 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------  Trabalho de Integração e Intensificação de Processos **Compressor Pistão** ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- Prof. Dr. Nuno Oliveira Trabalho realizado por: Ana Sofia Ribeiro - 2020215755 Mariana Silva - 2020233809 Departamento de Engenharia Química Laboratórios de Engenharia Química II Coimbra – 29.02.24 0 **Introdução** Atualmente existe uma grande diversidade de compressores no mercado. Estes podem ser divididos em dois tipos: compressores de deslocamento positivo e compressores dinâmicos, sendo estas classes ainda subdivididas. No caso dos compressores dinâmicos, estes podem ser centrífugos ou axiais e para os compressores de deslocamento positivo, caracterizados pela descarga de uma quantidade contante de gás por ciclo em velocidade constante, podemos considerar dois tipos distintos que são os rotativos e os compressores pistão ou recíprocos. Estes últimos ocupam uma grande fração no mercado destes equipamentos [1]. Os condensadores do tipo pistão são caracterizados por utilizarem os princípios do deslocamento para aumentar a pressão do volume de gás contido no interior do equipamento. Um dos elementos mais relevantes deste compressor é o pistão. Este consiste num corpo cilíndrico, rodeado por anéis, que se move no interior do cilindro sendo deste modo responsável pela entrada e saída de ar no equipamento[2] . Os compressores pistão podem dividir-se em: - Compressor pistão de simples ação; - Compressor pistão de dupla ação; Uma vez que este tipo de compressores apresenta algumas peças móveis, é importante ter em conta a presença ou ausência de óleo no mesmo (lubrificado ou isento de óleo). Um dos problemas atuais da indústria alimentar ou até mesmo médica é a quantidade de óleo que permanece no ar comprimido. Deste modo muitas vezes é selecionado um compressor isento de óleo, no entanto a manutenção destes é mais complexa[3] . **Tipos de compressores pistão** - Compressor pistão de simples ação No caso do compressor pistão de ação simples o ar que dá entrada no equipamento é comprimido apenas com o auxílio de um pistão que opera a uma pressão estabelecida entre 95 e 125 psi[4]. Este tipo de compressor apresenta uma vasta gama de aplicações uma vez que no seu todo é um equipamento relativamente simples, desde as suas dimensões até à sua manutenção, sendo o preço associado ao mesmo também muito apelativo por ser relativamente reduzido. Este é então bastante utilizado em atividades domésticas como por exemplo no enchimento dos pneus automóveis, ou por pequenas empresas para por exemplo acionar ferramentas pneumáticas.  Figura 1.Esquema de um compressor pistão de simples ação - Compressor pistão de dupla ação Um compressor pistão de dupla ação é constituído por dois cilindros, um de maiores dimensões e outro relativamente menor. Primeiramente o ar que entra no equipamento é comprimido no cilindro de maiores dimensões. De seguida é arrefecido, por um dado fluido que geralmente é água ou ar, e é transferido para o segundo cilindro onde é novamente comprimido[5]. Deste modo é possível atingir uma maior eficiência no processo de conversão quando comparado com o equipamento anteriormente apresentado. Este tipo de compressores é capaz de atingir pressões mais elevadas do que um compressor de ação simples, cerca de 175 psi, sendo deste modo mais adequado para aplicações que exijam níveis de pressão superiores, como por exemplo na operação de máquinas pneumáticas[4]. Pelo facto destes compressores necessitarem de dois cilindros, pode-se concluir que apresentem dimensões razoavelmente mais elevadas e que o seu funcionamento seja um pouco mais complexo. A nível económico pelas razões apresentadas acima, este equipamento apresenta um custo superior aos demais. No entanto, uma das vantagens mais importantes da utilização de compressor pistão de dupla ação é o facto de ser possível obter uma maior quantidade de ar comprimido. Figura 2.Esquema de um compressor pistão de dupla ação.  **Funcionamento** O compressor pistão é caracterizado pela presença de um ou mais cilindros onde estão incorporados pistões e um sistema de válvulas[6]. Dependendo do tipo de gás que entra no equipamento, podemos ter acessórios na corrente de entrada como por exemplo um filtro de ar. Quando o pistão começa a descer, cria-se uma diferença de pressão no equipamento permitindo a abertura da válvula de entrada, fazendo com que o gás entre através de uma corrente de entrada que depois conecta a essa mesma válvula, permitindo que o gás passe para o cilindro. Caso o gás seja ar este passa primeiramente por um filtro antes de atravessar a válvula. Posteriormente, o pistão começa a regressar à sua posição inicial, comprimindo esse mesmo ar, o que faz com que a sua pressão aumente[5]. Neste momento, dá-se a abertura da válvula de saída enquanto a de entrada começa a fechar-se. O ar é então expelido para um tanque onde fica armazenado ou pode até mesmo ser utilizado diretamente.  