Depois de listar todos os consumidores de uma rede de ar comprimido vem a parte que decide o tamanho da máquina. E não é uma conta difícil: é uma conta que depende de números que ninguém sabe com precisão.

A primeira pergunta é quanto tempo cada equipamento realmente consome ar. As referências existem: um dos livros clássicos do setor, publicado pelo instituto americano de ar comprimido e traduzido no Brasil, traz tabelas por tipo de ferramenta. Um bico de limpeza em uso de oficina aparece com 30%, e uma esmerilhadeira com 50%, o que na prática significa quatro horas de trabalho em um turno de oito.

Aplicar isso muda a conta de patamar. Dez bicos de limpeza com vazão unitária de 14 somam 140, mas com fator de uso de 30% entram na planilha como 42. Dez esmerilhadeiras que somariam 850 entram como 425. No exemplo completo da aula, o conjunto de ferramentas que somaria 2264 metros cúbicos por hora entra no dimensionamento como 883.

A segunda pergunta é diferente da primeira, e isso costuma passar batido. Mesmo que cada unidade tenha 50% de chance de estar em uso, a chance de todas as unidades estarem em uso ao mesmo tempo é bem menor, e ela cai conforme o número de unidades cresce. Com um único consumidor o fator é um, porque ou ele trabalha ou não trabalha. Com dezesseis unidades iguais, o fator cai para a ordem de 0,63.

Note que esse fator não aparece no livro de referência mencionado. Ele veio de material de fabricante e foi acrescentado ao material do curso, o que já diz algo sobre o grau de padronização desses números.

Aqui mora o risco de todo o processo, e vale dizer isso com todas as letras. Fator de uso baixo demais compra um compressor pequeno, fator alto demais compra um grande demais. As tabelas publicadas são médias estimadas, construídas para um tipo de empresa e um tipo de operação, e a mesma ferramenta que trabalha 30% do tempo em um segmento pode trabalhar 60% em outro.

Observe como levantar o número real, que depende da sua posição. Quem presta serviço como terceiro faz visita à planta e observa o uso dos componentes. Quem é da engenharia da própria empresa tem acesso ao histórico de produção e consegue levantar internamente. Em qualquer dos casos, a tabela é ponto de partida e não resposta.

Dois consumidores ficam de fora da planilha com frequência, e o primeiro é a expansão. Se a empresa está sendo construída ou passando por um plano de crescimento, cabe perguntar qual é o plano diretor, e o exemplo da aula adota 10% ao ano de aumento de consumo, número que não tem respaldo universal. Na prática existe uma alternativa ao acréscimo único: quando a empresa planeja dobrar a capacidade em cinco anos, pode-se escalonar o investimento em compressores, com máquinas entrando ano a ano conforme a produção cresce.

O segundo consumidor esquecido não depende de plano nenhum, ele existe em toda instalação. Engate rápido com a borracha ressecada pelo tempo, conexão mal encaixada, rosca sem vedação, as próprias máquinas. Soma-se tudo e adota-se algo da ordem de 10% da vazão.

Dez por cento soa modesto até se converter em potência. Em um compressor de 100 cavalos, são 10 cavalos sendo comprimidos e lançados na atmosfera durante todo o tempo de operação da planta. Não é pico, não é partida: é o turno inteiro, todos os dias. Com o custo do quilowatt e a relação de consumo por vazão produzida, dá para transformar a tabela de vazamento por diâmetro de furo em uma tabela de reais por ano, e o número costuma surpreender a direção mais do que qualquer argumento técnico.

Note ainda um detalhe físico interessante. Dependendo do diâmetro do furo e do diferencial de pressão, o ar atinge a velocidade do som na saída e o escoamento trava, e a partir desse ponto aumentar a pressão da rede não aumenta mais a vazão que escapa. É o mesmo fenômeno de bloqueio que aparece em compressores e ventiladores operando no limite.

Fecha a lista o equipamento que trabalha pouco tempo e consome muito. Jateadoras são o exemplo clássico, porque entram em operação por períodos curtos, com consumo alto, e provocam queda de pressão na rede durante o uso. A conta de fator de uso captura o consumo médio, mas não captura o efeito do pico. Reservatório maior ajuda, e há uma solução menos óbvia já usada em campo: aumentar o diâmetro da tubulação. Uma planta que precisaria de quatro polegadas instalou seis, e a própria tubulação passou a funcionar como volume adicional.

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.