Sistemas Pneumáticos

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AUTOMAÇÃO
A pneumática é uma das formas mais antigas de automa-
ção, estudada desde a Grécia Antiga. Hoje a pneumática é 
usada nas mais variadas indústrias, tais como gráfica, têxtil, 
de embalagens, alimentícia, farmacêutica e aeronáutica. Des-
tinado a estudantes de cursos profissionalizantes, este livro 
aborda os fundamentos das leis físicas dos gases; as caracte-
rísticas do ar comprimido, sua distribuição e preparação para 
o trabalho; atuadores e válvulas pneumáticas; denominação 
dos esquemas e comandos pneumáticos; além de ensaios 
dos principais circuitos básicos e suas funções dentro de um 
sistema pneumático.
ISBN 978-85-65418-00-3
Sistemas pneumáticos
I L O D A S I L V A M O R E I R A
S
istem
as p
neum
ático
s
Sistemas 
pneumáticos
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)
Moreira, Ilo da Silva 
 Sistemas pneumáticos / Ilo da Silva Moreira – 2.ed. – São Paulo : 
SENAI-SP editora, 2019.
 224 p. : il. 
 Bibliografia
 ISBN 978-85-65418-00-3
 1 . Automação pneumática 2. Sistemas pneumáticos 3. Atuadores 
pneumáticos 4. Válvulas pneumáticas I. Título 
 CDD – 629.8045 
Índices para catálogo sistemático:
1. Automação pneumática : Sistemas pneumáticos 
Bibliotecárias responsáveis: Elisângela Soares CRB 8/6565
 Josilma Gonçalves Amato CRB 8/8122
SENAI-SP Editora
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AUTOMAÇÃO
Sistemas 
pneumáticos
I L O D A S I L V A M O R E I R A
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à Empresa e à Comunidade 
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Gerência de Inovação e de Tecnologia 
Osvaldo Lahoz Maia
Gerência de Educação 
Clecios Vinícius Batista e Silva
Prefácio
A coleção Informações Tecnológicas, contribuição da SENAI‑SP Editora, busca 
reduzir a escassez da literatura técnica no Brasil, e pretende também revelar novos 
autores. O professor Ilo da Silva Moreira contribui com importantes publicações, 
a começar com Sistemas Pneumáticos, seguido pelos Sistemas Hidráulicos Indus‑
triais, Técnicas de Comando Pneumático, Comandos Elétricos de Sistemas Pneu‑
máticos e Hidráulicos, além de outras obras de referência nas áreas tecnológicas. 
As obras do professor Ilo repassam métodos, técnicas e procedimentos através 
dos quais os esquemas de comandos pneumáticos e hidráulicos podem ser elabo‑
rados, abordando, especialmente, os métodos intuitivo, cascata e passo a passo. 
Fica aqui registrado o nosso reconhecimento ao professor Ilo pela tarefa em‑
preendida na elaboração destes livros, escritos com concisão e de forma inteligível 
a diferentes tipos de leitores. O autor saiu‑se admiravelmente bem desse desafio, 
tendo em vista sua larga experiência no ensino, tanto em Escolas SENAI como na 
Indústria, sempre ministrando cursos na área da Pneumática e Hidráulica, ativi‑
dade esta que o acostumou a falar a alunos, técnicos, instrutores, enfim, aos jovens 
e adultos interessados nesse assunto.
Confiamos que esta obra alargará o círculo inicial da sua clientela para abranger, 
além das Escolas SENAI, outras instituições que têm a seu encargo ações no campo 
da formação profissional.
Sumário
Introdução 9
Características de utilização do ar comprimido 11
Vantagens e desvantagens no uso do ar comprimido 11
Rentabilidade do ar comprimido 12
Escape de ar 12
Fundamentos das leis físicas dos gases 15
Sistemas de medida de grandezas físicas 15
Grandezas físicas, unidades e seus símbolos 15
Força e pressão 16
Relação entre unidades de força 17
Pressão atmosférica 17
Escalas de temperatura 20
Leis dos gases perfeitos 23
Lei de Boyle Mariotte 23
Lei de Guy ‑Lussac 24
Lei de Charles 25
Compressores 27
Instalação de produção 27
Tipos de compressores 27
Classificação dos compressores 28
Compressor com movimento linear 28
Compressor de êmbolo de efeito simples 29
Compressor de êmbolo de efeito duplo 29
Compressores de êmbolo de um estágio 30
Compressores de êmbolo de dois estágios 30
Compressores de êmbolo de estágios múltiplos 31
Compressor de membrana ou diafragma 31
Compressor rotativo multicelular ou de palhetas 32
Compressor de parafusos ou de fuso roscado 32
Compressor rotativo tipo Roots ou de lóbulos 34
Turbocompressor 34
Turbocompressor axial 35
Diagrama comparativo de volume e pressão 36
Critérios para escolha de compressores 37
Armazenamento e distribuição do ar comprimido 43
Reservatório de ar comprimido 43
Rede de distribuição de ar comprimido 46
Principais tipos de redes distribuidoras 46
Rede em circuito fechado 47
Dimensionamento da rede distribuidora de ar comprimido 49
Cálculo da tubulação 50
Comprimento equivalente 51
Materiais empregados em redes distribuidoras de ar comprimido 53
Conexões 54
Preparação do ar comprimido para o trabalho 57
Impurezas 57
Umidade 57
Resfriamento do ar comprimido 59
Secagem do ar comprimido 61
Filtragem do ar comprimido 66
Regulagem da pressão do ar comprimido 69
Lubrificação do ar comprimido 71
Unidades de condicionamento de ar comprimido 73
Atuadores pneumáticos 77
Atuadores lineares – cilindros 77
Características construtivas 78
Tipos de juntas de vedação para êmbolos 79
Tipos de fixação de cilindros 81
Cálculos das forças de avanço e de retorno de cilindros 82
Tipos de cilindros 85
Atuadores giratórios – motor oscilante 100
Consumo de ar 104
Atuadores rotativos – motores pneumáticos 106
Características dos motores pneumáticos 110
Atuadores pneumáticos para sujeição e movimentação de peças 111
Válvulas pneumáticas 133
Válvulas direcionais 134
Válvulas reguladoras de fluxo 174
Válvulas controladoras de pressão 176
Combinações de válvulas 179
Sensores pneumáticos de proximidade 184
Esquemas pneumáticos de comando 189
Denominação dos componentes pneumáticos 190
Circuitos pneumáticos básicos 193
Referências 221
Sobre o autor 222
Introdução
O primeiro homem que se interessou pela Pneumática, isto é, pelo emprego do 
ar comprimido como meio auxiliar de trabalho, foi o grego Ktesibios. Dos antigos 
gregos provém a palavra “pneuma” que significa fôlego, vento e, filosoficamente, 
alma. Derivado da palavra “pneuma”, surgiu, entre outros, o conceito de Pneumá‑
tica: o estudo dos movimentos dos gases e fenômeno dos gases.
Embora a base da Pneumática seja um dos mais velhos conhecimentos da 
 humanidade, foi no século XIX que o estudo de seu comportamento e de suas 
características tornou ‑se sistemático.
