Simulação CFD das cabinas de pintura e de lixagem
A EOLIOS realiza estudos para as cabinas de pintura a fim de otimizar o rendimento e a qualidade do ar com recurso a ferramentas de simulação CFD.
Estudar
- Medições no local
- Simulação CFD da cabina
- Seleção de equipamento adequado
Garantir
- Cumprimento das normas
- Fluxos de derivação & recirculação
- Monitorização dos poluentes
Conceber
- Validação por simulação
- Cabina de lixagem
- Solução à medida
Os nossos serviços cobrem a aeronáutica, o automóvel, a lixagem, a indústria e a pintura, do avião de negócios ao helicóptero.
O que permite a simulação CFD nas cabinas de pintura?
A simulação numérica por dinâmica dos fluidos (CFD) impôs-se como uma ferramenta de ponta para otimizar o desempenho das cabinas de pintura. Ao modelar o fluxo de ar e as trocas térmicas com uma precisão acrescida, permite identificar os pontos fracos e propor soluções concretas. A avaliação das condições climáticas e da eliminação das partículas deve ser conduzida em cada zona local, tendo em conta as dimensões do espaço e o impacto de cada sistema, e o único método que permite calcular esses parâmetros com precisão e estimar os fluxos de ar no espaço é a simulação CFD.
Os métodos CFD de modelação dos gases permitem, com um software profissional e uma potência de cálculo adaptada à complexidade do problema, visualizar os fluxos de partículas, estimar a concentração de substâncias nocivas e estudar a repartição da temperatura na oficina (nomeadamente cenários críticos). Já na fase de conceção, isto permite avaliar a eficiência do sistema e evitar perdas financeiras na exploração.
Exigências para a conceção dos pavilhões de pintura
A ventilação é necessária para assegurar a eliminação dos vapores perigosos e das partículas de tinta pulverizadas. É importante que o ar circule uniformemente à volta da peça para obter um revestimento de alta qualidade. Nas cabinas para pequenos aviões ou helicópteros, cria-se um fluxo horizontal longitudinal: o ar insuflado junto ao nariz da fuselagem propaga-se ao longo do aparelho, antes de ser extraído a uma certa distância atrás dele.
Esta conceção é eficiente do ponto de vista energético (consumo de ar relativamente baixo). A sua dificuldade é o aparecimento de uma superfície granulosa e irregular na secagem: a rugosidade provém das partículas secas do aerossol, transferidas do nariz para a traseira pelo fluxo longitudinal. A secagem torna-se heterogénea e surgem diferenças de granulosidade, um defeito inaceitável para os mais exigentes, por exemplo os aviões de negócios privados.
Para superar estes fatores desfavoráveis, é necessário utilizar métodos modernos de dinâmica dos fluidos numérica. A CFD é um conjunto de métodos matemáticos, implementados em software, capazes de realizar cálculos complexos de fluxos de gás e de termodinâmica. É utilizada nomeadamente na conceção das cabinas de pulverização automóveis para assegurar um fluxo de ar uniforme à volta do veículo e garantir uma pintura de alta qualidade.
A CFD para melhorar a segurança dos operadores
Garantir um ambiente de trabalho saudável
- Qualidade do ar: assegurar que o ar da cabina respeita as normas de concentração de poluentes e de contaminantes;
- avaliação da concentração dos poluentes no ar ambiente;
- simulação da dispersão dos contaminantes e identificação das zonas de risco;
- otimização do sistema de ventilação para garantir um ar são e respirável.
Reduzir os riscos de explosão
- Conformidade ATEX: avaliação dos riscos de explosão ligados aos vapores de solventes e de tinta;
- simulação da dispersão dos gases explosivos e identificação das zonas de risco;
- implementação de medidas de segurança para prevenir as explosões e proteger os operadores.
Melhorar a ergonomia do posto de trabalho
- Ventilação adequada: verificar o caudal e a renovação de ar face às normas;
- estudo das condições de trabalho e identificação dos pontos de desconforto;
- simulação do fluxo de ar e da temperatura para otimizar a ergonomia;
- soluções para reduzir a fadiga e os riscos de lesões músculo-esqueléticas.
A CFD para melhorar a qualidade do acabamento
Reduzir os defeitos de pintura
- simulação dos turbilhões e zonas de recirculação na origem dos escorridos, acumulações e superfícies granulosas;
- otimização da velocidade e da distribuição de ar para minimizar turbulências e variações de cor;
- avaliação do impacto dos obstáculos (passadiços de trabalho) no acabamento.
Melhorar a uniformidade da pintura
- análise da eficiência da transferência de tinta nas diferentes zonas da superfície;
- otimização da posição das pistolas e dos bicos para uma cobertura homogénea;
- estudo da influência da viscosidade e das condições de aplicação no filme de tinta.
