Uma linha de revestimento a pó apresentava um defeito recorrente. Em algumas zonas aleatórias do acabamento, o revestimento formava crateras a que os operadores chamavam «olhos de peixe», talvez duas vezes por turno. Já tinham mudado os lotes de tinta, trocado as pistolas e enviado alguém para um curso de formação. O que acabou por resolver o problema foi um ponto de orvalho de 20 °C.
A compressão do ar concentra tudo o que a atmosfera transporta, incluindo água. Cada metro cúbico aspirado pela entrada traz vapor que se condensa assim que o ar arrefece na tubagem. Se resolver este problema, toda uma série de problemas de produção misteriosos desaparece. Se o ignorar, nenhuma medida de resolução de problemas a jusante conseguirá resolvê-los de vez.
A bifurcação habitual no caminho é uma secador refrigerado ou um secador dessecante. A diferença entre eles é de cerca de quarenta graus no ponto de orvalho e, em termos de custos de funcionamento, é consideravelmente maior. Eis como escolher sem adquirir capacidade que nunca irá utilizar.
Ponto de orvalho, em termos que qualquer pessoa pode compreender
O ponto de orvalho é simplesmente a temperatura à qual o vapor de água presente no ar começa a condensar-se, transformando-se em água líquida. No caso do ar comprimido, referimo-nos quase sempre a ponto de orvalho de pressão (PDP), medido à pressão da rede, porque é essa a condição a que a água está efetivamente sujeita. Não é o mesmo que o ponto de orvalho atmosférico, e confundir os dois é o erro de especificação mais comum em todo este tema.
Duas coisas decorrem imediatamente daí:
- Um ponto de orvalho de pressão inferior à temperatura ambiente mais baixa significa que não se forma água líquida em nenhuma parte do sistema. É esse o princípio. Se a temperatura mais baixa que a sua tubagem alguma vez atinge for de 5 °C, um PDP de +3 °C é suficiente. Se parte da sua tubagem passar ao ar livre durante um inverno europeu e atingir -15 °C, então não é suficiente.
- Cada dez graus a menos traduzem-se numa poupança concreta. E quanto mais se desce, mais caro fica por grau.
Números típicos que vale a pena memorizar:
| Tipo de secador | Ponto de orvalho de pressão típico |
|---|---|
| Refrigerado | +3 °C a +7 °C |
| Membrana | +2 °C até −20 °C (alguns modelos, caudais baixos) |
| Desecante (sem aquecimento) | −40 °C, por vezes −70 °C |
| Desidratante (aquecido / purga por ventilador) | −40 °C (padrão) |
Esse valor de +3 °C não é arbitrário. Situa-se logo acima do ponto de congelação, porque um secador por refrigeração não pode descer abaixo dos 0 °C. Formar-se-ia gelo no permutador de calor e este ficaria obstruído. Se precisar de um ponto de orvalho abaixo do ponto de congelação, já não está a escolher entre tipos. Precisa de um secador dessecante.
O que a água está, na verdade, a fazer-te
Antes de escolher, é útil saber contra o que está a adquirir proteção:
- Corrosão no interior da rede de distribuição. A água, combinada com o oxigénio no interior de um tubo de aço, produz partículas de ferrugem que se deslocam a jusante e danificam as válvulas solenóides e os cilindros. A maioria das histórias do tipo “os nossos sistemas pneumáticos estão sempre a avariar sem motivo aparente” tem aqui o seu início.
- Defeitos do produto. Efeitos de «olho de peixe» na pintura e no revestimento em pó, humidade em produtos alimentares ou farmacêuticos, aglomeração no manuseamento de pós, manchas no vidro e em componentes óticos.
- Linhas e instrumentos congelados. Qualquer aplicação ao ar livre, num armazém frio ou num congelador.
- As ferramentas pneumáticas e os rolamentos foram limpos, removendo-se o lubrificante. A água remove rapidamente a gordura das ferramentas pneumáticas.
- Erros no ar de instrumentação. Os controlos pneumáticos e os dispositivos de medição apresentam um funcionamento intermitente, sendo que a situação costuma agravar-se às segundas-feiras de manhã, após um fim de semana frio.
