Compressor de ar: o que é e como funciona?
Automação Industrial

Compressor de ar: o que é e como funciona?

O compressor de ar é vital na infraestrutura industrial moderna, convertendo energia elétrica em energia potencial no ar comprimido, essencial para diversas operações.

Sua capacidade de fornecer potência de maneira confiável e regulável torna esse equipamento indispensável para garantir a operação fluida e eficaz de diversos equipamentos e processos industriais. 

Neste conteúdo da Kalatec Automação, confira tudo o que você precisa saber sobre compressor de ar: o que é, qual a função, principais tipos e modelos, como escolher e qual o melhor.

Boa leitura!

O que é um compressor de ar?

Compressor de ar é um equipamento que utiliza um mecanismo para aumentar a pressão do ar, gerando energia pneumática, ou seja, obtida do ar comprimido. Para tanto, ele recebe energia elétrica ou de combustíveis como gasolina e diesel para produzir energia mecânica, usada para comprimir o ar. 

Essa fonte de energia pneumática fica estocada no compressor. Por meio de um mecanismo de bombeamento, o equipamento comprime o ar para a saída de acumulação. 

O compressor é empregado em atividades mecânicas, centros automotivos, postos de combustível, pintura residencial e predial, consultórios odontológicos, construção civil, operações industriais, etc. Diversas ferramentas podem ser conectadas a ele para utilizar o ar comprimido e otimizar tarefas. 

profissional manuseando compressor de ar

Componentes do compressor de ar

Apesar de possuírem um modelo padrão, os compressores podem se diferenciar conforme o tipo de energia que utilizam. Geralmente, são compostos por:

  • um motor elétrico;
  • uma entrada de ar, onde há um filtro;
  • entrada de óleo lubrificante e um medidor de nível de óleo – no caso do compressor a diesel, haverá um medidor de nível de água do radiador;
  • reservatório de ar;
  • manômetros (medidores de pressão);
  • saída de ar (com conector macho ou fêmea);
  • mangueira de ar;
  • válvula purgadora esférica de saída;
  • uma chave de partida ou botão liga/desliga.

Qual é a função de um compressor de ar?

O compressor de ar tem o papel de armazenar o ar do ambiente sob alta pressão em um reservatório, convertendo-o em ar comprimido. 

Essa energia de ar pressurizado pode ser usada em uma ampla gama de atividades que podem exigir capacidades diferentes do equipamento: baixa, média ou alta. Por isso, é comercializado em diferentes versões, de acordo com sua utilidade.

Na indústria, o compressor de ar compõe sistemas pneumáticos e oficinas, atuando em:

  • acionamento e controle de válvulas;
  • alimentação de motores e turbinas a gás;
  • transporte de gás natural;
  • injeção de gás carbônico em reservatórios subterrâneos;
  • compressão de hidrocarbonetos nos ciclos de refrigeração de tanques e máquinas;
  • processos de refinarias de petróleo;
  • refrigeração com fluido;
  • operações à vácuo;
  • compressão de gás;
  • equipamentos de alta pressão;
  • ignição de motores;
  • engarrafamento PET;
  • serviços de pintura;
  • aplicações robóticas; etc.

máquina industrial com compressor de ar

Vantagens de usar um compressor

O compressor de ar pode ser usado em diversas aplicações, desde ferramentas manuais até sistemas complexos de automação industrial. Por isso, uma das maiores vantagens que esse equipamento oferece é a versatilidade.

Confira mais alguns de seus principais benefícios:

  • Eficiência: Permite um controle preciso da pressão e fluxo de ar, o que pode melhorar a eficiência operacional e a qualidade dos produtos finais;
  • Sustentabilidade: Já que só produz ar comprimido, não gera poluentes para o ambiente. Além de mais, o ar é um recurso disponível em abundância;
  • Facilidade de uso: Existem compressores de diversos tamanhos e isso proporciona uma certa facilidade no seu transporte e também no seu armazenamento. 

