Centro de Formação Profissional do Seixal

EFA NS - Técnico Instalador de Sistemas Solares Térmicos

Área de Competência: Pneumática e Hidráulica

Código: 4559

Formador: José Carpinteiro

Tema: Rede de Ar Comprimido

Trabalho de grupo realizado por:

André Silva, nº 5

Carlos Castanheira, nº 7

Fernando Chaira, nº 10

28/07/2013

Introdução…………………………………………………………………………..... 3

Redes de Ar Comprimido…………………………………………………....... 4

Conclusão…..………………………………………………………………………... 13

Bibliografia………………………………………………………………………….... 14

No âmbito do módulo de HP (Hidráulica e Pneumática), ministrado

pelo Formador José Carpinteiro, coube-nos a tarefa de realizar um

trabalho cujo tema é: Redes de Ar Comprimido.

Para além de outros usos, o ar comprimido está cada vez mais presente

no dia-a-dia de todos os processos industriais.

Com uma vasta variedade de produtos e ferramentas pneumáticas, com

tecnologia cada vez mais avançada é impossível imaginar uma indústria

que não o utilize.

É uma energia limpa, facilmente transportável, os equipamentos são

relativamente leves e compactos, não tem risco de choque elétrico e

não gera resíduos.

Contudo é também muito comum a pouca atenção que se presta a este

tipo de energia.

A ideia de que o ar é gratuito, está ainda muito enraizada nas mentes

empresariais.

O ar é grátis, porém, o ar comprimido é caro devido às perdas

motivadas por pequenas fugas de ar e acoplamentos com folga que,

quando contabilizado, atingem elevados custos.

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As principais utilidades dos reservatórios são as de armazenar o ar

comprimido produzido, garantindo assim uma reserva em caso de alguma

emergência no sistema. Para além destas funções serve para de eliminar

as oscilações de pressão e manter uma pressão equilibrada na rede de

distribuidora.

Os mesmos podem ser verticais (mais comuns para grandes capacidades)

ou horizontais (mais comuns para pequenas capacidades). Em alguns

casos possuem internamente um sistema que ajuda a separar e remover

eventuais condensados que ainda possam estar presentes na linha de ar

comprimido.

Nenhum reservatório deve trabalhar com uma pressão acima da pressão

máxima de trabalho permitida, exceto quando a válvula de segurança

estiver em débito. Nesta contexto, a pressão não deve ser excedida em

mais de 6% do seu valor.

Os reservatórios devem ser instalados de modo que todos os drenos,

conexões e aberturas de inspeção sejam facilmente acessíveis.

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Em nenhuma circunstância, o reservatório deve ser enterrado ou

instalado em local de difícil acesso. Se possível, deve ser instalado fora da

casa dos compressores para facilitar a condensação do óleo e da umidade

contidos no ar comprimido. De igual modo, deve possuir um dreno,

preferencialmente automático, no ponto mais baixo para fazer a remoção

deste condensado acumulado em cada 8 horas de trabalho.

Os reservatórios são dotados ainda de válvulas de segurança, manômetro,

e são submetidos a uma prova de pressão hidrostática, antes da utilização.

Rede Distribuição

A rede de distribuição de ar comprimido envolve todas as tubulações

provenientes do reservatório, passando pelo secador e que, ligadas,

orientam o ar comprimido até os pontos individuais de utilização.

A rede possui duas funções básicas:

1ª - Comunicar a fonte produtora com os equipamentos consumidores;

2ª - Funcionar como um reservatório para atender às exigências locais.

Um sistema de distribuição modelarmente executado deve ostentar os

seguintes requisitos:

- Reduzida queda de pressão entre o compressor e as partes de

consumo, a fim de preservar a pressão dentro de limites toleráveis em

conformidade com as exigências das aplicações;

- Não apresentar fuga de ar, pois caso contrário existirá perda de

potência;

- Apresentar grande capacidade de realizar separação de condensado.

Ao ser efetuado o projeto e a instalação de uma planta de distribuição, é

necessário ponderar sobre certos preceitos. O não cumprimento de

certas bases é contraproducente e aumenta notavelmente a necessidade

de manutenção.

