Um compressor de parafuso é composto por treze componentes que funcionam em cadeia: o air-end comprime o ar através de dois rotores helicoidais, o filtro de entrada protege esse processo, o separador retira o óleo do ar comprimido, o sistema de refrigeração controla a temperatura e o painel de controlo coordena todo o ciclo. Saber o que cada peça faz é o que permite detetar um problema antes que a produção pare.
Neste artigo, vais ver cada componente, qual é a sua função e que sinal indica que está a começar a avariar. Se o que procuras é perceber como é que o ar é comprimido e que variantes existem nesta tecnologia, isso está explicado noutro guia.
A trajetória do ar, etapa a etapa
A forma mais rápida de perceber como funciona um compressor de parafuso é acompanhar o percurso que o ar faz desde que entra até chegar à rede. Cada etapa tem um componente responsável e um modo de falha próprio.
| # | Etapa | Componente | O que acontece se falhar? |
|---|---|---|---|
| 1 | Entrada de ar ambiente | Filtro de ar de entrada | Entram partículas no air-end e o consumo dispara |
| 2 | Regulação do caudal admitido | Válvula de admissão | O equipamento não atinge a meta ou não descarrega |
| 3 | Compressão | Unidade de compressão e motor | Ruído, vibração e perda de caudal |
| 4 | Vedação e refrigeração interna | Circuito de óleo | Sobretemperatura e desgaste acelerado |
| 5 | Separação do óleo | Depósito e cartucho separador | Vazamento de óleo para a rede |
| 6 | Pressão mínima de retenção | Válvula de pressão mínima | A separação do óleo deixa de funcionar |
| 7 | Arrefecimento do ar de saída | Refrigerador e radiador | Paragem por sobretemperatura |
| 8 | Drenagem do condensado | Purgagem de condensados | Água na rede, corrosão das tubagens |
Air-end ou unidade compressora
O air-end, também conhecido como unidade compressora ou bloco compressor, é a parte central do equipamento. No seu interior encontram-se os dois rotores helicoidais, a carcaça que os aloja, os rolamentos que os suportam e as vedações que evitam fugas internas.
É a peça mais cara do compressor e a que determina a sua vida útil. Não requer manutenção específica, para além de vigiar a temperatura e o ruído, mas depende totalmente do bom estado do óleo e dos filtros: praticamente todas as avarias no air-end têm origem a montante, numa lubrificação ou filtragem mal feitas.
Filtro de ar de entrada
Está situado antes da válvula de admissão e o seu trabalho é reter partículas de pó, sujidade e contaminantes antes que entrem no air-end. Um filtro multicamadas pode capturar partículas de até 1 µm. Quando satura, o fluxo de ar para o interior do compressor reduz-se e o equipamento precisa de trabalhar mais para atingir a pressão de consigna, o que se traduz em maior consumo elétrico e temperatura de descarga mais alta.
O sinal mais claro de que está no limite é o manómetro diferencial: quando a diferença de pressão entre a entrada e a saída ultrapassa o limite indicado pelo fabricante, é preciso substituí-lo. Em ambientes com pó ou limalhas metálicas, este intervalo pode ser reduzido para metade do padrão.
Este filtro protege o compressor, não a instalação. O ar que sai do equipamento precisa de um filtro próprio em linha e, nesse caso, é importante saber que filtro é necessário em cada ponto da instalação, dependendo da utilização final do ar.
Válvula de admissão e modulação de carga
A válvula de admissão controla a entrada de ar no bloco de compressão. Quando o compressor está a funcionar a plena carga, fica totalmente aberta; quando a procura diminui ou se atinge a pressão máxima, fecha-se parcial ou totalmente para que o equipamento passe para o vazio sem parar o motor.
Nos compressores com variador de frequência esta modulação é gerida pelo variador ajustando a velocidade do motor, o que elimina as perdas de energia associadas ao funcionamento em vazio. É um dos argumentos técnicos mais sólidos para escolher um equipamento com inversor em instalações com procura variável.
Motor elétrico e sistema de transmissão
O motor transforma a energia elétrica em movimento rotativo para acionar o air-end. Nos equipamentos modernos, utilizam-se motores IE3 ou IE4, de alta eficiência energética, com ímanes permanentes em algumas gamas de velocidade variável.
