Eficiência energética na automação pneumática: onde estão os desperdícios invisíveis?

A eficiência energética na automação pneumática depende de identificar desperdícios ocultos que muitas vezes passam despercebidos na rotina da produção. Com um monitoramento frequente e boas práticas de manutenção, é possível evitar paradas desnecessárias e melhorar o desempenho dos equipamentos. Neste texto, você vai ver onde estão esses pontos críticos nas operações e quais ações ajudam a reduzir custos. Boa leitura!

Vazamentos e quedas de pressão costumam ser um dos principais custos relacionados a falhas na produção, retrabalhos e gastos de energia e manutenção, prejudicando a produtividade e o funcionamento dos equipamentos.

No geral, falhas consideradas pequenas já são suficientes para gerar desperdícios e afetar o desempenho da fábrica. Quando a operação é monitorada de perto, fica mais fácil perceber onde estão esses custos ocultos, que são chamados de “demandas artificiais”.

Esse monitoramento cria a condição de manutenção preditiva, reduzindo paradas indesejadas e mantendo o fluxo da produção conforme o esperado. Veja o que você vai conferir neste artigo:

• De que forma o desperdício de energia impacta os custos?
• Onde a energia é desperdiçada na automação pneumática?
• Como identificar os desperdícios invisíveis nas fábricas?
• Quais práticas ajudam a melhorar a eficiência energética?
• Que resultados são esperados ao otimizar a automação?

De que forma o desperdício de energia impacta os custos?

O uso desnecessário do ar comprimido afeta tanto os custos diretos com energia elétrica quanto a capacidade produtiva, o que torna as operações ineficientes. Algumas etapas do processo que poderiam ser concluídas mais rápido passam a levar mais tempo, criando gargalos e gerando atrasos ao longo da linha, o que reduz a eficiência geral da fábrica.

Também é importante considerar o desgaste e a redução da vida útil de componentes.

Esses fatores aumentam os custos da produção, pois são submetidos a esforços maiores e são substituídos com mais frequência, o que demanda mais peças de reposição, mão de obra e ainda causam paradas não programadas. Quando os equipamentos são ajustados de forma adequada, os recursos são otimizados sem comprometer a produção.

Onde a energia é desperdiçada na automação pneumática?

O ar comprimido pode representar até 40% dos custos com energia elétrica de uma indústria, sendo a quarta utilidade mais cara para as fábricas. O consumo desnecessário por mal dimensionamento e alta pressão de alimentação de atuadores, sistemas de sopro, manipulação por vácuo e outros componentes pneumáticos podem gerar desperdícios e afetar a produção.

E o mais preocupante é que isso torna mais difícil ver onde a energia está sendo desperdiçada, já que a produção segue normalmente, as máquinas continuam funcionando e o consumo mais alto não é considerado e passa a ser visto como parte do dia a dia.

1. Dimensionamento errado de atuadores

Quando atuadores são maiores do que a aplicação realmente exige, o consumo de ar comprimido aumenta a cada ciclo, o que costuma acontecer quando os componentes são escolhidos com uma “margem” muito alta.

No dia a dia, esse cenário aparece em linhas que usam atuadores com grandes diâmetros para movimentações pequenas ou cursos curtos. Ao reavaliar o dimensionamento e escolher componentes mais adequados à aplicação, o consumo diminui sem afetar o funcionamento das máquinas e a produtividade. 

2. Pressão de trabalho acima do necessário

A pressão de trabalho mais alta também afeta diretamente o consumo de energia.

Esse tipo de situação é comum quando várias máquinas compartilham a mesma rede de ar comprimido e a pressão é ajustada de forma “empírica” por um padrão pré-definido para garantir que todos os equipamentos funcionem, mas isso faz com que aplicações simples operem com níveis além do que precisam.

Por isso, ajustar a pressão e separá-la por tipo de operação ajuda a reduzir o consumo e manter o funcionamento dentro das especificações de cada processo.

3. Equipamentos pressurizados durante pausas na produção

Alguns equipamentos e linhas consomem ar comprimido durante pausas na produção, pois permanecem pressurizados sem necessidade. Isso ocorre durante intervalos para refeições, setup em máquinas próximas, trocas de turno e outras situações.