Cada máquina, cada dispositivo requer quantidades adequadas de ar,

que é fornecida pelo compressor, através da rede distribuidora.

O diâmetro da tubagem deve ser escolhido de maneira que, mesmo com

um consumo de ar crescente, a queda de pressão, do reservatório até o

equipamento não ultrapasse 0,1 bar, uma queda maior de pressão

prejudica a rentabilidade do sistema e diminui consideravelmente a sua

capacidade.

A escolha do diâmetro da tubagem não é executada através de quaisquer

fórmulas intuitivas ou para aproveitar tubos, mas sim considerando o

volume corrente (vazão), comprimento da rede, queda de pressão

admissível, pressão de trabalho número de pontos de estrangulamento

na rede.

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Na distribuição do ar comprimido deve-se estar atento a possíveis fugas

de ar na rede, para que não haja perdas de pressão e elevação nos custos.

Layout

Visando uma melhor resultado na distribuição do ar, deve ser construído

em desenho isométrico ou escala, permitindo a obtenção do

comprimento das tubulações nos diversos espaços. O layout apresenta a

rede principal de distribuição, as suas ramificações e todos os pontos de

consumo, incluindo futuras aplicações, qual a pressão destes pontos, e a

posição das válvulas de fechamento, moduladoras, ligações, curvaturas,

separadores de condensado, etc.

Através do layout, pode-se definir o menor percurso da tubulação,

minimizando perdas de carga e proporcionando, dessa forma, a melhor

rentabilidade possível.

Para determinar-se o melhor traçado da tubulação é necessário conhecer

a localização dos principais pontos de consumo, assim como os pontos

isolados.

O tipo de rede a ser aplicado (aberta ou fechada) deve ser analisado. Em

alguns casos pode ser adequado um circuito fechado em anel.

Em outras situações podem exigir uma combinação de anéis e linhas

diretas ou ainda somente uma linha direta pode ser suficiente.

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A grande vantagem do circuito fechado é que se ocorrer um grande

consumo inesperado de ar em qualquer linha, o ar pode ser fornecido

em duas direções, diminuindo a queda de pressão.

Rede de distribuição com

tubagens derivadas do anel Rede de distribuição com tubagens

derivadas das transversais

Rede de Distribuição em Anel Fechado

Rede de distribuição em circuito fechado:

Partindo da tubagem principal, são instaladas as ligações em derivação.

Quando o consumo de ar é muito grande, consegue-se, mediante esse

tipo de montagem, uma manutenção de pressão uniforme. O ar flui em

ambas as direções.

Rede de distribuição em circuito aberto:

As tubulações, em especial nas redes em circuito aberto, devem ser

montadas com um declive de 1% a 2%, na direção do fluxo.

Por causa da formação de água condensada, é fundamental, em tubagens

horizontais, instalar os ramais de tomadas de ar na parte superior do

tubo principal.

Dessa forma, evita-se que a água condensada que eventualmente esteja na

tubagem principal possa chegar às tomadas de ar através dos ramais.

Para intercetar e drenar a água condensada devem ser instaladas

derivações com drenos na parte inferior na tubulação principal.

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Válvulas

As válvulas de fecho têm bastante

relevância na rede de distribuição para

possibilitar a divisão desta em seções,

nomeadamente em casos de redes de

grande dimensão, fazendo com que as

seções fiquem isoladas para que seja

possível fazer qualquer substituição,

manutenção ou inspeção sem que seja

necessário parar a produção.

As válvulas mais utilizadas, até 2 polegadas, são do tipo de esfera

(diafragma) e, acima de 2 polegadas, são utilizadas as válvulas tipo gaveta.

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Ligações

Relativamente à ligação das tubulações, podem fazer-se em forma de

rosca, solda, flange ou acoplamento rápido, devendo as mesmas ostentar

a mais perfeita estanquidade. Entre as mesmas, as ligações roscadas

continuam a ser as mais usadas, devido à facilidade de montagem e

desmontagem. Para evitar fugas através das roscas deve utilizar-se fita

Teflon, devido aos possíveis defeitos na confeção das roscas.

A ligação efetuada através de solda oferece menor possibilidade de fugas

de ar, todavia, carece de certos cuidados, tais com, uniformizar o mais

possível o cordão da solda e retirar as escamas de óxido do interior do

tubo.

