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Escola Técnica · Pneumática · Curso Técnico EAD
Curso Técnico EAD · Aula 4 de 20
Pneumática · Aula 4 · Preparação

Tratamento do ar: tirar a água, o óleo e a poeira, antes que eles cheguem às máquinas

O ar sai do compressor quente, úmido e com óleo. Esta aula escolhe o que tirar, quanto tirar e com que equipamento, pela classe de ar que cada aplicação exige.

⏱ leituraseções · laboratório · quiz
Purgador de boia em corte, com as partes indicadas: entrada de condensado, boia, obturador e sede, saída de dreno.entrada de condensadoboiaobturador e sedesaída de dreno

Purgador de boia em corte: entrada de condensado, boia, obturador e sede, saída de dreno.

1QualidadeQue ar cada uso exige?decide a classe de pureza
2ÁguaOnde a água sai do sistema?decide resfriador e purgadores
3Secar e filtrarQual secador, qual filtro?decide ponto de orvalho e perda de pressão
Ordem de serviço · sua missão nesta aulaOS 2026-0404
Setor
Envase de laticínios · linha 1
Solicitante
Garantia da qualidade
Equipamento
Sopradores de copos e válvulas da envasadora
Prioridade
Alta: auditoria em 10 dias
Prazo
10 dias
Descrição do serviço

O ar comprimido sopra os copos de iogurte antes do envase e encosta no produto. A auditoria vai pedir a classe de qualidade do ar. Hoje a linha tem só o resfriador posterior e um filtro comum, e os purgadores temporizados assobiam ar o tempo todo. Você vai definir a classe necessária, o secador, os filtros, e quanto custam a purga e a queda de pressão.

  1. 1
    Definir a classe de qualidade do ar que o envase exige
  2. 2
    Conferir o resfriador, o separador e os purgadores
  3. 3
    Escolher o secador pelo ponto de orvalho
  4. 4
    Escolher os filtros e calcular o custo da queda de pressão
  5. 5
    Fechar as contas no laboratório e emitir a especificação ET-04

Entrega: especificação técnica ET-04, no fim da aula

As 5 competências desta aula
  • Identificar os contaminantes do ar comprimido e os danos que causam.
  • Interpretar as classes de qualidade do ar e relacioná-las com as aplicações.
  • Explicar o funcionamento do resfriador posterior, dos purgadores e dos secadores.
  • Selecionar filtros, e avaliar o custo da queda de pressão.
  • Definir a sequência de tratamento para uma aplicação, e o destino do condensado.
Antes de começar · revisão rápida
Da Aula 2
O ar aspirado no verão está mais quente e úmido. Em relação ao inverno, a água que chega ao tratamento:
Da Aula 3
Para onde vai a maior parte da energia elétrica consumida pelo compressor?
1 Os contaminantes

Água, óleo e partículas, e as classes de qualidade do ar

Três contaminantes, cada um medido de um modo, e uma norma que dá nota a cada um.

ContaminanteDe onde vemO que causa
Água, em vapor e em líquidoUmidade do ar aspirado, que condensa após a compressãoCorrosão da rede, lavagem de lubrificante, travamento de válvulas, congelamento, manchas, contaminação de produto, proliferação de microrganismos
Óleo, em líquido, aerossol e vaporLubrificante do compressor. Hidrocarbonetos do ar aspiradoInchaço de vedações, pasta que cola válvulas, defeitos de pintura, contaminação de alimentos e de fármacos
Partículas sólidasPoeira aspirada, ferrugem e carepa da tubulação, desgaste do compressor, resíduos de vedantesDesgaste de vedações e de cilindros, entupimento de orifícios e de bicos, falha de válvulas
MicrorganismosAr aspirado, e crescimento em água parada na redeContaminação de produto, em alimentos, fármacos e hospitais
Fonte: os contaminantes do ar comprimido.

A norma de qualidade. A norma internacional de pureza do ar comprimido classifica o ar por três números, sempre na mesma ordem: partículas, água, óleo. Quanto menor o número, mais limpo. Um ar de classe 1.4.1 tem classe 1 em partículas, classe 4 em água, e classe 1 em óleo.