Antes, porém, a Pneumática já era aplicada na indústria mineira, na construção 
civil e na indústria ferroviária (freios a ar comprimido). A introdução, de forma 
mais generalizada, da Pneumática na indústria, iniciou ‑se com a necessidade, cada 
vez maior, de automatização e racionalização dos processos de produção.
Hoje, com o avanço tecnológico dos sistemas de automação da manufatura, a 
Pneumática é utilizada, em larga escala, em células automáticas de produção, na 
industria gráfica, têxtil, de embalagem, alimentícia, farmacêutica, aeronáutica, de 
extração mineral, construção civil, em processos contínuos de produção, enfim, em 
praticamente todos os tipos de máquinas, equipamentos e dispositivos industriais 
e automotivos.
A Pneumática, como estudaremos a seguir, utiliza o ar comprimido como meio 
de transmissão de energia e de movimentos, utilizados em robôs manipuladores, 
máquinas operatrizes, sistemas de transporte e armazenamento, sistemas de fre‑
nagem, entre tantos outros.
CARACTERÍSTICAS DE UTILIZAÇÃO 
DO AR COMPRIMIDO
Entende ‑se como ar comprimido o próprio ar atmosférico, o qual respiramos, 
compactado por meios mecânicos, confinado em um reservatório, a uma deter‑
minada pressão.
A pneumática, por meio da qual se estuda os movimentos e fenômenos dos 
gases, embora seja um dos conhecimentos mais antigos da humanidade, passou a 
ser utilizada com maior frequência na produçãoindustrial, a partir de 1950.
Nos dias de hoje, o ar comprimido é indispensável na indústria e, para a sua 
utilização nos mais diferentes processos de fabricação, são instalados equipamentos 
pneumáticos específicos.
Por suas qualidades próprias, o ar comprimido se destaca como elemento prin‑
cipal ou como recurso auxiliar, que pode ser empregado de uma forma simples e 
rentável para solucionar muitos problemas de automatização.
Vantagens e desvantagens no uso do ar comprimido
Vantagens:
• O ar a ser comprimido faz parte de nosso ambiente e se encontra em grande 
quantidade na atmosfera. Como o ar comprimido é normalmente acondiciona‑
do em reservatórios ou vasos de pressão, seu transporte ou distribuição é muito 
fácil de ser realizado, mesmo para distâncias consideravelmente grandes, o que 
permite que o ar possa ser utilizado a qualquer momento que se queira.
• Quanto à segurança, o trabalho realizado com ar comprimido, que não é sensí‑
vel às mudanças de temperatura ambiental, garante um funcionamento perfeito, 
mesmo em situações térmicas extremas.
• O ar comprimido é indicado para aplicação em ambientes classificados, que 
apresentem riscos de incêndio ou explosão.
CARACTERÍSTICAS DE UTILIZAÇÃO DO AR COMPRIMIDO12
• O sistema de filtragem torna o ar comprimido limpo, evitando a poluição 
 ambiental em caso de eventuais vazamentos nas tubulações ou em um dos 
equipamentos pneumáticos.
• O ar comprimido permite alcançar altas velocidades de trabalho, sendo que as 
ferramentas e os componentes pneumáticos são protegidos contra eventuais 
sobrecargas de pressão.
Desvantagens:
• O ar comprimido é um elemento energético relativamente caro, considerando 
que sua produção, armazenamento e distribuição pelas máquinas e dispositivos 
têm um alto custo.
• Não é possível manter uniforme e constante a velocidade dos atuadores pneu‑
máticos.
• O escape de ar para a atmosfera produz muito ruído, obrigando o uso de silen‑
ciadores.
• O óleo residual, proveniente dos compressores, pode produzir, junto com o 
ar comprimido, uma mistura de ar e óleo a qual apresenta perigo de explosão, 
principalmente quando há temperaturas superiores a 333 K.
Rentabilidade do ar comprimido
Para o cálculo da rentabilidade real do ar comprimido, devem ser considerados 
não somente os custos de produção como também os investimentos necessários 
para que o equipamento passe a produzir em ritmo econômico, em razão da auto‑
matização, barateando o produto.
Escape de ar
Os custos do ar comprimido podem crescer consideravelmente quando ocorrer 
vazamentos na rede distribuidora.
Para conhecer o volume de ar perdido com um vazamento, é preciso consultar 
o diagrama de escape de ar, apresentado a seguir.
SISTEMAS PNEUMÁTICOS 13
Por meio desse diagrama, determina ‑se facilmente o volume de ar que pode 
escapar por um abertura, a uma determinada pressão, conhecendo as dimensões 
do orifício de vazamento e a pressão do ar comprimido.
O diagrama indica a vazão do ar pela abertura em m³/min.
Exemplo:
Ao constatar irregularidade no funcionamento de uma linha de produção, acio‑
nada a ar comprimido, verificou ‑se que havia um vazamento na tubulação. Foram 
levantados, então, a pressão do ar e o diâmetro do furo na tubulação.
Tendo o furo 3,5 mm de diâmetro e sendo a pressão de 6 bar, na região do 
vazamento, o diagrama de escape de ar indica uma vazão de 0,5 m³/min, ou seja, 
500 litros de ar comprimido vazando a cada minuto.
Em uma hora são perdidos 0,5 × 60 = 30 m³ ou 30.000 litros de ar comprimido.
Diagrama de escape de ar
FUNDAMENTOS DAS LEIS 
FÍSICAS DOS GASES
A superfície da Terra está permanentemente envolvida por uma camada de 
ar. Essa massa gasosa é denominada de atmosfera e tem a seguinte composição 
aproximada:
• 78% de nitrogênio;
• 22% de oxigênio.
Além disso, o ar contém vestígios de dióxido de carbono, argônio, hidrogênio, 
neônio, hélio, criptônio, xenônio, monóxido de carbono e partículas sólidas em 
suspensão.
Para melhor compreender as leis e as condições do ar, devemos, em primeiro 
lugar, considerar as grandezas físicas e sua classificação em sistemas de medidas.
Sistemas de medida de grandezas físicas
Em nosso país adotamos as unidades de medida do Sistema Internacional (SI), 
mas é comum, no Brasil e em outros países, usar unidades que não pertencem ao 
SI, especialmente em disciplinas instrumentais como Hidráulica, Refrigeração, 
Pneumática etc.
Grandezas físicas, unidades e seus símbolos
No quadro a seguir, são apresentadas algumas grandezas físicas importantes 
para o estudo da Pneumática.
FUNDAMENTOS DAS LEIS FÍSICAS DOS GASES16
Grandeza 
(o que se quer medir)
Unidade e seus símbolos
SI MK*S CGS
Comprimento (C) metro (m) metro (m) centímetro (cm)
Massa (m) quilograma (kg) unidade técnica de 
massa (utm)
grama (g)
Força (F) newton (N) quilograma - força 
(kgf ) 
dina (dyn)
Tempo (t) segundo (s) segundo (s) segundo(s)
Temperatura (T) grau kelvin (K) 
grau Celsius (°C)
grau Celsius (°C) 
grau Fahrenheit (°F)
grau Celsius (°C)
Área (A) metro quadrado (m²) metro quadrado (m²) centímetro 
quadrado (cm²)
Volume (V) metro cúbico (m³) metro cúbico (m³) centímetro 
cúbico (cm³)
Vazão (Q) metro cúbico por 
segundo (m³/s)
metro cúbico por 
segundo (m³/s)
centímetro cúbico 
por segundo (cm³/s)
Pressão (p) pascal (Pa) atmosfera (atm) bar (bar)
Força e pressão
Em Pneumática, força e pressão são grandezas físicas muito importantes.
