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R Arno Luckow, 61 | 89.217-211 | Joinville | SC | (47) 9971-1763 | [email protected]
Por que aplicar Nitrogênio em Pneus de Frotas.
Security Importação e Exportação Ltda Ar Comprimido e gases Consultoria Empresarial e Engenharia Representações Técnicas e Comerciais
ARTIGO TÉCNICO: POR QUE APLICAR NITROGÊNIO EM PNEUS DE FROTAS: BENEFÍCIOS, GANHOS E FORMAS DE
DISPONIBILIDADE DO GÁS. Resumo:Embora a aplicação do Nitrogênio pelos operadores de frotas ainda seja remota e pontual, este gás já tem seu uso muito difundido na Europa e América do Norte. Nestes dois continentes, a popularidade do uso já alcançou uma escala ampla devido aos benefícios e ganhos que frotas de caminhões e ônibus encontraram com a aplicação deste gás para a calibragem dos pneus. Os principais ganhos que são normalmente quantificados de forma direta são: economia de combustível, aumento da vida útil dos pneus e aumento da segurança. Este artigo apresenta uma revisão da literatura técnica disponível no exterior, a qual já está enriquecida com diversos estudos de pesquisa com resultados práticos e apresenta as alternativas para se dispor deste gás.
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1. Introdução:
O mercado de transportes é um segmento muito competitivo e somente os melhores e mais capacitados
tem chances de se perpetuarem. Se de um lado há efeitos da pressão de aumento de custos, clientes mais
exigentes, necessidade de investimentos em novas tecnologias e veículos mais modernos, por outro lado, há
uma competitividade muito forte com as empresas sendo submetidas a uma concorrência de preços nos
valores de fretes que chega a ser quase predatória. É necessário um esforço comercial e de estratégia
operacional para manter a fidelidade dos clientes através de foco de atuação, excelência nos indicadores
logísticos e cumprimento de compromissos. Além disto, presenciamos o ano de 2008 com uma grande
demanda de serviços de frete e as frotas sofreram investimentos de novos veículos para atender ao
aquecimento da economia. Já em 2009 teremos uma incógnita: se no ano que passou o objetivo foi atender
ao aumento da demanda e aproveitar as oportunidades, no próximo ano a palavra de ordem deve ser
eficiência de custos e saúde financeira. Ao que tudo indica, não deveremos ter um crescimento da demanda
como tivemos recentemente, portanto, as empresas deverão se focar em capacitação, excelência e redução
de custos operacionais.
A calibragem com o Nitrogênio é uma alternativa muito importante para a redução de duas das principais
contas de despesas operacionais: pneus e combustíveis. Além disto, o uso do Nitrogênio reduz os dois
principais impactos ambientais gerados pelos transportes rodoviários: emissão de gases efeito estufa e
descarte dos pneus.
Embora não haja disponibilidade de material técnico desenvolvido sob testes nas condições brasileiras de
estradas, climas, limites de carga, distâncias percorridas, tipos de veículos, manutenção, compostos de
borracha e projeto de pneus, dentre outros aspectos, os artigos técnicos encontrados no exterior permitem
realizarmos um bom tratamento do tema. Assim, realizamos uma revisão bibliográfica das informações
disponíveis no exterior, bem como de alguns dados que conseguimos reunir no Brasil. Alertamos que os
experimentos e artigos técnicos elaborados no exterior são válidos uma vez que as condições climáticas,
limites de carga e a qualidade dos pavimentos não são tão agressivos quanto no Brasil. Desta forma, se o
uso de Nitrogênio sob condições melhores do que as nossas é viável técnica e economicamente, então a
tendência de termos resultados tão bons ou melhores no Brasil é muito provável.
2. Nitrogênio:
Uma das principais vantagens do uso do Nitrogênio é o fato de ser um gás inerte, ou seja, não reage com
outras substâncias e, além disto, ele é limpo e abundante. É facilmente encontrado no ar atmosférico que é
formado em sua composição por aproximadamente 78% deste gás, 21% por Oxigênio e o residual por outros
gases. Sua utilização ocorre em aplicações onde é necessário o controle de contaminantes como Oxigênio,
umidade, partículas e outros elementos nocivos. A sua molécula é aproximadamente quatro vezes maior do
que o Oxigênio, o que leva o Nitrogênio a ter uma capacidade de permeabilidade menor através da borracha
e lona dos pneus.
3. Aplicação em pneus:
Embora os benefícios do uso de Nitrogênio para a calibragem de pneus já sejam conhecidos há muito tempo
no exterior, esta aplicação encontrou limitações no Brasil devido ao seu alto custo, conhecimento técnico,
fatores culturais, indisponibilidade de dados para as condições brasileiras, dificuldades operacionais e de
logística e, finalmente, deficiências de marketing para realizar a promoção adequada do produto.