ClassePartículas, entre 1 e 5 micrômetros, por m³Água: ponto de orvalho sob pressãoÓleo total, em mg/m³
1Até 10−70 °C ou menosAté 0,01
2Até 100−40 °CAté 0,1
3Até 1 000−20 °CAté 1
4Até 10 000+3 °CAté 5
5Até 100 000+7 °CAcima de 5
6Não especificado nessa faixa+10 °CNão se aplica
Fonte: classes de pureza do ar comprimido, em forma resumida. A norma define também limites para outras faixas de tamanho de partícula e para água líquida.
AplicaçãoClasse típicaTratamento
Sopro geral, ferramentas, jateamento4.6.5 a 4.4.4Resfriador, filtro de uso geral, e, quando há, secador por refrigeração
Automação pneumática comum: cilindros e válvulas4.4.4 ou melhor, conforme o fabricanteSecador por refrigeração e filtro de partículas, mais filtro de 40 ou 5 micrômetros na máquina
Pintura de qualidade1.4.1 ou 2.4.1Secador por refrigeração, filtros coalescentes, e carvão ativado junto à cabine
Instrumentação e controle de processo2.3.2 ou 2.2.2Secador por adsorção, e filtros coalescentes
Linhas externas em clima frioPonto de orvalho 10 °C abaixo da menor temperaturaSecador por adsorção
Alimentos e bebidas, em contato com o produto1.2.1Compressor isento de óleo ou filtragem total, adsorção, e filtro estéril no ponto de uso
Farmacêutica, eletrônica, ar respirável1.1.1 ou 1.2.1, com requisitos própriosAdsorção, coalescência, carvão ativado, filtro estéril, e monitoramento
Fonte: classes de qualidade usuais por aplicação, como orientação. Vale a exigência do fabricante do equipamento e da norma do setor.

Tratar por necessidade. Secar todo o ar de uma fábrica a −40 °C, porque um instrumento exige, gasta energia em toneladas de ar que só vão mover cilindros. A prática é tratar o ar de toda a rede até uma classe básica, e instalar o tratamento fino, de adsorção ou de carvão ativado, só no ramal que precisa dele.

Case real · Nantes, França, de 1879 a 1917

A cidade teve, por mais de trinta anos, uma rede de bondes que não usavam cavalos, nem vapor, nem rede aérea. Cada carro levava, sob o assoalho, tanques de ar comprimido, e era reabastecido em dois minutos, no fim da linha. O inventor resolveu, com um pequeno tanque de água fervente ao lado do motorneiro, o problema que tinha feito fracassar todas as tentativas anteriores: o motor congelava

Cartão-postal de 1904 com um bonde Mékarski numa rua alagada de Chantenay, em Nantes
Bonde a ar comprimido Mékarski em Chantenay (Nantes), na cheia do Loire de fevereiro de 1904. Cartão-postal.A. Thuret, Nantes (1904), via Wikimedia Commons · Domínio público · origem

A ideia de mover veículos com ar comprimido é quase tão antiga quanto a ferrovia. O ar é limpo, silencioso, e não assustava cavalos nem enchia as ruas de fumaça, como as pequenas locomotivas a vapor que algumas cidades experimentavam. As tentativas esbarravam sempre no mesmo ponto. Ao se expandir no motor, de 30 atmosferas para uma, o ar esfriava dezenas de graus abaixo de zero. A umidade que ele trazia virava gelo nas válvulas e nos escapes, e o motor travava em poucos minutos. E o ar frio, contraído, rendia pouco trabalho.

O engenheiro Louis Mékarski, de origem polonesa, radicado na França, patenteou a solução na década de 1870. Entre os reservatórios de ar e o motor, instalou um recipiente de aço com cerca de cem litros de água muito quente, sob pressão, a perto de 150 °C: o aquecedor. O ar comprimido, antes de ir para os cilindros, borbulhava através dessa água.

O efeito era duplo. O ar se aquecia, e, na expansão, em vez de cair a temperaturas de congelamento, saía pelo escape acima de zero. E carregava consigo vapor de água quente, que acrescentava volume e energia à expansão. A autonomia do veículo quase dobrava, e o gelo desaparecia.