Força é um agente capaz de deformar (efeito estático) ou acelerar (efeito 
dinâmico) um corpo.
Pressão dá ‑se o nome de pressão ao quociente da divisão do módulo 
(intensidade) de uma força pela área onde ela atua.
Para compreender a diferença entre força ou pressão, vamos 
analisar o exemplo a seguir.
Vamos considerar um peso de 10 N suspenso por um gancho.
O peso exerce, sobre o gancho, uma força de 10 N, em um 
ponto bem determinado.
O mesmo peso, apoiado sobre a mesa, exerce uma força de 
10 N. No entanto, essa força é subdividida em outras forças me‑
nores, que são distribuídas sobre toda a área de contato entre o 
peso e a mesa.
SISTEMAS PNEUMÁTICOS 17
Relação entre unidades de força
1 N ⇒ 10⁵ dyn
1 kgf ⇒ 9,81 N
1 kgf ⇒ 981.000 dyn
Para cálculos aproximados, consideramos 1 kgf ≅ 10 N
As unidades de pressão mais utilizadas são:
• atm;
• bar;
• kgf /cm²;
• lbf /pol² (Pounds Square of Inch = PSI);
• cm Hg.
Para cálculos aproximados, 1 atm = 1 bar = 1 kgf /cm² = 14,7 lb /pol² (PSI) = 
76 cm Hg.
Pressão atmosférica
É a pressão exercida por uma coluna de mercúrio de 76 cm de altura, a 0 °C, 
ao nível do mar.
Quem imaginou e levou a efeito essa experiência foi o físico italiano Torricelli, 
de onde vem o nome de barômetro de Torricelli.
Ele usou um tubo de vidro com cerca de 1 m de comprimento e um dos 
extremos fechados. Encheu ‑o de mercúrio e tampou o outro extremo com o 
dedo. Depois inverteu o tubo e mergulhou ‑o em um recipiente preenchido 
também com mercúrio.
FUNDAMENTOS DAS LEIS FÍSICAS DOS GASES18
Quando retirou o dedo, o líquido desceu até atingir certa altura, formando 
uma coluna.
A coluna de mercúrio manteve ‑se em equilíbrio pela pressão atmosférica exer‑
cida sobre a superfície do mercúrio no recipiente.
Medindo essa coluna, ao nível do mar, Torricelli constatou 76 cm, a partir do 
nível de mercúrio no recipiente.
Assim, pode ‑se dizer que, ao nível do mar, a pressão atmosférica é capaz de 
sustentar uma coluna de mercúrio de 76 cm de altura. Então:
1 atm = 76 cm Hg.
Equivalência entre unidades de pressão
PRESSÃO Pa (Nm²) atm bar
atm 
(kp/cm²)
Torr 
(mm de Hg)
metro da 
coluna de 
água
1Pa 
(N/m²)
1 9,87x10 −5 10 −5 0,102x10 −4 7,5x10 −3 10,2x10 −6
1 atm 1,013x10 −5 1 1,013 1,033 760 10,33
1 bar 10⁵ 0,987 1 1,02 750 10,2
1 atm 
(kp/cm²)
9,81x10⁴ 0,968 0,981 1 736 10
1 Torr 
(mm de Hg)
133 1,31x10 −3 1,36x10 −3 1,36x10 −3 1 13,6x10 −3
1m da coluna 
de água
9,81x10³ 9,68x10 −2 9,81x10 −2 0,1 73,6 1
Pa = Pascal atm = atmosfera Torr = Torricelli kp = kilopondio Hg = mercúrioSISTEMAS PNEUMÁTICOS 19
Atenção
O instrumento que mede pressão (manômetro) indica, na maioria das vezes, 
a pressão relativa, acima da pressão atmosférica. Por isso, seu ponteiro perma‑
nece no “zero” quando despressurizado.
Portanto, em termos de pressão absoluta, é necessário somar mais uma atmos‑
fera (1atm) ao valor indicado no manômetro.
Exemplo:
O manômetro indica:
Pressão relativa Pressão absoluta
3 atm 3 atm + 1 = 4 atm
8 bar 8 bar + 1 = 9 bar
5 kgf /cm² 5 kgf /cm² + 1 = 6 kgf /cm²
2 PSI 2 PSI + 1 atm (14,7 PSI) = 16,7 PSI
Para o estudo das características físicas de um gás temos de considerar:
• Volume (V)
• Pressão (P) variáveis de estado
• Temperatura (T)
FUNDAMENTOS DAS LEIS FÍSICAS DOS GASES20
Transformações gasosas são as variações de volume, pressão e temperatura so‑
fridas por uma determinada massa gasosa.
Escalas de temperatura
No estudo dos gases, a temperatura é expressa em Kelvin, também conhecida 
como escala de temperatura absoluta.
As escalas de temperatura mais usadas são:
• Celsius (°C), Fahrenheit (°F) e Kelvin (K)
Observe as diferenças entre as escalas representadas nas figuras a seguir:
100  °C 212  °F 373 K Temperatura de vaporização da água
t  °C t  °F t K
0  °C 32  °F 273 K Temperatura de congelamento da água
SISTEMAS PNEUMÁTICOS 21
Como pode ser visto nas ilustrações, as três escalas apresentam as seguintes 
divisões:
• Escala Celsius (ºC) = 100 divisões
• Escala Kelvin (K) = 100 divisões
• Escala Fahrenheit (°F) = 180 divisões
Com base nos dados dos esquemas, obtemos a equação de conversão entre as 
três escalas.
Sendo: tC − 0
100 − 0
= tF − 32
212 − 32
= tK − 273
373 − 273
 ⇒ tC
100
= tF − 32
180
= tK − 273
100
.
Simplificando por 20: tC
5
= tF − 32
9
= tK − 273
5
.
LEIS DOS GASES PERFEITOS
Lei de Boyle Mariotte
O volume de um gás armazenado, a uma temperatura constante, é inversamente 
proporcional à pressão absoluta, isto é, o produto da pressão absoluta pelo volume 
é constante para um certo volume de gás (transformação isotérmica).
p₁. v₁ = p₂. v₂ = p₃. v₃ = constante
Exemplo:
Um volume V₁ = 1 m³, sob pressão atmosférica F₁, tem pressão p₁ = 1 bar e é 
reduzido pela força F₂ para um volume V₂ = 0,5 m³, mantendo ‑se a temperatura 
constante. A pressão p₂ resultante será:
p1 ⋅ v1 = p2 ⋅ v2
1 bar ⋅ 1 m³ = p2 ⋅ 0,5 m³
 
p2 =
1bar ⋅ 1m3
0,5 m3
= 2 bar
LEIS DOS GASES PERFEITOS24
O volume V1 será ainda comprimido pela força F3 para o volume V3 = 0,05 m³, 
resultando uma pressão de:
 
p3 = p1 ⋅v1
v3
=
1bar ⋅1m3
0, 05m3
= 20bar
Os termos de comparação, no exemplo acima, foram considerados a partir de:
p1 = 1 bar e v1 = 1 m³
Lei de Guy ‑Lussac
Para uma certa quantidade de gás, submetida a pressão constante, o volume de 
ar se altera quando há oscilações de temperatura (transformação isobárica).