Note-se que o óleo e a água são problemas distintos. A compressão sem óleo, tal como a nossa gama de compressores scroll sem óleo, resolve completamente a questão do petróleo. Não aborda de todo a questão da água. Ainda nos fazem esta pergunta todas as semanas, por isso vale a pena deixá-lo bem claro: «Sem óleo» não significa «seco».
As classes de água da norma ISO 8573-1
Se pretender uma especificação fundamentada, em vez de uma impressão subjectiva, a norma ISO 8573-1 classifica o ar comprimido com base no teor de água. A versão de 2010 estabelece as seguintes classes para o teor de água líquida, expresso como ponto de orvalho à pressão:
| Classe | Ponto de orvalho sob pressão |
|---|---|
| Classe 1 | ≤ −70 °C |
| Classe 2 | ≤ −40 °C |
| 3.ª classe | ≤ −20 °C |
| 4.ª classe | ≤ +3 °C |
| 5.ª classe | ≤ +7 °C |
| 6.ª classe | ≤ +10 °C |
(A Classe 0 não é um número fixo. É o que o utilizador e o fornecedor acordarem, e raramente é especificada fora dos setores dos semicondutores e farmacêutico.)
A conclusão prática é simples. A Classe 4 é o que um secador refrigerado padrão oferece. Tudo a partir da Classe 3 requer adsorção, o que significa que é necessário utilizar um dessecante. Especificar a Classe 2 quando o seu processo apenas necessita da Classe 4 não é uma questão de qualidade; é um gasto excessivo em cada hora de funcionamento a partir de agora.
Secadores refrigerados: os verdadeiros cavalos de batalha
Como funciona: o ar comprimido quente e húmido entra num permutador de calor, é arrefecido até cerca de 2–5 °C, a água condensa-se e é drenada, e o ar, agora seco, é novamente aquecido em contacto com o fluxo de entrada antes de sair. Esta última parte é mais importante do que parece. O reaquecimento do ar de saída impede a formação de condensação no no exterior das suas tubagens em condições de humidade, o que surpreende as pessoas que instalam aparelhos com capacidade insuficiente e depois se deparam com tudo a pingar.
O que recebe:
- Ponto de orvalho sob pressão em torno de +3 °C (Classe 4 da ISO).
- Baixo custo de funcionamento. A energia é canalizada principalmente para o compressor de refrigeração, representando, normalmente, uma fração do que custaria secar o mesmo caudal com um dessecante.
- Requer muito pouca manutenção. Limpe o condensador, verifique o escoamento e verifique a ventoinha. É basicamente isso.
- Sem perda de ar de purga. Não há qualquer libertação para a atmosfera durante a regeneração de um leito.
O que o limita:
- A temperatura não pode descer abaixo de zero. É fisicamente impossível para o ciclo padrão.
- A temperatura ambiente é importante. Numa sala de compressores com calor intenso no verão, uma unidade de baixo custo pode não manter o ponto de orvalho. Verifique a curva de redução da potência assim que a temperatura ambiente se aproximar dos 40 °C. O nosso Notas sobre o sobreaquecimento no verão explique por que razão a sala do compressor fica mais quente do que a maioria das pessoas pensa.
- Serviço de arrumação. Cargas elevadas de admissão com baixo caudal podem fazer subir o ponto de orvalho. Opte por unidades com um desvio de gás quente ou um compressor de refrigeração com ciclo intermitente, caso a sua procura varie.
A nossa gama abrange a gama típica de produtos industriais — os modelos compactos CD-36F é adequado para pequenas oficinas e para utilização no local de trabalho, o CD-135F abrange instalações de média dimensão, e o CD-160F e CD-65F ficam no meio. Conjunto completo no categoria de secadores de ar.
Secadores dessecantes: para quando se precisa mesmo de temperaturas abaixo de zero
Como funciona: o ar passa por um leito de material adsorvente (normalmente gel de sílica ou peneira molecular) que retém o vapor de água. Quando o leito fica saturado, o sistema alterna e o segundo leito assume o funcionamento, enquanto o primeiro é regenerado. Torres duplas, que funcionam em ciclos controlados por temporizador ou consoante a necessidade de ponto de orvalho.
O ponto de orvalho obtido é: de −20 °C a −70 °C, normalmente indicado como −40 °C (padrão).