Depois de ensaios em Paris, a cidade de Nantes adotou o sistema, e inaugurou a rede em 1879. Os carros levavam o ar em cilindros sob o assoalho, inicialmente a cerca de 30 atmosferas, e mais tarde a pressões bem maiores. No terminal, junto à usina de compressão, o carro era recarregado, em poucos minutos, com ar e com vapor, para reaquecer a água do aquecedor. Um regulador, operado pelo motorneiro, reduzia a pressão dos tanques à pressão de trabalho dos cilindros.

A rede de Nantes chegou a ter dezenas de quilômetros e perto de uma centena de carros, e funcionou até a década de 1910, quando foi eletrificada. O sistema foi usado também em linhas dos arredores de Paris e em outras cidades.

O bonde a ar perdeu para o elétrico pela razão que a aula 1 apresentou: o rendimento. Comprimir ar em uma usina, perder o calor da compressão, e reaquecê-lo no veículo, gastava muito mais carvão por quilômetro do que gerar eletricidade e mandá-la por um condutor.

A lição: o bonde de Mékarski é o tratamento de ar ao contrário, e por isso ensina. O problema dele era o desta aula: água no ar que se expande. A solução, em um veículo que precisava de toda a energia possível, foi aquecer. Em uma fábrica, onde o ar percorre centenas de metros de tubo e alimenta válvulas com passagens de milímetros, a solução é a oposta: retirar a água antes. O princípio físico é o mesmo que explica o gelo em escapes de válvulas, em motores pneumáticos e em bicos de sopro. Quando um componente congela, ou cospe água, a causa não está nele. Está no secador que falta, que está sobrecarregado, ou cujo dreno entupiu.

Fontes: Wikipedia (inglês), Mekarski system e Nantes tramway: bondes a ar comprimido em Nantes de 1879 a 1917; Grace's Guide to British Industrial History, L. Mekarski

Na classificação de pureza do ar comprimido, o que indicam os três números, na ordem?
2 A primeira água

Resfriador posterior, separador, reservatório e purgadores

A maior parte da água sai antes do secador, de graça, só por esfriar o ar. Desde que alguém a drene.

compressor80 °C, saturadoresfriadortira 70 % da águareservatóriodecanta e drenapré-filtropartículas e gotassecadorponto de orvalhopós-filtroóleo e pó finocondensado: para o separador de água e óleo, e nunca para o raloa sequência de tratamento, da saída do compressor à redecada etapa protege a seguinte: filtro antes do secador, secador antes do filtro fino
A linha de tratamento. As setas para baixo são os pontos de drenagem de condensado: cada um precisa de um purgador em funcionamento.

Resfriador posterior. Um trocador de calor, a ar ou a água, logo depois do compressor. Baixa a temperatura do ar de 80 a 150 °C para cerca de 10 °C acima da temperatura do meio de resfriamento. Ao esfriar, o ar deixa de comportar a maior parte do vapor: 60 a 75 % da água condensa aqui. Nos compressores de parafuso em gabinete, o resfriador já vem embutido.

Separador de condensado. Logo depois do resfriador, um separador ciclônico faz o ar girar. As gotas, mais pesadas, são lançadas contra a parede, e escorrem para o fundo. Retira 90 % ou mais da água líquida, e nenhuma do vapor.

Reservatório. O ar desacelera e esfria mais um pouco. Mais água condensa e decanta, junto com óleo e partículas. É por isso que o dreno do reservatório produz um líquido leitoso ou marrom.

Antes ou depois do secador? Com o reservatório antes do secador, ele ajuda a esfriar e a separar, e o secador recebe ar mais frio e sem pulsação. Em compensação, em um pico de consumo, o ar úmido estocado passa pelo secador em vazão maior que a nominal. Com o reservatório depois, o estoque é de ar já seco. Instalações grandes usam os dois: um reservatório úmido, e um seco.

Purgadores. O condensado se acumula no fundo de resfriadores, separadores, reservatórios, secadores e filtros. Precisa sair, sem que o ar saia junto.

