EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM SISTEMAS
DE AR COMPRIMIDO
VIII SEMINÁRIO PARANAENSE DE
MANUTENÇÃO – CURITIBA 2008
Roteiro:
¾ Apresentação do Grupo Renault;
¾ Introdução;
¾ Problemas encontrados nos sistemas;
¾ Geração (localização das perdas);
¾ Distribuição (localização das perdas);
¾ Consumo (localização das perdas);
¾ Quantificações;
¾ Conclusão.
APRESENTAÇÃO GRUPO RENAULT
Empresa multinacional francesa
do ramo automobilístico
presente em 118 países
EUROPA
20 localidades
OUTROS
PAÍSES
7 localidades
AMÉRICA
MUNDO
33 localidades
6 localidades
APRESENTAÇÃO GRUPO RENAULT
• Números de 2007:
–
–
–
–
Vendas Globais: 2,48 milhões de veículos;
Faturamento: 40,68 bilhões de Euros;
Resultado líquido: 2,73 bilhões de Euros;
Nº de funcionários: 130.179.
APRESENTAÇÃO GRUPO RENAULT
• Aliança Renault Nissan:
– Início:1999 - Carlos Ghosn assume
Nissan;
– 2006 - Carlos Ghosn assume presidência
do grupo;
– É o 4º maior grupo automobilístico
mundial;
– 6,16 Milhões de veículos vendidos em
2007.
APRESENTAÇÃO GRUPO RENAULT
• Presença na Fórmula 1:
– Bicampeão mundial: 2005-2006;
APRESENTAÇÃO GRUPO RENAULT - BRASIL
O Complexo Ayrton Senna é composto
por três fábricas e um parque de
fornecedores, além da sede da Renault
para o Mercosul. Têm 10 anos de
existência e já produziu mais de
700.000 veículos.
Área total: 2,5 milhões de m2
(60% de área preservada)
Fábrica de
Motores
• US$ 150 milhões
investidos
• Área: 33 mil m²
Parque de
Fornecedores
Fábrica de
Veículos de Passeio
• US$ 750 milhões
investidos
• Área: 130 mil m²
Fábrica de
Veículos Utilitários
• US$ 230 milhões
investidos
• Área: 33 mil m²
Sede da
Renault para
o Mercosul
APRESENTAÇÃO GRUPO RENAULT - BRASIL
• Lançamentos 2006: Megane Sedan e Grand Tour
• Lançamento 2007: Logan e Sandero
Introdução:
O ar comprimido é um recurso vital no processo
produtivo, que também contribui de forma
significativa para a conta de energia elétrica.
Introdução:
Na maioria das instalações dos compressores de ar a energia
elétrica corresponde a 73% do custo na vida de um sistema de ar
comprimido, outra constatação é que até 30% dessa energia pode
estar sendo desperdiçada, em outras palavras, elevando o custo
operacional.
A importância de um sistema adequado na
indústria:
Um sistema completo de ar comprimido
compreende 03 componentes principais:
¾ A instalação do Compressor de ar;
¾ O projeto e instalação da rede de distribuição
de ar comprimido;
¾ Os pontos de consumo.
Problemas mais constantes no Sistema:
¾ Projeto mal desenvolvido;
¾ Dimensões de tubulações ou de acessórios mal
dimensionados;
¾ Utilização de materiais de má qualidade.
Problemas mais constantes no Sistema:
¾ Muitas vezes, mesmo com todo o cuidado no
projeto e instalação inicial da rede, este sistema
ao longo do tempo passa à ficar
sobrecarregado, trabalhando acima da
capacidade inicialmente projetada;
¾ Não é feito um re-dimensionamento para as
expansões desejadas;
¾ Acabam ocorrendo perdas e baixas pressões.
Como deve ser um sistema adequado ?
¾ Possuir pressão de ar suficiente nos pontos de
conexão;
¾ Vazamentos mínimos de ar;
¾ Capacidade e qualidade de ar adequados;
¾ Layout bem planejado;
¾ Acessórios eficientes p/as linhas de ar;
¾ Sistema bem documentado (desenhos, plano
de manutenção avançado).