V₁ : V₂ = T₁ : T₂
Consideramos que qualquer gás, mantido sob pressão constante, aumenta de 
1/273 de seu volume sempre que a temperatura aumentar de 1k, temos:
Vt 2 = Vt1 +
Vt1
273
⋅(T2 − T1 )
Vt1= volume a uma temperatura T1
Vt2= volume a uma temperatura T2
Exemplo:
0,8 m³ de ar com temperatura T1 = 293 K (20 °C) serão aquecidos para T2 = 344 K 
(71 °C). Qual será o volume final?
SISTEMAS PNEUMÁTICOS 25
Vt 2 = Vt1 +
Vt1
273
⋅(T2 − T1 )
Vt 2 = 0, 8m
3 =
0, 8m3
273
⋅(344 −293) = 0, 8m3 +0,15m3
Vt2= 0,95 m³
O ar se expandiu em 0,15 m³, resultando em um volume final de 0,95 m³.
Lei de Charles
Mantendo o volume constante e variando a temperatura de uma massa gasosa 
confinada a um recipiente, a pressão também apresentará variação diretamente 
proporcional à temperatura absoluta (transformação isométrica).
p1
T1
=
p2
T2
= constante
Exemplo:
Certo volume de ar, a uma temperatura T₁ = 293 K (20 °C) e a uma pressão 
p₁ = 1 bar, foi aquecido para T₂ = 586 K (313 °C). Qual será a pressão final p₂?
p1
T1
=
p2
T2
 ⇒ p1 ⋅ T2 = T1 ⋅ p2
LEIS DOS GASES PERFEITOS26
 
p2 =
p1 ⋅T2
T1
1bar ⋅586K
293K
=
586
293K
Atenção
É comum relacionarmos todos os dados referentes ao volume de ar com o assim 
chamado estado normal. Estado normal é o estado de uma substância sólida, lí‑
quida ou gasosa, sob pressão normal e a uma temperatura normal. Ou seja: 1 m³ 
normal de ar (1 Nm³) é igual a 1 m³ de ar a uma temperatura de 273 K (00 °C) e a 
uma pressão de 760 Torr (pressão normal do ar ao nível do mar).
COMPRESSORES
Instalação de produção
Para a produção de ar comprimido são necessários compressores. Esses com‑
primem o ar até a pressão de trabalho desejada. A maioria dos acionamentos e 
comandos pneumáticos funciona por meio de uma estação central de distribuição 
de ar comprimido.
Não é necessário calcular nem planejar, individualmente, a transformação e 
transmissão da energia do ar comprimido para cada equipamento pneumático. 
Uma estação compressora fornece o ar comprimido suficiente para os equipamen‑
tos, por meio de uma tubulação.
Ao projetar a produção ou o consumo do ar, devem ser consideradas amplia‑
ções e futuras aquisições de novos equipamentos pneumáticos. Uma ampliação 
posterior da instalação torna ‑se, geralmente, muito cara.
Na indústria de mineração, ou para máquinas que mudam frequentemente de 
lugar, são utilizados compressores portáteis.
Muito importante é o grau de pureza do ar. Ar limpo, livre de impurezas e 
partículas de água, garante uma vida útil maior, tanto da instalação como dos 
equipamentos pneumáticos. O emprego correto dos diversos tipos de compressores 
também deve ser considerado.
Tipos de compressores
Os vários tipos de compressores estão relacionados diretamente com a pressão 
de trabalho e a capacidade de volume de ar produzido, exigidos para atender as 
necessidades da indústria.
Serão abordados, a seguir, três tipos de compressores:
COMPRESSORES28
• compressor com movimento linear;
• compressor de movimento rotativo;
• turbocompressor.
Desses, serão estudados com mais detalhe o compressor com movimento linear 
e o turbocompressor, os mais utilizados na indústria.
A construção do compressor com movimento linear está baseada no princí‑
pio da redução de volume. Isso significa que o ar da atmosfera é sugado para um 
ambiente fechado (câmara de compressão) onde um pistão (êmbolo) reduz seu 
volume, aumentando a pressão. São os chamados compressores de deslocamento 
positivo.
A construção do turbocompressor baseia ‑se no princípio de fluxo. Isso signi‑
fica que o ar é sugado da atmosfera, através de um dos lados do turbocompressor, 
e comprimido de outro, por aceleração de massa (turbina). Os turbocompressores 
são classificados como compressores de deslocamento dinâmico.
Classificação dos compressores
Compressor com movimento linear
Esse tipo de compressor é o mais usado atualmente porque é apropriado para 
quase todos os tipos de aplicação. Normalmente, seu campo de pressão de operação 
varia de 1 a 16 bar.
O compressor com movimento linear pode ser de:
• efeito simples;
SISTEMAS PNEUMÁTICOS 29
• efeito duplo;
• um estágio;
• dois estágios;
• estágios múltiplos.
Compressor de êmbolo de efeito simples
O compressor de êmbolo de efeito simples possui somente uma câmara de com‑
pressão por cilindro, isto é, apenas a parte superior do êmbolo aspira e comprime 
o ar. Dessa forma, o ar é comprimido somente quando o êmbolo avança.
Compressor de êmbolo de efeito duplo
O compressor de efeito duplo é assim chamado porque tem duas câmaras de 
compressão, uma em cada lado do êmbolo, e realiza o trabalho comprimindo o ar, 
tanto no avanço como no retorno.
COMPRESSORES30
Compressores de êmbolo de um estágio
No compressor de um estágio, o ar atmosférico é comprimido à pressão de 
trabalho em uma única etapa. Isto é, cada êmbolo do compressor admite o ar da 
atmosfera, comprime à pressão final e envia o ar comprimido a um reservatório, 
de onde será distribuído aos consumidores.
Compressores de êmbolo de dois estágios
No compressor de dois estágios, dois êmbolos estão interligados em série, com‑
primindo o ar em duas etapas. O êmbolo do primeiroestágio, de diâmetro maior, 
admite o ar atmosférico, pré ‑comprime a uma pressão intermediária e o envia ao 
êmbolo do segundo estágio.
SISTEMAS PNEUMÁTICOS 31
O êmbolo de diâmetro menor, do segundo estágio, recebe o ar pré ‑comprimido 
pelo primeiro êmbolo, o comprime à pressão final de trabalho e o envia ao reser‑
vatório para que seja distribuído aos consumidores.
Na compressão e altas pressões é necessária uma refrigeração intermediária, a 
água ou a ar, em razão da alta concentração de calor.
Entre os estágios de compressão, o ar comprimido é resfriado por um sistema 
de refrigeração a ar ou a água, conforme mostrado na figura anterior.
