Mude o modo de pulverizar para maximizar a conservação da água

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1 Mude o modo de pulverizar para maximizar a conservação da água Bicos de pulverização Controle da pulverização Análise da pulverização Fabricação dos pulverizadores

2 Água: um bem cada vez mais precioso Há várias razões para que muitas vezes as pessoas se refiram à água como o novo petróleo. 71% da superfície terrestre é recoberta por água, mas isso não significa que essa substância única, essencial para a vida, seja um recurso abundante. Os Estados Unidos, o Canadá e a Europa Ocidental possuem mais água doce que a maioria das regiões. Entretanto, essas áreas também são as maiores consumidoras de água doce. Os Estados Unidos, com consumo de metros cúbicos ( galões) por ano ou 0,38 metros cúbicos (100 galões) de água per capita por ano, encabeçam a lista, seguidos pelo Canadá, com metros cúbicos ( galões) por ano. Grandes áreas do sudeste, sudoeste e oeste dos Estados Unidos se caracterizam por suportar condições de seca severa, extrema ou, no pior caso, seca excepcional. Nível de seca Seca anormal Moderada Severa Extrema Excepcional Distribuição da água no planeta Água doce: 3% Outros: 0,9% Água subterrânea 30,1% Água de superfície 0,3% Rios: 2% Áreas alagadas: 11% Salgada (oceanos) 97% Calotas polares e geleiras 68,7% Lagos 87% Água do planeta Água doce Água doce de superfície SPRAY Intl

3 Níveis de seca nos Estados Unidos Fatos sobre a água A água recobre aproximadamente 71% da superfície terrestre. Mais de 97% de toda a água do planeta é salgada. Dos 3% que correspondem à água doce, para a maioria não se tem acesso imediato. De acordo com a Agência Norte-Americana para o Desenvolvimento Internacional, se o suprimento de água do mundo fo sse comparado a 3,8 litros (1 galão), a água doce corresponderia a 0,118 litros (4 onças), e a água doce de acesso imediato representaria apenas duas gotas. O lago Baikal, no sul da Sibéria, e os Gran des Lagos contêm cerca de 20% de toda a água doce do mundo. Todo o continente asiático possui apenas 36% da água doce corrente global. Atualmente, um terço da população mundial enfrenta escassez de água, e estimase que esse número alcance 4 bilhões de pessoas em SPRAY Intl

4 Água: um bem cada vez mais precioso Conservação da água como um programa de sustentabilidade Nos Estados Unidos, 45% da água doce é usada na indústria, 42% na agricultura e 13% para fins domésticos. O custo das melhorias de infraestrutura e de renovação ainda não foi inserido nos custos da água, portanto as tarifas permanecem relativamente baixas em comparação com outras regiões do mundo. 13% Uso doméstico 42% Agricultura 45% Indústria No ano passado: O custo médio da água aumentou 7,3% Desde 2003, o custo médio da água aumentou quase 30% O custo a cada litros (1000 galões), incluindo taxas de esgoto, varia de US$ 3 a US$ 7 O aumento de custos levou a indústria a se preocupar com o uso da água e ajudou a focar a atenção na conservação. Hoje em dia, a reciclagem permite que a água seja usada até 17 vezes nos processos de produção antes de ser descartada, em comparação a apenas um ou dois usos há algumas décadas SPRAY Intl

5 O imperativo da sustentabilidade A sustentabilidade é definida de diversas maneiras, mas talvez a mais simples seja o desenvolvimento que atende às necessidades do presente sem comprometer a capacidade de as futuras gerações atenderem suas próprias necessidades. A maioria dos especialistas concorda que para assegurar que o mundo tenha água suficiente no futuro, precisamos agir com rigor agora. Mais do que uma opção, a conservação da água está se tornando um imperativo. As indústrias de laticínios e bebidas e de processamento de alimentos, em particular, vêm se esforçando muito para aumentar a conscientização da importância da conservação da água e fornecendo recomendações sobre técnicas de conservação. O processamento de alimentos é um dos maiores setores de produção industrial e requer um grande uso de água. A água é usada como ingrediente, na limpeza, na transferência de calor e na higienização dos equipamentos e da fábrica. Estimativas da indústria indicam que é necessário 1 litro (0,26 galão) de água para produzir uma caloria consumida como alimento. Assim, para produzir um alimento com 500 calorias, são usados aproximadamente 492 litros (130 galões) de água. Muitas organizações estão fornecendo informações educacionais para ajudar as indústrias de processamento de alimentos a conservar a água. Para apoiar e promover essa iniciativa, compilamos algumas dessas diretrizes e desenvolvemos sugestões mais específicas que ajudam a aumentar a eficiência de várias operações de pulverização e a reduzir o consumo de água SPRAY Intl