Tipo de purgadorComo funcionaVantagemProblema
ManualUma válvula, que alguém abreBarato, sem falha ocultaDepende de alguém lembrar. Costuma ficar entreaberto, vazando ar o dia todo
De boiaUma boia sobe com o nível, e abre a saídaAutomático, sem energia, sem perda de arTrava com sujeira e com óleo emulsionado. Falha sem aviso
TemporizadoUma válvula solenoide abre por alguns segundos, a cada tantos minutosSimples, tolera sujeiraAbre mesmo sem água: perde ar. Ou abre pouco, e não drena tudo
Eletrônico de nívelUm sensor detecta o nível, e abre a válvula só o necessárioSem perda de ar, com alarme de falhaCusto maior. O mais indicado para pontos críticos
Fonte: tipos de purgador de condensado.

O purgador é o ponto fraco. Um secador perfeito, com o purgador travado fechado, enche de água, e a devolve à rede. Travado aberto, é um vazamento permanente. Purgadores são pequenos, ficam embaixo dos equipamentos, e ninguém os olha. A rotina de manutenção começa por eles: acionar o teste, verificar se sai condensado, limpar o filtro de entrada.

Exemplo resolvido

Quanto custa um purgador temporizado

Um purgador temporizado abre 5 segundos a cada 5 minutos, com um orifício que deixa passar 600 L/min de ar livre quando não há mais água. Em metade das aberturas, não há condensado. Quanto ar se perde por ano, com a rede pressurizada 6 000 horas, e quanto custa, a R$ 0,09 por m³?

  1. Aberturas por ano: 12 por hora × 6 000 = 72 000. Metade sem água: 36 000.
  2. Ar perdido por abertura: 600 × 5 ÷ 60 = 50 litros.
  3. Total: 36 000 × 50 = 1 800 000 litros, ou 1 800 m³.
  4. Custo: 1 800 × 0,09 = R$ 162 por ano.
Resposta: R$ 162 por ano, por purgador: pouco, nesse ajuste. O problema real aparece quando alguém, para garantir, ajusta para 15 segundos a cada minuto: a perda passa de R$ 7 mil por ano em um único ponto. E o caso oposto, o intervalo longo demais, deixa a água passar. O purgador de nível elimina os dois erros.
Peça 3D · realidade aumentada

O purgador automático de boia, em corte

Purgador de boia para o ponto baixo de filtros, reservatórios e redes. Toque nos números e veja a boia abrir o dreno quando a água sobe.

Purgador automático de boia em corte, com boia, obturador e dreno
A peça carrega só quando você pedir, para não pesar a aula no celular.

Aponte a câmera do celular para o QR e veja a peça em tamanho real sobre a sua mesa. Está em tamanho real: cabe na palma da mão.

Ver na minha mesa
Que ponto de orvalho sob pressão um secador por refrigeração entrega?
3 Os secadores

Refrigeração, adsorção e membrana

Depois do resfriador, o ar está frio, e saturado. Para que não condense mais na rede, é preciso baixar o seu ponto de orvalho.

TipoPrincípioPonto de orvalho sob pressãoCusto de operaçãoOnde se usa
RefrigeraçãoUm circuito frigorífico esfria o ar a cerca de 3 °C. A água condensa, e é drenada. O ar é reaquecido antes de sair+3 a +10 °C. Não pode ir abaixo de zero: congelariaBaixo: 1 a 3 % da energia do compressorA grande maioria das instalações, com rede em ambiente interno
Adsorção, com regeneração a frioO ar atravessa uma coluna de material que retém o vapor na sua superfície. Uma parte do ar seco, expandida, regenera a outra coluna−20 a −70 °CAlto: 15 a 20 % do ar seco é gasto na purgaInstrumentação, linhas externas no frio, processos sensíveis, vazões pequenas e médias
Adsorção, com regeneração a quenteO mesmo, com a coluna saturada regenerada por ar aquecido, por resistências ou pelo calor do compressor−20 a −70 °CMédio: 2 a 8 % de purga, mais a energia de aquecimentoGrandes vazões com ponto de orvalho baixo
MembranaFeixes de fibras ocas, cuja parede deixa passar o vapor de água e retém o ar. Uma purga leva o vapor embora+3 a −40 °C, conforme a purgaMédio a alto: 10 a 25 % de purgaPequenas vazões, pontos de uso, locais sem eletricidade ou com risco de explosão
Absorção, ou deliquescenteO ar passa por pastilhas de sal, que absorvem a água e se dissolvemCerca de 10 °C abaixo da temperatura de entradaReposição do salLocais remotos, sem energia. Pouco usado
Fonte: tipos de secador de ar comprimido.
−40−30−20−1001020304001234567ponto de orvalho sob pressão (°C)água restante (g por m³ de ar livre)resfriador: 5 grefrigeração: 0,7 gadsorção
a 7 bar no manômetro
Vapor de água que permanece no ar, por metro cúbico de ar livre, a 7 bar no manômetro, em função do ponto de orvalho sob pressão. Ao sair do resfriador, a 35 °C, restam 5 gramas. Depois de um secador por refrigeração, a 3 °C, 0,7 grama. Depois de um secador por adsorção, a −40 °C, 0,015 grama.