Compressores de êmbolo de estágios múltiplos
Para altas pressões, são necessários compressores de vários estágios. O ar atmos‑
férico aspirado é comprimido em várias etapas, por diversos êmbolos interligados 
em série, até que a pressão atinja o valor desejado.
Os compressores de êmbolo com movimento linear apresentam grande vanta‑
gem, se forem observadas as seguintes condições:
• até 4 bar ⇒ um estágio;
• até 15 bar ⇒ dois estágios;
• acima de 15 bar ⇒ três ou mais estágios.
Compressor de membrana ou diafragma
Devido às características de funciona‑
mento, o compressor de membrana pertence 
ao grupo dos compressores de êmbolo. Nes‑
se caso, o êmbolo fica separado da câmara de 
compressão por um diafragma de borracha. 
Dessa forma, o ar comprimido não entra em 
contato com as partes mecânicas do êmbolo 
cujo atrito exige uma lubrificação constante.
Assim, o ar fica livre de resíduos de óleo, 
o que torna esse tipo de compressor ideal em 
consultórios dentários, hospitais e nas indús‑
trias alimentícia, farmacêutica e química.
COMPRESSORES32
Compressor rotativo multicelular ou de palhetas
Nesse tipo de compressor, o giro de um rotor circular, montado excêntrico em 
relação à uma carcaça, faz com que os compartimentos se estreitem, comprimindo 
o ar neles.
No compressor rotativo multicelular existe um compartimento cilíndrico, com 
aberturas de entrada e saída, onde gira um rotor alojado fora do centro.
O rotor tem, nos rasgos, palhetas que, em conjunto com a parede, formam 
pequenos compartimentos chamados de células.
Quando em rotação, as palhetas são projetadas contra a parede, pela força 
 centrífuga. Por causa da excentricidade de localização do rotor, há um aumen‑
to das cé lulas que admitem o ar atmosférico e, em seguida, ocorre uma diminui‑
ção das células comprimindo o ar.
As vantagens desses compressores estão em sua construção econômica, em 
espaço, em seu funcionamento contínuo equilibrado e no fornecimento uniforme 
de ar, livre de qualquer pulsação.
Compressor de parafusos ou de fuso roscado
Nesse tipo de compressor, dois parafusos helicoidais, um de perfil côncavo e ou‑
tro convexo, comprimem o ar, que é conduzido axialmente no interior da carcaça.
SISTEMAS PNEUMÁTICOS 33
O ar atmosférico entra pela abertura de 
admissão, preenchendo os espaços entre os 
parafusos.
O ar comprimido é descarregado pela abertura 
de saída, a qual permanece selada até a 
passagem do volume de ar comprimido no 
ciclo seguinte.
O movimento de rotação produz uma 
compressão uniforme e livre de pulsação.
À medida que os parafusos giram, acoplados 
entre si, o ar é isolado, dando início ao processo 
de compressão
COMPRESSORES34
Compressor rotativo tipo Roots ou de lóbulos
No compressor tipo Roots, dois lóbulos estão engrenados entre si, dentro de 
uma carcaça, como se fossem duas engrenagens de dois dentes cada uma. À me‑
dida que giram, em direções opostas, os 
lóbulos admitem o ar atmosférico pela 
abertura de admissão, transportam o ar 
pelos vãos de seus dentes arredondados e 
o comprime até a abertura de saída.
Nesse tipo de compressor, o ar é trans‑
portado de um lado para o outro, sem al‑
teração de volume.
A compressão ocorre cada vez que 
o extremo de um dos êmbolos coincide 
com a concavidade do outro êmbolo.
Turbocompressor
Esses compressores trabalham segundo o princípio de aceleração de massa e 
são adequados para o fornecimento de grandes vazões. São classificados como 
compressores de deslocamento dinâmico.
SISTEMAS PNEUMÁTICOS 35
Os turbocompressores são construídos em duas versões:
• axial;
• radial.
Em ambas as versões, o ar é colocado em movimento por uma ou mais turbinas, 
e essa energia de movimento é, então, transformada em energia de pressão.
Turbocompressor axial
A compressão, nesse tipo de compressor, processa ‑se pela aceleração do ar as‑
pirado de câmara para câmara, em direção à saída.
O ar é impelido axialmente para as paredes da câmara e, posteriormente, em 
direção ao eixo. Daí, no sentido radial, para outra câmara, e assim sucessivamente.
Turbocompressor axial de estágios múltiplos com fluxo radial
COMPRESSORES36
Diagrama comparativo de volume e pressão
O diagrama, a seguir, apresenta os valores de volume e pressão característicos 
dos diversos compressores disponíveis no mercado industrial.
Neste diagrama estão indicadas as capacidades, em quantidade aspirada e pres‑
são alcançada, para cada tipo de compressor.
Diagrama de volume e pressão
SISTEMAS PNEUMÁTICOS 37
Critérios para escolha de compressores
Os critérios para escolha de compressores envolvem os seguintes itens:
Volume de ar fornecido:
É a quantidade de ar fornecida pelo êmbolo do compressor em movimento. 
Existem duas indicações de volume fornecido:
• teórico;
• efetivo.
O produto do volume do cilindro pela rotação do compressor é o volume te-
órico fornecido.
O volume efetivo fornecido é o volume teórico fornecido, menos a perda de 
ar que ocorre na compressão, e depende do tipo de construção do compressor.
As unidades utilizadas para expressar o volume fornecido são:
• litro por minuto (l/min);
• metro cúbico por minuto (m³/min) ou metro cúbico por hora (m³/hora);
• pés cúbicos por minuto (ft³/min) ou PCM.
Lembrando que 1 PCM = 28,316 l/min = 0,028 m³/min = 1,699 m³/hora.
As normas especificam as condições para a medida de capacidade dos com‑
pressores e estabelecem tolerâncias para os resultados.
A capacidade é expressa pela quantidade de ar livre descarregada, corrigida para 
as condições de pressão, temperatura e umidade reinantes na admissão.
O que realmente interessa é o volume efetivo de ar fornecido pelo compressor. 
É ele que aciona e comanda os equipamentos pneumáticos.
Mesmo assim, muitos fabricantes de compressores baseiam os dados técnicos 
no valor teórico do volume de ar fornecido.
Pressão:
Há dois tipos de pressão:
• pressão de regime;
• pressão de trabalho.
Pressão de regime é a pressão fornecida pelo compressor e que vai da rede 
distribuidora até o consumidor.
COMPRESSORES38
Pressão de trabalho é a pressão necessária nos postos de trabalho. Geralmente, 
essa pressão varia de 6 a 10 bar, dependendo do tipo de trabalho a ser executado 
pelas máquinas, equipamentos e dispositivos pneumáticos.
A pressão constante é uma exigência para um funcionamento seguro e preciso.
Dependem da pressão constante:
• a velocidade;
• as forças;
• os movimentos temporizados dos elementos de trabalho e de comando.
Acionamento:
O acionamento dos compressores pode ser feito por motor elétrico ou de com‑
bustão interna. Em instalações industriais, na maioria dos casos, o acionamento 
dá ‑se por motor elétrico.
Tratando ‑se de uma estação móvel, portátil, o acionamento geralmente é efe‑
tuado por meio de motores a gasolina ou a óleo diesel.
