Porque é que a qualidade do ar comprimido é importante

O ar comprimido é utilizado numa grande variedade de indústrias, da indústria da alimentação e bebidas às indústrias farmacêutica, elétrica e automóvel. Contaminantes como vapor de água, óleo e partículas podem comprometer a qualidade do produto, danificar o equipamento e, inclusive, representar riscos de segurança. A má qualidade do ar pode provocar paragens imprevistas, o aumento dos custos de manutenção e recolhas de produtos em indústrias regulamentadas.

Por exemplo, numa unidade de processamento alimentar, a presença de óleo ou humidade na linha de ar pode contaminar as embalagens ou os ingredientes, resultando em riscos para a saúde e violações das normas regulamentares. Este exemplo destaca a importância de adaptar o tratamento do ar às necessidades específicas de cada aplicação.

Considerações adicionais:

• Eficiência energética: Os sistemas de ar comprimido contaminados necessitam frequentemente de mais energia para funcionar, devido às quedas de pressão e ao desgaste do equipamento. Manter o ar limpo e seco reduz o consumo energético e os custos operacionais.
• Impacto ambiental: Uma gestão adequada de condensados e a remoção de óleo evitam a contaminação ambiental, ajudando as empresas a atingirem os seus objetivos de sustentabilidade.
• Segurança: O ar contaminado pode causar o mau funcionamento de ferramentas pneumáticas ou atuadores, levando a situações potencialmente perigosas.

Compreender a ISO 8573 e as classes de pureza

A norma internacional ISO 8573 fornece uma estrutura abrangente para a medição e classificação de contaminantes do ar comprimido. A norma divide a qualidade do ar em três categorias principais:

• Partículas - Partículas sólidas como poeira, ferrugem e crostas de oxidação.
• Água - Presente como vapor, líquido ou aerossol.
• Óleo - Incluindo óleo líquido, aerossóis de óleo e vapor de óleo.

A cada categoria é atribuída uma classe, sendo a Classe 1 a de maior qualidade. Por exemplo, a norma ISO 8573-1:2010 é a parte da norma mais referenciada, especificando as classes de pureza para o ar comprimido. Uma classificação típica pode apresentar-se como ISO 8573-1:2010 [1:2:1], significando

• Classe 1 para partículas,
• Classe 2 para água, e
• Classe 1 para óleo.

Exemplos específicos da indústria

Diferentes indústrias apresentam requisitos únicos para a qualidade do ar comprimido:

• Alimentação e bebidas: Nas linhas de enchimento, o ar comprimido é utilizado para a moldagem por sopro de garrafas de plástico e para a limpeza de embalagens. A classe ISO 1-2-1 é frequentemente exigida para evitar a contaminação dos consumíveis.
• Indústria farmacêutica: No fabrico de comprimidos, o ar comprimido transporta pós e alimenta os equipamentos de salas limpas. O ar ultralimpo (Classe ISO 1-1-1) é essencial para prevenir a contaminação cruzada.
• Semicondutores: O fabrico de microchips requer ar extremamente seco e isento de óleo para evitar defeitos microscópicos. Normalmente, é obrigatória a Classe ISO 1-1-1 ou superior.
• Dispositivos médicos: O ar comprimido utilizado em instrumentos cirúrgicos ou esterilização deve cumprir normas de higiene rigorosas, frequentemente a Classe ISO 1-2-1 ou superior.
• Indústria automóvel: As cabines de pintura exigem ar seco e isento de óleo para garantir um acabamento impecável. A Classe ISO 2-2-2 é a mais utilizada.
• Indústria de embalagens: Os sistemas pneumáticos em linhas de embalagem requerem ar limpo e seco para evitar encravamentos e garantir um desempenho consistente.
• Energias renováveis: O fabrico de pás de turbinas eólicas e a produção de painéis solares requerem ar comprimido de alta qualidade para garantir componentes sem defeitos.
• Fabrico aditivo (impressão 3D): Requer ar ultralimpo e seco para evitar contaminações e garantir a qualidade de impressão.

