Pneumática na Indústria do Óleo e Gás
Conheça as vantagens e aplicações da pneumática industrial utilizadas na indústria de óleo e gás
Por Gustavo Marinho, CFPHS | 08 de Junho de 2019
A pneumática pode ser definida como um ramo de energia de fluidos na qual o ar comprimido é utilizado como fluido para execução de trabalho. É derivada da palavra grega “Pneuma”, que significa ar, vento ou respiração. Neste artigo, iremos discutir algumas aplicações dos sistemas pneumáticos mais comuns na indústria do óleo e gás de uma forma geral.
Sumário
Introdução
Sistemas pneumáticos utilizam o ar comprimido como meio de transmissão de energia pelo fato do ar ser abundante e poder ser facilmente exaurido para a atmosfera após completar sua tarefa. Além disso, sistemas pneumáticos são em geral mais baratos que sistemas hidráulicos, tanto para construção quanto para operação.
Os sistemas pneumáticos e hidráulicos são utilizados há muitos anos nos processos industriais e devido a isso, adquiriram um lugar estabelecido na indústria moderna. A pneumática é a tecnologia de energia fluida mais amplamente utilizada nas diferentes aplicações industriais humanas.
No sistema pneumático, o ar comprimido atua tanto como meio de trabalho como meio de controle. Devido suas vantagens de transmissão e controle, o ar comprido é amplamente aplicado nas indústrias conforme exemplos abaixo:
· Indústrias de manufatura, indústria automotiva, fabricantes de máquinas-ferramenta e fabricantes de aparelhos domésticos e comerciais;
· Indústrias de óleo e gás, indústria de processamento, tais como química, petroquímica, processamento de alimentos, têxteis, papel, etc;
· Usado no sistema de freios de automóveis, vagões ferroviários e impressoras;
· Robótica e mecatrônica em geral.
Imagem ilustrando utilização da tecnologia pneumática na indústria alimentícia.
Vantagens do uso da Pneumática
Com o objetivo de melhor enfatizar as vantagens à utilização de sistemas pneumáticos, vamos discutir abaixo, o PORQUÊ da utilização do mesmo;
Em instalações de fabricação, o ar comprimido é tão amplamente utilizado que é frequentemente considerado como o quarto utilitário depois da eletricidade, gás natural e água. Mas em comparação com a eletricidade, o ar comprimido é mais caro, então por que é tão amplamente usado para conduzir sistemas de automação fabril?
Os principais motivos são custos iniciais e de manutenção mais baixos, que se combina para tornar a pneumática a opção mais popular e econômica para a execução de movimento mecânico. Embora existam alguns, especialmente os fornecedores de atuadores elétricos, que afirmam que o movimento elétrico é melhor devido à sua eficiência energética superior, é difícil superar a simplicidade e a confiabilidade da pneumática.
Para a indústria do óleo e gás que é o foco do nosso artigo, não poderia ser diferente, a tabela abaixo por exemplo, mostra algumas vantagens da tecnologia pneumática quando comparada a outras tecnologias tais como hidráulica e elétrica no quesito transmissão de potência linear:
Na indústria do óleo e gás, embora a tecnologia de sistemas eletro/eletrônicos venha ganhando bastante espaço, principalmente devido à evolução dos fabricantes quanto às tecnologias aplicadas para componentes para áreas classificadas, bem como a hidráulica devido a sua relação potência/peso e novas tecnologias de manifolds altamente compactos, a pneumática ainda é sim amplamente utilizada devido sua simplicidade, baixo custo e fácil operacionalidade conforme descrito anteriormente. Discutiremos abaixo algumas das aplicações comumente encontradas para sistemas pneumáticos na indústria do óleo e gás no Brasil e em outros países ao redor do globo.
Equipamentos
· Equipamentos de posicionamento para Production/Casing String;
Pneumatic Autoclamp Weatherford GmbH.
· Painéis de Controle para WellHead e Subsea Intervention;
WellHead Control Panel da NOV.