Secador por refrigeração. É uma geladeira para ar. O ar que entra, morno, passa primeiro por um trocador em que cede calor ao ar frio que está saindo: economiza energia de refrigeração, e reaquece o ar de saída, para que a tubulação não sue por fora. Em seguida, atravessa o evaporador do circuito frigorífico, e esfria a cerca de 3 °C. A água condensa, é separada, e drenada. O ponto de orvalho sob pressão fica em 3 °C: enquanto nenhum trecho da rede estiver abaixo disso, não há condensação.

O que derruba um secador por refrigeração. Ar de entrada quente demais: cada 5 °C acima da condição nominal, de 35 °C, tiram 15 a 20 % da capacidade. Ambiente quente e sem ventilação. Condensador sujo. Vazão acima da nominal. E purgador entupido. Um secador escolhido só pela vazão do compressor, sem as correções de temperatura e de pressão, fica pequeno no verão, justamente quando há mais água.

Secador por adsorção. Duas colunas, cheias de grânulos de alumina ativada, de sílica gel ou de peneira molecular: materiais com área interna enorme, que retêm moléculas de água na superfície. O ar passa por uma coluna, e sai seco. Enquanto isso, a outra é regenerada: a água retida é retirada. A cada poucos minutos, ou horas, as colunas se alternam.

A regeneração a frio. O modo mais simples usa uma fração do próprio ar seco. Esse ar é expandido à pressão atmosférica: o seu volume aumenta sete ou oito vezes, e ele fica extremamente seco em relação ao volume. Atravessa a coluna saturada, arrasta a água, e é lançado fora. É a purga: 15 a 20 % do ar que o compressor produziu vão embora, o tempo todo. Em um compressor de 75 kW, são 11 a 15 kW gastos em secar. Por isso, a adsorção se aplica onde é necessária, na vazão necessária, e os secadores atuais ajustam a purga à umidade real, medida por um sensor de ponto de orvalho.

Proteger o secador. O adsorvente não tolera óleo nem água líquida: recoberto de óleo, deixa de adsorver, e não se recupera. Antes do secador por adsorção, vai sempre um filtro coalescente. Depois, um filtro de partículas, para reter o pó do próprio adsorvente.

Qnominal = Qrealfpressão · fentrada · fambiente
Seleção de um secador por refrigeração: a vazão de catálogo, válida para a condição de referência, precisa ser igual ou maior que a vazão real dividida pelos fatores de correção de pressão, de temperatura de entrada e de temperatura ambiente, fornecidos pelo fabricante.
Exemplo resolvido

O secador que ficou pequeno

Um compressor fornece 10 m³/min. O secador será instalado em local com ambiente de 35 °C, recebendo ar a 45 °C, a 7 bar. Fatores do fabricante: 1,00 para 7 bar. 0,69 para entrada a 45 °C. 0,89 para ambiente de 35 °C. Que secador escolher?

  1. Produto dos fatores: 1,00 × 0,69 × 0,89 = 0,614.
  2. Vazão nominal necessária: 10 ÷ 0,614 = 16,3 m³/min.
Resposta: Um secador de catálogo de 16 a 17 m³/min, e não de 10. Escolhido pela vazão do compressor, ele trabalharia com 60 % da capacidade necessária nos dias quentes, e o ponto de orvalho subiria para 15 ou 20 °C. A alternativa a comprar um secador maior é melhorar as condições: ventilar a sala e limpar o resfriador do compressor, para que o ar chegue a 35 °C.
Case real · Linden, Nova Jersey, 1958

