Eficiência Energética - Fundamentos e Aplicações

EFICIÊNCIA ENERGÉTICA: FUNDAMENTOS E APLICAÇÕES

Capítulo 10

COMPRESSORES E AR COMPRIMIDO

Muitas empresas e indústrias utilizam o ar comprimido como um dos
seus insumos produtivos. Ele também encontra muitas aplicações nos setores
de serviços. Geralmente o ar comprimido representa uma parcela significativa
na composição no consumo da energia elétrica da empresa. Além disso, diver-
sos estudos apontam os sistemas de ar comprimido como um dos pontos onde
ocorrem significativas perdas de energia. Ou seja, existem bons potenciais para
a economia de energia. Por isso os equipamentos que produzem, distribuem
e utilizam o ar comprimido serão abordados nesse capítulo visando principal-
mente o aumento da eficiência energética.

Inicialmente apresenta-se um breve histórico e são resumidas as apli-
cações do ar comprimido. Depois são mostrados os principais tipos e aspec-
tos construtivos dos compressores. A seguir apresentam-se aspectos básicos de
Termodinâmica. Também são dadas sugestões para as redes de distribuição,
para a operação e para a manutenção do sistema de ar comprimido. São tecidas
recomendações para melhorar a eficiência energética do sistema. Finalmente
são feitos exemplos numéricos para fixação dos conceitos que foram vistos.

10.1. Histórico

Os primeiros registros com o uso do ar comprimido remontam a cerca de
três mil anos A.C., mostrando egípcios e sumérios usando tubos rudimentares
de cerâmica para avivar as chamas dos fornos conseguir fundir os primeiros me-
tais. Depois surgiram os foles manuais, introduzidos por volta de 1500 A.C. Esses
equipamentos rudimentares permaneceram em uso durante mais de 2000 anos
e sobreviveram até 1762, quando começaram a ser substituídos pelo compressor,
uma invenção do engenheiro inglês John Smeaton. Tratava-se de um equipamen-
to dotado de cilindro e pistão feitos de ferro fundido e acionado por meio de uma
roda d’água. Depois disso, o desenvolvimento dos compressores se deu de forma
muito rápida. Eles foram evoluindo acompanhando o aperfeiçoamento das má-
quinas a vapor e, posteriormente, dos motores de combustão interna, época em
que os compressores alternativos dominaram. Depois disso, no período entre as
duas grandes guerras mundiais, surgiram os primeiros compressores dinâmicos.
Atualmente, tecnologias mais avançadas de usinagem permitiram o aperfeiçoa-
mento e a difusão dos compressores rotativos de parafusos.