Existe um modo de falha que não gera alarme, não para a máquina e não aparece em inspeção de rotina. Ele apenas reduz, devagar, a quantidade de ar que a planta recebe. E a resposta mais comum a esse sintoma é comprar outro compressor.

Antes do modo de falha vale entender por que essas máquinas costumam vir em dois estágios, e a justificativa é energética. Um compressor de 250 HP em dois estágios entrega a mesma vazão de um de 300 HP de estágio único, uma diferença de cerca de 50 HP, e o mecanismo é o resfriamento intermediário.

Uma dúvida frequente é sobre o vaso separador e se ele funciona como um ciclone. Existe efeito centrífugo, mas o mecanismo principal é a coalescência: o gás carregado de gotículas é forçado por restrições sucessivas, duas gotas pequenas passam pelo mesmo orifício e saem como uma maior, e repetido em várias camadas o processo produz gotas pesadas o suficiente para decantar.

Quando o processo não tolera óleo, a saída é o compressor isento, e as aplicações são reconhecíveis: fundição, em que o óleo seria proibitivo pela injeção no processo, alimentos com transporte pneumático de produtos como leite em pó, processos farmacêuticos, eletrônica e semicondutores, ar respirável e sopro de garrafa.

A anatomia dessa máquina traz dois conjuntos de engrenagens. Um é o par sincronizador, que garante que os rotores girem sem se tocar. O outro é o multiplicador de rotação, necessário porque essas máquinas trabalham em rotações que chegam a 10.000 rpm.

E aqui está o modo de falha. Os rotores do isento têm um revestimento superficial mais duro, e esse revestimento sofre desgaste ao longo do tempo, com a consequência de uma diminuição gradual da produção. A falha não se anuncia: não há ruído diferente, não há alarme, não há parada, não há vazamento visível. A máquina continua funcionando, apenas entrega menos.

Numa fundição relatada em aula, que operava cerca de oito compressores isentos, o padrão se repetia. Quando a produção de ar começava a cair, a decisão adotada era comprar mais um compressor, e ninguém desconfiava de que os equipamentos existentes estavam perdendo capacidade. A planta foi acumulando máquinas sem que a demanda tivesse mudado.

O que separa a planta que diagnostica da que compra ativo desnecessário é ter uma referência de produção registrada. Se a vazão entregue por cada compressor foi medida quando o equipamento era novo, e a medição é repetida periodicamente, a queda aparece como número e não como sensação. Sem esse histórico o sintoma chega distorcido: os operadores relatam falta de ar em horário de pico, a manutenção não encontra vazamento, e a conclusão mais rápida é que a demanda cresceu. Isso não exige instrumentação sofisticada, exige ter com o que comparar, porque sem referência a degradação lenta é indistinguível do aumento de demanda, e as duas situações pedem decisões completamente diferentes.

O arranjo completo de dois estágios fecha o quadro. A camisa tem resfriamento a água, com bolsões de circulação que ajudam a eficiência. O ar entra por um filtro de sucção e é comprimido no primeiro estágio, onde aquece, passa por um intercooler, e como a temperatura cai já aparece condensação, daí o separador de água intermediário. Em seguida entra no segundo estágio, passa por uma válvula de retenção e segue para o resfriador posterior, onde ocorre a maior parte da remoção de água. É o mesmo arranjo do lubrificado, com uma diferença central: não há sistema de óleo, e em troca são necessários os dois estágios e os dois resfriamentos.

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.