A transmissão entre o motor e o air-end pode ser direta, através de um acoplamento sem correias, ou por correia trapezoidal. O acoplamento direto elimina as perdas por atrito e reduz a manutenção, embora o custo inicial seja mais elevado. Nas transmissões por correia, uma tensão incorreta é uma causa frequente de desgaste prematuro dos rolamentos no air-end.
Sistema de lubrificação e circuito de óleo
Nos compressores de parafuso lubrificados, o óleo desempenha três funções ao mesmo tempo: vedou o espaço entre os rotores para evitar fugas internas, lubrifica os rolamentos e as peças móveis e absorve o calor gerado durante a compressão. É por isso que a qualidade e o estado do óleo afetam diretamente o desempenho do equipamento.
O circuito inclui a bomba de óleo, embora em alguns modelos a própria pressão diferencial faça circular o lubrificante sem necessidade de uma bomba adicional; o filtro de óleo, que retém partículas metálicas e impurezas; o radiador, que arrefece o óleo antes de o reintroduzir no ciclo; e a válvula termostática, que desvia o óleo para não passar pelo radiador enquanto o equipamento não atingir a temperatura de funcionamento. É essa válvula que faz com que um compressor ligado a frio atinja rapidamente o regime normal, em vez de funcionar durante meia hora com óleo demasiado viscoso.
Um óleo degradado aumenta a fricção interna, eleva a temperatura de descarga e acelera o desgaste de rolamentos e vedantes. A mudança periódica, geralmente a cada 2.000 horas de funcionamento ou uma vez por ano no mínimo, é a intervenção de manutenção com maior impacto na vida útil do equipamento.
Depósito separador e cartucho separador de óleo-ar
Depois da compressão, a mistura de ar e óleo chega ao depósito separador. Aí ocorrem duas separações em cadeia. A primeira é mecânica: a mistura entra em rotação e a maior parte do óleo deposita-se nas paredes por força centrífuga. A segunda é feita pelo cartucho separador, com um meio de nanofibras que provoca a coalescência: as microgotas que continuam em suspensão juntam-se umas às outras, ganham peso e caem por gravidade até ao fundo, de onde o óleo recuperado volta para o circuito de lubrificação.
Um separador em bom estado mantém o arrastamento de óleo no ar comprimido abaixo de 2-5 ppm. Quando fica saturado, a queda de pressão que gera obriga o compressor a trabalhar mais para atingir o valor pretendido. Isso verifica-se medindo a diferença de pressão antes e depois do cartucho: se ultrapassar o valor indicado pelo fabricante, é preciso substituí-lo.
Válvula de pressão mínima e válvulas de segurança
A válvula de pressão mínima fica na saída do reservatório separador e não deixa que a pressão interna desça abaixo dos 4 a 4,5 bar. Não é um capricho de design: abaixo desse limiar, o ar circula demasiado depressa pelo cartucho separador e arrasta óleo para a rede. Além disso, atrasa a saída de ar durante o arranque, para que o circuito de lubrificação fique pressurizado antes de começar a fornecer caudal.
O equipamento inclui também uma válvula de retenção que impede o retorno do ar da rede para o compressor quando este está parado, e uma válvula de segurança calibrada para uma pressão superior à pressão máxima de funcionamento, que descarrega para a atmosfera caso o controlo falhe. Esta última é um elemento de segurança exigido pela regulamentação e não deve ser manuseada nem substituída por outra com uma calibração diferente.
Sistema de refrigeração
A compressão gera calor. Sem um sistema de refrigeração eficiente, a temperatura de descarga do ar pode superar os 80-90 ºC, o que degrada o óleo, deteriora os vedantes e pode ativar a paragem por sobretemperatura.
O sistema inclui o radiador de óleo e o pós-arrefecedor, que reduz a temperatura do ar comprimido antes de este sair do equipamento. Na maioria dos compressores industriais, a refrigeração é feita por ar, com uma ventoinha acionada pelo próprio motor ou por um motor independente. Em instalações com elevada carga térmica ambiental, com salas de compressores a mais de 40 ºC, é comum instalar ventilação forçada ou sistemas refrigerados a água.
Purgagem de condensados
Quando o ar comprimido arrefece no pós-arrefecedor, o vapor de água que vinha com o ar ambiente condensa-se. Essa água tem de sair do equipamento, e é disso que se encarrega a purga, que fica no ponto mais baixo do circuito.
