Um dos pontos cruciais de consumo de energia numa ETE, os fabricantes buscam a todo custo suprir a necessidade de eficiência energética dos compressores e sopradores. Eles procuram investir em soluções para esta equação, hoje tão exigida pelas indústrias, principalmente depois da crise da água. Aliás, foi a crise da água que impulsionou o mercado a trazer alternativas para atender às novas demandas que surgiram a partir dela. Na avalanche de soluções advindas do empurrão no mercado dado pela crise da água, os compressores passaram a se destacar nas indústrias.

Utilização
Nas Estações de Tratamento de Esgoto (ETEs), os compressores, assim como os sopradores, são aplicados na produção de ar sob pressão para direcioná-lo, por meio da aeração, à oxigenação do efluente, que se encontra sem oxigênio, para melhorar a qualidade da água. Os compressores são utilizados ainda para ar de instrumentação, como em operação pneumática de válvulas, sistemas de controle e operação dos filtros prensa. Os que trabalham com pressões de 5 a 13 bar são usados para abertura de válvulas de controle de processo e, em filtros prensa, para secagem do lodo.
Os difusores de agitação e aeração consomem grande quantidade de ar comprimido que deve ser livre de contaminação, principalmente de óleo. "Como os compressores para ETEs operam longos períodos em plena carga, sem interrupções, devem apresentar elevada capacidade de fluxo – alta vazão – e adequado nível de tratamento do ar", diz Edgard Dutra, diretor da Metalplan.

Os compressores tipo Roots, chamados padrão, atendem grandes volumes e média pressão e hoje em dia já foram superados pelos compressores de lóbulos rotativos. "O papel destes compressores, que na empresa chamamos de Hybrid, é de prover as estações de tratamento com oxigênio, que mantém as colônias de bactérias vivas nas lagoas e tanques e faz com que se proliferarem", explica Hiroshi Itami, coordenador de vendas da Aerzen.
Os compressores tipo parafuso, os mais utilizados atualmente, servem altas pressões e possuem dois rotores em forma de parafusos que giram em sentido contrário engrenados. Podem ser subdivididos em duplo e simples e classificados com um ou dois estágios de compressão.

Tendências
Na opinião de Alexandre Jordão, gerente de desenvolvimento de negócios para a indústria de processos para a América Latina na divisão de tecnologias e serviços de compressão da Ingersoll Rand, há uma tendência de substituição dos compressores de lóbulos por compressores de parafuso e centrífugos multiestágios. A tecnologia mais utilizada é a de parafusos rotativos, sendo mais comum a aplicação de compressores lubrificados.

Dutra também compartilha da tendência para compressores de parafuso com injeção de óleo ou água, acoplamento direto e duplo estágio de compressão e os compressores centrífugos, isentos de óleo, com dois ou mais estágios de compressão, incluindo modelos com motores de alta rotação. Segundo ele, os de parafuso são compressores de deslocamento positivo, porque aumentam a pressão do ar através da redução de seu volume. Enquanto os centrífugos são compressores dinâmicos, porque o aumento da pressão ocorre pela transformação da energia cinética do ar em energia potencial pneumática.
Ricardo Brandão, gerente de vendas e produto da divisão Blowers – Oil Free Air da Atlas Copco, explica que os compressores de parafuso estão entre os mais utilizados porque fornecem grande qualidade do ar, menor consumo de energia, com melhor eficiência energética, e menores paradas para manutenção. Os de pistão também estão entre os mais usados, segundo ele, mas suas características são a baixa qualidade do ar comprimido e alto nível de ruído.

Neste mercado, de acordo com Jordão, há uma tendência de utilização de compressores com inversor de frequência para atender às demandas variáveis de ar comprimido e reduzir os custos operacionais. Na percepção dele também, além do aumento na procura por soluções com maior eficiência energética, houve crescimento na busca de tecnologias com velocidade variável para compressores.
O mercado se preocupa cada vez mais com o consumo de energia. Para Rainer von Siegert, diretor-geral da Aerzen do Brasil, os compressores de lóbulos rotativos isentos de óleo são a evolução natural do princípio Roots, de lóbulos paralelos. "Essa nova geração de máquinas entrega o ar de forma contínua, que, por esse e outros fatores construtivos, a tornam energeticamente mais eficiente em até 30%. Isso é dinheiro no bolso!", diz empolgado, Siegert.
O grande diferencial, segundo ele, é a forma construtiva. "Além do consumo energético menor em até 30%, reduz o custo da manutenção devido aos componentes utilizados com vida útil bem maior e menos ruído emitido pela máquina, que é, portanto, mais amigável ao meio ambiente", comemora.

