A energia sem fronteiras

Transcrição

1 1.0 Introdução AR COMPRIMIDO A energia sem fronteiras Módulo I Eng. Gilson Macedo Santana Como o ar comprimido ser á nosso principal assunto, vamos iniciar fazendo algumas considerações sobre energia. Todos sabemos que o universo é pura energia Fonte: Se observarmos nosso planeta, encontraremos vários tipos de energias. Muitas delas já dominadas pelo homem, outras não. Vamos ver algumas.

2 2.0 Energias Solar Hidráulica Marítima Carvão Bio Gás Eletricidade Ventos Magnética 3.0 Mas o que é energia AR COMPRIMIDO Geotérmica Células de combustível Bio combustível Gás natural Álcool na cana de açúcar Raios Petróleo Atômica Energia é um conceito muito abrangente e difícil de ser definido com poucas palavras. Ficaremos com a definição clássica da mecânica. Energia é a capacidade de realizar trabalho. A energia tem sido através da história a base do desenvolvimento das civilizações. Nos dias atuais são cada vez maiores as necessidades energéticas para a realização de qualquer tipo de trabalho e promover o desenvolvimento econômico, social e cultural. 3.1 Energia solar Veremos a seguir algumas destas energias: Não poluente e renovável, pode ser convertida em eletricidade dentro de cédulas fotovoltáicas. Encontradas em calculadoras, aparelhos de rádio e telefones em áreas remotas, satélites espaciais, bóias de navegação, entre outros.

3 3.2 Energia dos raios Um raio pode chegar a 100 milhões de volts. Um dia o homem encontrar á uma maneira de utilizá-la. Fonte: Energia das ondas O protótipo da primeira usina de ondas das Américas ser á instalado na costa do Cear á e gerar á 100KW. A tecnologia empregada será 100% nacional. Fonte:

4 3.4 Energia das marés A primeira grande usina movida por marés foi construída no Estuário de La Rance na Bretanha, França. Usina de La Rance - França Quando a mar é baixa, a água é mantida em nível alto na barragem. Quando a diferença entre os dois níveis chega a três metros, a água é liberada para o mar, correndo através de 24 enormes turbinas que acionam geradores. Quando a maré sobe outra vez, a água entra pela barragem para encher o estuário, até que fique alto e o processo se inicia novamente. Pode gerar 240 milhões de watts de força suficiente para uma cidade de habitantes. Maquete

5 3.5 Energia eólica No Cear á, houve um investimento de cerca de 1,5 bilhão de reais na construção de 250 torres para a produção de energia eólica, que estão distribuídas em 14 Parques. A produção elétrica é de 500MW, suficiente para suprir as necessidades de uma cidade habitada por 2,5 milhões de pessoas. A geração de energia eólica no Brasil teve início em 1992, com a instalação de uma turbina de 75kw na ilha de Fernando de Noronha.

6 Transporte de uma pá de turbina eólica. Instalando uma torre

7 Hoje, nós temos instalações eólicas de grande porte nos estados do Cear á, Pernambuco, Minas Gerais e Paraná. Maiores informações: Energia Geotérmica Nos EUA, a produção desta energia est á em terceiro lugar nas fontes de energias renováveis, depois da energia hidroelétrica e da biomassa.

8 A primeira usina elétrica geotérmica da Alemanha, em Neustadt-Glewe, começou a operar em 2002, usando o calor do centro da Terra para produzir energia. A usina, ao nordeste do país, está o submersa a uma profundidade de 2000 metros, onde a temperatura chega a 97 C. A energia produzida pela alta temperatura e convertida em vapor, que movimenta uma turbina na superfície que produz eletricidade. A usina deve abastecer 500 casas.

9 3.7 Energia Nuclear Quando o núcleo do átomo é separado lentamente, a energia gerada pode ser transformada em energia elétrica. Se a fissão nuclear for brusca, dá-se uma explosão, criando-se assim a bomba atômica.

10 3.8 Energia Hidráulica Aproximadamente um quinto da energia mundial vem de hidrelétricas. A usina de Itaipu, tem um potencial de produção de 13 bilhões de watts. Construir uma hidrelétrica significa desabitar e destruir uma grande área verde, causando um indescritível impacto ambiental.

11 A Energia sem Fronteiras - Modulo I A eletricidade e o petróleo são, sem dúvida, as energias mais utilizadas no mundo. Devido sua importância, faremos uma breve explanação sobre estas 2 energias.

12 3.9 Petróleo É formado a partir de decomposição de matéria orgânica. Cerca de 90% do petróleo é usado como combustível e 10% na indústria química. Economicamente, o petróleo é de grande riqueza e representa importante equilíbrio político-economico entre países ricos e pobres. Em 1973, os árabes usaram o petróleo como arma política. Em poucas horas, os sistemas econômicos explodiram. A energia barata tinha-se acabado. Posteriormente a Guerra Ira - Iraque ( ) e a guerra do Golfo ( ), agravaram ainda mais este problema. Quem não se lembra das longas filas que se formavam quando um novo aumento de gasolina era anunciado e os postos fechavam as sextas-feiras as 8h00 da noite para reabrirem somente as segundas-feiras.

13 Foi imperativo buscar novas alternativas. O Brasil desenvolveu o carro a álcool produzido a partir de cana de açúcar. Fonte: Fonte: O mundo passou a investir em novas tecnologias com o objetivo de minimizar a dependência do petróleo, porém a economia mundial continua dependente do petróleo. Os riscos de uma nova crise petrolífera ainda provocam ameaças em toda a economia mundial.