6 Meios de se conservar a água Conserte os vazamentos! Parece simples, mas muita s vezes isso passa despercebido. Algumas indústrias processadoras relataram uma redução de 14% no consumo de água apenas consertando os vazamentos. Submedidores podem ser instalados para detectar vazamentos Substitua os tubos com orifícios por manifolds de pulverização. Os tubos com orifícios gastam uma quantidade excessiva de água Assegure-se de que os bicos apropriados para a aplicação estão sendo usados. O uso do padrão de pulverização incorreto ou de bicos que produzem gotas muitos grandes ou muito pequenas pode causar pulverização em excesso, excesso de umedecimento ou nebulização Certifique-se de que os bicos sejam posicionados da maneira apropriada para garantir uma cobertura precisa da pulverização com o mínimo de desperdício Instale bicos de alta pressão e baixo volume nas lavadoras Use bicos nebulizadores para resfriar o produto Use ar para enxaguar garrafas e latas Instale filtros em linha em todos os manifolds; inspecione os bicos regularmente para evitar entupimentos e o desgaste dos bicos Estabeleça a melhor profundidade do produto nas esteiras transportadoras e use bicos que ofereçam exatidão e precisão para maximizar a eficiência e minimizar desperdícios Verifique se a água descartada de qualquer operação pode substituir a água doce fornecida para outra operação Use a água aproveitada para lavar as calhas de escoamento SPRAY Intl

7 Divida as unidades de lavagem por pulverização em duas ou mais seções e estabeleça um sistema de reaproveitamento de contrafluxo Adicione pistolas de pulverização manuais para abrir as mangueiras, assegurando que a água seja usada somente quando necessário Quando o equipamento de pulverização se desgastar, substitua por modelos que economizam água Equipe todas as mangueiras com bicos de fechamento acionado por mola e garanta que eles não sejam removidos Use válvulas retentoras com os bicos para evitar gotejamentos e vazamentos e manter a pressão da linha Oriente os funcionários a usar as mangueiras (equipadas com pistolas de pulverização) moderadamente e apenas quando necessário Ajuste a vazão dos sistemas de recirculação controlando a taxa de água de reposição Feche as linhas de suprimento quando não estiverem em operação Interrompa todas as vazões ao término da operação (a menos que a vazão seja essencial para a limpeza). Use válvulas solenóides para suspender a vazão de água quando houver parada da produção Ajuste as vazões nas pulverizações e em outras linhas para atender aos requisitos mínimos Controle as pulverizações da correia transportadora com um temporizador para permitir a aplicação intermitente de água clorada SPRAY Intl

8 Combata o desperdício de forma pró -ativa Desgaste dos bicos uma importante causa do desperdício de água Uma origem do desperdício de água, mu itas vezes não detectada, é o desgaste dos bicos. Em geral, o desgaste não é visível nos primeiros estágios. À medida que o desgaste avança, os sinais se tornam visíveis e caros. Os custos operacionais aumentam e pode ocorrer perda de produtos. O monitoramento rigoroso dos bicos e a tomada das ações apropriadas podem evitar o gasto de milhares de litros de água por dia. Comece comparando o consumo calculado dos dispositivos de pulverizaç ão com os dados de desempenho do fabricante. À medida que o bico se desgasta o orifício se torna maior e, a uma determinada pressão, há aumento da vazão. Em seguida, calcule, para cada bico, a quantidade total de água perdida devido ao desgaste. Mesmo um pequeno desgaste do bico pode causar grandes desperdícios. Custo anual do desperdício de água US$ ( ) US$ ( ) US$ ( ) US$ ( ) US$ ( ) US$ ( ) US$ ( ) US$ ( ) US$ ( 9.000) galões ( litros) gal gal gal ( l) ( l) ( l) galões ( litros) 5 (20) 10 (40) 50 (200) 100 (400) 500 (2000) Vazão total do sistema em gpm (l/min) Com base em uma semana de trabalho de cinco dias, 24 horas/dia, supondo uma taxa de desperdício de 15%. Custo da água e esgoto: US$0,003 ( 0,0027) por galão US$0,00079 ( 0,00071) por litro Outros sinais de desgaste dos bicos podem estar vis íveis. Quando há aumento do tamanho da gota ou ocorre erosão e corrosão, os padrões de pulverização podem ser alterados. Algumas indústrias processadoras preferem trocar os bicos de pulverização a cada ano. Dependendo da quantidade e do tipo de operação de pulverização, o custo de reposição dos bicos pode ser muito menor do que o custo com o desperdício de água, mesmo que os bicos apresentem apenas 15% a 20% de desgaste SPRAY Intl