Reduzir as partículas em suspensão
- avaliação da eficiência dos sistemas de filtragem e de extração de ar;
- análise do impacto do tamanho e da natureza das partículas no acabamento;
- colocação ótima dos filtros.
Otimizar a geometria da cabina & a transferência de tinta
O estudo da forma e das dimensões da cabina no fluxo de ar, a identificação das zonas de estagnação e a avaliação da influência dos obstáculos permitem melhorar a transferência de tinta. A simulação da trajetória das partículas identifica as zonas de perda e otimiza o ângulo e a distância das pistolas; a análise da formação da névoa de tinta e a otimização da velocidade de ar e da pressão de pulverização minimizam a sua formação e melhoram a eficiência dos sistemas de recuperação.
A CFD para otimizar a eficiência energética
Reduzir as necessidades de aquecimento e climatização
- simulação das transferências térmicas e identificação das pontes térmicas;
- otimização do isolamento e dos sistemas de aquecimento e de climatização;
- estratégias de controlo para uma melhor gestão da temperatura.
Otimizar a rede de ventilação
- estudo do fluxo de ar e identificação das zonas de perda de carga;
- otimização da conceção da rede para reduzir o consumo;
- ventilação a velocidade variável e controlo inteligente;
- estudo da homogeneidade da rede a montante de paredes ou tetos difusores.
Recuperar a energia calorífica
Para além das poupanças, a CFD avalia o potencial de recuperação da energia calorífica evacuada pela ventilação, e permite implementar sistemas de recuperação para pré-aquecer o ar de entrada ou alimentar outras instalações.
Qualificação da aeráulica das cabinas de pintura
O que é uma qualificação de cabina de pintura?
Uma cabina de pintura é essencialmente um ambiente controlado, concebido para realizar trabalhos de pintura em diversos equipamentos. O seu objetivo principal é conter as partículas e os compostos orgânicos voláteis (COV) libertados durante o processo, para não prejudicar o ambiente nem a saúde humana, e garantir que a pintura não será perturbada por elementos externos (poeira) que comprometam o acabamento. A «qualificação» designa o processo pelo qual o desempenho da cabina é medido e avaliado: na EOLIOS, seguimos um procedimento rigoroso e exaustivo que avalia todos os seus aspetos importantes.
Normas a respeitar
O fabrico, a instalação e a utilização de uma cabina de pintura são regulamentados e respondem a critérios-chave a respeitar para a segurança e o conforto dos operadores e a eficiência da cabina. Para as cabinas de ventilação horizontal, as mais difundidas fora do automóvel, esses critérios são determinados com base nos conselhos especializados do INRS.
Medição das velocidades de ar
A aplicação dos nossos conhecimentos em mecânica dos fluidos está profundamente enraizada na nossa abordagem à medição das velocidades de ar. Com recurso a anemómetros de precisão, fornecemos medições rigorosas da velocidade do ar, fator crucial do processo: as suas variações afetam a qualidade da camada aplicada. Os dados são analisados pelos nossos engenheiros, que formulam recomendações sobre a orientação da fonte de ar, a pressão, a temperatura e a humidade, em conformidade com as normas mais estritas.
Os ensaios de fumo
A especialidade da EOLIOS estende-se aos ensaios de fumo para cabinas de pintura: uma ferramenta preciosa para determinar a visibilidade e a eficiência do caudal de ar durante a aplicação. Apoiando-se na difusão de fumo, permitem visualizar e analisar o fluxo de ar e a ventilação na cabina.
O decorrer do ensaio faz-se em três tempos: geração de um fumo não tóxico no interior da cabina; observação e análise do fluxo de ar com recurso a câmaras de precisão, câmaras térmicas e anemómetros; avaliação da eficiência da ventilação, da homogeneidade do fluxo, das zonas de recirculação e dos sistemas de filtragem. Os objetivos são identificar as zonas de turbulência e de recirculação, verificar a eficiência da ventilação, avaliar a filtragem e detetar as fugas de ar para garantir a estanquidade. Este método visual, económico e fácil de aplicar é uma excelente ferramenta de diagnóstico.
A EOLIOS utiliza uma fonte de fumo específica introduzida na cabina: ao observar o percurso do fumo, os nossos especialistas determinam se o ar escoa corretamente e detetam as zonas de turbulência ou de estagnação. Os dados servem em seguida para otimizar o desempenho: aumentar a capacidade de extração (gestão dos registos), melhorar a qualidade do aporte de ar ou reorganizar o espaço de trabalho. Após a avaliação inicial, operamos com o cliente os ajustes necessários.