14 A Energia sem Fronteiras - Modulo I Frente a uma nova crise do petróleo, a qual se encontra sempre em iminência, o Brasil se sairá muito melhor que das vezes anteriores. Hoje, o Brasil já é auto-suficiente na produção de petróleo, temos a nosso favor o álcool produzido a partir do cana de açúcar e o gás natural Eletricidade Sem dúvida, a energia mais consumida na indústria é a eletricidade e isto nos obriga a tomar medidas inteligentes quanto ao seu consumo, pois é um fator determinante no custo final do produto, fazendo com que a empresa seja mais ou menos competitiva.

15 Como podemos observar, o custo para se obter energia para realizar trabalho é muito alto, apesar de termos muita energia a nossa disposição, mais está cada vez mais caro obtê-la e utilizá-la racionalmente, principalmente, sem agredir e destruir o meio em que vivemos Ar Comprimido O ar comprimido é a segunda energia mais consumida da indústria, porém a mais cara de todas e a mais deficientemente tratada. Para sua obtenção, temos que trocar eletricidade por pressão, mas a grande maioria das pessoas desconhece quanto custa 1m 3 de ar a pressão de 7 bar. Os geradores de ar comprimido são máquinas pouco eficientes, pois da eletricidade consumida, apenas 4% a 5% são energia útil. A energia restante e perdida sob a forma de calor. Fugas de ar comprimido e seu custo Pressão de 6 bar Diâmetro do furo (milímetro) Vazão de ar (m min) Energia necessária (kw) 1 0,06 0,3 3 0,6 3,1 5 1,62 8,3 10 6,3 33,0 3 Fuga em um furo de 1mm = = 300 watts 100w 100w 100w 24h x 300 dias = 7200h x 0,3kw = 2160kw h x R$ 0,30 = R$ 648,00 ano

16 Fuga em um furo de 3mm = = 300 watts 8600h x 3,1kw = kw h x R$ 0,30 = R$ 7.998,00 ano Simulando uma situação Se nós inspecionamos toda uma linha de ar desde sua geração, inclusive os equipamentos que utilizam o ar comprimido, vamos nos surpreender com a quantidade de vazamentos existente. Suponha que detectamos os seguintes vazamentos: 2 furos de 5mm = 16,6kw 3 furos de 3mm = 9,3kw = 30,70 = 40cv 16 furos de 1mm = 4,8kw 8600h x 30,7kw = kw ano x R$ 0,30 = R$ ,00 Como calcular as fugas na linha de distribuição Temos duas formas de calcular as fugas, porém nenhum equipamento deverá estar consumindo ar, ou seja, não pode existir consumo na planta. Através do reservatório - Medindo o tempo de queda de pressão no manômetro Através do compressor - Medindo os tempos de carga e alívio num dado período

17 Exemplo 1: 3 Um reservatório com volume de 2000 litros (2m ), inicialmente a pressão de 7,5 bar, foram necessários 40 segundos para baixar 0,5 bar, ou seja, de 7,5 para 7 bar. Qf = Vr x (Pa - Pe) t Qf = O valor das fugas Vr = volume de reservatório Pa = Pressão máxima Pe = Pressão mínima t = Tempo de queda do diferencial 3 Qf = 2000 x (7,5-7) 40 = 1500 l min = 1,5 m min - Equivale a 15 Hp Exemplo 2: 3 Um compressor com capacidade de 12m min, num período de 600 seg. Entrou em carga cinco vezes, com tempos iguais de 24s. Qf = Qc x t T 3 Qf = Valor das fugas em m min 3 Qc = Capacidade do compressor em m min t = Unidade de tempo, durante as quais o compressor trabalhou em carga T = Tempo total (carga + alívio) t = t1 + t2 + t3 + t4 + t5 = 25 x 5 = 120s T = 600s 3 Qf = 12 x = 2,4 m min = 20% - Equivale a 20 Hp 4.0 Boas práticas com o uso da energia do ar comprimido Para otimizar o consumo de energia em sistemas de ar comprimido, sugerimos os seguintes procedimentos: 1-Desligar o compressor em todos os períodos de inatividade 2-Produzir o ar comprimido a pressão mínima necessária 3-Utilizar um compressor de ar corretamente dimensionado 4-Garantir que o ar aspirado pelo compressor seja limpo e frio 5-Recuperar o calor do sistema de refrigeração do compressor 6-Efetuar a manutenção regular dos equipamentos da central 7-Eliminar regularmente as fugas de ar da instalação 8-Efetuar uma analise critica da rede de distribuição de ar 9-Utilizar o ar comprimido de forma racional

18 Obviamente a manutenção terá que ser permanente porque as vedações se deterioram com o tempo, mangueiras e tubos de borracha abrem fissuras, ligações metálicas ganham ferrugem destruindo os elementos vedantes, e sem dúvida a água condensada na rede de distribuição e que não foi eliminada na origem. Detector de vazamentos

19 Recomendação Salientamos que todos os esforços para redução de perdas em um sistema de ar comprimido é altamente recompensador e a economia poderá ser extremamente significativa. Recomendamos a todos que de agora em diante ao ouvirem o chiado característico de vazamento de ar é um aviso de que algo precisa ser feito.

20 O que mais nos interessa neste momento e o mais importante, e ter ciência que o AC é uma energia extremamente cara e todos os esforços para racionalizar seu uso são fundamentais para a redução de custos nos processos produtivos. Créditos: Eng. Gilson Macedo Santana - Ar Brasil Compressores ltda Contato: gilson@arbrasilcompressores.com.br