No setor industrial, instalar um sistema de compressão não é um processo complexo, demanda apenas pequenas alterações em máquinas e focam mais na compatibilidade com o nível de ar disponível no ambiente;

  • Resistência: Por se tratarem de equipamentos projetados para operar em situações extremas podem lidar com ambientes com muitas partículas de poeira ou que são corrosivas. Além disso, também é comum que suportem variações de temperatura;
  • Custo-benefício: Comparado a alguns outros tipos de energia, como eletricidade para motores, o custo de operação do ar comprimido pode ser menor em certas aplicações. Além disso, trata-se de um instrumento multiuso, que tem várias utilidades em um só;
  • Segurança: É uma ferramenta que não oferece risco à saúde do operador. Seu manuseio é descomplicado e pode ser utilizado por qualquer pessoa, desde que siga à risca o manual de instruções. O seu sistema tem travas de segurança e as doses de pressão podem ser controladas automaticamente. 

Como escolher um compressor de ar?

Há diversas versões da ferramenta à venda e, diante de tantas opções é preciso checar se, de fato, atendem às necessidades da sua aplicação. É necessário analisar os parâmetros do produto e examinar fatores como vazão do gás, pressão de entrada e saída, propriedades do gás e sua potência.

Portanto, o que vai determinar a escolha são alguns aspectos importantes:

  • Tipo do compressor: Defina qual o tipo de compressor que você precisa tendo em vista a sua utilização, se será feita em serviços gerais, oficinas, sistemas industriais, ou outro;
  • Capacidade do Tanque: A capacidade do tanque determina quanto ar pode ser armazenado e deve ser adequada ao uso pretendido. Compressores com tanques maiores são melhores para operações que exigem volumes contínuos de ar;
  • Pressão Máxima (PSI): A pressão máxima que o compressor pode atingir deve ser compatível com as necessidades das ferramentas e equipamentos industriais que você pretende usar;
  • Vazão (CFM): A vazão, medida em pés cúbicos por minuto (CFM), determina a quantidade de ar que o compressor pode fornecer. Escolha um compressor com a vazão adequada para as suas necessidades;
  • Portabilidade: Dependendo de como e onde você usará o compressor, a portabilidade pode ser um fator importante. Modelos mais compactos e com rodas podem ser mais convenientes para uso em diferentes locais;
  • Eficiência Energética: Considere modelos que ofereçam uma boa relação entre desempenho e consumo energético, especialmente se o compressor será usado de forma intensiva;
  • Manutenção e Durabilidade: Verifique a facilidade de manutenção industrial e a durabilidade do compressor. Modelos de qualidade geralmente exigem menos manutenção e têm uma vida útil mais longa;
  • Ruído: Compressores podem ser ruidosos, então se o ambiente de trabalho é sensível ao ruído, considere modelos que operem mais silenciosamente ou que possuam isolamento acústico;
  • Custo: Verifique se o custo do compressor é compatível com o orçamento disponível;

Quais os tamanhos de compressor de ar?

Existem equipamentos com variadas capacidades e tamanhos, que atendem a usos diferentes. O compressor de ar industrial, por exemplo, tem porte maior, para aplicação em linhas de produção e operações que exigem volumes contínuos de ar.

Vamos conhecer detalhes de alguns modelos:

Compressor de ar 50 litros

É leve e fácil de transportar, indicado para pinturas, limpeza, pulverizações, calibragem de pneus, entre outras funções. Esse tamanho é capaz de aumentar a velocidade e a precisão nas operações industriais, trazendo bons resultados.

Compressor de ar 100 litros

Sua aplicação ocorre em âmbito doméstico, profissional e industrial. É recomendado para tarefas da mecânica geral, borracharias, trabalhos com pintura, acionamento de algumas ferramentas pneumáticas, etc. 

Compressor de ar 200 litros

Robusto e eficiente, é indicado para operações de média e alta exigência, com pressão elevada. Pode ser usado em oficinas mecânicas, marcenarias, serralherias, postos de serviços, acionamento de ferramentas pneumáticas, etc.