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Vamos repassar vários aspectos que contribuem para ganhos consideráveis do ponto de vista econômico,
bem como ambiental com o uso do Nitrogênio. Entretanto, conforme a referência [1], dois aspectos são
determinantes: um é a estabilidade da pressão e o outro é a eliminação do Oxigênio que é reagente e
provoca o envelhecimento acelerado do pneu.
3.1. Estabilidade da pressão por períodos mais longos:
Este é um dos principais fatores que determinam a redução de desperdício de combustível, aquecimento do
pneu por excesso de atrito da banda de rodagem no pavimento, fadiga da carcaça por excesso de
deformação, comprometimento da dirigibilidade do veículo, risco de estouro em tráfego e desequilíbrio de
pressão entre pneus que rodam em pares.
O primeiro ponto a discutirmos é o fenômeno da estabilidade da pressão propriamente. Neste caso, há dois
aspectos determinantes para variação excessiva da pressão de calibragem: o vazamento e a presença de
umidade.
O vazamento é influenciado por micro trincas na estrutura do pneu, válvula, fugas no talão e pela presença
de Oxigênio. As pressões nos pneus de ônibus e caminhões são muito elevadas, alcançando valores a frio de
6 a 7,5 barg (90 a 110libras/pol²). Com estes valores, há um grande potencial para promover a infiltração e
migração do oxigênio através da borracha e estrutura do pneu, o que leva a uma perda de pressão mais
acelerada do que na calibragem com Nitrogênio. Guy Walenga [2] da Bridgestone/Firestone dos EUA, afirma
que pneus calibrados com ar comprimido apresentam uma queda de pressão de 10% por mês, enquanto
que o uso de Nitrogênio leva a uma perda de apenas 2,5%. Portanto, há uma grande diferença na taxa de
perda de pressão. Assim, entre uma calibragem e outra, haverá uma queda de pressão muito maior para os
pneus que são calibrados com ar comprimido convencional, levando a frota a operar fora da pressão
recomendada por mais tempo ao longo dos seus trajetos. O manual da Goodyear [3] apresenta resultados
de testes que foram realizados com pneus operando com pressão 15% abaixo da recomendada. Neste caso,
houve uma redução de 8% da vida útil da banda de rodagem e aumento de 2,5%no consumo de
combustível. O informativo eletrônico Revista Pirelli Club Truck [4], informa que testes demonstraram que
uma pressão 1,3 barg (20 libras/pol²) abaixo da recomendada, leva a uma redução de até 23% da vida do
pneu.
Em nossos contatos com diversos operadores logísticos, é evidenciado que há uma grande ocorrência de
pressão abaixo da recomendada, inclusive com valores da ordem de grandeza apresentada no parágrafo
acima. Portanto, os operadores devem sofrer desperdícios elevados por perda da vida útil dos pneus, e
aumento de consumo de combustível. A União Européia [5] estima que 93,5% dos veículos trafeguem com
pneus abaixo da pressão recomendada, provocando um acréscimo de emissão de gases efeito estufa de 18,4
milhões de toneladas por ano e um desperdício de 8,1 bilhões de litros de combustíveis. O governo Norte
Americano também tem uma grande preocupação com este tema, que já foi até discussão acalorada na
campanha que elegeu Barack Obama. Os EUA [6] estimam que haja uma perda anual de 1,2 bilhões de
galões de combustível por ano devido aos pneus trafegarem com pressão abaixo da recomendada. Os custos
para os EUA são tão elevados que está em estudo a aprovação de regulamentação que determina a
utilização de sensores de pressão dos pneus em tempo real para o condutor assegurar que estão sob uma
pressão mínima de calibragem. Estudos estão sendo conduzidos com o Nitrogênio para validar o seu uso de
forma mais abrangente ainda nos EUA.
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A baixa pressão provoca, além de um desgaste maior da banda de rodagem, maior solicitação mecânica da
carcaça, desplacamento da banda por fadiga excessiva, aumento excessivo da temperatura do pneu e perda
por danos no talão ou estouro, que compromete a segurança da condução do veículo e aumenta o índice de
acidentes em tráfego.
A utilização de ar comprimido convencional de má qualidade, com umidade, óleo, partículas de óxido de
ferro, limalhas e pó, provoca danos às válvulas de calibragens dos pneus. Assim, há uma grande incidência
de micro vazamentos nesta peça que também contribuem para a perda de pressão. O uso de Nitrogênio, um
gás não reagente e livre de impurezas, vai preservar a vedação da sede da válvula de calibragem.
