba. Desta forma, todos os outros materiais são 
usados apenas em alguns casos específicos. 
 Em indústrias de processamento, mais de 80% dos tubos são de aço-carbono, que é 
usado para água doce, vapor de baixa pressão, condensado, ar comprimido, óleos, 
gases e muitos outros fluídos pouco corrosivos e a qualquer pressão. 
Alguns tubos de aço-carbono são galvanizados, ou seja, com um revestimento 
interno e externo de zinco depositado a quente, com a finalidade de dar maior 
resistência à corrosão. 
Quanto maior for à quantidade de carbono no aço maior será a sua dureza e 
maiores serão os limites de resistência e de escoamento; em compensação o 
aumento do carbono prejudica a ductilidade e a soldabilidade do aço. 
 
• Aços Inox 
Existem duas classes principais de aços inoxidáveis: os austeníticos (não 
magnéticos), e os ferríticos (magnéticos), diferenciados principalmente pela 
quantidade de cromo e níquel presentes em sua composição química, sendo os 
austeníticos o grupo mais importante. 
 Os aços inoxidáveis austeníticos apresentam uma extraordinária resistência 
afluência e a oxidação, razão pela qual são bem elevados os valores das temperaturas 
limites de utilização. Todos os aços austeníticos mantém o comportamento dúctil 
mesmo em temperaturas extremamente baixas, podendo alguns serem empregados 
até próximo de zero absoluto. Esses aços são todos materiais de solda fácil. 
 Os tubos de inoxidáveis austeníticos são usados, entre outros serviços, para 
temperaturas muito elevadas, temperaturas muito baixas, serviços corrosivos 
oxidantes, produtos alimentares e farmacêuticos e outrosserviços de não-
contaminação, hidrogênio em pressões e temperaturas elevadas e etc. 
Os aços inoxidáveis ferríticos e martensíticos apresentam, em relação aos 
austeníticos, bem menor resistência a fluência e a corrosão em geral, assim como 
menor temperatura de início de oxidação, sendo por isso mais baixas as temperaturas 
limites de uso. Em compensação, são materiais mais baratos do que os austeníticos 
e menos sujeitos aos fenômenos de corrosão alveolar e sobtensão. Esses aços são 
todos difíceis de soldar e não são adequados a serviços em baixas temperaturas. 
 
• Ferro Fundido/ Forjado 
Os tubos de ferro fundido são usados para água, gás, água salgada e esgoto, 
em serviços de baixa pressão, temperatura ambiente, e onde não ocorram grandes 
esforços mecânicos. Esses tubos têm boa resistência à corrosão, principalmente a 
corrosão do solo, e grande duração. Os tubos de boa qualidade são fabricados por 
fundição centrifugada. 
Os tubos de ferro forjado são conhecidos no comércio como de “ferro 
galvanizado “pelo fato de serem quase sempre galvanizados. Empregam-se esses 
tubosem tubulações industriais secundarias, de baixas pressões e temperaturas, para 
água, ar comprimido, condensado etc.; são também os tubos comumente usados em 
instalações prediais de água e gás. Esses tubos são fabricados pelos processos de 
solda de pressão e solda de resistência elétrica, até 4", nos mesmos diâmetros e 
espessuras de parede dos tubos de aço. Os tubos de ferro forjado têm baixa 
resistência mecânica e boa resistência a corrosão, equivalente à do ferro fundido e 
bem melhor do que a do aço carbono. Esses tubos resistem muito bem ao contato 
com a água, a atmosfera e o solo. 
 
• Tubos Não Ferrosos 
 Fazendo-se uma comparação geral entre os metais não-ferrosos e o aço-
carbono, podemos dizer que os metais não-ferrosos têm bem melhor resistência a 
corrosão e preço mais elevado; a maioria desses metais tem, em relação ao aço-
carbono, menor resistência mecânica e menor resistência as altas temperaturas, 
apresentando, entretanto, muito melhor comportamento em baixas temperaturas. 
 Devido principalmente ao seu alto custo, os tubos de metais não-ferrosos são 
pouco usados. Para muitos serviços corrosivos os metais não-ferrosos têm sido 
ultimamente substituídos pelos materiais plásticos, com vantagens de preço e de 
resistência a corrosão. 
 Temos como principais ligas de classificação não ferrosa o cobre, alumínio, 
chumbo, níquel e titânio. 
 
