Maximize a eficiência energética dos compressores de ar com lubrificantes de alto desempenho

A Klüber Lubrication apresenta três maneiras de aumentar a confiabilidade, reduzir os custos de manutenção e maximizar a eficiência energética dos compressores de ar com lubrificantes de alto desempenho.

O número de compressores de ar instalados em uma fábrica de cimento pode variar de 5 a 40 unidades, ou até mais, dependendo do porte da fábrica e do tamanho dos compressores. Normalmente, há uma sala central de compressores de ar que abriga várias unidades, bem como unidades adicionais espalhadas pela fábrica. Ter uma constante disponibilidade de ar comprimido suficiente e na pressão requerida é essencial para a produção contínua de cimento. Isso requer que os compressores de ar operem com a máxima confiabilidade e com o mínimo possível de paradas para manutenção.

No entanto, os sistemas de ar comprimido são famosos por queimarem energia e dinheiro; isso gerou uma abundância de publicações que abordam a melhoria de sua eficiência energética. Cerca de 70 a 90% do custo operacional de um compressor de ar vêm do seu consumo de eletricidade, tornando a eficiência energética dos compressores de ar a área focal a ser otimizada para melhorar o custo total da operação. Isso pode gerar muita economia no resultado final, uma vez que somente a eletricidade usada para produzir ar comprimido geralmente atinge de 10 a 30% dos custos de eletricidade de uma fábrica de cimento. Pode ser o segundo maior gerador de custos de eletricidade depois dos moinhos.

Usar o lubrificante de alto desempenho correto pode melhorar significativamente a operação dos compressores de ar em uma fábrica de cimento, gerando os três benefícios a seguir: confiabilidade máxima, custos de manutenção mais baixos e maior eficiência energética. O potencial desses ganhos muitas vezes permanece inexplorado, embora seja fácil de implementar, não exija despesas de capital adicionais, melhore a confiabilidade dos compressores e diminua os custos operacionais de R$ 156 mil a R$ 416 mil por ano, dependendo da escolha prévia do lubrificante.

1. Confiabilidade máxima

Boa prática #1: uso de lubrificantes de alto desempenho para maximizar a confiabilidade dos compressores expostos a contaminantes, umidade e temperaturas elevadas de ambiente.

Alta disponibilidade de maquinário e baixas taxas de inatividade são metas que todo operador de compressores busca. No entanto, o ambiente sujo e empoeirado da produção de cimento pode representar um desafio significativo para os equipamentos. A poeira que é sugada pelo sistema do compressor junto com o ar de admissão, em combinação com níveis elevados de umidade e altas temperaturas do ambiente, contribuem para falhas de maquinário e podem levar a paradas inesperadas do compressor.

As temperaturas elevadas e os contaminantes aceleram o acúmulo de verniz e resíduos nos parafusos, pistões, palhetas, rolamentos, eixos e carcaças do compressor, bem como em componentes posteriores, como os separadores e as tubulações. O acúmulo intenso de verniz e de resíduos leva, por sua vez, a temperaturas operacionais elevadas e a falhas do compressor.

Portanto, recomenda-se o uso de lubrificantes sintéticos de alto desempenho, uma vez que esses óleos contribuem significativamente para maximizar a confiabilidade da máquina, sendo que os óleos sintéticos de alto desempenho fornecem uma estabilidade de oxidação muito melhor e maior resistência às temperaturas elevadas, umidade e entrada de contaminantes. O sistema do compressor funciona de forma visivelmente mais limpa, a tendência de acumular resíduos e verniz diminui drasticamente e a probabilidade de desligamento do compressor também cai.

Figuras 1 e 2: compressores do tipo parafuso operados com óleo mineral (esquerda) e com óleo de alto desempenho (direita). A transportadora que usa óleo de alto desempenho fica livre de borra e verniz, oferecendo ao operador da fábrica maior eficiência dos compressores e menores custos de manutenção.

2. Esforços e custo de manutenção reduzidos

Boa prática #2: uso de lubrificantes de alto desempenho para minimizar os trabalhos de manutenção necessários nos compressores e para reduzir o TCO (Total Cost of Ownership).