Outro aspecto muito importante na estabilidade da pressão de calibragem dos pneus é a eliminação da
umidade. Quando um pneu recebe ar comprimido convencional, na sua grande maioria sem um tratamento
mínimo de secagem e filtragem, é conduzida uma grande quantidade de umidade e água. A presença deste
contaminante no interior do pneu provoca variações muito elevadas da pressão. Por exemplo, quando a
pressão de calibragem é verificada nas primeiras horas da manhã antes do veículo entrar em circulação,
podemos ter o pneu a uma temperatura de 10°C. Assim, será arrastada uma quantidade de umidade e água
para o pneu a esta baixa temperatura. Ao trafegar em uma viagem para uma região mais quente, com
temperatura ambiente de 35 a 40°C e asfalto entre 60 e 70°C, chega-se a temperaturas de 80 a 90°C devido
ao atrito interno da sua estrutura do pneu e deste com o próprio pavimento. Assim, partimos de água e
umidade a 10°C para 80 a 90°C, uma variação de 70 a 80°C que vai provocar sua evaporação, com
conseqüente elevação excessiva da pressão dos pneus, aumentando o risco de explosão ou sobre pressão da
carcaça.
O raciocínio inverso também é válido para um pneu que é calibrado em um local com temperatura ambiente
de 35°C e vai trafegar em regiões frias de 0 a 15°C, onde haverá condensação da umidade com a
conseqüente queda da pressão.
A umidade também provoca um efeito danoso em pneus que rodam em pares. O pneu interno opera a
temperaturas maiores por estar menos refrigerado e mais próximo do cubo de freio que transmite o calor
gerado nas frenagens. Assim, em descidas de serras onde o freio é aplicado em grande intensidade, será
provocada uma condição desequilibrada de pressão com a evaporação mais acentuada da água no pneu de
interno, promovendo o arraste entre os dois pneus, desgastando as bandas de rodagem e elevando o
consumo de combustível.
O Nitrogênio atua no sentido de reduzir sensivelmente, ou eliminar, as características prejudiciais que
provocam a alteração da pressão no pneu. Sem o ar comprimido, a queda de pressão será reduzida, não
haverá contaminantes que danificam a vedação da válvula de calibragem e, por fim, não será arrastada a
água e umidade para dentro do pneu.
3.2. Envelhecimento do pneu
Há várias razões que levam à perda prematura dos pneus, antes de ser atingido o limite de quilometragem
ou número de vidas. Dentre as principais, há fatores externos e fora do controle do operador de frotas, bem
como aqueles internos e que dependem de boas práticas e procedimentos internos. Os fatores externos
estão associados a condições que podem ser consideradas acidentais ou circunstanciais, como por exemplo,
impactos causados por buracos com perda da carcaça, elementos perfurantes que provocam danos a lona e
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estrutura interna, pavimento do trajeto percorrido pelo veículo, tipo de carga que ocupa limite de peso de
veículo. O operador logístico tem pouca ou nenhuma possibilidade de atuar para minimizá-las.
Por outro lado, há fatores internos importantes que estão sob controle do operador de frotas: treinamento
operacional continuado dos motoristas, procedimentos de alinhamento e geometria da suspensão,
manutenção das molas e amortecedores e balanceamento dos pneus. Porém, há um fator interno que ainda
não é utilizado pela maioria dos operadores de frotas: a prática do uso de Nitrogênio para a calibragem dos
pneus, que tem alto impacto na vida útil dos pneus.
O ar comprimido entre 7 e 8 barg (110 a 120 libras/pol²) contém 7 a 8 vezes mais Oxigênio do que na
atmosfera, resultando em uma alta quantidade deste gás. Como vamos apresentar a seguir, o pneu
pressurizado com ar reúne as características de um reator químico que promove a sua oxidação. Ou seja,
contém: dois elementos químicos reagentes em alta concentração (Oxigênio de Carbono), pressão elevada
para promover a infiltração do Oxigênio na borracha e temperaturas altas para ativar a reação química. A
seguir vamos apresentar como ocorre a dinâmica deste processo.
O pneu é constituído essencialmente de cadeias de Carbono, um elemento altamente reagente
com o Oxigênio.
A alta pressão interna que é aplicada em pneus de caminhões e ônibus, de 7 a 8 vezes a
atmosférica, reúne uma quantidade de Oxigênio muito maior do que encontramos no ar que respiramos.
Além disto, a pressão torna a molécula do Oxigênio mais excitada e reagente, provoca sua migração através
da borracha e estrutura do pneu, fazendo com que ele quebre as longas cadeias de Carbono, fragilizando o
pneu.
As elevadas temperaturas de operação dos pneus nas estradas brasileiras, sob condições tropicais
e equatoriais, aceleram as reações do Oxigênio com o pneu. Além disto, a própria operação do pneu sob
fadiga mecânica em tráfego, atrito da banda com o pavimento e aquecimento transmitido dos freios,
promovem temperaturas de operação elevadas, de 80 a 90°C.
Assim, estão reunidas as condições necessárias para haver envelhecimento acelerado do pneu, com a
quebra das longas cadeias de Carbono que constituem a borracha e oxidação das lonas e aço. Quanto o
Oxigênio passa a reagir com a borracha, desenvolve micro trincas e atinge as lonas, passando a percorrer o
pneu na extensão da banda de rodagem acelerando o seu desplacamento. Em casos extremos de
aquecimento interno, criam-se condições para haver a explosão do pneu pela combustão.