9 Avalie o tipo e o material do bico Você pode descobrir que, ao mudar o tipo ou o material do bico, poderá minimizar o desperdício e o desgaste, especialmente na pulverização de soluções que contêm materiais abrasivos ou suspensões de açúcar. Em geral, os bicos produzidos com materiais mais duros proporcionam uma vida útil mais longa. Além dos materiais convencionais como latão, aço inoxidável e vários materiais plásticos, os bicos de pulverização também podem ser fornecidos em outros materiais, através de pedido especial. A tabela abaixo fornece os graus padrão de resistência à abrasão de vários desses materiais, que ajudam a determinar se há necessidade de troca. Também estão disponíveis materiais que oferecem maior res istência à corrosão. Entretanto, o grau de corrosão por produtos químicos em materiais específicos dos bicos depende das propriedades corrosivas do líquido a ser pulverizado, do percentual de concentração e da temperatura, da resistência à corrosão do material a um produto químico específico, do ar e da temperatura ambiente. Não deixe de discutir essas questões com o seu fornecedor de bicos de pulverização para selecionar o melhor material para as suas aplicações. Grau aproximado de resistência à abrasão Material do bico de pulverização Grau de resistência Alumínio 1 Latão 1 Polipropileno 1-2 Aço 1,5-2 MONEL 2-3 Aço inoxidável 4-6 HASTELLOY 4-6 Aço inoxidável endurecido Stellite Carbeto de silício (liga de nitreto) Cerâmica Carbonetos Rubi ou safira sintéticos SPRAY Intl

10 Combata o desperdício de forma pró-ativa Procure reduzir a pressão da pulverização Embora nem sempre seja possível, a diminuição da pressão, que reduz a velocidade do líquido através do orifício, pode ajudar a reduzir o grau de desgaste ou corrosão do orifício. A redução da pressão e da vazão também pode ajudar a reduzir a umidade do ar, a qual contribui para o crescimento e/ou a distribuição de bactérias. Adicione filtros de linha ou substitua por bicos com filtros embutidos Em muitas aplicações, a deterioração e o entupimento dos orifícios são causados por partículas sólidas presentes no líquido pulverizado. Isso é particularmente comum em sistemas de recirculação de água por pulverização contínua. Os filtros ou os bicos com filtros embutidos podem interceptar as partículas maiores e evitar que os resíduos entrem no orifício ou difusor, reduzindo significativamente o desgaste. Em aplicações de alta vazão, os filtros automáticos autolimpantes com grandes áreas de filtração capturam a maioria dos contaminantes e os descarta sem interromper o processo, usando um mínimo de água.. Os filtros completos impedem que os resíduos entrem no bico. Um tipo de filtro autolimpante usa um scanner de sucção, um tubo oco em aço inoxidável com bicos tubulares uniformemente distribuídos ao longo de sua extensão. O movimento espiralado dos bicos permite a limpeza integral da tela do filtro SPRAY Intl