A troca do lubrificante não promove somente o aumento da confiabilidade do compressor de ar e, consequentemente, uma maior produtividade, mas também há um claro potencial de economia em termos de tarefas de manutenção. Ao escolher o tipo certo de óleo, em particular os sintéticos de alto desempenho, os ciclos de manutenção geral entre duas ações de serviço podem ser estendidos de 2.500 horas, com lubrificantes comuns à base de óleo mineral, para 8.000 a 12.000 horas, com lubrificantes de alto desempenho. Menos ações de manutenção no local ao longo do ano criam menos demandas de lubrificante e menores custos para o operador.

Um maquinário durável, limpo e livre de borra reduz as demoradas atividades de desmontagem e limpeza, e mantém a sua eficiência em um constante alto nível. Além disso, outras peças sujeitas a manutenção (por exemplo, filtros, válvulas, separadores de óleo), que normalmente são trocadas juntamente com o óleo, podem ser usadas por mais tempo e proporcionam economia adicional de custos.

A mudança para óleos de compressor de alto desempenho requer um estudo de viabilidade simples por parte do operador, trazendo economia anual imediata nas atividades de manutenção, como volumes de óleo, peças sobressalentes e mão de obra. A Tabela 1 compara o custo de manutenção anual (em R$) de uma fábrica de cimento, considerando a operação de 10 compressores por 7 mil horas por ano com uma capacidade de óleo de 60 litros cada.

Tabela 1: comparação do custo de manutenção anual de uma fábrica de cimento, considerando a operação de 10 compressores por 7 mil horas por ano com uma capacidade de óleo de 60 litros cada.

3. Maior eficiência energética

Boa prática #3: uso de lubrificantes energeticamente eficientes em compressores para economizar custos de eletricidade e apoiar as metas de redução de emissões de CO₂.

O ar comprimido é muitas vezes a forma mais cara de energia disponível em uma fábrica de cimento devido à sua baixa eficiência. A maior parte da energia necessária para converter energia elétrica em ar comprimido e de volta em energia mecânica é perdida na forma de calor. A eficiência global típica desses sistemas é de 10% a 20%.

Lubrificantes de alto desempenho energeticamente eficientes podem ajudar a aumentar a eficiência energética de um compressor de ar em 3% a 7% em comparação com os óleos minerais convencionais. A Tabela 2 mostra a economia de custo de eletricidade (em R$) de um único compressor de ar em relação à sua potência e aos custos de eletricidade da planta, considerando uma operação de 7 mil horas por ano e resultando em economia de energia de 5%, alcançada por meio de lubrificantes de alto desempenho. A economia absoluta de custo por unidade é substancial. Supondo um número médio de 10 unidades instaladas, isso pode representar uma economia de custo de R$ 52 mil a R$ 234 mil por ano.

Tabela 2: economia de custo de eletricidade de um único compressor de ar em relação à sua potência e aos custos de eletricidade da planta considerando uma operação de 7 mil horas por ano e resultando em uma economia de energia de 5%, alcançada por meio de lubrificantes de alto desempenho. O fundo verde indica os cenários mais comuns.

Conclusão

Lubrificantes de alto desempenho podem melhorar significativamente a operação dos compressores e ajudar a aumentar os lucros do operador. Eles melhoram a confiabilidade dos compressores, pois lidam melhor com os desafios típicos encontrados em uma planta de cimento do que os óleos minerais convencionais. Reduzem os esforços de manutenção, diminuem o TCO e liberam a força de trabalho. Além do mais, eles aumentam a eficiência energética dos compressores, contribuem para uma diminuição significativa de emissão de CO₂ e melhoram os resultados financeiros. Ao todo, essas melhorias podem resultar em lucros adicionais de R$ 156 mil a R$ 416 mil por ano.

Para saber como podemos ajudá-lo a alcançar resultados significativos na sua operação, entre em contato com nosso especialista Julio Viana pelo e-mail julio.viana@br.klueber.com.

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