Segundo estudos de reciclagem de pneus realizados pela FUNDEP [7], da Universidade Federal de Minas
Gerais, a pesquisadora Manuela Nasciutti alerta que os pneus apresentam alto índice de oxidação,
reduzindo as possibilidades de ser reciclado de forma mais nobre. A quebra das pontes de sulfeto e as
cadeias poliméricas que constituem a borracha geram um pó muito fino devido ao processo de
desvulcanização. Assim, os pneus que utilizarem Nitrogênio ao longo de sua vida útil ofereceram mais
possibilidades de serem reciclados em materiais mais nobres.
Pneus que recebem Nitrogênio na sua calibragem vão aumentar o número de vidas que poderão ser obtidas
nos processos de reforma. Além disto, os pneus terão confiabilidade muito próxima da primeira vida, como
demonstram estudos realizados [8].
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Além do Oxigênio que é um elemento nocivo no ar comprimido que agride o pneu, o óleo presente nos
compressores é um contaminante derivado de petróleo que provoca sérios danos à borracha. Note que os
fornecedores de pneus alertam para que o armazenamento dos pneus seja em locais isentos de derivados
petróleo em contato direto com a borracha. A grande maioria dos compressores utilizados para o
fornecimento de ar comprimido está em mau estado de conservação ou manutenção, o que provoca um
aumento do arraste de óleo para o interior dos pneus, introduzindo mais um agente prejudicial em grande
quantidade.
4. Resultados apresentados pela literatura internacional
A referência [8] é um excelente trabalho de pesquisa aplicada realizado no Canadá para quantificar os
ganhos que podem ser obtidos com o uso de Nitrogênio em frotas de caminhões. Embora já houvessem
bons trabalhos técnicos a respeito dos benefícios obtidos com este gás na calibragem de pneus, este estudo
de pesquisa aplicada foi patrocinado para levantar dados que encorajassem os operadores Canadenses de
frotas a adotarem esta tecnologia. Este trabalho foi realizado com uma frota de 70 caminhões que utilizaram
pneus com Nitrogênio e com ar comprimido, com a conversão de 65% da frota para Nitrogênio com pureza
de 95% e os demais veículos (35%) permaneceram com ar comprimido. Os dados de consumo de
combustível foram coletados diretamente do sistema automatizado de controle de abastecimento e do
módulo de controle eletrônico dos motores. Os resultados com Nitrogênio foram confrontados com dados
históricos da frota, normalizado pelas sazonalidades de estações do ano. A vida dos pneus foi controlada
pela medição da profundidade da banda de rodagem. Os condutores não sabiam quais veículos estavam
com ar ou Nitrogênio para evitar que isto promovesse uma influência na forma de condução dos veículos e
os testes foram realizados sem que houvesse alteração de rotas. O experimento foi conservativo com
relação aos resultados, uma vez que houve casos em que o cavalo calibrado com Nitrogênio pode ter sido
misturado com carreta calibrada com ar comprimido e vice versa. Porém, a possibilidade deste tipo de
ocorrência só pode ter atenuado os ganhos, o que torna os resultados mais conservativos.
A expectativa inicial era de obter-se uma economia de combustível de 2 a 4% pelas informações disponíveis
na literatura técnica. A economia foi de 3,3% para os veículos que operaram com Nitrogênio. Os pneus das
carretas passaram de 220.000 Km para 400.000 Km para a primeira vida. Para a segunda vida foram
encontrados aumentos de 100% na durabilidade dos pneus [9]. Assim, os resultados deste experimento
foram muito expressivos, o que aponta um ganho potencial elevado.
É importante observar que os fabricantes de pneus apontam ganhos menores do que estes alcançados pela
referência [8] e [9] por considerarem somente o controle de pressão utilizando ar comprimido. Com o uso
de Nitrogênio, o ganho será potencializado não somente pela estabilidade da pressão, mas também pela
eliminação do Oxigênio que reage com a borracha e provoca o envelhecimento do pneu. Este trabalho é
uma importante referência pelo fato de ser um dos últimos estudos de pesquisa aplicada recente, ou seja,
contempla o estado da arte com relação a veículos e pneus.
Finalmente, os estudos das referências [8] e [9] apontam quedas de 50% nas falhas por estouro de pneus.
Este valor expressivo foi decorrente dos ganhos com a estabilidade de pressão e preservação das carcaças
pela eliminação do Oxigênio.
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O trabalho de pesquisa realizado por Sperberg [10] também é uma excelente referência de testes práticos
de pesquisa realizados com pneus calibrados com ar comprimido e Nitrogênio. Este artigo é determinante
em sua afirmação: “Se deseja obter um milhão de milhas com um pneu, apenas remova o Oxigênio”.