Regime de trabalho:
Para combinar o volume de fornecimento com o consumo de ar comprimido, 
deve ‑se definir o tipo de regime de trabalho do compressor:
• intermitente;
• contínuo.
SISTEMAS PNEUMÁTICOS 39
No regime intermitente, um pressostato desliga o motor elétrico de aciona‑
mento do compressor, quando a pressão do ar comprimido atinge o ajuste máximo 
regulado. A queda de pressão na rede, provocada pelo consumo de ar das máquinas 
e equipamentos pneumáticos, faz com que o pressostato volte a ligar o motor de 
acionamento, quando a pressão do ar comprimidoatingir o ajuste mínimo regulado.
O regime intermitente é utilizado em compressores de pequeno e médio portes, 
nas situações de baixa produção de ar comprimido e pouco consumo por parte dos 
equipamentos pneumáticos.
No regime contínuo, utilizado em aplicações de alta produção e grande con‑
sumo de ar, o compressor não para. Dispositivos de regulagem são utilizados para 
variar o volume de ar fornecido pelo compres‑
sor, de acordo com o consumo das máquinas 
e equipamentos pneumáticos, mantendo uma 
pressão constante na rede distribuidora.
Existem diferentes tipos de regulagem:
• Regulagem por descarga: 
Quando é alcançada a pressão pré ‑regulada, 
o ar escapa livre na saída do compressor, através 
de uma válvula.
Uma válvula de retenção evita que o re‑
servatório se esvazie ou que o ar retorne ao 
compressor.
COMPRESSORES40
• Regulagem por fechamento:
Nessa regulagem, fecha ‑se o lado da sucção. O compressor não pode mais as‑
pirar e funciona só a vácuo (estado sem pressão).
Essa regulagem é usada especialmente em compressores de êmbolo rotativo e 
também em compressores de êmbolo de movimento linear.
• Regulagem por garras:
Essa regulagem é empregada em compressores de êmbolo. Por meio de garras, 
mantém ‑se aberta a válvula de sucção, evitando, assim, que o compressor continue 
comprimindo.
SISTEMAS PNEUMÁTICOS 41
Refrigeração:
O compressor se aquece em razão da compressão do ar e do atrito, e esse calor 
deve ser dissipado. É necessário escolher o tipo de refrigeração mais adequado, 
conforme o grau de temperatura no compressor.
Em compressores pequenos, serão suficientes aletas de aeração para que o calor 
seja dissipado. Compressores maiores serão equipados com um ventilador.
Tratando ‑se de estação de compressores com uma potência de acionamento de 
mais de 30 KW (40 HP), a refrigeração a ar não é suficiente.
Os compressores, então, devem ser equipados com refrigeração a água circu‑
lante ou água corrente contínua.
Frequentemente não se considera a instalação de uma torre de refrigeração, em 
virtude de seu alto custo. Porém, uma refrigeração adequada prolonga em muito a 
vida útil do compressor e produz um ar mais bem refrigerado, reduzindo a neces‑
sidade de refrigeração posterior, ou tornando ‑a mesmo desnecessária.
Refrigeração a ar Refrigeração a água
ARMAZENAMENTO E DISTRIBUIÇÃO 
DO AR COMPRIMIDO
O ar comprimido produzido pela maioria dos compressores é armazenado em 
reservatórios, também conhecidos como vasos de pressão, antes de ser distribuído 
por meio de redes de ar aos diferentes tipos de consumidores, como máquinas, 
equipamentos e dispositivos pneumáticos.
Reservatório de ar comprimido
O reservatório, além de sua função principal de armazenar o ar comprimido 
produzido pelo compressor, tem outras funções secundárias importantes no for‑
necimento de ar para os consumidores, tais como:
• estabilizar a distribuição de ar comprimido;
• eliminar oscilações de pressão na rede distribuidora;
• garantir reserva de ar comprimido nos momentos de alto consumo;
• resfriar o ar comprimido suplementar;
• reter parte da umidade presente no ar comprimido.
O reservatório de ar comprimido pode ser horizontal ou vertical, e seu tamanho 
é calculado em função dos seguintes aspectos:
• volume de ar produzido pelo compressor;
• consumo de ar comprimido;
• tipo de rede distribuidora;
• queda de pressão permissível na rede.
A maioria dos reservatórios de ar comprimido possui os seguintes componentes:
ARMAZENAMENTO E DISTRIBUIÇÃO DO AR COMPRIMIDO44
Pórtico de entrada de ar com válvula de retenção:
O ar comprimido proveniente do compressor entra no reservatório por esse 
 pórtico, o qual possui uma válvula de retenção que impede o retorno do ar ao 
compressor quando ele for desligado.
Manômetro:
O manômetro é o instrumento utilizado para indicar a pressão do ar comprimido 
no interior do reservatório.
Termômetro:
Alguns reservatórios possuem esse instrumento para medir a temperatura do 
ar comprimido, indicando a necessidade de resfriamento do ar, em caso de altas 
 temperaturas, antes de ser distribuído aos consumidores pneumáticos.
Válvula de segurança:
A válvula de segurança, também conhecida como válvula limitadora de pressão, 
tem a função de limitar a pressão do ar comprimido no interior do reservatório.
Com o auxílio de um manômetro, regula‑se a tensão da mola por meio de um 
parafuso de ajuste.
O ar comprimido, presente no reservatório, entra na válvula pelo pórtico 1 e age 
na junta de vedação, contra a mola. Enquanto a pressão do ar for menor que a ten‑
são ajustada na mola, o assento de vedação mantém a passagem da válvula selada.
SISTEMAS PNEUMÁTICOS 45
Caso a pressão do ar comprimi‑
do ultrapasse a tensão ajustada na 
mola, a junta de vedação desloca‑se 
do seu assento, permitindo que o 
 excesso de pressão do ar escape para 
a atmosfera, através do pórtico 3 da 
válvula de segurança.
Uma vez reduzida a pressão do ar 
ao valor da tensão ajustada na mola, 
a junta de vedação volta a selar a 
passagem de 1 para 3 da válvula de 
segurança. Dessa forma, o acúmulo 
de pressão do ar comprimido pre‑
sente no reservatório fica limitado 
aos padrões ajustados na válvula de 
segurança.
Pórtico de saída de ar com registro geral:
Para ser distribuído na rede, o ar comprimido flui pelo pórtico de saída do reserva‑
tório, através de um registro geral. Esse registro torna‑se útil quanto à necessidade 
de reparos na rede distribuidora. Fechando‑se o registro, isola‑se o ar armazenado 
no reservatório, permitindo a manutenção da rede sem a necessidade de descarre‑
gar para a atmosfera o ar que já foi comprimido.
Tampa de inspeção:
Nos reservatórios de ar comprimido, de grande porte, é comum existir uma ou 
mais tampas de inspeção que facilitam o acesso ao interior do reservatório. Essas 
tampas são muito utilizadas na limpeza do acúmulo de condensado no interior do 
reservatório de ar.
ARMAZENAMENTO E DISTRIBUIÇÃO DO AR COMPRIMIDO46
Registro de drenagem manual do condensado:
Esse registro é utilizado, periodicamente, para drenar a água e o óleo lubrifi‑
cante que se acumulam no fundo do reservatório, reduzindo o espaço destinado 
ao ar comprimido. Nos reservatórios de grande porte são colocados drenos au‑
tomáticos, que se abrem sempre que o volume do condensado atinge um nível 
predeterminado.