No geral, esse cenário costuma acontecer em linhas automatizadas que ficam prontas para operar durante longos períodos, mesmo sem atividade. O controle da pressurização nesses momentos ajuda a reduzir o consumo e melhora o uso da energia na operação. 

4. Uso errado do sopro de ar comprimido

Os sistemas de sopro são amplamente usados para limpeza, secagem ou movimentação de peças, mas seu uso ineficiente, mal projetado ou mal dimensionado pode aumentar o consumo e causar quedas na pressão das redes.

Alguns sistemas permanecem acionados o tempo todo, liberando ar sem necessidade.

Esse desperdício acontece, por exemplo, em esteiras com sopro permanente ou em estações de trabalho onde o sopro segue acionado durante todo o turno. Nesses casos, ajustes como o dimensionamento adequado de bicos, o controle com válvulas e temporizadores com acionamento apenas quando preciso ajudam a resolver esses problemas. 

5. Falta de controle e de monitoramento do consumo

Sem monitorar o consumo do ar comprimido, é difícil perceber onde há problemas. Mudanças nas redes, inclusão de novos equipamentos ou alterações no processo podem aumentar o consumo sem chamar atenção.

O acompanhamento das redes por equipamentos ajuda a identificar o consumo indevido, quedas na pressão e eleva o nível de manutenção para preditiva, com tomada de decisão em tempo real, reduzindo desperdícios e paradas indesejadas na produção.

O consumo por equipamento pode parecer desnecessário quando analisado apenas em uma máquina, mas, na operação, o consumo extra se acumula e pesa no uso de ar comprimido da fábrica. Por isso, olhar para essas situações ajuda a entender onde vale a pena agir.

Como identificar os desperdícios invisíveis e as demandas artificiais nas fábricas?

A forma como a operação da fábrica evolui ao longo do tempo, mudanças na produção, introdução de novas máquinas, ramificações e adaptações nas redes alteram o consumo de ar comprimido e, também, aumentam os desperdícios.

Nesse caso, é importante que os responsáveis:

• Verifiquem máquinas que permanecem pressurizadas durante pausas, setups ou períodos com menor produção;
• Comparem linhas ou equipamentos com funções semelhantes para identificar diferenças no uso de ar comprimido;
• Comparem o consumo entre turnos por meio de sensores para avaliar diferenças entre o que é gerado e o que é consumido;
• Avaliem por meio de sensores o consumo de ar comprimido por operação e identifiquem áreas com ineficiências;
• Observem o tempo de ciclo dos equipamentos e identifiquem quais os níveis de pressão e vazão são realmente necessários;
• Usem sensores de fluxo e pressão para monitorar o consumo em tempo real e para identificar variações ao longo da operação.

A efetividade dessas melhorias está relacionada à identificação e ao tratamento efetivo dos potenciais desperdícios, permitindo a redução da pressão nos pontos de uso, com foco principal na diminuição da pressão nas salas de compressores.

Quais práticas ajudam a melhorar a eficiência energética? 

Na automação pneumática, a eficiência energética costuma aparecer quando a operação funciona de forma equilibrada. Quando os equipamentos trabalham dentro do que a aplicação pede, o consumo tende a ser estável e a linha responde melhor às variações da produção.

E isso pode acontecer se a fábrica adotar:

No dia a dia, essas práticas fazem as máquinas responderem melhor, o ritmo da produção ficar mais uniforme e o uso do ar comprimido acompanhar o que a linha precisa, sem exigir mudanças complexas na fábrica.

Que resultados são esperados ao otimizar a automação?

A otimização da automação pneumática costuma aparecer na estabilização das redes. Ao observar que a pressão em determinados pontos de uso é maior do que o necessário, é possível diminuí-la, assim como a demanda dos compressores e seu consumo de energia.

A produtividade também tende a melhorar, pois, com a operação mais estável, as variações entre ciclos diminuem, as quedas de pressão são rapidamente identificadas e dá para reduzir paradas indesejadas e retrabalhos.

Isso só é possível por meio da mudança de mentalidade e da quebra na rotina padrão das equipes. Por meio do monitoramento e do gerenciamento em tempo real, novas demandas podem ser avaliadas e ajustadas com mais agilidade, permitindo o crescimento da produção sem extrapolar os custos previstos.

Assim, a automação pneumática deve acompanhar a evolução digital de forma sustentável.