Tecnologias e processos para alcançar a qualidade de ar necessária

Para alcançar a classe ISO 8573 pretendida, são utilizadas várias tecnologias de tratamento de ar de forma combinada. Estas tecnologias são normalmente instaladas em estágios para remover progressivamente os contaminantes.

Separação de água

A água é um dos contaminantes mais comuns e mais prejudiciais no ar comprimido. Pode causar corrosão, danificar ferramentas pneumáticas e afetar a qualidade do produto. As principais tecnologias incluem:

• Separadores de ciclone de água: Utilizam a força centrífuga para remover água em volume do fluxo de ar; são geralmente instalados imediatamente após o compressor.
• Secadores por refrigeração: Arrefecem o ar para condensar e remover o vapor de água; Ideais para aplicações gerais com requisitos de ponto de orvalho moderados.
• Secadores por adsorção (dessecantes): Utilizam materiais higroscópicos para remover humidade e atingir pontos de orvalho muito baixos (até -70 °C ou inferiores). Essenciais para aplicações críticas, como são os casos da indústria farmacêutica e da eletrónica.
• Secadores de membrana: Removem vapor de água por permeação seletiva. Compactos e adequados para secagem no ponto de utilização, em sistemas mais pequenos ou locais remotos.

Secadores de ar comprimido

Filtração de partículas

As partículas sólidas podem ter origem no ar ambiente, no compressor ou no próprio sistema de tubagens. Para as remover, recorre-se a:

• Pré-filtros: Retêm partículas maiores e protegem os equipamentos a jusante.
• Filtros de alta eficiência: Removem partículas finas até níveis submicrométricos, garantindo ar limpo para processos sensíveis.
• Filtros HEPA: Para ambientes ultra limpos, como a indústria farmacêutica ou a produção de semicondutores, os filtros HEPA podem remover partículas até 0,3 μm ou menores.

Filtros de ar comprimido

Remoção de óleo

A contaminação por óleo pode ser proveniente de compressores lubrificados ou de fontes ambientais. Métodos de remoção incluem:

• Filtros coalescentes: Retêm aerossóis de óleo e partículas finas.
• Filtros de carvão ativado: Removem vapores de óleo e odores, frequentemente como etapa final de polimento.
• Compressores sem óleo: Em aplicações que exigem a total ausência de óleo, eliminam o risco de contaminação por óleo.

Filtros de ar comprimido

Gestão de condensados

A água e o óleo recolhidos têm de ser descarregados em segurança:

• Drenos de condensados automáticos: Removem líquidos acumulados em filtros e secadores sem intervenção manual.
• Separadores de óleo/água: Asseguram a eliminação ambientalmente conforme, separando o óleo da água antes da eliminação.
• Sistemas de monitorização: Sensores avançados e dispositivos com IoT permitem a monitorização em tempo real da qualidade dos condensados e do estado do sistema.

Dreno de condensados

Erros comuns no tratamento de ar e como evitá-los

Mesmo com as melhores intenções, muitas fábricas e engenheiros de manutenção cometem erros evitáveis ao projetar ou manter os seus sistemas de tratamento de ar:

• Subdimensionamento do equipamento: Escolher filtros ou secadores demasiado pequenos para o caudal resulta em quedas de pressão e fraco desempenho.
• Negligência na manutenção: Filtros sujos e drenos entupidos reduzem a eficiência e podem levar à contaminação.
• Colocação incorreta: Instalar secadores ou filtros demasiado longe do ponto de utilização pode permitir a recontaminação.
• Ignorar as condições ambientais: Ambientes com elevada humidade ou poeira exigem soluções de tratamento de ar mais robustas.
• Falta de testes regulares: Sem testes periódicos à qualidade do ar, os problemas de contaminação podem passar despercebidos até causarem falhas graves.

Evitar estas armadilhas começa com uma avaliação adequada ao sistema e com a monitorização regular da qualidade do ar.