Sistema de distribuição ar correto:
Importante saber que:
A maior parte das ferramentas pneumáticas são
projetados e especificados pelo fabricante para
trabalhar com:
¾ pressão de admissão de 6 bar (87 lb/pol2)
¾ fornecimento de rendimento de 100% à uma
pressão de 6 bar.
Locais onde estão as Perdas:
Distribuição
•Vazamentos
•Perda de Carga
Utilização
•Vazamentos
•Pressão Desnecessária
•Utilização Incorreta
Geração
•Baixo Rendimento
•Alto Consumo Específico
Geração:
Inicialmente devemos levar em conta a Geração
do ar comprimido, que consiste na correta
manutenção e regulagem dos compressores.
A simples troca dos filtros (ar, óleo, respiro do
cárter), além de trazer confiabilidade ao sistema
também diminui o consumo de energia elétrica,
pois a obstrução dos filtros causa queda da
pressão e conseqüentemente os compressores
devem trabalhar sobrecarregados para realizar
o mesmo trabalho.
Geração:
!
25 mbar de queda de pressão na entrada de ar
→ reduz a vazão do compressor em 2%
!
1 bar de queda de pressão no separador ar/óleo
→ 7% aumento de consumo de energia
Geração:
• Atenção especial à localização da Sala de
Compressores:
¾ Local mais centralizado possível das áreas de
maior consumo;
¾ Escolha de local ventilado;
¾ Áreas de acesso desprovidas de contaminações
(poeira, agentes corrosivos).
Distribuição:
Na parte de distribuição devemos levar em
consideração o correto dimensionamento da
rede de ar comprimido, o seu layout e um trabalho
minucioso de detecção de vazamentos, o método
consiste em descobrir exatamente de onde se
origina a perda de energia e então tomar as
medidas apropriadas para remediar ou otimizar a
situação.
Distribuição:
Uma rede de distribuição externa deve conter:
¾ Linha principal (ou linha mestre);
¾ Linhas secundárias (ou ramais);
Distribuição:
Estas linhas poder montadas de duas maneiras
diferentes:
¾ Anel aberto (ou ramificado);
¾ Anel fechado (ou circuito fechado).
Distribuição:
Anel aberto (ou ramificado) Vantagens:
¾ Normalmente custo inicial menor;
¾ Menor amarramento (dependência) no layout tornando-o
mais flexível à mudanças.
Anel aberto (ou ramificado) Desvantagens:
¾ Maiores possibilidades de problemas na qualidade do ar
da rede (umidade e quedas da pressão constante);
¾ Maior dificuldade nos controles.
Distribuição:
Anel fechado (ou circuito fechado) Vantagens:
¾ Normalmente custo de manutenção menor;
¾ Maiores garantias na qualidade e estabilidade do ar na
rede.
Anel fechado (ou circuito fechado) Desvantagens:
¾ Normalmente custo inicial de instalação maior;
¾ Maior dependência do layout dos equipamentos (menor
flexibilidade para mudanças não planejadas);
Distribuição:
Para linhas de distribuição no teto (locais altos –
linha aérea) , deve-se prever:
¾ drenos (manuais ou automáticos);
¾ sistema pescoço de ganso (colo de cisne);
¾ válvulas de esferas em pontos estratégicos;
¾ conjuntos reguladores de ar.
Prepare a linha principal e de serviço
Tomadas de
ar por cima.
Incline
a rede
Fluxo de ar
correto!
Fixadores
eliminam
vibração e ruído
Curvas só
quando necessário
mesmo!
Balancins use sempre
que possível
Regule
Engates
em 6,3 bar
Use válvulas
de esfera.
Use filtro com
dreno automático.
Diâmetro correto
da mangueira!
Flexibilidade!!!
Mangueiras e perda de carga:
Rede de ar: Uma vista geral.
.