11 Reflita sobre a automação A maioria das indústrias processadoras possui tanques, tonéis e recipient es que precisam ser limpos. Com frequência esses tanques são limpos manualmente por funcion ários que usam mangueiras. Muitas vezes a limpeza também é feita enchendo o tanque com uma solução de limpeza, que é posteriormente escoada e depois recolocada para o enxágue. Dependendo do tamanho do tanque, esses métodos de limpeza podem consumir centenas de litros (galões) de água a cada lavagem. Os sistemas automatizados de lavagem de tanques são uma alternativa eficaz e podem reduzir em 20% ou mais o consumo de água. Os sistemas de limpeza no local usam bicos de pulverização que proporcionam limpeza e enxágue perfeitos e controlados. As lavadoras de tanques motorizadas de alto impacto e os sistemas turn-key automatizados são outras opções. Além de o uso de água ser muito menor do que o dos métodos manuais e de enchimento e escoamento, a limpeza automatizada dos tanques oferece muitos benefícios: Limpeza mais rápida Limpeza mais completa Uso reduzido de produtos químicos caros Redução dos custos de descarga Mais segurança para os trabalhadores Redução dos custos de mão-de-obra e das paradas para manutenção Os trabalhadores muitas vezes também limpam o equipamento usando pulverizadores portáteis. Novamente, a aplicação manual da solução de limpeza, em geral, leva a muito desperdício. O uso de um sistema de pulverização automatizado, composto por um controlador da pulverização, bicos e bombas, reduz o uso de água e de produtos qu ímicos, proporciona uma limpeza mais homogênea e libera os trabalhadores para outras tarefas SPRAY Intl

12 Dezenas de meios de conservar a água Como acabamos de ver, há muitas medidas que podem ser tomadas para reduzir o consumo de água. A seguir, fornecemos alguns exemplos de ações tomadas por indústrias processadoras de alimentos com resultados significativos. Estudo de caso 1: Sistema de enxágue por pulverização de esteira transportadora com cinco manifolds Cada manifold possui 12 bicos operando a 3,7 l/min e 2,8 bar (1,0 gpm e 40 psi) Pressão do manifold: 4,1 bar (60 psi) O sistema opera 20 horas por dia, cinco dias por semana, 51 semanas por ano Os bicos estão gastos devido a um aumento de 15% da vazão, que resulta em: Aumento da vazão dos cinco manifolds, de 273 para 314 l/min (72 para 82,8 gpm) Aumento da vazão total dos cinco manifolds : 40,8 l/min (10,8 gpm) Aumento do consumo de água de litros ( galões) por ano Aumento dos custos anuais de água/descarga com base no valor de US$ 7 por 1000 galões: US$ O desgaste dos bicos pode ser detectado por meio de um programa de manutenção contínua e/ou pelo teste dos bicos por um fabricante de bicos de pulverização. Uma vez determinado o grau de desgaste com base nas horas de uso, os bicos podem ser substituídos em intervalos regulares para minimizar o desperdício de água. Nesse exemplo, o excesso de consumo de água de mais de litros ( galões) poderia ser evitado se os bicos fossem substituídos assim que o desgaste fosse detectado SPRAY Intl

13 Estudo de caso 2: Fábrica reduz o consumo de água quente em mais de litros ( galões) por ano Uma fábrica de processamento químico usava 1.044,7 litros de água a 65,6 C (276 galões a 150 F) para limpar um tanque de tamanho médio com capacidade para litr os (400 galões). Mais de tanques eram limpos por ano, e cada ciclo de limpeza durava 30 minutos. Os responsáveis perceberam que o custo do sistema de limpeza era proibitivo e procuraram ajuda. Um novo sistema foi projetado em torno de uma lavadora de tanques motorizada. O novo sistema, além de permitir um menor consumo de água, proporciona melhor limpeza em menos tempo. Agora, c ada tanque é limpo com 488 litros (129 galões) de água, o que representa uma economia anual de litros ( galões) de água quente por ano. Além disso, os ciclos de limpeza agora duram apenas 10 minutos, permitindo que o tanque logo volte a operar. A economia de custos estimada graças à redução do consumo de água é de US$ ao ano SPRAY Intl

14 Dezenas de meios de conservar a água Estudo de caso 3: Cervejaria economiza litros ( galões) de água por ano Um dos principais componentes da prod ução de cerveja é a caldeira. A limpeza rápida e eficiente da caldeira é crítica para a higienização e a manutenção da produção diária. Em geral, uma única cervejaria usa litros ( galões) de água quente por ano para a limpeza das caldeiras. Uma cervejaria americana considerou esse número inaceitável e resolveu procurar ajuda. A solução é uma lavadora de tanques motorizada equipada com bicos de jato de água. O resultado é impressionante: uma economia de litros ( galões) de água por dia. A economia anual é de litros ( galões) de água, com base em uma produção de cerveja de 340 dias por ano SPRAY Intl