· Sistema de controle para HPUs (Hydraulic Power Units) para Drilling e Intervention
HPU do fabricante Proserv para sistema de controle de intervenção em poços submarinos.
· Booster Pump (bomba pneumática de alta pressão comumente utilizada para pré-carga de nitrogênio) para pré-carga de acumuladores topside e subsea;
Booster pump da Haskel.
· Sistema de Purga de cabines para área classificada com Painel CPFG (Combined Pressurisation Fire & Gas control System);
Painel CPFG da PDC Systems Limited comumente utilizados para cabines de ROV.
· Carretel Pneumático para Operações Subsea de Intervention e Production;
Carretel pneumático para subsea intervention umbilicals do fabricante Natec.
· Sistema de controle Upstream
Válvula pneumática de controle do fabricante Emerson Process.
· Bomba Pneumática para sistema de emergência de HPU Multiplex para Drilling BOPs e Unidade Koomey;
Multiplex Hydraulic Power Unit do fabricante NOV.
· Painel de Controle do Diverter
Multiplex Diverter Panel do fabricante NOV.
· Bombas de Lama (Mud Pump);
Exemplo de bomba de lama com sistema de bombeio pneumático.
· Guincho Pneumático;
Guincho pneumático do fabricante RAM.
· Ferramentas de aplicação de torque;Bombas de transferência de fluidos, recirculação, etc.;
Bomba da ARO Pro Series 1 in.
· Ferramentas de aplicação de torque;
Ferramenta de torque da Radtorque com torque máximo de 3400 lbs/pé.
· Ferramentas pneumáticas para limpeza e pintura em geral;
Ferramenta pneumática para pintura do fabricante California.
Conclusão
Dentre as vantagens anteriormente descritas dos sistemas pneumáticos que fazem com que essa tecnologia seja amplamente utilizada na indústria do óleo e gás, segue abaixo algumas outras características que justificam sua utilização de forma notável:
a) Durabilidade e Confiabilidade Comprovadas: Os controles pneumáticos possuem a reputação de serem altamente duráveis e confiáveis: mesmo nos ambientes de produção mais difíceis. Quando comparados a outros controles, como componentes eletromotores que dependem de eletricidade, os controles pneumáticos que utilizam ar comprimido provaram ser muito mais confiáveis;
b) Design simples que se adapta a ambientes agressivos: Quando comparado a outros tipos de controles na indústria, os controles pneumáticos tendem a ser muito duráveis e não danificam facilmente. O ar comprimido também é menos provável de ser afetado por temperaturas extremas, poeira, corrosão, etc.
Contudo, como nem tudo são “flores”, os sistemas pneumáticos também possuem suas limitações e é importante estar ciente das mesmas:
Baixa precisão
A eficácia do uso de ar comprimido depende do volume de ar disponível. O volume de ar pode mudar dependendo do aquecimento do mesmo, fato que altera o volume de ar disponível para uso. Isso pode alterar a precisão na qual o ar comprimido pode ser usado.
Tratamento do ar é obrigatório antes do uso
Para que o ar comprimido seja utilizável em dispositivos pneumáticos, ele deve ser processado para remover vapor de água ou poeira que estão naturalmente presentes no ar. Se o ar não for processado corretamente, é possível que os componentes se desgastem rapidamente devido ao atrito.
Esses controles mudaram a forma como muitas empresas podem fazer negócios. Indústrias como manufatura, transporte e óleo e gás agora podem trabalhar com mais eficiência devido à disponibilidade de ar comprimido.
Em resumo, diante do cenário apresentado, perce-se que a tecnologia pneumática por conta de duas vantagens possui seu espaço conquistado e embora existam sim limitações para suas aplicações, devido a requisitos intrínsecos de suas propriedades físicas, ela provavelmente ainda estará presente por um bom tempo nas atividades relacionadas à indústria do óleo e gás, como vem sendo há aproximadamente um século.
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