2 a 3% de inclinação
Dreno
10%
Eficiência da Rede de Ar Comprimido:
• Verificação da vazão do sistema, medindo a
saída de ar dos compressores;
• Com essa medição é possível traçar o perfil de
consumo e realizar as corretas regulagens das
máquinas, visando a economia potencial de
energia elétrica e disponibilidade dos
equipamentos;
Eficiência da Rede de Ar Comprimido:
• Também no trabalho temos a verificação de
vazamentos. Vazamentos entre 10% e 15% são
comuns na maioria dos sistemas.
Como exemplo: o custo gerado por um
vazamento de 5,0 mm em um ano é de
aproximadamente R$ 10.913,67, considerando
que a fábrica trabalhe 24h por dia e tem o custo
de kWh em R$ 0,15.
Economia de Energia Elétrica
Custo do desperdício através de Vazamentos
Diâmetro
do furo ( mm )
0,8
1,0
1,5
3,0
5,0
6,0
10,0
Perda
( l/s )
a 7 bar
0,2
1,0
3,1
11,0
26,7
45,8
105,0
Potência
Perdida ( kW )
Consumo Anual
( kWh )
0,1
0,3
1,0
3,5
8,3
15,0
33,0
876
2628
8760
30660
72708
131400
289080
Considerando 1kWh = R$ 0,12
Custo da
perda/ano
R$
105,12
315,36
1051,20
3679,20
8724,96
15768,00
34689,60
Consumo:
A queda de pressão em uma ferramenta, para
uma linha bem projetada, dimensionada e
monitorada pela manutenção não pode exceder
0,6 bar.
Eficiência pode ser medida?
7,0 bar
5,0 bar
P2²
X 100 = ? %
P1²
25 X 100 = 51%
49
Desperdício por utilização incorreta do ar
comprimido
• Limpeza
de superfícies empoeiradas
ou roupas.
• Uma mangueira aberta de 3/8”(
10mm) corresponde a um fluxo
contínuo de 105 l/s (220cfm) requer
uma potência de aproximadamente 37
kW, ou seja o suficiente para acender
370 lâmpadas de 100 W.
Potência de ferramenta pneumática diminuída:
• Uma
queda de pressão de 6 para 5 bar
diminui a potência da ferramenta em 25%
e para 4 bar reduz a potência em 49%
Uma queda de 0,5 bar causa:
- aumento de 19 % no tempo de
esmerilhamento.
- aumento de 62% no tempo de furação.
- aumento de 7% no tempo para atingir
torque das chaves de impacto
potência consumida
Potência X Pressão de trabalho:
+5% +13% +25%
7 bar
7,5 bar 8,5 bar 10 bar
pressão de trabalho
Compressores com filtros
obstruídos,
redes
com
vazamentos ou altas perdas
de carga ( por obstrução ou
mal
dimensionamento)
levam alguns usuários a
aumentar a pressão de
trabalho do compressor.
Esta
prática
ocasiona
aumento
da
potência
consumida pelo compressor
Exemplo
• Empresa multinacional equipada com 4 compressores de 200 kW cada
• Capacidade de ar total do sistema = 3600 m3/h
• Jornada de trabalho anual = 5400 horas
• Após trabalho de detecção de vazamentos na rede, concluiu-se que as perdas
eram da ordem de 48%, ou seja desperdício de 384 kW = R$ 248.832,00 por ano.
Uso Final:
A correta utilização final do ar
comprimido,
que
consiste
na
manutenção
correta
dos
equipamentos
de
linha
e
principalmente na educação das
pessoas que trabalham nestes
postos, é de fundamental importância
para termos um sistema funcional e
econômico, pois, nestes postos é
onde encontramos a maior parte dos
vazamentos
da
rede
de
ar
comprimido e, portanto a maior fonte
dos desperdícios.
EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM SISTEMAS DE AR
COMPRIMIDO
Contatos:
•
Harding Ducci Olesko – Engenheiro de Manutenção
•
José Gaspar – Supervisor de Utilidades / Predial
•
Gustavo Bueno – Gerente da Manutenção Central
Fone: 041-3380-2518
E-mail: [email protected]
Fone: 041-3380-2516
E-mail: [email protected]
Fone: 041-3380-2530
E-mail: [email protected]