Sensores para sistemas industriais de ar comprimido

Melhorar a eficiência do compressor e reduzir o custo de energia

Durante muitos anos, a manutenção de equipamentos industriais foi baseada no tempo ou, em alguns casos, simplesmente para permitir que o equipamento funcionasse até a falha. Mais recentemente, com o advento de tecnologias de monitoramento e coleta de dados cada vez mais sofisticadas, observamos uma mudança gradual de programas de manutenção reativos para preditivos ou baseados em condições.

Essa mudança foi - e continua sendo - impulsionada pela necessidade de o setor se tornar cada vez mais eficiente. Isso é especialmente verdadeiro quando as margens estão sob pressão. Ela também foi impulsionada pela introdução de uma legislação de segurança cada vez mais rigorosa e, mais recentemente, por preocupações com as mudanças climáticas e a economia de energia.

Embora as tecnologias de manutenção preditiva tenham sido usadas inicialmente com sistemas de produção críticos ou de alto valor, elas agora estão sendo aplicadas como padrão a um número crescente de dispositivos de nível inferior, desde bombas, ventiladores e motores até compressores e secadores.

De acordo com um relatório recente da Research And Markets, o mercado global de produtos de manutenção preditiva (hardware e software) tem previsão de crescimento CAGR de 31% até pelo menos 2030. Claramente, ainda há um longo caminho a percorrer antes que a prática seja adotada em todo o setor.

Ar comprimido industrial

Em muitos aspectos, os sistemas industriais de ar comprimido representam um microcosmo dessa mudança. A abordagem tradicional era instalá-los nos fundos de uma fábrica ou em algum outro local fora do caminho, onde geralmente só eram lembrados quando algo dava errado.

Hoje, a maioria dos compressores industriais está situada em salas de compressores dedicadas e conta com monitoramento inteligente e dispositivos de controle em tempo real, ligados a sensores avançados que medem todos os aspectos da operação. Isso permite que os compressores funcionem de forma eficiente, para minimizar o consumo de energia e garantir uma qualidade de ar consistente. Eles também permitem que a manutenção seja planejada com antecedência, em um momento em que a demanda de produção é baixa, e podem ajudar a prolongar a vida útil dos componentes do compressor e os intervalos entre as manutenções.

No mínimo, esses sensores normalmente incluem pressão e temperatura instaladas no lado da entrada de ar do compressor, além de vibração para indicar desgaste nas peças rotativas, enquanto na saída (a jusante do secador) haverá um medidor de fluxo e, talvez o mais importante, um sensor de ponto de orvalho. Outros sensores também podem ser instalados em outras partes do sistema; por exemplo, sensores de pressão e fluxo podem ser usados na tubulação de distribuição para medir as flutuações na pressão fornecida a ferramentas ou equipamentos alimentados por ar comprimido.

O ponto de orvalho é fundamental para a eficiência energética

Quase todos os processos e sistemas que requerem ar comprimido correm o risco de serem danificados pela umidade. Isso ocorre naturalmente no ar atmosférico que entra em um compressor. A umidade pode causar vários problemas: corrosão, danos às vedações, emulsificação de óleos e, se o ar for usado como parte do processo de fabricação do produto, como na produção de alimentos e bebidas, má qualidade do produto e o risco de crescimento bacteriano.

A água no ar atmosférico normalmente ocorre como vapor. No entanto, o ar só pode absorver uma quantidade limitada de vapor antes de se condensar como líquido. Por exemplo, o ar a 20°C pode absorver até 17,3 g/m³ de vapor antes de se tornar saturado; além desse ponto - conhecido como ponto de orvalho - ocorre uma mudança de fase quando o vapor se condensa em um líquido; na natureza, isso é comumente visto como orvalho, chuva ou geada. Uma situação semelhante ocorrerá nos sistemas de ar comprimido à medida que o ar quente do compressor esfria em sua jornada pelos dispositivos a jusante.

Um sensor de ponto de orvalho permite que o teor de umidade do ar comprimido seja medido com precisão. Em particular, com o uso de um sensor de ponto de orvalho na saída do secador, com um loop de feedback para a unidade de controle do secador, é possível gerenciar as colunas de secagem de dessecante dentro de parâmetros exatos, garantindo assim a máxima eficiência. Um sensor de ponto de orvalho também permite que o volume de ar de purga e a frequência da purga sejam minimizados; em secadores regenerativos de dessecante de coluna dupla, por exemplo, um sensor de ponto de orvalho mudará a coluna ativa somente quando seu desempenho cair abaixo de um nível predeterminado.

O uso de um sensor de ponto de orvalho, em conjunto com outros dispositivos de controle, é, portanto, fundamental para uma estratégia de manutenção eficaz. Além disso, ele reduzirá o consumo de energia, aumentará a vida útil dos componentes do secador e dos materiais dessecantes e garantirá a qualidade ideal do produto em aplicações em que o fluxo de ar comprimido entra em contato com o produto acabado.

Sensores de ponto de orvalho

A última geração de sensores ou transmissores de ponto de orvalho, como a nossa linha Easidew, usa a tecnologia de metal-óxido de cerâmica Michell para fornecer níveis excepcionais de precisão, histerese e confiabilidade. Cada sensor é fabricado usando técnicas de deposição de película fina e espessa, com uma monocamada higroscópica ensanduichada entre duas camadas carregadas de material condutor. A monocamada adsorve moléculas de água. Essas moléculas têm propriedades dielétricas, que alteram a capacitância entre as camadas de metal; isso é proporcional ao nível de umidade presente, permitindo a realização de medições precisas, mesmo em níveis de traços.

A tecnologia é testada e comprovada, e os sensores modernos são excepcionalmente robustos, o que os torna ideais para uso em todos os tipos de aplicação de ar comprimido.

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