Conforme seus experimentos, o aumento da primeira vida foi de 26%. As falhas de pneus caíram de 57%
para 30% e eles ainda rodaram 48% mais antes de falhar, quando comparados com o teste com ar
comprimido. Sperberg concluiu que o uso do Nitrogênio além de ser inteligente do ponto de vista
econômico, é também inteligente sob a ótica da segurança. Os pneus que sofreram os testes até a extinção
da vida foram analisados por microscópios eletrônico e a borracha daqueles que utilizaram ar comprimido
haviam perdido sua característica elástica, assumindo uma condição similar a um plástico. Os pneus que
utilizaram ar comprimido sofreram uma ação do Oxigênio que degradou as cadeias de Carbono e quebrou as
pontes de sulfeto. Normalmente é dito que o pneu atingiu seu limite de fadiga, porém, o que ocorre na
verdade é que este é o resultado da sua oxidação, conforme Sperberg. Quando o pneu atinge este estado
não há mais o que fazer e não há como se continuar seu uso, mesmo que haja banda de rodagem com
sulcos em condições de serem utilizados.
Todos os artigos técnicos e publicações que foram encontrados no exterior afirmam categoricamente:
elimine o uso do ar comprimido na sua frota.
5. O Quê os Fabricantes de Pneus Afirmam:
Não é encontrado material técnico com dados quantitativos, porém, de maneira geral eles afirmam que o
Nitrogênio promove o aumento da vida útil dos pneus por apresentar maior estabilidade da pressão devido
a características de menor permeabilidade através do pneu.
A Pirelli em seu site Pirelli Club Truck [11] recomenda o uso de Nitrogênio como forma de garantir o
aumento da segurança e durabilidade dos pneus.
A Goodyear do Brasil [12] afirma que “O nitrogênio apresenta menor alteração de pressão e temperatura
após longos percursos, podendo aumentar a vida útil do pneu (perceptível mais em pneus de caminhão
devido ao maior tempo de rodagem e temperaturas, mas claro, dependendo das condições de uso)”
A Michelin [13] em sua seção de Dúvidas Freqüentes afirma:
“Uso de Nitrogênio pode trazer alguns benefícios ao Pneumático:
Menor temperatura externa;
Menor oxidação do material ferroso (cabos de aço);
Menor perda de pressão, já que o nitrogênio não migra com facilidade através da borracha.”
A publicação mais positiva encontrada por parte dos fabricantes foi o boletim da Bridgestone dos EUA [14].
Este material passa em detalhes todos os aspectos técnicos relativos aos benefícios que o Nitrogênio trás
com o seu uso. Conclusivamente ele afirma que testes demonstram que é possível atingir um ganho de até
26% na vida útil dos pneus de caminhões. O boletim afirma que uma pureza de 95% é suficiente para obter
todos os benefícios que o Nitrogênio pode oferecer. Além disto, este material afirma:
“Benefícios da calibragem com Nitrogênio:
Menor perda de pressão
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Menor flutuação da pressão com calor
Reduz corrosão dos aros
Aumenta a vida da banda de rodagem
Aumenta o número de vidas do pneu”
Nota: tradução do autor desta parte do boletim Bridgestone/Firestone, a versão original em inglês pode
ser acessada em www.trucktires.com.
6. Disponibilidade de Nitrogênio no Brasil:
O Brasil experimentou um esforço de mercado para a introdução do uso de Nitrogênio na década de 1990.
Houve um esforço principalmente para aplicação em automóveis de passeio, através da disponibilização em
alguns postos de combustíveis e centros de serviços automotivos, com garrafas de Nitrogênio. O valor do
gás era cobrado e não foi popularizado, uma vez que não havia uma evidência do ganho para o usuário.
Para operadores de frotas, houve a oferta de Nitrogênio em garrafas com pureza acima de 99%. O principal
problema enfrentado nesta alternativa foi o elevado custo do gás e aspectos logísticos de controle de
aquisição e estoque. Assim, houve uma tentativa inicial tanto para aplicação em veículos automotivos e
caminhões, porém, pelas dificuldades acima, sua popularização foi frustrada.
Na América do Norte e Europa, o uso do Nitrogênio para a calibragem de pneus foi popularizado com a
disponibilização de geradores de Nitrogênio a partir de ar comprimido. Esta alternativa tecnológica está
sendo disponibilizada no Brasil recentemente com vantagens em relação à aquisição de gás: menor custo do
gás gerado, não requer processos de aquisição continuados com seus compradores, não requer mais um
controle de estoque, não tem perigo de manuseio de garrafas de gás, o equipamento fornece gás de acordo
com a sua demanda e ainda de forma autônoma. A solução mais interessante do ponto de vista econômico
e tecnológico são as membranas de separação do gás. Há também a geração a partir do sistema PSA, que
oferece gás com pureza acima de 95%, porém, tem um custo maior e não é necessário um grau de pureza
tão elevado, conforme relatado na literatura e publicações no exterior.
