Existe um método infalível para nunca faltar ar comprimido: levantar a vazão de cada ponto de consumo, somar tudo e comprar um compressor para essa soma. O método funciona, e é também o jeito mais caro de errar.

Basta imaginar uma montadora com trezentos operadores, cada um com uma parafusadeira. Considerar que todas as ferramentas vão operar ao mesmo tempo, o tempo inteiro, produz uma demanda que a planta nunca terá. Existem técnicas para corrigir essa soma e elas são necessárias, mas aplicá-las traz o risco oposto, de ora sobrar e ora faltar ar. A demanda de vazão é a parte mais difícil do dimensionamento de ar comprimido, e é onde o projeto costuma ser decidido no chute.

Carga parcial é o nome da situação em que o compressor está grande demais para o que a planta consome naquele momento. E é aí que aparece um custo que quase nunca entra na conta de compra.

Quando a máquina entra em alívio, ela continua girando, continua consumindo energia e não produz ar nenhum. O consumo nessa condição fica entre 25% e 35% da potência nominal, variando de máquina para máquina. Sobre uma base de 100 HP são cerca de 35 HP sendo queimados enquanto nada é entregue, e numa planta com quatro ou cinco compressores de 200 HP o número cresce na mesma proporção.

O ideal, portanto, é um compressor que fique carregado o tempo todo, porque quanto menos ele entra em alívio, mais ajustada está a relação entre demanda e capacidade instalada. Vale um contraponto honesto: alívio é ruim, mas é menos ruim do que ligar e desligar a máquina continuamente, porque o liga e desliga castiga motor elétrico, cabeamento e conjunto mecânico. É por isso que o sistema de carga e alívio existe, e por isso concessionárias exigem partida indireta acima de determinada potência, por conta do pico de corrente na rede.

A primeira forma de controlar a vazão é a modulação por estrangulamento na admissão. Fechando parcialmente a entrada, cria-se perda de carga adicional e a pressão de admissão cai, o que reduz a massa específica do ar admitido, e como a vazão volumétrica da máquina é sempre a mesma, a vazão em massa cai junto. O contraste com bombas fixa o conceito: estrangular a sucção de uma centrífuga leva à cavitação, porque a pressão pode atingir a pressão de vapor do líquido, e em gás não existe cavitação, então o estrangulamento vira recurso de regulagem, ainda que rudimentar.

A solução atual é a velocidade variável com inversor de frequência. A configuração clássica em planta com demanda flutuante usa dois compressores em rotação fixa trabalhando carregados e um terceiro com inversor fazendo a modulação da diferença.

Um exemplo numérico ajuda. Se a vazão nominal de um compressor é 100 e a mínima com inversor é 30, e a planta trabalha entre 40 e 100, uma única máquina cobre toda a faixa. Só que isso depende do porte: em máquinas de 200 HP o inversor encarece bastante o conjunto, e a lógica de segurança de produção costuma pesar mais, porque se a máquina única quebra a planta para. Por isso, mesmo quando um compressor resolveria tecnicamente, costuma-se manter dois.

Vale registrar que essa avaliação é datada. As referências de arranjo vêm de um mercado de cerca de vinte anos atrás, quando o inversor era caro e a configuração de dois fixos mais um modulando era o padrão econômico. A lógica continua fazendo sentido, mas com inversores mais acessíveis é plausível encontrar hoje propostas com mais máquinas modulando. Diante de uma proposta assim, o caminho é pedir ao fabricante a faixa de vazão mínima e máxima de cada máquina e refazer a conta da demanda com esses números.

Esse recorte faz parte de uma das aulas da pós-graduação em Engenharia de Movimentação de Fluidos e Equipamentos Industriais. Conheça em engenhariaecia.com/pos.