Um pesquisador de uma companhia de petróleo precisava de ar muito seco para os seus experimentos, e estava cansado dos secadores da época, que usavam fornos elétricos para regenerar o material. Montou duas colunas de vidro com grânulos adsorventes, algumas válvulas e um temporizador, e descobriu que não precisava de calor nenhum. Bastava alternar a pressão. O aparelho que construiu para uso próprio é hoje a base de uma indústria inteira

Na década de 1950, secar ar ou gases a pontos de orvalho muito baixos exigia leitos de material adsorvente que, uma vez saturados, eram regenerados por aquecimento: resistências ou vapor elevavam a temperatura do leito a mais de 150 °C, para expulsar a água, e depois era preciso esperar que esfriasse. O ciclo levava horas, consumia muita energia, e os equipamentos eram grandes.

Charles Skarstrom, engenheiro de um centro de pesquisa de uma companhia de petróleo, em Nova Jersey, trabalhava com experimentos que pediam ar seco, e montou um secador próprio. A ideia que testou, e que depositou como patente em 1958, era regenerar o adsorvente sem calor.

O raciocínio vinha das propriedades da aula 2. Um adsorvente retém muito mais água em alta pressão do que em baixa. E o ar seco, ao ser expandido da pressão de trabalho para a atmosférica, ocupa várias vezes mais volume, com a mesma pequena quantidade de água: fica, por unidade de volume, extremamente seco, e ávido por umidade.

O aparelho tinha duas colunas iguais. O ar úmido, sob pressão, atravessava a primeira, de baixo para cima, e saía seco. Uma pequena fração desse ar seco era desviada, por um orifício, expandida à pressão atmosférica, e passava pela segunda coluna, de cima para baixo, arrastando a água que ela havia retido no ciclo anterior. Depois de alguns minutos, válvulas invertiam os papéis.

O segredo era o ciclo curto. Em vez de usar o leito até a saturação, ao longo de horas, o aparelho alternava a cada poucos minutos. A água ficava retida só na camada de entrada, e o calor liberado na adsorção permanecia no leito, e ajudava na regeneração seguinte. O sistema funcionava indefinidamente, sem nenhuma fonte externa de calor.

A patente foi concedida em 1960. Na mesma época, pesquisadores franceses chegaram, de modo independente, a um processo aparentado. O princípio recebeu o nome de adsorção por alternância de pressão.

O secador sem calor tornou-se um produto comercial em poucos anos. E a mesma ideia, com outros adsorventes, que retêm um gás e deixam passar outro, passou a separar gases: é o que há dentro dos concentradores de oxigênio usados por pacientes em casa, dos geradores de nitrogênio de fábricas, e das unidades que purificam hidrogênio em refinarias.

A lição: o secador por adsorção com regeneração a frio, que o técnico encontra em qualquer instalação com ar de instrumentos, é esse aparelho. Entender o princípio explica os seus três pontos de atenção. A purga é o preço: uma parte do ar seco é gasta para regenerar, e esse custo existe mesmo quando a fábrica consome pouco, a menos que o controle a ajuste. A pressão importa: com a rede abaixo da pressão de projeto, o ar expandido da purga não aumenta de volume o suficiente, e o secador perde desempenho. E as válvulas de comutação, que operam milhões de vezes, são as peças que falham. Quando o ponto de orvalho de um secador de adsorção sobe, as causas prováveis são, nesta ordem: pressão baixa, válvula que não veda, silenciador de purga entupido, e adsorvente contaminado por óleo.

Fontes: Chemistry World, Skarstrom's separator (laboratório da Esso junto à refinaria de Bayway, em Linden); Compressed Air Best Practices, Heatless compressed air desiccant dryer calculation principles (origem do secador sem calor); Patente US 2 944 627, C. W. Skarstrom, concedida em 1960

Por que se instala um filtro coalescente antes de um secador por adsorção?
4 Os filtros

Filtragem, queda de pressão e destino do condensado

Todo filtro é uma restrição no caminho do ar. Retira contaminantes, e cobra em pressão.

Antes da conta, seu palpite

Um filtro saturado tira 0,6 bar da rede de um compressor de 55 kW, 5 000 h por ano, a R$ 0,80 por kWh. Quanto isso custa por ano, em reais?