• Tubos de Materiais Plásticos 
Os materiais plásticos sintéticos são atualmente o grupo mais importante dos 
Materiais não-metálicos utilizados em tubulações industriais. O emprego 
desses materiais tem crescido muito nos últimos anos, principalmente como substituto 
para os aços inoxidáveis e metais não-ferrosos. O aumento constante dos preços 
desses metais e o aperfeiçoamento contínuo dos plásticos tendem a tornar maior 
ainda a expansão do emprego desses. 
Distinguem-se duas classes gerais de plásticos: Os termoplásticos e os 
termoestáveis, os primeiros amolecem completamente, com a aplicação do calor, 
antes de sofrerem qualquer decomposição química, podendo por isso serem repetidas 
vezes amolecidos, moldados e reempregados. Os termoestáveis, pelo contrário, não 
podem ser conformados pelo calor. 
Pelo seu conjunto de vantagens e desvantagens, os materiais plásticos são 
usados principalmente para serviços de temperatura ambiente ou moderada, e baixos 
esforços mecânicos, simultâneos com a necessidade de grande resistência a 
corrosão. 
 Temos como principais plásticos empregados nas tubulações o polietileno, o 
PVC, assim como as classes de Poliésteres e Hidrocarbonetos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dimensionamento da linha 
Para dimensionarmos a linha de ar comprido, deve-se pensar em três pontos 
principais, que são: 
• Pressão de trabalho da linha. 
• Perda de carga na linha. 
• Seleção do compressor 
Vamos iniciar com o cálculo principal que dimensiona o diâmetro interno da 
tubulação da linha: 
 
𝑑 = 10 ∙ [√
1,663785 ∙ 10−3 ∙ 𝑄1,85𝐿𝑡
∆𝑃 ∙ 𝑃
5
] 
Onde: 
Q = Volume de ar corrente: Vazão total das máquinas, mais futura ampliação, em m³/s. 
𝐿𝑡 = Comprimento total da linha: Somatório do comprimento linear da tubulação e do 
comprimento equivalente originado das singularidades (tês, curvas, registros, etc.), 
em m. 
∆𝑃 = Queda de pressão admitida: Perda de carga em função dos atritos internos da 
tubulação e singularidades, em kgf/cm². 
P = Pressão de regime: Pressão do ar armazenado no reservatório, em kgf/cm². 
 
 
Vazão 
Para fazermos o cálculo, é necessário calcular o primeiro o Q. 
 
𝑄 = 60𝜋 ∙ 𝑣 ∙ (
𝑑
2
)
2
 
Onde: 
v = velocidade do ar [m/s] 
 
Como visto na formula da vazão, é necessário saber o diâmetro interno do tubo 
para efetuarmos o cálculo. Para conseguirmos então calcular a vazão, adota-se um 
diâmetro interno de tubo padrão de mercado, assim facilitando o cálculo e facilitando 
o projeto. 
 
Comprimento da linha 
 
O comprimento da linha, depende muito do projeto em que se está trabalhando, 
levando em consideração das singularidades da linha e o tipo de linha. 
 
 
 
 
As Singularidades estão especificadas no quadro abaixo. 
 
 
Então, para o cálculo do 𝐿𝑡 utiliza-se a seguinte equação: 
 
𝐿𝑡 = 𝐿1 + 𝐿2 
Onde: 
𝐿1 = Comprimento da tubulação. 
𝐿2 = Somatória dos comprimentos das singularidades. 
 
Perda de carga na tubulação 
 
Quando falamos de tubulação, sabemos que sempre a uma perda que carga 
que afetara tal tubulação, no caso do ar comprimido o problema é o mesmo. É 
necessário calcular o quanto essa perda afetara a sua linha de ar comprido, e para 
calcula utiliza-se a equação a seguir: 
 
∆𝑃 =
𝜇 ∙ 𝐿𝑡 ∙ 𝑣
2 ∙ 𝜌
2 ∙ 𝑑
 
Onde: 
𝜇 = Coeficiente do atrito. 
𝐿𝑡 = Comprimento total da tubulação. 
v = Velocidade do ar [m/s] 
𝜌 = Densidade do ar [kg/m³] 
d = Diâmetro interno da tubulação. 
 
Pressão de regime 
 
A pressão de regime é encontrada no reservatório de ar. Essa pressão tem que 
estar sempre um pouco a cima da pressão que estará na linha propriamente dita, pois, 
como dito antes há algumas perdas na linha e a alguns picos de uso na linha. Para o 
cálculo vamos utilizar a seguinte formula: 
 
𝑃1 ∙ 𝑣1
𝑇1
=
𝑃2 ∙ 𝑣2
𝑇2
 
 
Considerando que a temperatura de trabalho do fluido seja constante, podemos 
simplificar a equação para: 
𝑃1 ∙ 𝑣1 = 𝑃2 ∙ 𝑣2 
Onde: 
𝑃1 = Pressão do reservatório 
𝑣1 = Velocidade do fluido no reservatório 
𝑃2 = Pressão na linha 
𝑣2 = Velocidade do fluido na linha 
 
Após os dimensionamentos, deve-se procurar valores próximos, normalizados 
do mercado, para facilitar a execução do projeto. 
 
Para méritos de instalação, o ar comprido deve ser planejado para sair pela 
parte superior da linha de distribuição, para evitar que o condensado, que possa estar 
presente na linha de distribuição, seja arrastado para a linha de alimentação.