Funcionamento frio: por que a temperatura é fundamental para os fabricantes de equipamentos

As pás reversíveis dos ventiladores são uma ferramenta de limpeza poderosa para máquinas que operam em áreas com altos níveis de partículas em suspensão.

É justo dizer que os sistemas de refrigeração provavelmente não estão no topo da lista de prioridades dos fabricantes de equipamentos originais (OEMs).

No entanto, o resfriamento desempenha um papel fundamental no desempenho, na confiabilidade e na manutenção das máquinas. Os avanços na tecnologia de ventiladores devem ser de crescente interesse para os fabricantes que buscam oferecer aos clientes um maior retorno sobre o investimento.

A expulsão automática de partículas dos radiadores é um dos aspectos mais benéficos da automação de máquinas.

Com a aparente suspensão de novas regulamentações sobre emissões, os fabricantes de equipamentos originais (OEMs) têm a oportunidade de voltar a concentrar-se na funcionalidade essencial das máquinas. Inovações como ventiladores autolimpantes podem ser fundamentais para melhorar o desempenho, o tempo de atividade e a eficiência.

Automação e refrigeração

A busca pela autonomia – que hoje significa, em grande parte, automação de funções específicas – já está aprimorando o desempenho das máquinas na construção civil. Isso se tornará cada vez mais importante à medida que operadores experientes se aposentarem ou deixarem o setor.

Mark MacDonald, gerente de vendas da Cleanfix Fans, empresa que produz ventiladores reversíveis para equipamentos pesados em diversos setores, afirma: "Em média, acredito que a automação das funções das máquinas está aumentando a produtividade, o que pode ser significativo para empresas que operam grandes frotas de equipamentos."

Um certo nível de autonomia é claramente benéfico, mas os veículos totalmente autônomos introduzem novos desafios, principalmente no que diz respeito à manutenção. Por exemplo, sem um operador presente para resolver problemas em tempo real, um simples radiador entupido pode se transformar em perda de tempo crítica devido ao superaquecimento ou à insuficiência de fluxo de ar.

Com o simples pressionar de um botão, o operador pode inverter o sentido de rotação das pás do ventilador para expelir poeira e outras partículas do radiador.

“Um problema que um operador resolveria em poucos minutos pode agora levar horas, se for preciso esperar que alguém se desloque fisicamente até o local”, explica MacDonald.

Essa possível mudança na manutenção de máquinas significa que soluções preventivas, como a limpeza automática do sistema de refrigeração, terão ainda mais valor.

Resfriamento: um desafio de projeto

“Para os fabricantes de equipamentos originais (OEMs), tentar integrar sistemas de refrigeração tem sido um desafio, provavelmente desde que as regulamentações de emissões Tier 2 entraram em vigor”, diz MacDonald.

“Francamente, especificar um ventilador que forneça o fluxo de ar necessário é bastante simples. Agora, o desafio é integrar o sistema a uma arquitetura de máquina com restrições de espaço e custo.”

A isso se soma a necessidade de manter a visibilidade do operador, garantir que a manutenção possa ser realizada facilmente e minimizar o peso e a complexidade, e a importância de um design de ventilador mais inteligente fica clara.

“Sistemas de refrigeração limpos são mais eficientes. Não há dúvidas quanto a isso”, afirma Shayne Rose, Gerente de Engenharia da Cleanfix. “A implementação de um ciclo de limpeza regular melhora a eficiência geral do sistema de refrigeração. Isso reduz a necessidade de energia do ventilador e aumenta o desempenho da máquina.”

O potente ventilador autolimpante pode ejetar folhas e outros materiais de equipamentos pesados.

Essa combinação, juntamente com tecnologias como a variação da inclinação das pás, potencializa os benefícios do ventilador, já que sistemas mais limpos exigem menos fluxo de ar. O ventilador não precisa trabalhar tanto, o que economiza energia e pode prolongar a vida útil dos componentes da máquina.

Ventiladores autolimpantes

Os ventiladores reversíveis tradicionais, acionados hidraulicamente, funcionam diminuindo e invertendo a rotação do ventilador para expelir detritos dos núcleos de resfriamento.

Embora essa abordagem já tenha sido considerada de última geração, ela acarreta algumas concessões.

“Inverter o sentido de rotação da ventoinha leva tempo”, diz Rose, “durante o qual o desempenho de refrigeração diminui, e isso é um problema potencial em condições de alta carga e alta temperatura.

“Não é possível recuperar o desempenho de resfriamento, pois a ventoinha agora gira ao contrário, e a limpeza não é tão eficaz.”

O efeito de arrasto da inversão da rotação de uma ventoinha representa energia desperdiçada – que é perdida para a máquina, mesmo quando o motor não exige um alto grau de refrigeração. Então, o que pode ser feito em relação a essa perda parasitária?