Rede de distribuição de ar comprimido
Em uma rede de distribuição é importante não somente o correto dimensiona‑
mento, mas, também, a montagem das tubulações.
As tubulações de ar comprimido requerem manutenção regular, razão pela qual 
não devem ser montadas dentro de paredes ou de cavidades estreitas.
O controle da estanqueidade das tubulações seria dificultado por isso.
Pequenos vazamentos são causa de consideráveis perdas de pressão.
Principais tipos de redes distribuidoras
Rede em circuito aberto:
As tubulações, em especial nas redes em circuito aberto, devem ser montadas 
com um declive de 1% a 2%, na direção do fluxo.
Por causa da formação de água condensada, é fundamental, em tubulações ho‑
rizontais, instalar os ramais de tomadas de ar na parte superior do tubo principal.
SISTEMAS PNEUMÁTICOS 47
Dessa forma, evita‑se que a água condensada, que eventualmente esteja na tu‑
bulação principal, possa chegar às tomadas de ar através dos ramais.
Para interceptar e drenar a água condensada devem ser instaladas derivações 
com drenos na parte inferior da tubulação principal.
Rede em circuito fechado
Geralmente as tubulações principais são montadas em circuito fechado.
ARMAZENAMENTO E DISTRIBUIÇÃO DO AR COMPRIMIDO48
Partindo da tubulação principal, são instaladas as ligações em derivação. Quan‑
do o consumo de ar é muito grande, consegue‑se, mediante esse tipo de montagem, 
uma alimentação uniforme.
O ar flui em ambas as direções.
Rede combinada:
A rede combinada também é uma instalação em circuito fechado, a qual, por 
suas ligações longitudinais e transversais, oferece a possibilidade de trabalhar com 
ar em qualquer lugar.
Por meiode válvulas de fechamento, existe a possibilidade de fechar determina‑
das linhas de ar comprimido, quando não forem usadas ou quando for necessário 
colocá‑las fora de serviço, por razões de reparação e manutenção.
Também pode ser feito um controle de estanqueidade.
SISTEMAS PNEUMÁTICOS 49
Dimensionamento da rede distribuidora de ar comprimido
A necessidade de ar comprimido nas fábricas está crescendo, provocada pelas 
sempre crescentes racionalização e automatização das instalações industriais.
Cada máquina, equipamento ou dispositivo pneumático requer uma quantida‑
de adequada de ar, que é fornecida pelo compressor, por meio da rede distribuidora.
Na instalação dessa rede já deve ser prevista a possibilidade de ampliação futura, 
pois a montagem de uma nova rede distribuidora, de dimensões maiores que a 
anterior, acarretaria despesas muito elevadas.
Essa ampliação deveria ser prevista já no projeto de instalação de compressores, 
por meio da determinação do aumento da demanda de ar e, em decorrência disso, 
do aumento da rede de tubulação.
O diâmetro da tubulação deve se escolhido de maneira que, mesmo com um 
consumo de ar crescente, a queda de pressão, do reservatório até o consumidor, 
não ultrapasse 0,1 bar.
Uma queda maior de pressão prejudica a rentabilidade do sistema e diminui 
consideravelmente sua capacidade.
A escolha do diâmetro da tubulação não é realizada por quaisquer fórmulas 
empíricas ou, simplesmente, para aproveitar tubos disponíveis no almoxarifado, 
mas, sim, considerando:
• volume corrente (vazão);
• comprimento de rede;
• queda da pressão admissível;
• pressão de trabalho;
• número de pontos de estrangulamento na rede.
A escolha de diâmetro da tubulação é facilitada pelo nomograma, apresentado 
na página a seguir. É o nomograma que determina o diâmetro do tubo na rede, 
em relação à pressão.
Na prática, deve‑se considerar, para a instalação da rede de tubulação, um maior 
ou menor aumento de pressão e consequentemente de tubulação.
ARMAZENAMENTO E DISTRIBUIÇÃO DO AR COMPRIMIDO50
Cálculo da tubulação
O consumo de ar em um estabelecimento fabril é de 4 m³/min (240 m³/h).
O aumento previsto em três anos será de 300%, o que resultará em um consumo 
de 12 m³/min (720 m³/h).
O consumo total é limitado em 16 m³/min (960 m³/h).
Nomograma de diâmetro do tubo
SISTEMAS PNEUMÁTICOS 51
A tubulação terá 300 m de comprimento e será composta por 6 conexões em 
“T”, 5 cotovelos a 90° e 1 válvula de passagem.
A queda de pressão admissível é de ∆p = 0,1 bar.
Pressão de trabalho = 8 bar.
Considerando os dados acima, e fazendo uso do nomograma, vamos procurar 
o diâmetro interno do tubo:
• ligue com um traço a linha A do nomograma (comprimento da tubulação) 
à linha B (volume aspirado);
• prolongue o traço até a linha C (eixo 1), formando um ponto de interseção com 
o eixo 1;
• ligue agora a linha E (pressão de trabalho) à linha G (queda de pressão), obten‑
do, assim, um ponto de interseção em F (eixo 2);
• ligue o ponto da interseção da linha F (eixo 2) com o ponto de interseção da li‑
nha C (eixo 1);
• na linha D (diâmetro interno do tubo), obteremos um ponto de interseção onde 
estará registrado o valor do diâmetro do tubo.
Comprimento equivalente
Para os elementos redutores do fluxo, as resistências são transformadas em 
comprimento equivalente.
Como comprimento equivalente compreende‑se o comprimento linear do tubo 
reto cuja resistência à passagem do ar é igual à resistência oferecida pelo elemento 
em questão.
A seção transversal do tubo de comprimento equivalente é a mesma do tubo 
utilizado na rede. Por meio de um segundo nomograma, pode‑se determinar ra‑
pidamente os comprimentos equivalentes.
ARMAZENAMENTO E DISTRIBUIÇÃO DO AR COMPRIMIDO52
Nomograma de comprimento equivalente
Onde: 1 = válvula de passagem 2 = válvula angular 3 = conexão “T”
 4 = válvula gaveta 5 = cotovelo a 90°
SISTEMAS PNEUMÁTICOS 53
Exemplo:
6 conexões “T” (90 mm) = 6 × 10,5 = 63 m
1 válvula de passagem (90 mm) = = 32 m
5 cotovelos a 90° (90 mm) = 5 × 1 = 5 m
comprimento equivalente dos elementos = 100 m
comprimento da tubulação = 300 m
comprimento equivalente = 100 m
comprimento total = 400 m
Com os valores do comprimento total da tubulação (400 m), do consumo de 
ar, da queda de pressão e da pressão de trabalho, determina ‑se, por meio do no‑
mograma de diâmetro de tubo, o diâmetro real necessário.
Para esse exemplo, o diâmetro do tubo é de, aproximadamente, 95 mm.
Materiais empregados em redes distribuidoras de ar comprimido
Tubulações principais:
Na escolha do material da tubulação temos várias possibilidades:
• cobre;
• tubo de aço preto;
• latão;
• tubo de aço zincado (galvanizado);
• aço‑liga;
• material sintético.