As membranas, que são a principal fonte de Nitrogênio nas frotas da Europa e EUA, são dotadas de uma
tecnologia fina. A separação do Nitrogênio presente no ar comprimido ocorre através de um material que
emprega Nanotecnologia. O gás passa por dentro de feixes de micro tubos que são fabricados com este
material de alta tecnologia, e as suas paredes (membrana) são capazes de realizar uma separação seletiva
do Nitrogênio em relação às demais moléculas. Assim, o ar comprimido que possui em sua composição N2
em 78,1%, O2 em 20,9% e outros gases em 1%, tem sua pureza elevada para 95% de N2 ao deixar o gerador.
Os demais gases são devolvidos para a atmosfera. Além da separação dos gases mencionados, a membrana
libera o Nitrogênio virtualmente isento de umidade, pois ela também é separada.
Como a membrana é o coração do sistema, é necessário que haja um tratamento do ar comprimido para
aumentar a sua vida útil. Assim, o sistema requer o uso de filtros apropriados e um secador convencional
por refrigeração. É recomendável o uso de compressores rotativos de parafuso, dedicados para o gerador,
que entrega ar com características melhores e tem uma longa vida útil. Um sistema bem dimensionado, com
um tratamento de ar confiável, terá uma vida útil para a membrana de 5 a 10 anos, dependendo da sua taxa
de utilização e manutenções preventivas, resultando em um custo operacional baixo.
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A escolha do gerador de Nitrogênio merece cuidados especiais, principalmente com relação ao seu
dimensionamento e desempenho efetivo. Trata-se de um equipamento que tem em sua essência, alta
tecnologia, portanto, é necessário escolher o potencial fornecedor com domínio da tecnologia empregada,
assistência técnica e marca de renome. Além disto, verifique se este fornecedor vai realizar auditorias
periódicas do seu sistema e assegurar que o equipamento e cumpre com o desempenho do uso pretendido,
ou seja, gerando Nitrogênio na pureza mínima necessária.
O correto dimensionamento do sistema de geração para atender a demanda de gás que a empresa vai
necessitar é imprescindível. Um erro pode causar uma série de transtornos e custos adicionais de
investimento não previstos ou calibragem de pneus muito lenta, não atendendo ao tempo máximo aceitável
do veículo parado para esta operação. Para empresas que possuem várias unidades operacionais onde são
realizados processos de manutenção dos pneus e calibragem, deve ser realizado um projeto de localização
estratégica dos equipamentos que vão dar uma boa cobertura da frota pelos entroncamentos de fluxo de
veículos.
7. Ganhos Econômicos:
Vamos realizar agora, um pequeno exercício de ganhos econômicos que podem ser obtidos com o uso do
Nitrogênio. Para termos uma avaliação conservadora, vamos adotar os valores que os fabricantes de pneus
informam considerando apenas o efeito de estabilidade de pressão que o Nitrogênio oferece, sem
considerar o efeito de envelhecimento causado pelo Oxigênio, efeito de instabilidade de pressão causado
pela presença de água e umidade, ação corrosiva da água, presença de óleo que é um derivado de petróleo
que degrada a borracha, disponibilidade da frota para calibragens mais periódicas, paradas mais freqüentes
para trocas de pneus e finalmente, acidentes e paradas não programadas por estouros de pneus em tráfego.
Portanto, nossa avaliação inicial é bastante simples e muito conservadora.
Conforme citado por fabricantes de pneus [14], há um desperdício de até 2,5% de combustível e redução da
vida útil em até 15% dos pneus operando abaixo da pressão recomendada. Vamos admitir que a frota possa
operar em até 50% de seus percursos com esta condição, ou seja, os veículos foram colocados em tráfego
com a pressão correta e operaram em até 50% dos seus percursos com a pressão abaixo dos valores
recomendados. Com o uso do Nitrogênio, vamos admitir que a frota vá operar dentro das pressões
recomendadas em 95% do seu trajeto percorrido. Para uma frota típica que opera 1.200.000 km por mês,
com um consumo médio de diesel por veículo da ordem de 2,6 km/l, a um custo médio do litro a R$
1,98/litro, o custo mensal com a conta combustíveis será de R$ 913.846. Vamos assumir para este exemplo
típico, que esta frota necessite de uma reposição de 80 pneus novos por mês a um custo médio de R$
950,00 a unidade e 130 reformas de pneus a um custo médio de R$ 295,00 cada. Assim, a sua conta pneus
será de R$ 114.350,00 por mês. Considerando as premissas acima, o uso de Nitrogênio vai gerar um ganho
em combustíveis da ordem de R$ 123.369,00 e de pneus em R$ 92.624,00 por ano, totalizando ganhos
anuais de R$ 215.993,00. Este exemplo é bastante típico, uma vez que nos deparamos freqüentemente com
empresas que possuem estas características operacionais. Note que este ganho é que deve repor os
investimentos e custos operacionais para a geração de Nitrogênio. Entretanto, com este retorno, os
investimentos são recuperados rapidamente e o ganho é perpetuado ao longo de toda a vida operacional da
frota. Imagine estes ganhos ao longo de 5, 10, 15,..., anos, com todas as gerações de pneus que serão
repostos e gastos com combustíveis.