Existem dois tipos. Os purgadores temporizados abrem durante alguns segundos a cada intervalo programado, o que é simples e barato, mas libertam ar comprimido sempre que entram em ação, mesmo que não haja condensado para evacuar. As válvulas de purga eletrónicas com sensor de nível detetam a presença de líquido e só abrem quando é preciso, eliminando essa perda. Uma válvula de purga entupida é uma das causas mais comuns de água na rede, com a consequente corrosão das tubagens e deterioração das ferramentas pneumáticas.
Painel de controlo
O controlador eletrónico é o cérebro do compressor. Monitoriza em tempo real a pressão de trabalho, a temperatura de descarga, as horas de funcionamento, o estado dos filtros e os alarmes ativos. Nos equipamentos modernos, também gere a carga e a descarga, a velocidade do variador de frequência e a comunicação com sistemas de controlo da instalação através de Modbus, Profibus ou IO-Link.
Um ecrã com histórico de alarmes é a primeira ferramenta de diagnóstico antes de chamar o serviço técnico. A maioria das paragens não programadas deixa um registo que permite identificar se a origem foi uma sobretemperatura, uma descida de pressão de óleo ou uma falha de tensão.
Carroçaria e isolamento acústico
A estrutura do compressor não é só a caixa. É o seu revestimento interior de material absorvente que permite que um compressor de parafuso funcione a níveis inferiores a 70-75 dB e possa ser instalado na própria zona de produção, sem necessidade de uma cabina adicional.
Essa mesma carroçaria canaliza o fluxo do ventilador para os radiadores, por isso, trabalhar com os painéis retirados não só aumenta o ruído como também altera a refrigeração e pode provocar sobreaquecimento. As grelhas de entrada e saída de ar têm de ser mantidas livres de obstáculos e limpas de pó.
Sinais de avaria mais comuns por componente
Conhecer as partes tem utilidade prática só se se souber que sintoma produz a falha de cada uma. Esta tabela recolhe os mais frequentes em ambientes industriais:
| Componente | Sinal de avaria típica |
|---|---|
| Filtro de ar saturado | Consumo elétrico elevado, temperatura de descarga alta |
| Óleo degradado ou filtro de óleo entupido | Sobretemperatura, maior consumo, desgaste acelerado |
| Separador óleo-ar deteriorado | Arrastamento de óleo na linha, consumo de óleo anormalmente alto |
| Rolamentos do air-end desgastados | Ruído ou vibração invulgares, temperatura dos rolamentos alta |
| Válvula de admissão com problemas | O compressor não atinge a pressão de consigna, ou não descarrega corretamente |
| Radiador obstruído | Paragem por sobretemperatura, especialmente no verão |
| Correia de transmissão frouxa ou desgastada | Perda de caudal, aquecimento dos rolamentos do air-end |
| Válvula de pressão mínima avariada | Há fuga de óleo, apesar de o separador ser novo |
| Válvula termostática bloqueada | O equipamento demora a atingir a velocidade de funcionamento normal ou funciona sempre a frio |
| Drenagem de condensados entupida | Água na rede, corrosão nas tubagens e nas ferramentas |
| Grelhas da carroçaria entupidas | Sobretemperatura sem causa aparente no óleo nem no radiador |
A manutenção preventiva começa por conhecer o equipamento
Um compressor parado na produção não é só um problema técnico: numa linha de produção, as horas de paragem podem custar mais do que toda a manutenção do ano. A maioria das avarias desta lista dá sinais antes de provocar uma paragem, e quase todas são detetadas com dois passos simples: verificar a diferença de pressão e monitorizar a temperatura de descarga. Se quiseres saber em pormenor como se fazem os diagnósticos, reunimos as avarias mais frequentes e como resolvê-las.
Na Jender, fabricamos os equipamentos, por isso concebemo-los a pensar em quem vai fazer a sua manutenção: acesso direto aos pontos de intervenção habituais, filtros de longa duração e componentes de primeira linha. O nosso serviço técnico funciona 24 horas por dia, 365 dias por ano, porque sabemos que a máquina mais cara é aquela que está parada.
Se estás a pensar em que equipamento instalar, podes ver os nossos equipamentos com acesso direto aos pontos de manutenção, desde os de velocidade fixa até aos com variador de frequência direto e secador integrado.