Equação
O mercado tem buscado cada vez mais soluções que tragam confiabilidade para a operação, aumentando a produtividade com o menor custo total: custo de aquisição + custo de operação + custo energia Fonte: Ingersoll Rand.
Os compressores e sopradores estão entre os maiores gastos dentro dos custos operacionais de uma ETE e chegam a representar até 70% dos custos com energia. Para Jordão, dentro desta equação, fazem parte os fabricantes e as ETEs.
Do lado dos fabricantes, os investimentos estão relacionados ao desenvolvimento de produtos com melhor eficiência energética e ao aumento da confiabilidade da operação, evitando paradas inesperadas. Do lado das ETEs, os novos projetos buscam soluções que reduzam o custo operacional. "Por exemplo, a utilização de tanques de aeração mais profundos – até 7 m – que permitam que as bolhas de ar permaneçam mais tempo no tanque, melhorando a aeração para as bactérias e, consequentemente, reduzindo o custo de operação dos compressores", cita Jordão.
Para atender essa tendência, a Ingersoll Rand colocou no mercado novos compressores de parafuso lubrificados Série R, com melhoria na eficiência energética ao entregar mais ar com menor consumo de energia elétrica; facilidade de manutenção; e disponibilidade de operação remota.
"Essa equação é resolvida buscando equipamentos com menor kWh consumido por m³ de ar produzido e melhor qualidade do ar comprimido", explica Brandão. Para isso, segundo ele, as empresas têm analisado o consumo de energia de cada compressor e a qualidade do ar para garantir menores gastos na planta.
As máquinas trabalham monitoradas através de sistemas de autogerenciamento. A Aerzen utiliza, por exemplo, o Hybrid para atender à demanda constante e outra máquina do mesmo modelo que modula de acordo com a demanda. "Dessa maneira, não desperdiçamos energia e isso é dinheiro no bolso", exemplifica Siegert.

A eficiência energética é fundamental na operação de um compressor de ar. Durante o processo de compressão, a maior parte da energia consumida é desperdiçada na forma de calor. "Quanto mais calor o compressor conseguir dissipar na câmara de compressão, mais eficiente ele será. Essa eficiência é chamada de rendimento isotérmico. Isso porque será possível deslocar uma massa maior de ar ambiente para seu interior, fazendo com que a pressão do ar esteja muito mais relacionada à quantidade de ar comprimido do que à temperatura dele", explica Dutra.
Entre todos os tipos de compressores, ele aponta que os de parafuso com injeção de óleo ou de água na câmara de compressão têm o maior rendimento isotérmico, sendo os mais usados atualmente em diversas aplicações. "Com o uso de compressores de elevado rendimento isotérmico, é possível ter ganhos de eficiência energética na casa de 20%. Esse ganho pode ser extremamente significativo em termos econômicos", destaca o diretor da Metalplan.
Dutra cita um exemplo: "Uma ETE que utiliza 250 hp de compressores poderia substituí-los por modelos mais eficientes de apenas 200 hp, gerando a mesma vazão de ar. Considerando que esses compressores operam ao menos 8.000 horas/ano e que o custo da energia elétrica é de R$ 0,50/kWh, haveria uma economia anual da ordem de R$ 150 mil", projeta. Veja na tabela abaixo o cálculo feito em detalhes:

Pós-crise da água
Com a crise da água e o aumento da procura pela utilização de água de reúso, houve uma tendência de olhar mais para o compressor dentro da indústria. Brandão explica que todo compressor retira a água do ar que normalmente é descartada. "Em empresas que usam compressores isentos de óleo, essa água pode ser reutilizada, pois ela não está contaminada com óleo. Algumas empresas estão armazenando a água que sai dos compressores isentos de óleo ZR/ZT/ZH para utilizar em banheiros, jardins e limpeza geral. Essa é uma tendência nas empresas que utilizam grandes compressores, pois o volume de água é considerável e essa água é gerada sem custo", aponta.
"De fato, a crise hídrica, que afetou particularmente o Estado de São Paulo há dois anos, despertou o interesse público e empresarial para um tema tão próximo de todos. Nunca se viram tantas perfurações de poços particulares como nos últimos tempos", avalia Dutra. Para ele, o tratamento de efluentes também se tornou grande objeto de discussão. "Seja por ainda se encontrar num nível muito precário em todo o país, seja pelas oportunidades de reúso de água", ressalta.
A crise deu um empurrão no mercado como um todo para a busca de soluções e novas alternativas, inclusive no setor de compressores. "A crise fez com que as empresas dedicassem atenção especial à eficiência energética de todos os equipamentos das ETEs em especial às bombas e compressores", analisa Dutra.
"O reúso é uma questão de consciência, gerenciar os recursos e não desperdiçar. A crise da água nos alertou que devemos mudar o pensamento com relação à utilização dos recursos que só aparentemente são ilimitados. A tecnologia dos compressores de lóbulos rotativos (parafuso) já existia, mas, devido às diversas crises, agora está sendo mais difundida pelo conhecimento que despertou", diz Siegert. A Aerzen respondeu ao mercado com o Hybrid e o AerSmart, um sistema de gerenciamento para um grupo de máquinas a partir da curva característica de cada uma delas, o que pode garantir outro ganho adicional de 15% em eficiência energética.

Contato das empresas:
Aerzen: www.aerzen.com.br
Atlas Copco: www.atlascopco.com.br
Ingersoll Rand: www.ingersollrand.com.br
Metalplan: www.metalplan.com.br