15 Estudo de caso 4: Fábrica de processamento de aves reduz o consumo diário de água substituindo mangueiras abertas por pistolas de pulverização Uma fábrica de processamento de aves usava 15 mangueiras de higienização com extremidade aberta. As mangueiras eram usadas oito horas por dia, cinco dias por semana, 50 semanas por ano. O consumo diário de água quente para higienização era de litros ( galões). A escassez de água quente levou essa fábrica a buscar abordagens alternativas para a higieniz ação. Sugerimos a substituição das mangueiras de extremidade aberta por mangueiras equipadas com pistolas de pulverização para reduzir em 30% o consumo de água por mangueira. A empresa tinha ciência de que seria um desafio, já que a equipe de higienização preferia usar as mangueiras de extremidade aberta. Entretanto, como a economia de água seria tão significativa, a fábrica decidiu executar um programa de treinamento para garantir que as pistolas de pulverização fossem usadas. Os resultados valeram o esforço: A vazão por mangueira foi reduzida de 590 para 454 l/min (156 para 120 gpm) A redução do consumo total de água das 15 mangueiras foi de 136 l/min (36 gpm) A redução do consumo de água por dia foi de litros ( galões) Redução dos custos anuais com água/descarga com base no valor de US$ 7 por 1000 galões: US$ SPRAY Intl

16 Dezenas de meios de conservar a água Estudo de caso 5: Fábrica de processamento de carnes descobre como economizar quase litros ( galões) por hora de operação Essa fábrica processadora de carnes do meio-oeste dos Estados Unidos precisava de uma recomendação especializada do seu fabricante de bicos de pulverização sobre a conservação da água. Representantes técnicos foram enviados à fábrica para analisar as operaç ões e fornecer sugestões para a conservação da água. Alguns exemplos dos resultados: Área de refrigeração A inspeção visual demonstrou pulverizações adequadas com boa cobertura. Sugestão: Uso continuado dos mesmos bicos e limpeza a cada tr ês meses. Foram sugeridos testes contra desgaste nos laborat órios do fabricante para determinar o grau exato de desgaste e a frequência de troca dos bicos. Gabinetes de lavagem Uma válvula solenóide de uma unidade de lavagem apresentou mau funcionamento, provocando uma pulverização de água não desejada. A lavadora apresentava uma mistura de 38 bicos diferentes, incluindo 10 chuveiros de banheiro com cobertura insatisfatória. Sugestão: Substituir os bicos de chuveiro por bicos jato cone cheio de 30 para uma obter uma economia de 9,5 l/min (2,5 gpm). Substituir a válvula solenóide com defeito para economizar 1,6 litro (0,437 galão) a cada minuto de interrupção da vazão de água. Em outra unidade, chuveiros de banheiro forneciam cobertura insatisfatória. Oito bicos nebulizadores, não projetados para aplicações de lavagem, também estavam em uso. Sugestão: Substituir os chuveiros por um tipo diferente de bico para melhorar a cobertura e operar com uma menor taxa de vazão. Substituir os bicos nebulizadores por bicos de lavagem de alto impacto e alta pressão. Economia total de água: 10 l/min (2,65 gpm) SPRAY Intl

17 Gotejamento e suporte das mangueiras Duas das cinco pistolas de pulverização da sala de abate apresentavam vazamento que ocorria já há algum tempo. Sugestão: Atualizar para uma pistola de qualidade superior com um padrão de pulverização variável que permita ao operador otimizar o desempenho da pistola de acordo com a tarefa. Manifolds para chicotes polidores Orifícios, perfurados no tubo em centros de 4 a 6", estavam sendo usados sem bicos. Alguns orifícios tinham 1/4" de diâmetro para se adaptar aos contaminantes presentes no fluido, e a cobertura era insatisfatória. Sugestão: Para uma melhor cobertura com a metade da taxa de vazão, tampar os orifícios, um sim, outro não, de todos os canos e instalar bicos jato leque nos orifícios restantes. Economia de água: 766,2 l/min (202,4 gpm) por manifold. Mesa de corte Pela inspeção visual, não ficou evidente se os bicos de pulverização estavam gastos. Testes de pulverização determinaram que os bicos estavam 209% acima da capacidade. Sugestão: Substituir os bicos gastos para obter uma economia de água de 9,1 l/min (2,4 gpm) além da especificação. Manifold Os manifolds continuavam a pulverizar depois que as esteiras transportadoras eram desligadas. Sugestão: Adicionar válvulas solenóides, ligadas ao movimento da esteira, para fechar os manifolds quando a esteira não estiver se movendo. Economia de 20,8 litros (5,5 galões) de água por manifold para cada minuto fora de uso. No total, foram avaliadas mais de 40 áreas da fábrica. As mudanças sugeridas têm potencial para economizar 3.587,4 l/min (947,7 gpm). Isso representa litros ( galões) de água a cada hora de funcionamento da f ábrica SPRAY Intl