8. Ganhos Ambientais:
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Há um grande esforço para a redução de rejeição de pneus para o meio ambiente e geração de gases efeito
estufa. Temos, no Brasil, dois programas de incentivo a redução dos impactos ambientais. Um é o CONPET
[15], patrocinado pela Petrobrás e Ministério das Minas e Energias e o outro é através da CNT com o
DESPOLUIR [16].
O uso de Nitrogênio vai refletir diretamente sobre estes dois fatores de grande impacto ambiental
ocasionados pelos operadores de frotas no setor de transportes e é um agente que contribui com estes dois
programas Brasileiros.
8.1. Pneus:
Há um grande esforço por parte dos fabricantes em desenvolver novos projetos e compostos que promova
o aumento da vida útil dos pneus, cursos e treinamento para desenvolver a conscientização quanto ao
controle da pressão de calibragem, auxiliar na escolha e seleção dos tipos mais adequados a cada aplicação,
incentivar a verificação periódica de alinhamento, geometria e balanceamento do veículo. Os operadores de
frotas investem continuamente no treinamento dos condutores e patrocinam a mobilização das entidades
de classe dos transportadores para exigirem melhores estradas e condições de tráfego. São esforços
necessários e continuados. Porém, percebemos que o mercado ainda não foi despertado para os ganhos
que o uso do Nitrogênio pode promover, sem a necessidade continuada de investimentos.
Além disto, as carcaças terão um aumento considerável de vidas, reduzindo a necessidade de uma rejeição
elevada para o meio ambiente de pneus que ainda poderiam continuar em uso por mais tempo. Os pneus
terão uma borracha em melhores condições de ser reciclada quando for destinada ao descarte, uma vez que
ela não terá sofrido a ação oxidante presente no ar comprimido, agravado com a presença de umidade e
óleo.
8.2. Emissão de Gases Efeito Estufa:
A redução de desperdício de combustível provoca uma diminuição de emissão de gases efeito estufa. Para
cada 1.000 litros de diesel queimado é emitido aproximadamente 2,68 toneladas de CO2 e 60 Kg de
particulados. No exemplo que mencionamos acima, esta frota consumiria 461.538 litros de diesel por mês e
emitiria aproximadamente 1.236 toneladas de CO2 e 27 toneladas de particulados por mês. Uma economia
de 2,65% de combustível levaria a uma redução de 31 toneladas por mês de emissão de CO2 E 692 Kg de
particulados. Em um ano, esta frota reduziria suas emissões em 371 toneladas de CO2 e em 8,3 toneladas de
particulados.
São valores consideráveis e permitiriam uma redução importante nos principais impactos ambientais de
uma frota, emissão de gases efeito estufa e rejeitos de pneus. Há uma grande quantidade de operadores
logísticos e de transporte de passageiros que poderiam promover reduções importantes de impactos
ambientais significativos em nosso meio ambiente, além de obter reduções em suas principais despesas
operacionais.
9. Conclusão:
O uso do Nitrogênio teve uma tentativa de introdução nas empresas de transporte rodoviário através da
venda do gás na forma de garrafas ou granel na década de 1990. Entretanto, o seu elevado custo, a
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necessidade de controle no estoque, riscos no seu manuseio, mais um item de negociação periódica por
parte do departamento de compras, não promoveu a sua popularização no Brasil. Mesmo sob estas
condições, há operadores de frotas que perceberam seus ganhos e mantiveram sua utilização. Outro
aspecto que assume mais importância atualmente é o contexto ambiental, algo que ainda não era discutido
com tanta ênfase. Devemos considerar, também, que há mais dados que demonstram os ganhos com o uso
de Nitrogênio, já bastante difundido na Europa e América do Norte.
Ainda não temos estudos voltados para as características brasileiras de clima, tipos de pavimentos,
geografia, forma de condução, conceito dos veículos produzidos aqui, limites de cargas e manutenção dos
veículos. Os estudos e dados de pesquisa que acessamos foram realizados para países de clima mais frio que
o Brasil, entretanto, os ganhos lá foram muito maiores na estação de verão e nas regiões mais quentes.
Portanto, considerando que temos a circulação dos nossos veículos em regiões tropicais e equatoriais, os
ganhos deverão ser mais expressivos ainda. Se, nas condições de climas mais frios que os nossos há
viabilidade técnica e econômica, podemos acreditar que teremos resultados ainda mais positivos para as
condições brasileiras.