O problema é a regeneração. Para recuperar a água do dessecante, é necessário utilizar ar ou calor:
| Método de regeneração | Purgas típicas / penalização energética |
|---|---|
| Sem aquecimento (sem calor externo) | 15–20% do caudal nominal descarregado como purga |
| Aquecido externamente | ~7–81 TP3T de purga mais energia do aquecedor |
| Purga por ventilador (ar ambiente aquecido) | ~2–41 TP3T, mais a energia do ventilador e do aquecedor |
| Calor de compressão (utiliza o calor residual do compressor) | Purga quase nula |
Lê novamente a primeira linha. Vinte por cento. Com uma unidade sem aquecimento, está, literalmente, a desperdiçar um quinto do ar comprimido que já pagou para produzir, de forma contínua. Numa máquina de grandes dimensões, isso faz com que o preço de aquisição se torne insignificante no espaço de um ou dois anos. Os secadores sem aquecimento existem por uma boa razão. São simples, não têm aquecedores que possam avariar e, para caudais intermitentes ou muito pequenos, são frequentemente a solução certa. Só não compre um pensando que é a opção mais eficiente.
As unidades de purga por soprador e de aquecimento por compressão têm um custo inicial muito mais elevado, mas compensam essa despesa ao longo do tempo em grandes sistemas contínuos. Existe um ponto de equilíbrio a partir do qual a sua vantagem torna-se evidente, e esse ponto varia consoante o preço do kWh e as horas de funcionamento. Vale a pena fazer as contas em papel, em vez de ficar a adivinhar.
É aqui que o dessecante mostra realmente o seu valor:
- Condutas de ar instaladas no exterior ou em espaços sem aquecimento em climas frios.
- Alimentos congelados, armazenamento a frio, qualquer processo a temperaturas inferiores ao ponto de congelamento.
- Pintura, revestimento, ótica e eletrónica, áreas em que mesmo a presença de vestígios de água provoca rejeições.
- Ar destinado ao contacto com produtos farmacêuticos e alimentares, com uma classe de qualidade do ar documentada.
- Ar de instrumentação para sistemas de controlo pneumático.
- Transporte de pós a granel e materiais secos, em que um pouco de humidade pode causar um bloqueio muito dispendioso.
Resumo comparativo
| Refrigerado | Desecante | |
|---|---|---|
| PDP típico | +3 °C | de −20 °C a −70 °C |
| Classe de água segundo a norma ISO 8573-1 | 4.ª classe | Classe 2–3, normalmente |
| Custo de aquisição | Mais baixo | Mais elevado (2 a 4 vezes mais frequente do que o habitual) |
| Custos de funcionamento | Baixo | Mais elevado; depende da purga |
| Manutenção | Mínimo | Moderado; substituição periódica do dessecante |
| Congela abaixo de 0 °C? | Impossível | Sim, é isso mesmo |
| Adequado para | Industrial geral em recintos fechados | Aplicações a frio, críticas ou documentadas |
Os erros que vale a pena evitar
Especificar −40 °C porque parece mais seguro. Se a temperatura mínima que o ar atinge no interior for de 10 °C, basta a Classe 4 e nada mais. O ponto de orvalho adicional não traz qualquer benefício, a não ser uma conta de eletricidade mais elevada.
Esquecer o separador de humidade. Um secador sem uma boa separação a montante — ou seja, um separador ciclónico e um dreno adequado — tem de realizar um trabalho para o qual não foi concebido. A maioria das queixas do tipo “este secador não cumpre as especificações” deve-se a isto, ou ao facto de o recetor estar colocado no lado errado do secador.
Ignorando a localização. A disposição padrão prevê a instalação do secador a seguir ao recetor, permitindo que o ar húmido e quente elimine a maior parte da água antes de chegar à fase de secagem. Existem exceções para sistemas muito pequenos, mas, em caso de dúvida, essa é a resposta por defeito.
Dimensionamento insuficiente para o caudal de pico. Os secadores são classificados com base em condições de referência. Uma temperatura ambiente elevada, uma temperatura de entrada elevada e um caudal máximo fazem com que o ponto de orvalho aumente de imediato. Normalmente em agosto, precisamente quando a produção atinge o seu pico. Escolha o tamanho tendo em conta a pior combinação possível, e não uma terça-feira normal.
