No campo da nanotecnologia, o Laboratório Van Leeuwenhoek (VLL) da TNO, em Delft, é uma das maiores instalações de pesquisa (em sala limpa) dos Países Baixos. A pesquisa nesta área inclui estudos sobre óptica e instrumentação para o setor aeroespacial. Um dos desafios aqui é criar um ambiente que se assemelhe o máximo possível ao “espaço” fora da nossa atmosfera. Isso significa tentar atingir o vácuo mais alto possível e temperaturas muito baixas, de até -160 °C ou menos em grandes tanques nos quais os testes são realizados. Após os testes, o espaço é reaquecido com um grande volume (5 até 6 metros cúbicos) de ar comprimido.
Franco Brouwer é líder de projeto de tecnologia (CREF – Corporate Real Estate & Facilities) na TNO e responsável, por exemplo, pela manutenção e por modificações nas instalações. No âmbito do CREF, Teun Brussee foi responsável pela engenharia na TNO, que supervisionou este projeto. Ele explica: “O ar comprimido que usamos para reaquecer e pressurizar os tanques precisa ser extremamente seco.” Qualquer molécula de água que entre com o ar comprimido pode, potencialmente, se depositar no objeto de medição. Se houver um número excessivo dessas moléculas, elas podem, primeiro, interferir nos resultados das medições dos testes e também causar sérios danos aos elementos que estamos testando.
Pré-auditoria
Com o aumento das exigências em relação à qualidade do ar comprimido, o crescente número de solicitações de testes e as exigências dos clientes quanto à disponibilidade de instalações de teste, a TNO decidiu que era o momento certo para modernizar o sistema de ar comprimido.
Um primeiro passo consistiu na realização de uma pré-auditoria pela Festo. Koen Leeflang é um auditor certificado e possui vasta experiência na inspeção e modernização de sistemas completos de ar comprimido: “Realizamos regularmente essas auditorias em empresas para mapear um sistema completo de ar comprimido.” Isso é feito de acordo com a norma ISO 11011, que nos oferece um excelente ponto de partida para determinar onde são necessárias mudanças. Para os clientes que solicitam uma expansão da capacidade, isso nem sempre significa instalar um compressor. Às vezes, a solução está em reorganizar a tubulação, usar tubos maiores ou adotar outra solução inteligente que evite a necessidade de grandes investimentos. Além disso, podemos sugerir medidas de economia de energia em praticamente todos os casos."
Para a TNO, a questão era um pouco mais complicada. Por um lado, havia o desejo de melhorar a qualidade do ar comprimido e, por outro, era necessária uma expansão da capacidade. No entanto, a pré-auditoria revelou que nem todos os usuários necessitam de ar comprimido da mais alta qualidade. Seria, portanto, desnecessariamente caro construir um sistema de ar comprimido totalmente novo para fornecer ar comprimido extremamente seco a todos os usuários.
Grupo de projeto
A pré-auditoria e os requisitos da TNO exigiram uma modificação significativa do sistema de ar comprimido. Era essencial formar um grupo de trabalho composto pela TNO, pela Festo e pela Royal HaskoningDHV. Esta última foi representada por Annelies Hemmer, gerente de projetos responsável pela construção ou reforma dos laboratórios da TNO em Delft. "Nesse tipo de projeto, minhas responsabilidades incluem elaborar o plano do projeto e os orçamentos correspondentes, bem como avaliar sua viabilidade." "Para isso, a colaboração com a Festo e a TNO tem sido de grande valor."
Ela continua: “Nesta colaboração, a Festo elabora a proposta técnica para as modificações e extensões do sistema de ar comprimido.” A TNO tem de avaliar se isso realmente produz o resultado desejado, e eu analiso a viabilidade financeira da proposta com base nisso. Quando chegamos a um acordo, a Royal HaskoningDHV dá início à implementação, durante a qual, em consulta com o cliente, selecionamos os subcontratados e fornecedores. A Festo, por exemplo, forneceu conexões específicas e diversos instrumentos, enquanto os secadores de ar foram adquiridos junto a um especialista nesse tipo específico de equipamento.
Redundância no nível do compressor
A proposta da Festo focou em um sistema de ar comprimido de dois níveis. O primeiro sistema fornece ar comprimido (seco) de altíssima qualidade (classe 2.1.1, conforme a norma ISO 8573-1:2010). O segundo fornece ar comprimido de qualidade normal (classe 2.4.1, conforme a norma ISO 8573-1:2010) por meio de sua própria tubulação independente. Um recurso especial é a instalação de uma “válvula de emergência” entre esses dois sistemas, capaz de conectá-los quando necessário. Isso evita a falha ou a interrupção temporária dos testes, caso haja risco de pressão muito baixa no sistema de ar comprimido (por exemplo, devido a um número excessivo de usuários).
Capacidade e qualidade
Para garantir tanto a capacidade quanto a qualidade, foram adicionados um compressor e um novo secador aos três compressores já existentes. Koen Leeflang: «Começando pelo último: o novo secador é um secador por adsorção especial que permite atingir um ponto de orvalho de pressão inferior a -70 °C. Esse ponto de orvalho de pressão é monitorado por um sensor próprio no secador e, adicionalmente, por meio de um sensor de ponto de orvalho de pressão instalado na linha de descarga de saída. Isso, combinado com o novo compressor, fornece o ar comprimido extremamente seco necessário para pressurizar os tanques de vácuo. Para os demais usuários, que dispõem de ar comprimido padrão em quantidade suficiente, está disponível o quarto compressor. Dessa forma, os compressores são redundantes, permitindo que a TNO ofereça aos seus clientes a máxima disponibilidade de seus sistemas.
Teun Brussee: “Essa configuração garante que o ar comprimido com a qualidade adequada esteja disponível no lugar certo e que não haja gastos desnecessários de energia para gerar ar comprimido de alta qualidade onde não for necessário.” É possível reduzir ainda mais o consumo de energia diminuindo as pressões da 9 - 10 bar que usamos atualmente. Por exemplo, para 7,5 bar. Se isso for suficiente, essa é mais uma medida para economizar energia.
Cooperação
A instalação está funcionando agora para total satisfação de todos os usuários. Com isso, os três parceiros contemplam satisfeitos o resultado que vai além de uma boa cooperação. Teun Brussee: “Graças ao conhecimento e ao entusiasmo incansável do Koen, chegamos a uma solução que responde a todas as nossas necessidades: temos mais capacidade, maior confiabilidade e a qualidade de ar comprimido que desejávamos.” Tudo isso com um consumo de energia eficiente. É ótimo quando se consegue trabalhar junto assim.