Mark MacDonald

Os ventiladores Cleanfix adotam uma abordagem fundamentalmente diferente. Em vez de inverter a direção do ventilador, as próprias pás giram, invertendo o fluxo de ar. "Dessa forma", diz ele, "o ventilador consegue manter um alto nível de eficiência de resfriamento e também proporcionar um desempenho de limpeza de alta qualidade."

É uma solução de engenharia elegante para um desafio de desempenho no mundo real.

Sustentabilidade e ciclo de vida

Há também um claro aspecto de sustentabilidade nos ventiladores autolimpantes. "Seja em termos de custo inicial ou de sustentabilidade devido ao aumento da vida útil do equipamento, um ventilador de última geração trará benefícios em ambos os aspectos", afirma MacDonald.

“A limpeza regular do radiador minimiza o estresse térmico no motor, reduz o risco de superaquecimento e diminui a probabilidade de falhas catastróficas – tudo isso prolonga a vida útil dos principais componentes e reduz o tempo de inatividade.”

Um motor com melhor desempenho também consumirá menos combustível.

As pás do ventilador giram em torno de seus próprios eixos dentro do cubo, permitindo que sejam posicionadas da melhor forma para resfriamento e limpeza.

Para fabricantes de equipamentos originais (OEMs) com metas de sustentabilidade – ou usuários finais que buscam obter mais de sua frota com o mínimo de tempo de inatividade – esta é uma situação vantajosa para todos.

Ventiladores autolimpantes parecem ser uma boa opção para ambientes como mineração e agricultura, onde detritos são uma preocupação constante. Nesses setores, a limpeza diária dos radiadores é praticamente a norma.

“Ninguém quer ter que limpar os radiadores manualmente todos os dias. Não é uma tarefa agradável e ninguém gosta de fazê-la”, diz MacDonald. “Se você pudesse chegar ao final do dia, apertar um botão e pronto, os radiadores estariam limpos, quem não gostaria disso?”

Mas os benefícios não se limitam a casos de uso extremos. Em ambientes mais moderados, onde o acúmulo de poeira nem sempre aciona luzes de advertência ou problemas imediatos, máquinas operando com menos de 100% de eficiência podem passar despercebidas.

“Do ponto de vista da eficiência de combustível, é difícil para os usuários finais quantificarem as perdas no desempenho de suas máquinas”, afirma Rose. Nesses casos, os ventiladores autolimpantes podem oferecer uma solução proativa para reduzir esses problemas cumulativos.

O gráfico mostra o processo simples pelo qual se podem obter inversões temporizadas do ângulo de inclinação das pás do ventilador.

Rose afirma que a tecnologia beneficiou enormemente o processo de fabricação da unidade Cleanfix, ajudando a minimizar sua massa para garantir a máxima eficiência de combustível, além de destacar os materiais robustos que lhe conferem resistência e durabilidade impressionantes.

Integração inteligente

Segundo MacDonald, os fabricantes de equipamentos originais (OEMs) obterão o máximo valor ao se envolverem desde o início com as equipes de projeto de ventoinhas. "Isso pode significar repensar alguns outros sistemas", diz ele, "mas o objetivo é trazer valor e benefícios para o OEM."

Em relação à tecnologia integrada nos sistemas de ventilação, ele afirma que oferecem múltiplas opções de controle e podem ser acionados por temporizador, lógica da máquina ou manualmente pelo operador. “No que diz respeito ao resfriamento, o sistema utiliza um sistema de controle eletrônico de circuito fechado para variar a inclinação das pás com base em dados de temperatura em tempo real.

Gerente de Engenharia da Cleanfix, Shayne Rose

Esse controle pode ser integrado à ECU do fabricante original ou por meio de um módulo de controle que regula o passo da pá através de dados do barramento CAN do veículo.

Esse nível de integração permite que o ventilador se ajuste dinamicamente às mudanças nas demandas de refrigeração, aumentando ainda mais a eficiência.

MacDonald também descreve uma alternativa exclusiva ao controle eletrônico de tom – o sistema Cleanfix Variable-Pitch.

Este sistema utiliza células térmicas montadas em ventiladores para girar mecanicamente a pá até o ângulo necessário, com base na temperatura do ar de refrigeração. A solução elimina toda a necessidade de programação, hardware e sensores adicionais.

Vantagem competitiva

Os ventiladores autolimpantes deixaram de ser um acessório de nicho e se tornaram um componente prático que melhora o desempenho e aborda desafios crescentes do setor, como escassez de mão de obra, tempo de atividade das máquinas, sustentabilidade e custo total de propriedade das máquinas.

Para os fabricantes de equipamentos originais (OEMs), integrar a tecnologia de ventiladores autolimpantes é uma forma de diferenciar suas máquinas e, ao mesmo tempo, reduzir custos para os usuários finais.

“No fim das contas”, diz MacDonald, “funciona para todos”.

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Este artigo foi produzido pelo Estúdio de Conteúdo da KHL, em colaboração com especialistas da Cleanfix América do Norte.

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Todas as imagens são cortesia da Cleanfix North America.

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