Sem monitorização do ponto de orvalho. Uma máquina de secar que deixou de funcionar silenciosamente parece-se exatamente com uma que está a funcionar, até que algo a jusante comece a dar sinais de avaria. Um sensor de ponto de orvalho com alarme compensa o investimento logo na primeira vez que deteta uma avaria no circuito de refrigeração.
Escolher apenas com base no preço para utilização contínua. Compare o custo ao longo da vida útil, não o preço de tabela. O aparelho mais barato do catálogo raramente é o mais económico ao longo de cinco anos. O nosso artigo sobre compra de secadores em grandes quantidades aborda o que se deve verificar numa cotação.
Escolher uma, em quatro perguntas
- Qual é a temperatura mais baixa a que qualquer parte do sistema de ventilação estará sujeita? Acima do ponto de congelamento → refrigerado (Classe 4). No ponto de congelamento ou abaixo → dessecante.
- Se aparecer água, há alguma avaria visível a jusante? Se for o caso, adicione uma margem e instale um monitor. Se for uma oficina mecânica com sistema de drenagem, a Classe 4 é mais do que suficiente.
- O seu processo tem uma classe de qualidade do ar documentada? Se um cliente ou uma entidade reguladora o especificar, essa é a sua resposta. Copie a classe para a especificação.
- Quantas horas por ano funciona? As perdas decorrentes da purga multiplicam-se com o passar das horas. A partir de cerca de 4 000 a 6 000 horas, vale muito a pena considerar a purga por soprador ou a regeneração aquecida.
Ainda está indeciso? Envie-nos os dados relativos ao caudal, à pressão, ao intervalo de temperatura ambiente e à aplicação através do página de contacto e iremos recomendar uma, acompanhada da respetiva justificação. Também há uma análise mais aprofundada da categoria na nossa secção geral Guia sobre secadores de ar.
Perguntas frequentes
O que é melhor, o sistema refrigerado ou o dessecante?
Nenhum dos dois, sinceramente. Servem para resolver problemas diferentes. O sistema refrigerado é adequado para trabalhos industriais em recintos fechados, onde basta impedir que a água líquida entre na tubagem, e tem custos de funcionamento muito mais baixos. O sistema dessecante é a solução quando o ar tem de resistir a temperaturas de congelamento ou cumprir uma classe de secura documentada. É comum comprar um sistema dessecante “por precaução”, mas isso é dispendioso.
Qual é o ponto de orvalho necessário para a pintura com pulverizador?
Geralmente, ISO 8573-1 Classe 4 ou superior, o que significa um secador refrigerado a +3 °C. A maioria dos problemas com a pintura é causada por óleo ou partículas, e não por vapores residuais, uma vez que se atinge a Classe 4; por isso, verifique a filtração antes de partir do princípio de que é necessária uma secagem mais profunda.
Porque é que ainda há água na minha tubagem se já tenho uma máquina de secar roupa?
Quase sempre é uma destas três coisas: não existe um separador ou um recetor a montante do secador, um dreno de condensados que, na verdade, não está a drenar, ou um troço da tubagem que está mais frio do que o ponto de orvalho que especificou. Cada uma destas situações é mais comum do que uma avaria propriamente dita do secador.
Ainda preciso de um sistema de filtração?
Sim. Os secadores removem o vapor de água, não as partículas nem o óleo. Uma configuração de uso geral utiliza normalmente um filtro de partículas a montante do secador e um filtro coalescente a jusante. A filtração e a secagem são processos complementares, não alternativos.
Um compressor sem óleo significa que posso dispensar o secador?
Não. Isto acontece a quase toda a gente. Um compressor scroll sem óleo elimina a contaminação por óleo, o que é fundamental para a qualidade a jusante. A água não é afetada. De qualquer forma, esta provém do ar de admissão, pelo que a secagem continua a ser necessária sempre que a água possa causar problemas. A nossa discussão sobre vantagens do funcionamento sem óleo aborda o que se ganha e o que não se ganha.
Onde é que o secador deve ser instalado no sistema?
Compressor → pós-arrefecedor → reservatório (húmido) → separador e dreno → filtro de partículas → secador → filtro coalescente → distribuição. Mais ou menos isto, com o pistão ou parafuso máquina na parte da frente, dependendo do que utilizares.