De modo geral, a utilização de ligações roscadas faz-se até diâmetros de 3

polegadas. Para valores superiores, geralmente aconselha-se ligações

soldadas.

Para instalações de maior grau de confiança, normalmente recomenda-se

o uso de ligações flangeadas e soldadas. Para instalações provisórias, o

ideal é o acoplamento rápido. Na desmontagem não existem perdas de

tubo e não há necessidade de fazer cortes para a remoção.

Curvas

No que diz respeito às curvas da tubulação, para além

de se dever evitar a colocação de cotovelos de 90°,

devem ser efetuadas no maior raio possível, para

assim evitar perdas em excesso devido turbulência. A

curva mínima deve possuir na curvatura interior um

raio mínimo de duas vezes o diâmetro externo do

tubo.

R. Mín. 2 Ø

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Inclinação

Para auxiliar a recolha da condensação e das impurezas devido à

formação de óxido, transportando-as para um ponto mais baixo, onde

acabam por ser eliminadas para a atmosfera, através do dreno, as

tubulações devem ter uma certa inclinação no sentido do fluxo interior,

pois, enquanto a temperatura de tubulação for maior que a

temperatura de saída do ar após os secadores, este sairá praticamente

seco. Se a temperatura da tubulação baixar, haverá, ainda que

excecionalmente, precipitação de água.

O valor desta inclinação é de 0,5 a 2% em função do comprimento reto

da tubulação onde for executada. Os drenos, situados nos sítios mais

baixos, devem ser preferencialmente automáticos. No caso de a rede

ser relativamente grande, aconselha-se a colocação de mais de um

dreno, separados aproximadamente 20 a 30m um do outro.

Material usado nas redes

Rede principal: Cobre, tubo de aço preto, aço-liga, latão, tubo de aço

zincado (galvanizado), material sintético.

Tubagens secundárias: Tubulações à base de borracha (mangueiras)

somente devem ser usadas onde for requerida uma certa flexibilidade

e onde, devido a um esforço mecânico mais elevado, não possam ser

usadas tubulações de material sintético.

Hoje, as tubulações à base de polietileno e poliamida são mais

frequentemente usadas em máquinas, pois permitem instalações

rápidas e são ainda de baixo custo.

Uniões para tubagem: Os diversos tipos de conexões podem ser

utilizados para tubos metálicos, de borracha ou materiais sintéticos,

desde que respeitadas as restrições e recomendações de aplicação dos

fabricantes.

Uniões para tubagens principais, Flange

Uniões roscadas para tubos com costura (galvanizados)

União para tubos flexíveis e união para tubos rígidos de polietileno ou

poliamida (sem costura e união rápida)

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Face ao trabalho que nos foi proposto, realizámos todas as pesquisas de

informação possível no sentido de apresentarmos um trabalho

merecedor de uma leitura agradável e esclarecedora.

Com a elaboração deste trabalho, ficámos a conhecer melhor e mais

pormenorizadamente a composição e instalação das Redes de Ar

Comprimido, materiais a aplicar para a sua conceção, bem como as

precauções a tomar durante a sua utilização.

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Sites:

http://pt.scribd.com/doc/17193848/Redes-distribuicao-ar-

comprimido

http://pt.scribd.com/doc/62019973/38/Producao-e-Distribuicao-do-

Ar-Comprimido

http://www.ebah.pt/content/ABAAAA6AgAA/dimensionamento-

redes-ar-comprimido

http://www.voltimum.pt/news/752/cm/sistemas-de-ar-comprimido---

medidas-para-aumentar-a-eficiencia-energetica.html

http://www.hightech-airer.pt/rede_de_ar.html

http://elearning.iefp.pt/pluginfile.php/49360/mod_resource/content/0/

CD-Rom/Estudo/Pneumatica_e_Hidraulica_Nivel_III/J_-

_Rede_de_Distribui__o_de_Ar_Comprimido/frame_2.htm

http://pt.scribd.com/doc/106154192/Tubulacoes-para-sistema-de-ar-comprimidonoticias.r7.com

Local de Pesquisa:

Internet.

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