Tipos de compressor de ar

Os compressores de ar também se diferenciam pelos seus componentes, pela forma pela qual o ar recebe pressão e como se dá a vazão, fatores que determinam a sua aplicabilidade.

Sendo assim, os principais tipos são: 

  • Compressor de Pistão: Também conhecido como compressor de êmbolo, são os mais comuns do mercado. Ele usa pistões que fazem movimentos para cima e para baixo dentro de cilindros para a compressão do ar;
  • Compressor de Parafuso: Tem uma estrutura compacta e robusta. Usa dois parafusos rotativos (ou “screw rotors”) helicoidais que giram  em direções opostas dentro de uma câmara fechada para comprimir o ar;
  • Compressor Centrífugo: Também chamado de turbocompressor, é um modelo dinâmico que usa a energia cinética para aumentar a pressão do ar. Ou melhor, realiza a rotação de um impulsor para acelerar o ar, aumentando a pressão;
  • Compressor de Palhetas: Possui palhetas que fazem um deslocamento positivo rotativo para a compressão do ar. Sua estrutura contém um rotor com palhetas e uma carcaça cilíndrica interna;
  • Compressor de Diafragma: Possui uma estrutura que contém um diafragma flexível, geralmente feito de borracha ou material sintético, que se movimenta devido à ação de um pistão ou bomba para comprimir o ar;
  • Compressor de Lóbulos Rotativos: Usa dois ou mais lóbulos rotativos em forma de “8” ou semelhante, que giram dentro de  cavidades elípticas ou ovais. Esses rotores têm formas específicas que criam compartimentos que diminuem de volume à medida que giram;
  • Compressor de Parafuso de Deslocamento Positivo: Este modelo usa o deslocamento positivo para comprimir o ar por meio de parafusos ou rotores helicoidais.

Quais são os principais tipos de compressores industriais?

Vamos conhecer agora como o compressor de ar industrial pode ser classificado, segundo sua estrutura e forma de operação. Entre os modelos existentes, quatro são mais populares:

Compressor de Êmbolo

Utiliza um ou mais pistões movidos por uma biela e um eixo para comprimir o ar. Um volume fixo de ar é captado e comprimido a cada ciclo à medida que o pistão se move para cima e para baixo dentro de um cilindro. É recomendado para baixas, médias e altas pressões. 

Essa categoria se subdivide em outros tipos – que requerem um mecanismo de refrigeração: compressor de pistão (com um êmbolo que fornece movimentação linear); compressor de pistão de dois ou mais estágios (que comprimem mais facilmente o ar com pressões altas).

Adequado para uma ampla gama de aplicações, desde pequenas oficinas até grandes instalações industriais. Existem os modelos de óleo lubrificado e os isentos de óleo, que são usados quando a contaminação do ar deve ser evitada.

Compressor de Membrana

Modelo considerado o mais “limpo”, já que o ar não tem contato com as partes deslizantes do compressor, mantendo-se livre de resíduos de lubrificante, tornando-o ideal para atuação nas indústrias alimentícia, química e farmacêutica.

A contaminação não acontece devido a uma membrana que separa o êmbolo da câmara de sucção e compressão. A membrana se move para frente e para trás, comprimindo o ar sem contato direto com as partes mecânicas. 

Geralmente, tem uma capacidade menor e é mais adequado para aplicações de baixa demanda.

Compressores Rotativos

Assim como o compressor de êmbolo, a versão rotativa também comprime mecanicamente um volume de ar a cada ciclo. Utiliza dois rotores helicoidais para comprimir o ar. O ar é captado e comprimido entre os rotores sem contato direto entre eles.

Mais eficiente em termos de consumo de energia para operações contínuas e altas demandas. Tem sua aplicação em indústrias que requerem operações contínuas, como em processos de fabricação, tratamento de água e instalações industriais grandes.

