Calcule os Custos de Ar Comprimido da Sua Instalação: Guia Passo a Passo

Sistemas de ar comprimido são um recurso valioso para muitas empresas e instalações industriais. Segundo o Departamento de Energia dos Estados Unidos, cerca de 10% do consumo de eletricidade é alocado apenas para gerar ar comprimido. Algumas instalações chegam a 30% ou mais.

Não é surpreendente, já que o ar comprimido é um serviço útil gerado no local. Ele pode alimentar ferramentas, limpar superfícies e realizar tarefas complexas como operar controles pneumáticos.

No entanto, antes de aproveitar seus benefícios, você precisa entender como calcular seu custo. Neste artigo, explicaremos os fundamentos da precificação de ar comprimido.

Ar Comprimido como Um dos Usos Mais Caros de Energia

O custo do ar comprimido é um dos usos mais caros de energia em uma instalação industrial. Leva muita energia para comprimir ar e torná-lo disponível para uso.

Uma divisão típica dos componentes de custo para um compressor de 100 cavalos (hp) operando a 80% de capacidade pode ser assim:

• Eletricidade (70%)
• Manutenção (5%)
• Vazamentos do sistema de ar comprimido (20%)
• Outros equipamentos operacionais (ex.: filtros e secadores) (5%)

Como você pode ver, a grande maioria do custo (70%) está relacionada à eletricidade necessária para alimentar o compressor. Em termos de manutenção, 5% é considerado muito bom para um sistema de ar comprimido.

Os dois últimos componentes de custo, vazamentos e outras operações de equipamentos, são frequentemente negligenciados, mas podem representar uma parte significativa do custo total. Vazamentos de ar comprimido podem representar 20% ou mais do custo total de operação de um sistema.

Determinando o Custo do Ar Comprimido

Agora que vimos os componentes de custo do ar comprimido, vejamos como calcular o custo. Aqui está a fórmula usada para calcular o custo do ar comprimido baseado no custo elétrico:

Custo do Ar Comprimido = (cv) x (0,746) x (# de horas de operação) x ($/kWh) x (% tempo) x (% cv carga total) / Eficiência do Motor

As variáveis envolvidas nesta fórmula:

• cv = cavalo-vapor do freio ou cavalo-vapor do eixo do compressor (Potência necessária para rodar o compressor. Pode ser verificado nas especificações do equipamento)

• 0,746 = fator de conversão de hp para kW

• $/kWh = custo de 1 kWh de eletricidade em dólares

• %tempo = a porcentagem de tempo que o compressor funciona a carga total

• %cv carga total = a porcentagem de cavalo-vapor do freio que o compressor usa enquanto está funcionando. Isso deve ser verificado monitorando o consumo de amperagem no motor do compressor durante a operação.

• Eficiência do Motor = a porcentagem de eficiência do motor elétrico neste nível de operação.

Exemplo 1:

Digamos que você tenha um compressor de 50 cv que funciona por 8.000 horas por ano. O custo de energia é $0,10 por kWh, e o motor do compressor é 80% eficiente. O consumo de amperagem no motor do compressor durante a operação foi medido e considerado 56 amps.

O custo do ar comprimido seria calculado da seguinte forma:

Custo do Ar Comprimido = (50 cv) x (0,746) x (8.000 horas) x ($0,10/kWh) x (100% tempo) x (56% cv carga total) / (80% eficiência do motor)

Custo do Ar Comprimido = $20.888 por ano

Como você pode ver, o custo do ar comprimido pode ser alto. Neste exemplo, custaria pouco mais de $20.000 por ano para operar o compressor.

Agora vejamos outro exemplo para ver como alterar algumas variáveis pode impactar o custo.

Exemplo 2:

Vamos assumir que sua instalação de manufatura tem um compressor de 100 cv (requer 110 cvf), que opera por 7.000 horas anualmente.

A máquina está totalmente carregada 85% do tempo (com eficiência do motor de 95%) e descarregada o resto do tempo (tem 25% cvf carga total e eficiência do motor de 90%). A taxa elétrica agregada é $0,10/kWh.

O custo quando totalmente carregado:

((110 cv) X (0,746) X (7.000 h) X ($0,10/kWh) X (0,85) X (1,0))/.95 = $51.396,00

O custo quando parcialmente carregado:

((110 cv) X (0,746) X (7.000 h) X ($0,10/kWh) X (0,15) X (0,25))/.90 = $2.393,00

Custo energético anual = $51.396,00 + $2.393,00 = $53.789,00

Custos Típicos de Ar Comprimido ao Longo da Vida em Perspectiva

Embora o custo do ar comprimido possa ser alto, é importante mantê-lo em perspectiva. A maior parte do custo está relacionada à eletricidade, que é um custo relativamente estável.

Um compressor de 75 cv operado dois turnos por dia por cinco dias por semana a uma taxa agregada de $0,05/kWh por mais de dez anos pode ser assim:

• Equipamento: 12%
• Manutenção: 12%
• Eletricidade: 76%

Além disso, o custo do ar comprimido é frequentemente uma pequena porcentagem do custo total de produção. Por exemplo, em uma típica planta de alimentos e bebidas, o custo do ar comprimido é frequentemente menor que 1% do custo total de produção.

Na maioria dos casos, o custo do ar comprimido é uma parte relativamente pequena do custo total de produção. No entanto, existem algumas instâncias onde o custo do ar comprimido pode ser uma parte significativa do custo total de produção.

Por exemplo, em uma planta que usa ar comprimido para sopro de moldagem ou para esterilizar material de embalagem, o ar comprimido pode ser uma parte significativa do custo total de produção.

Entendendo o Programa BestPractices

BestPractices é um programa desenvolvido pelo Instituto de Ar Comprimido e Gás (CAGI) para ajudar empresas a entender como otimizar seu uso de ar comprimido.

O programa fornece às empresas diretrizes sobre como reduzir o custo do ar comprimido mantendo ou melhorando a qualidade. Seguindo as diretrizes BestPractices, as empresas podem economizar dinheiro enquanto garantem que estão usando ar comprimido eficientemente.

O programa BestPractices também pode ajudar as empresas a evitar problemas potenciais que poderiam levar a tempo de inatividade ou outros problemas de produção.

Considerações Finais

O custo do ar comprimido pode ser alto, mas é importante mantê-lo em perspectiva. A maior parte do custo está relacionada à eletricidade, que é um custo relativamente estável. O mais importante, monitorar este custo pode beneficiar as empresas pois ajuda a identificar áreas potenciais para melhoria de eficiência.

Adicionalmente, o programa BestPractices fornece diretrizes sobre como otimizar o uso de ar comprimido, o que pode ajudar as empresas a economizar dinheiro enquanto garantem que estão usando ar comprimido eficientemente.

John Henry Foster é seu parceiro para sistemas e serviços de ar comprimido de alta qualidade. Se você tiver alguma dúvida sobre seus sistemas e peças de ar comprimido, sinta-se à vontade para nos contatar hoje.