FiltroO que retémGrau típicoOnde fica
De uso geral, ou pré-filtroPartículas grossas e a maior parte da água e do óleo líquidos5 a 40 micrômetros, e óleo até 5 mg/m³Depois do reservatório, antes do secador. Na entrada de cada máquina
CoalescenteAerossóis de óleo e de água, e partículas finas1 micrômetro e 0,1 mg/m³Antes de secador por adsorção. Depois de secador por refrigeração
Coalescente de alta eficiênciaAerossóis mais finos0,01 micrômetro e 0,01 mg/m³Pintura, instrumentação, alimentos
De carvão ativadoVapores de óleo e odores, por adsorçãoÓleo residual de 0,003 mg/m³Depois dos coalescentes, com ar seco. Alimentos, fármacos, ar respirável
De partículas, ou pós-filtroPó do adsorvente1 micrômetroDepois de secador por adsorção
EstérilMicrorganismos0,01 micrômetro, esterilizável a vaporNo ponto de uso, em alimentos e fármacos
Fonte: tipos de filtro de linha.

A ordem importa. Filtra-se do mais grosso para o mais fino. Um coalescente de alta eficiência, recebendo ar sem pré-filtragem, satura em semanas. Um filtro de carvão ativado, recebendo óleo líquido, esgota-se em horas: ele só adsorve vapores.

Queda de pressão. Um elemento novo e seco causa uma perda de 0,05 a 0,15 bar. À medida que retém sujeira, a perda sobe. Os filtros têm um indicador de pressão diferencial: quando ele mostra 0,35 a 0,6 bar, o elemento deve ser trocado. Em geral, troca-se uma vez por ano, mesmo que o indicador não tenha chegado lá, porque o elemento saturado começa a soltar o que reteve.

O custo da perda. A pressão que se perde no tratamento é pressão que o compressor produziu. Para manter a rede em 6,5 bar, com 1 bar de perda entre resfriador, secador e filtros, o compressor precisa trabalhar a 7,5 bar, e gasta 6 a 7 % a mais.

custo = Pcompressor · h · tarifa · 0,065 · Δp
Custo anual de uma perda de pressão: potência do compressor, horas, tarifa, e cerca de 6,5 % de energia por bar de perda, multiplicados pela queda de pressão em bar.
Exemplo resolvido

Vale trocar o elemento?

Um compressor de 55 kW opera 5 000 horas por ano, a R$ 0,80 por kWh. Um filtro saturado está com 0,6 bar de perda, e um elemento novo, de R$ 1 200, teria 0,1 bar. Quanto custa, por ano, manter o elemento velho?

  1. Perda a mais: 0,6 − 0,1 = 0,5 bar.
  2. Energia desperdiçada: 55 × 5 000 × 0,065 × 0,5 = 8 940 kWh.
  3. Custo: 8 940 × 0,80 = R$ 7 150.
Resposta: R$ 7 150 por ano de energia, para adiar a troca de um elemento de R$ 1 200. O elemento se paga em dois meses. E há o segundo custo, invisível: com meio bar a menos chegando às máquinas, alguém vai aumentar a pressão do compressor.

Tratamento central e no ponto de uso. O tratamento central entrega a toda a rede uma qualidade básica. Em cada máquina, a unidade de conservação, assunto da aula 6, faz a filtragem final e o ajuste de pressão. Onde uma aplicação exige mais, pintura, instrumentos, contato com produto, acrescenta-se, só naquele ramal, o filtro ou o secador adicional.

O condensado é resíduo perigoso. A água que sai dos purgadores contém óleo, de dezenas a milhares de miligramas por litro, além de partículas e de metais. Não pode ser lançada na rede de esgoto, na rede pluvial nem no solo.

Manutenção do tratamento. Purgadores: teste semanal. Filtros: ler o indicador, trocar no prazo. Secador por refrigeração: limpar o condensador, e conferir o indicador de ponto de orvalho. Secador por adsorção: conferir pressão, ciclo de válvulas, silenciadores, e medir o ponto de orvalho. Separador de água e óleo: trocar os elementos no prazo, e analisar a água de saída.