Essa é outra categoria que se subdivide, e encontramos no mercado compressores de: Palhetas, Duplo Parafuso, e Root, que atuam de forma parecida e apresentam alta capacidade de impulsionamento de gás. Porém, sua produção de pressão é considerada intermediária.

O Compressor de Palhetas tem pressão gerada por meio do giro de um rotor com palhetas, que fica alojado excentricamente.

O Compressor de Duplo Parafuso, como o nome indica, é constituído por dois parafusos helicoidais, de perfis côncavo e convexo, que comprimem o ar, transportando-o axialmente.

Já o Compressor Root conduz o ar de um lado a outro sem alteração do volume, com a compressão realizada no canto dos êmbolos.

Turbocompressores

Equipamento indicado para grandes vazões, comprime o ar forçando seu deslocamento por um duto, convertendo energia cinética em energia de pressão.

Utiliza uma turbina rotativa para acelerar o ar e um estator para dirigir o ar acelerado para a câmara de compressão. O ar é comprimido enquanto é acelerado em alta velocidade.

É encontrado nas versões axial ou radial – o que interfere no sentido da passagem do gás. No modelo axial, a compressão é realizada com a aceleração do ar aspirado, com base em energia do movimento, que é convertida em energia de pressão.

Ideal para aplicações que exigem altas vazões e pressões muito elevadas. Extremamente eficiente em termos de relação peso-potência e para grandes volumes de ar comprimido. 

Pode exigir espaço considerável devido ao seu tamanho e ao sistema de resfriamento. Por conta de suas características, é largamente adotado em refinarias de petróleo e em usinas químicas.

Qual o tipo de compressor mais utilizado nas indústrias?

Hoje em dia, o tipo de compressor mais comumente encontrado nas indústrias em geral é o compressor de êmbolo. Isso porque ele é apropriado para uso em baixa, média e alta pressão. Descrevemos as características desse modelo no tópico acima.

Principais aplicações do compressor de ar

A aplicação do compressor de ar em sistemas pneumáticos e linhas de produção industriais contribui significativamente para a automação, eficiência e qualidade dos processos industriais.

Confira a seguir mais detalhes sobre de que forma os compressores atuam nesses dois âmbitos:

Sistemas pneumáticos

  • Ferramentas pneumáticas: Muitas ferramentas manuais e automáticas, como chaves de impacto, lixadeiras, e brocas, utilizam ar comprimido para operar. São comuns em oficinas e linhas de montagem e oferecem alta potência e durabilidade;
  • Cilindros pneumáticos: São usados para movimentos lineares e automatização de processos. Aplicados em sistemas de automação para empurrar, puxar ou levantar objetos em fábricas e processos industriais;
  • Atuadores pneumáticos: Atuadores são componentes que convertem a energia pneumática em movimento mecânico. São usados em sistemas de controle e automação para realizar operações como abrir ou fechar válvulas;

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  • Sistemas de transporte pneumático: Realizam o transporte de materiais a granel, como grãos, pós e pequenos componentes, através de tubulações. Permitem o transporte eficiente de materiais em fábricas e armazéns sem contato manual.

Linhas de produção industriais

  • Sistemas de Controle de Processos: Utilizam ar comprimido para operar válvulas, atuadores e outros componentes em processos industriais. Proporciona controle preciso e confiável sobre o fluxo e a operação dos processos;
  • Limpeza e Despoeiramento: Ar comprimido é utilizado para limpar superfícies, equipamentos e peças de produção. Oferece uma solução eficaz para remover sujeira e resíduos sem a necessidade de líquidos de limpeza;
  • Aplicação de Revestimentos: Sistemas de pintura e pulverização usam ar comprimido para aplicar revestimentos de forma uniforme. Garante um acabamento de alta qualidade e reduz o desperdício de materiais;
  • Montagem e Manipulação: Em linhas de montagem, o ar comprimido é usado para movimentar peças e realizar operações de montagem. Aumenta a eficiência e a velocidade do processo de montagem, reduzindo o trabalho manual;
  • Testes e Medições: Testes de pressão, vazamentos e medições em sistemas e equipamentos podem usar ar comprimido. Permite verificar a integridade e o desempenho de sistemas pneumáticos e hidráulicos.