18 Dezenas de meios de conservar a água Estudo de caso 6: Fábrica de laticínios reduz o consumo de água e economiza US$ ao ano Com uma rapidez impressionante, dezenas de milhares de galões de água conservada podem se tornar milhões. Uma fábrica de laticínios do Minnesota economizou mais de US$ ao ano ao longo da década passada, além de ter evitado um imposto no valor de US$ que em outras condições teria sido cobrado pela estação pública de tratamento de águas servidas. Muitas fábricas de laticínios usam mais de 15 litros (4 galões) de água para processar cada galão de leite. Com algum empenho, esse número pode ser bastante reduzido. A seguir, veremos como essa fábrica reduziu o consumo de água em litros ( galões) ao ano: O reparo de válvulas e conexões com vazamento permitiu uma economia de litros (4.860 galões) por dia A adição de uma válvula à barra de pulverização sobre a linha de limpeza das embalagens retornáveis para proporcionar uma operação intermitente permitiu uma economia de litros (2.400 galões) ao dia Para limpar o leite derramado para fora da linha de suprimento, um bico de pulverização operava de forma contínua. A troca por um gatilho quando uma embalagem apresentava defeito fez a fábrica economizar litros (7.000 galões) ao dia A troca dos chuveiros e das barras de pulverização por bicos menores e pulverização nebulizadora permitiu economizar mais litros (5.340 galões) ao dia SPRAY Intl

19 Como os seus sistemas de pulverização podem contribuir para um futuro sustentável Os bicos de pulverização são componentes precisos, projetados para produzir um desempenho bastante específico em condições muito especiais. O simples fato de o bico estar pulverizando não quer dizer que ele esteja funcionando da maneira apropriada. Quando o seu sistema de pulverização não apresenta um desempenho de acordo com as especificações, você não está apenas se privando de um recurso valioso, como também pode vivenciar muitos outros problemas, como: Questões de controle de qualidade Paradas não programadas da produção Aumento de manutenção Maior consumo de produtos químicos caros, água e eletricidade O custo resultante desses problemas pode ser surpreendente e, em alguns casos, espantoso. Como vimos, somente o custo do desperdício de água pode chegar a dezenas de milhares de dólares por ano em um sistema com um declínio de desempenho relativamente pequeno. Para assegura r que o seu sistema está operando com o máximo de eficiência, faça uma auditoria do seu sistema de pulverização. No início do processo, a disponibilidade de ajuda imediata e o envolvimento de um especialista servirão para economizar tempo e dinheiro. Esperamos que as informações tenham sido úteis e o motivem a iniciar ou promover iniciativas de conservação da água. Para obter assistência ou tirar dúvidas, entre em contato conosco SPRAY Intl

20 Outros recursos úteis Otimizando seu sistema de pulverização Manual Técnico 410 Manual de 52 páginas que explica como avaliar seu sistema de pulverização, descobrir e solucionar problemas ocultos e caros, aumentar a qualidade, re duzir as paradas para manutenção e mais. Produtos para Pulverização Industrial Catálogo 70 Catálogo completo, incluindo bicos de pulverização e acessórios, dados técnicos e ideias para a solução de problemas. MONEL é uma marca registrada da Special Metals Corporation. HASTELLOY é uma marca registrada da Haynes International, Inc. Stellite é uma marca registrada da Deloro Stellite. Spraying Systems do Brasil Tel: (11) Fax: (11) TM 415br Copyrigth 2008 Spraying Systems Co Co. 2008