Figura 3.Esquematização do funcionamento de um compressor pistão de simples ação. **Aplicações** São inúmeras as áreas em que estes tipos de compressores podem ser empregues uma vez que estes permitem a compressão de uma vasta variedade de gases, desde hidrogénio, nitrogénio ou até mesmo gás natural. Uma das aplicações mais comum é em sistemas pneumáticos, podendo também ser empregues em sistemas de refrigeração para melhoria do processo de arrefecimento. Uma outra importante aplicação deste tipo de equipamento é a sua utilização por parte de operadores de gasodutos para transmissão de gás natural[7]. Entre muitas outras áreas destacam-se a indústria automóvel, onde são utilizados para encher pneus, pintar e operar ferramentas pneumáticas, a indústria alimentícia nos processos de empacotamento/rotulagem e a indústria médica pois prestam auxílio a equipamentos respiratórios bem como a outros dispositivos médicos[8]. **Vantagens** Na escolha de qualquer equipamento, para uma fábrica, tem se de ter em conta o propósito para aquele equipamento e critérios de escolha. Deste modo, podemos dividir as vantagens em termos económicos e de eficiência, dentro dos 4 tipos de compressores pistão, identificados anteriormente. Do ponto de vista económico e de um modo geral, este produto caracteriza-se como bastante económico uma vez que é acessível na compra, bem como, na sua manutenção. Para além disso, apresenta uma vida útil elevada[9]. No que toca ao critério industrial, este equipamento apresenta vantagens na medida em que atinge altas pressões, assim como alta potência[9], enquanto se caracteriza como sendo fácil de movimentar, apresentando uma variada gama de tamanhos[6]. De um modo geral, este equipamento deverá ser escolhido quando não é utilizado de forma exaustiva na indústria. **Desvantagens** Os compressores pistão, para além das inúmeras vantagens, anteriormente mencionadas, também apresentam algumas desvantagens. O ruído provocado por este equipamento é uma dessas desvantagens. O ruido pode variar entre 60 dB e 80dB para equipamentos de topo de gama ou para equipamentos mais antigos, respetivamente [10]. Para além deste problema, este tipo de equipamento também pode geral calor. No entanto, estes problemas não são considerados quando comparados com as enumeras vantagens. Por outro lado, estas desvantagens podem ser completamente inconsideradas quando se tomam medidas, tal como, colocar o compressor num compartimento fora, ou longe dos trabalhadores, onde o ruido provocado não incomodará. **Manutenção** A manutenção de qualquer tipo de equipamentos industriais é crucial para obtermos a maior eficiência possível, tanto a nível económico como a nível de resultados. Deste modo, no que toca a este equipamento, há medidas a ser tomadas para este o melhor funcionamento. Como por exemplo, manter o compressor limpo, nomeadamente as válvula; evitar a vibração do mesmo que pode ser resultado da sua má proteção. A vibração pode fazer com que algumas peças se soltem levando ao seu desalinhamento e ao desgaste dos rolamentos[11]. Para os compressores que utilizam óleo, também existem precauções especiais, como trocar o óleo[12] e verificar o filtro. Este passo pode ser efetuado trimestralmente, ou mais frequentemente caso seja usado mais vezes[11]. Para além destas medidas, o controlo da temperatura também é importante. Se se constatar um aumento súbito da temperatura do equipamento, este tem de ser imediatamente desligado por questões de segurança[12]. **Referencias** 1. - *3. Air compressor types | Download Scientific Diagram*. (n.d.). Retrieved February 29, 2024, from [https://www.researchgate.net/figure/Air-compressor-types_fig3_326701415 ](https://www.researchgate.net/figure/Air-compressor-types_fig3_326701415) 1. *- Piston Air Compressor Explained - saVRee - saVRee*. (n.d.). Retrieved February 29, 2024, from https://savree.com/en/encyclopedia/piston-air-compressor 1. *- Piston compressors: How they work - Air Compressors - Air treatment - ALUP Global*. (n.d.). Retrieved February 29, 2024, from https://www.alup.com/en/know-your-air/piston-compressor- working-principle 1. *- About Piston (Reciprocating) Air Compressors | C-Aire Compressors*. (n.d.). Retrieved February 29, 2024, from[ https://cairecompressors.com/about-piston-air-compressors/ ](https://cairecompressors.com/about-piston-air-compressors/) 1. *- What is a piston compressor?* (n.d.). Retrieved February 29, 2024, from https://www.reno.dk/en/applications/compressed-air-knowledge/what-is-a-piston-compressor 1. *- Guide to piston compressors: what, how and why | MARK - MARK*. (n.d.-a). Retrieved February 29, 2024, from https://www.mark-compressors.com/en-uk/compressed-air-blog/air-compressor- guide/what-is-a-reciprocating-piston-air-compressor 1. *- What is a Piston Compressor? How Do They Work? - Blue Diamond*. (n.d.). Retrieved February 29, 2024, from[ https://www.bluedm.com.au/blog/what-is-a-piston-compressor/ ](https://www.bluedm.com.au/blog/what-is-a-piston-compressor/) 1. *- Reciprocating Compressor. How it Works, Uses, Pros & Cons.* (n.d.). Retrieved February 29, 2024, from https://www.enggweb.com/reciprocating-compressor/ 1. *- The 5 Benefits of a Piston Compressor - Ceccato Home Page*. (n.d.). Retrieved February 26, 2024, from https://www.ceccato.com/en-au/updates/benefits-of-a-piston-compressor 1. *- Compressores de pistão - Atlas Copco Portugal*. (n.d.). Retrieved February 26, 2024, from [https://www.atlascopco.com/pt-pt/compressors/products/air-compressor/piston-compressor ](https://www.atlascopco.com/pt-pt/compressors/products/air-compressor/piston-compressor) 1. *- Reciprocating Compressor Maintenance | Compressed Air*. (n.d.). Retrieved February 29, 2024, from https://www.chreed.com/compressed-air-systems-service/reciprocating-air-compressor- maintenance/ 1. *- Reciprocating Air Compressor Maintenance | Compressed Air Best Practices*. (n.d.). Retrieved February 29, 2024, from https://www.airbestpractices.com/technology/air- compressors/reciprocating-air-compressor-maintenance 7