No domínio da nanotecnologia, o Laboratório Van Leeuwenhoek (VLL) da TNO, em Delft, é uma das maiores instalações de investigação (em sala limpa) dos Países Baixos. A investigação realizada foca-se em ótica e instrumentação para o setor aeroespacial. Um dos desafios nestas instalações é criar um ambiente que se assemelhe o mais possível ao "espaço" exterior à nossa atmosfera. Isto implica procurar o vácuo mais elevado possível e temperaturas extremamente baixas, até -160 °C ou inferiores, em grandes tanques onde os testes são executados. Após estes testes, o espaço é reaquecido com grandes quantidades (5 a 6 metros cúbicos) de ar comprimido.
Franco Brower é líder do projeto de tecnologia CREF (Corporate Real Estate & Facilities) na TNO e, nesta função, é responsável, entre outros aspetos, pela manutenção e alterações nas instalações. No âmbito deste projeto, Teun Brussee foi o responsável de engenharia da TNO que o supervisionou. Ele afirma: "O ar comprimido que utilizamos para reaquecer e pressurizar os tanques tem de ser extremamente seco. Qualquer molécula de água que entre com o ar comprimido pode potencialmente precipitar-se no objeto de medição. Se houver demasiadas moléculas, estas podem, em primeiro lugar, interferir com os resultados das medições dos testes e também causar danos graves aos elementos que testamos."
Pré-auditoria
Com as crescentes exigências relacionadas à qualidade do ar comprimido, o aumento do número de pedidos de testes e os requisitos dos clientes relativos à disponibilidade das instalações de teste, a TNO decidiu ser o momento adequado para modernizar o sistema de ar comprimido.
Um primeiro passo envolveu a realização de uma pré-auditoria pela Festo. Koen Leeflang é auditor certificado e possui vasta experiência na inspeção e modernização de sistemas de ar comprimido completos: "Realizamos regularmente este tipo de auditorias em empresas para mapear um sistema de ar comprimido completo. Isto é feito de acordo com a norma ISO 11011, o que nos dá um ponto de partida excelente para determinar onde são necessárias alterações. Para clientes que solicitam o aumento da capacidade, tal nem sempre significa a adição de um compressor. Por vezes, a solução reside numa reorganização da tubagem, tubos de maior diâmetro ou outra solução inteligente que evite a necessidade de grandes investimentos. Além disso, podemos sugerir medidas de poupança energética em praticamente todos os casos."
Para a TNO, a questão era um pouco mais complicada. Por um lado, existia o desejo de aumentar a qualidade do ar comprimido e, por outro, era necessário aumentar a capacidade. Contudo, a pré-auditoria demonstrou que nem todos os utilizadores necessitam de ar comprimido da mais alta qualidade. Tornar-se-ia, por isso, desnecessariamente dispendioso construir um sistema de ar comprimido completamente novo para fornecer ar extremamente seco a todos os utilizadores.
Grupo de projeto
A pré-auditoria e os requisitos da TNO exigiam alterações profundas ao sistema de ar comprimido. Foi fundamental constituir um grupo de trabalho composto pela TNO, Festo e Royal HaskoningDHV. Esta última foi representada por Annelies Hemmer, Project Manager no que diz respeito à construção ou remodelação dos laboratórios da TNO em Delft. "Neste tipo de projetos, as minhas responsabilidades incluem a elaboração do plano do projeto, os orçamentos associados e a avaliação da sua viabilidade. Para tal, a colaboração com a Festo e a TNO tem sido de enorme valor."
E prossegue: "Nesta colaboração, a Festo elabora a proposta técnica para as alterações e expansões do sistema de ar comprimido. A TNO tem de avaliar se isto produz, de facto, o resultado pretendido e eu analiso a viabilidade financeira da proposta com base nesses dados. Quando chegamos a um acordo, a Royal HaskoningDHV inicia a execução onde, em consulta com o cliente, determinamos os subcontratados e os fornecedores. Por exemplo, acessórios específicos e vários instrumentos foram fornecidos pela Festo, enquanto os secadores de ar foram adquiridos a um especialista neste equipamento."
Redundância ao nível do compressor
A proposta da Festo focou-se num sistema de ar comprimido de dois níveis. Deste modo, o primeiro sistema fornece ar comprimido com uma qualidade muito elevada (seco) (classe 2.1.1 de acordo com a ISO 8573-1:2010). O segundo fornece ar comprimido de qualidade normal (classe 2.4.1 de acordo com a ISO 8573-1:2010) através de uma tubagem separada própria. Uma característica especial é a colocação de uma chamada "válvula de emergência" (calamity valve) entre estes dois sistemas, que pode ligá-los quando necessário. Esta válvula evita que os testes falhem ou tenham de ser temporariamente interrompidos em caso de risco de pressão demasiado baixa no sistema de ar comprimido (por exemplo, devido ao excesso de utilizadores em simultâneo).
Capacidade e qualidade
Para alcançar simultaneamente capacidade e qualidade, foi adicionado um compressor e um novo secador aos três compressores existentes. Koen Leeflang: "Começando pelo último: o novo secador é um secador de adsorção especial, com o qual é possível atingir um ponto de orvalho sob pressão inferior a -70 °C. Este ponto de orvalho sob pressão é monitorizado por um sensor próprio no secador e, adicionalmente, por um sensor de ponto de orvalho dedicado na linha de descarga de saída. Isto, em conjunto com o novo compressor, fornece o ar comprimido extremamente seco necessário para pressurizar os tanques de vácuo. Para os restantes utilizadores, que dispõem de ar comprimido normal suficiente, o quarto compressor encontra-se disponível. Desta forma, os compressores são redundantes, permitindo que a TNO ofereça aos clientes a máxima disponibilidade dos seus sistemas."
Teun Brussee: "Esta configuração garante que a qualidade correta de ar comprimido está disponível no local certo e que não consumimos energia desnecessária para gerar ar comprimido de alta qualidade em locais onde não seja necessário. Uma redução adicional no consumo de energia é possível através da redução das pressões de 9 a 10 bar que utilizamos atualmente. Por exemplo, para 7,5 bar. Se se verificar que isto também é suficiente, podemos dar um passo adicional de poupança de energia."
Colaboração
A instalação está agora em funcionamento para total satisfação de todos os utilizadores. Deste modo, as três partes recordam com agrado o que consideram ter sido mais do que uma boa colaboração. Teun Brussee: "Graças aos conhecimentos e entusiasmo incansável do Koen, chegámos a uma solução que atende a todas as nossas necessidades: temos mais capacidade, maior fiabilidade e a qualidade de ar comprimido pretendida. Tudo isto com um consumo energético eficiente. É excelente quando as partes conseguem colaborar desta forma."