O Brasil já possui fornecedores de alta qualidade para geradores de Nitrogênio, o que promove uma
redução substancial de custos e torna muito atraente a aplicação deste gás. Temos agora condições de
popularizar a introdução deste conceito nas frotas de veículos de transporte rodoviário.
Todos os artigos e materiais técnicos incentivam o uso do Nitrogênio para a calibragem dos pneus,
principalmente em caminhões e ônibus onde há grandes solicitações sobre este componente, grandes
distâncias percorridas mensalmente e redução de consumo de combustível.
O Brasil é um país continental, e tem seu transporte de carga e passageiros com grande peso no modal
rodoviário. Os veículos trafegam grandes distâncias sob condições severas de clima e pavimentos.
Portanto, seja qual for a origem do gás, aquisição em garrafas, a granel ou geração própria, aplique
Nitrogênio nos pneus de sua frota para colher benefícios de alto impacto econômico e ambiental.
A Security preparou este artigo e é uma empresa de engenharia com grande experiência em gases e ar
comprimido. Consulte-nos para esclarecer maiores dúvidas e visite nossa web site para nos conhecer:
www.sec-eng.com.br . Nosso contato é [email protected] .
Autor do artigo:
Paulo Paim Bräscher F
Engenheiro Mecânico com mestrado em Engenharia Macânica, MBA em Marketing e MBA em Finanças
Corporativas. Tem 15 anos de experiência como gerente de Pesquisa e Desenvolvimento de Produtos, com
atividades desenvolvidas no Brasil e Mercado Internacional. Atualmente é sócio da Security, uma empresa
de engenharia, consultoria e representações técnicas e comerciais e leciona disciplina de pós-graduação em
Análise de Projetos e de Riscos.
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Referências de informações:
[1] MacIsaac Jr, James D., What NHTSA Applied Research Has Learned From Industry About Tire Aging (uma
tradução para o texto seria: “O que a Pesquisa Aplicada da NHTSA Aprendeu das Indústrias a Respeito do
Envelhecimento dos Pneus”), July 31, 2003, http://www-nrd.nhtsa.dot.gov/vrtc/ca/tires.htm
[2] Walenga, Guy; Nitrogen Inflation for Tires, presentation at Clemson Tire Conference, March 11, 2004,
http://www.tiresavernitrogen.com/pdf/Technical%20-%20Bridgestone%20Research%20-%20Walenga.pdf
[3] Goodyear Radial Truck Tire and Retread Service Manual:
http://www.goodyear.com/truck/support/servicemanual.html
[4] Revista Eletrônica Pirelli Club Truck, Notícias,
http://www.pirelliclubtruck.com.br/revistaclubtruck/revista/truck06/tecnica.html
[5] Green Car Congress – Energy, Technologies, Issues and Policies for Sustainable Mobility,
http://www.greencarcongress.com/2007/03/study_underinfl.html
[6] Government Accountability Office Document addressed to The Honorable Byron L. Dorgan, United States
Senate, Subject: Underinflated Tires in the United States http://www.gao.gov/new.items/d07246r.pdf .
[7] Nasciutti, Manuela; FUNDEP Cases: Borracha ambientalmente correta
http://www.fundep.ufmg.br/homepage/cases.asp?cod=457
[8] Mech, Andre and Mech, Konrad; Nitrogen Tire Inflation on Long Haul Trucking - Final Report, 12 June
2007, Freight Sustainability Demonstration Program (FSDP), Contribution Agreement Number 156357.
[9] Mech, Konrad, P.Eng. MBA; Why Nitrogen Tire Inflation Extends Commercial Tire Tread Life, Drexan
Corporation, 7 October 2005.
[10] Sperberg, Laurence R.; Million Mile Truck Tires - Available Today "Oxygen and Moisture - the Killer of
Tires", Probe Forensic and Testing Laboratory, El Paso, Texas, 1985,
[11] Pirelli Club Truck; Nitrogênio: segurança e durabilidade garantidas
www.pirelliclubtruck.com.br/revistaclubtruck/revista/truck05/curtas.html
[12] Goodyear do Brasil; http//www.goodyear.com.br/tirecatalog/passenger/perguntas.html
[13] Bridgestone/Firestone North American Tire; Real Questions, Real Answers, Volume 8, Issue 3, 2003,
www.trucktires.com.
[14] Catálogo Geradores de Nitrogênio Truck TyreSaver Parker-Hannfin, Boletim 01-FBP BR, Setembro 2008
[15] CONPET, Programa Nacional de Racionalização do Uso dos Derivados do Petróleo e do Gás Natural,
patrocinado pela PETROBRÁS e Ministério das Minas e Energias; http://www.conpet.gov.br/ .
[16] DESPOLUIR – Programa Ambiental do Transporte, Patrocinado pela CNT – Confederação Nacional de
Transporte; http://www.cnt.org.br/servicos/despoluir_origemobjetivos.asp .