5 Laboratório

Seleção de secador, purga de adsorção, queda de pressão em filtros, água residual, o que retira o quê, qual a solução, e treino

O primeiro modo seleciona um secador por refrigeração nas condições reais. O segundo calcula o custo da purga. O terceiro, o da perda de pressão. O quarto mostra a água que resta. O quinto classifica equipamentos. O sexto apresenta diagnósticos. O sétimo sorteia contas.

Como usar: 10 m³/min, 7 bar, entrada a 45 °C, ambiente a 35 °C: secador de 16,3 m³/min. Baixe a entrada para 35 °C.
6 Erros frequentes

Quatro erros no tratamento do ar

Nenhum deles é de equipamento ruim. São de seleção, de ordem e de manutenção.

Secador pela vazão do compressor
Escolher o secador de mesma vazão nominal
Aplicar os fatores de temperatura de entrada, de ambiente e de pressão

No calor, o secador rende 60 % do nominal.

Esquecer os purgadores
Instalar o tratamento e nunca olhar os drenos
Testar toda semana, e usar purgador de nível nos pontos críticos

Purgador travado devolve a água à rede, ou vaza ar sem parar.

Adiar a troca de elementos
Usar o filtro até não passar mais ar
Trocar pelo indicador de pressão diferencial, ou uma vez por ano

A perda de pressão custa mais que o elemento.

Secar tudo no grau mais fino
Adsorção para a fábrica toda por causa de um ponto
Tratamento básico central, e fino só no ramal que exige

A purga consome 15 a 20 % do ar.

Exercício de aplicação · situação nova

O ar gasto na purga

Um secador por adsorção com regeneração a frio trata 10 m³/min de ar, e consome, na purga, 15 % dessa vazão. Quanto ar comprimido é gasto na regeneração, em m³/min? Use uma casa decimal.

7 Na profissão

O tratamento do ar no seu trabalho

Válvula travada, cilindro corroído, pintura manchada, instrumento descalibrado: o técnico que sabe olhar para o tratamento resolve a causa, e não só o sintoma. Clique em um cartão.

    8 Entrega do serviço

    Emita o documento do seu trabalho

    Os resultados do laboratório entram sozinhos. Complete o que falta, assine e salve em PDF: é a sua peça de portfólio desta aula.

    Indústria-escola MesquitaEmpresa fictícia da disciplina · Manutenção e projetos
    ET-04 / OS 2026-0404Data:

    Especificação técnica: tratamento do ar da linha de envase 1

    Classe de qualidade exigida (partículas, água, óleo)
    Vazão de ar livre a tratar (m³/min)
    Secador indicado
    Controle da purga do secador
    Custo anual da purga
    Custo anual da queda de pressão no filtro
    Destino do condensado
    Conclusão do técnico
    Técnico responsável
    Visto da coordenação
    O que você escreve fica salvo neste navegador.
    9 Teste rápido

    7 situações de trabalho

    1. A classe de qualidade do ar comprimido (ISO 8573-1) é escrita com três números. Eles se referem a:
    2. O resfriador posterior retirou 70 % da água do ar. O que acontece com o restante?
    3. Uma câmara fria a −20 °C recebe ar comprimido para os atuadores das portas. Qual secador?
    4. Um secador de adsorção de 10 m³/min, com purga fixa de 15 %, trabalha com 50 % de carga. Quanto ar vai para a purga?
    5. Um filtro tem 0,5 bar de perda de pressão num compressor de 75 kW, 4 000 h por ano, a R$ 0,75 por kWh. Quanto essa perda custa por ano?
    6. Quando se troca o elemento de um filtro coalescente?
    7. O condensado drenado da instalação tem óleo do compressor. Qual é o destino correto?
    ⭐

    Você completou o quiz!

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    Mensagem do feedback.

    Aula concluída

    A classe que a aplicação pede, a ordem certa dos equipamentos, e os drenos funcionando

    O ar está comprimido, frio, seco e limpo, na saída da sala de compressores. Falta levá-lo a cinquenta, duzentos, quinhentos metros dali, até cada máquina, sem perder pressão no caminho, sem contaminar de novo, e sem deixar escapar um quarto pelo trajeto. A próxima aula trata da rede de distribuição: traçado, materiais, dimensionamento de tubos, queda de pressão e vazamentos.

    A seguir Aula 5 — Redes de Distribuição, Perda de Carga e Vazamentos →