Qual é o melhor compressor de ar?

A resposta para essa pergunta depende da aplicação do produto, ou seja, para encontrar a opção ideal para cada caso, é fundamental levantar todas as informações possíveis sobre o local em que o compressor de ar será utilizado e quais funções executará.

Afinal, o compressor de ar varia em capacidade, potência, pressão de saída e outras especificações que impactam nos resultados que ele trará.

Compressores com alta eficiência energética podem reduzir custos operacionais a longo prazo. É importante verificar a classificação de eficiência e considerar a inclusão de inversores de frequência (VFD) para ajustar a capacidade conforme a demanda.

Em suma, escolher o melhor compressor de ar envolve entender suas necessidades específicas, calcular a capacidade necessária e considerar a eficiência energética e suporte do fabricante. 

Também vale ressaltar que a manutenção adequada e o uso conforme as especificações do fabricante são essenciais para maximizar a vida útil do compressor.

Compressor de ar: dúvidas frequentes

Determinar a capacidade adequada e entender a vida útil de um compressor são dúvidas frequentes sobre esse tema e, ao mesmo tempo, são aspectos cruciais para garantir um bom e prolongado desempenho do equipamento.

Como saber a capacidade de um compressor de ar? 

A capacidade do compressor é basicamente determinada pela demanda nominal total de ar comprimido. A vazão de saída livre dos compressores deve cobrir essa taxa de consumo de ar, ou seja, possuir uma margem de segurança.

Ela é medida em litros por minuto (L/min) ou metros cúbicos por hora (m³/h) e deve corresponder ao consumo total de ar dos equipamentos e ferramentas pneumáticas que serão usados. Cada ferramenta tem um consumo especificado em CFM (pés cúbicos por minuto) ou L/min.

Além disso, é importante considerar se a demanda é contínua (por exemplo, em um processo de produção) ou intermitente (por exemplo, em uma oficina). 

Compressores com variadores de frequência (VFD) podem ajustar a capacidade conforme a demanda, o que pode ser mais eficiente para aplicações variáveis.

Qual é a vida útil de um compressor de ar?

A vida útil considerada normal de compressor é de aproximadamente 5 anos ou 40 mil horas de operação. Após esse estágio, ele poderá dar sinais de desgaste e a eficiência da máquina pode diminuir.

A manutenção regular e adequada é crucial para prolongar a vida útil. E isso inclui trocas de óleo, limpeza de filtros, verificação de níveis de fluido e monitoramento de peças desgastadas. Utilizar ar comprimido limpo e seco previne danos internos e corrosão.

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Conclusão

Concluímos que o compressor de ar atende tanto às demandas domésticas, quanto comerciais e industriais. Ao produzir ar comprimido, fornecendo uma fonte contínua de ar, permite o funcionamento de ferramentas pneumáticas, auxilia os processos de linhas de produção, entre outras funções.

Ao longo do artigo, vimos que existem muitos modelos do equipamento, que variam de capacidade e possuem diferentes componentes que atuam na compressão no ar. 

E, frente a tantas opções, é importante verificar as características que cada aplicação demanda, para encontrar o produto perfeito.

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Fique ligado nos próximos posts. Até mais!

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Edilson Cravo

Edilson Cravo

Engenheiro de Aplicação da KALATEC, 23 anos de experiência com mais de 5000 visitas únicas em Indústrias. Especialista em Automação Industrial e apaixonado por Servos Motores, foi treinado nas fábricas EMERSON MOTION CONTROL, YASKAWA, WEG, DELTA, HNC, LEADSHINE e ESTUN. Foi consultor de projetos no Instituto Nuclear Brasileiro, Embraer, Rede Globo, USP (Projeto Inspire) entre outros.

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