Tubulações instaladas para um longo período de tempo devem ter uniões solda‑
das, as quais apresentam a vantagem de serem bem vedadas, evitando vazamentos 
indesejáveis.
A desvantagem dessas uniões são as escamas que se criam ao soldar. Essas 
escamas devem ser retiradas da tubulação.
A costura da solda também está sujeita à corrosão, e isso requer a montagem 
de unidades de conservação, as quais serão estudadas a seguir.
ARMAZENAMENTO E DISTRIBUIÇÃO DO AR COMPRIMIDO54
Em tubulações com tubos de aço zincado (galvanizado), o ponto de conexão 
nem sempre é totalmente vedado. A resistência à corrosão, nesses tubos, não é 
muito melhor do que a do tubo de aço preto.
Lugares decapados, tais como roscas e conexões rápidas, também podem en‑
ferrujar, razão pela qual também, aqui, é importante o emprego de unidades de 
conservação.
Em casos especiais, usam‑se tubos de cobre ou de material sintético (plástico).
Tubulações secundárias:
Tubulações à base de borracha (mangueiras) somente devem ser usadas onde 
for requerida certa flexibilidade e onde, devido à um esforço mecânico mais ele‑
vado, não possam ser usadas tubulações de material sintético.
Tubulações à base de borracha podem ser mais caras e menos manejáveis que 
as de material sintético.
Hoje, as tubulações à base de polietileno e poliamido são as mais utilizadas em 
máquinas, equipamentos e dispositivos pneumáticos, pois permitem instalações 
rápidas e são ainda de baixo custo.
Conexões
Conexões para tubos metálicos, especialmente para tubos de aço e cobre:
Conexão com anel de corte: permite 
várias montagens e desmontagens.
Conexão com anel de pressão para tubos 
de aço e cobre. Com anel interno especial, 
serve também para tubos plásticos.
SISTEMAS PNEUMÁTICOS 55
Conexões para mangueiras flexíveis:
Conexão com rebordo flangeadoConexão com rebordo prensado
Conexões instantâneas para tubulações flexíveis
Engate rápido fêmea Engate rápido macho
ARMAZENAMENTO E DISTRIBUIÇÃO DO AR COMPRIMIDO56
Conexões rápidas para mangueiras plásticas
Conexão com porca, para mangueiras de borracha Conexão para mangueiras de borracha tipo espigão
PREPARAÇÃO DO AR COMPRIMIDO 
PARA O TRABALHO
Impurezas
Impurezas em forma de partículas de sujeira ou ferrugem, provenientes de 
corrosão interna da rede distribuidora, assim como resíduos de óleo do compres‑
sor e umidade do ar levam, em muitos casos, a falhas em sistemas pneumáticos e 
avarias de seus elementos.
Por isso, a qualidade do ar comprimido é um fator muito importante a ser 
observado. Uma preparação adequada do ar comprimido prolonga a vida útil dos 
elementos pneumáticos aplicados em máquinas e equipamentos industriais.
Muito embora a separação primária do condensado tenha sido feita durante o 
processo de produção do ar comprimido, por meio de resfriadores e no próprio 
reservatório de armazenamento de ar, a separação final do condensado, a filtra‑
gem do ar e outros tratamentos secundários são executados próximo ao local de 
consumo do ar comprimido.
Quando a rede de condutores de ar comprimido não é drenada, a água con‑
densada no interior da tubulação pode causar a corrosão da rede metálica, dos 
elementos pneumáticos e das máquinas.
O óleo residual, proveniente dos compressores, pode produzir, junto como ar 
comprimido, uma mistura de ar e óleo a qual apresenta perigo de explosão, prin‑
cipalmente quando há temperaturas superiores a 333 K.
Umidade
A água já penetra na rede pelo próprio ar aspirado através do compressor. A 
incidência da umidade depende, em primeira instância, da umidade relativa do ar 
que, por sua vez, depende da temperatura e das condições atmosféricas.
PREPARAÇÃO DO AR COMPRIMIDO PARA O TRABALHO58
A umidade absoluta é a quantidade de água contida em 1 m³ de ar. A quanti‑
dade de saturação é a quantidade de água admitida em 1 m³ de ar a determinada 
temperatura.
Nesse caso, a umidade relativa é de 100% (ponto de orvalho).
No diagrama do ponto de orvalho, apresentado a seguir, pode‑se observar a 
quantidade de saturação à temperatura correspondente.
umidade relativa =
umidade relativa
quantidade de saturação
× 100 %
Diagrama do ponto de orvalho
SISTEMAS PNEUMÁTICOS 59
Exemplo:
No ponto de orvalho, a 40 °C, 1 m³ de ar contém 50 g de água.
Pode‑se reduzir os efeitos da umidade por meio de:
• filtragem do ar aspirado;
• compressores livres de óleo;
• passagem do ar comprimido por um secador, em casos de ocorrência de umi‑
dade.
Portanto, por causa desses fatores extremamente prejudiciais ao funcionamento 
dos sistemas pneumáticos, impurezas e umidade, antes de ser enviado aos consu‑
midores, o ar comprimido deve passar por cinco processos de preparação para o 
trabalho, são eles:
• resfriamento;
• secagem;
• filtragem;
• regulagem de pressão;
• lubrificação.
Resfriamento do ar comprimido
O resfriamento do ar comprimido é realizado durante o processo de com‑
pressão, por meio de serpentinas estrategicamente montadas entre os estágios do 
compressor. Uma hélice localizada no volante do cabeçote do compressor sopra 
as serpentinas esfriando o ar.
Nos casos de temperaturas extremamente altas, provocadas pela compressão 
de grandes volumes de ar, em regime contínuo, é utilizado um resfriador a água 
montado na saída do compressor.
PREPARAÇÃO DO AR COMPRIMIDO PARA O TRABALHO60
1. Entrada de ar comprimido quente, proveniente do compressor.
2. Saída de ar comprimido resfriado.
3. Entrada de água na serpentina de refrigeração.
4. Saída de água da serpentina.
5. Serpentina.
6. Vaso separador de água condensada.
7. Purgador automático de saída de água condensada.
8. Válvula de segurança.
Nesse tipo de resfriador, usa‑se água fria bombeada no pórtico 3. A água circula 
pelo interior da serpentina, montada dentro do corpo do resfriador, e sai pelo pór‑
tico 4. O ar comprimido quente entra pelo pórtico 1 e, em contado com a superfície 
fria da serpentina, é resfriado. Durante o resfriamento, a umidade contida no ar, 
em forma de vapor devido à alta temperatura, se condensa e, por gravidade, desce 
Resfriador a água
SISTEMAS PNEUMÁTICOS 61
e se acumula no fundo do corpo do resfriador, de onde é drenada para fora por 
meio de um purgador automático. O ar comprimido, já resfriado e livre de grande 
parte da umidade, sai pelo pórtico 2 do resfriador.
Outro tipo de resfriador a água, montado geralmente entre o compressor e o 
reservatório de armazenamento de ar comprimido é o resfriador posterior, também 
conhecido como aftercooler.
Secagem do ar comprimido
Existem diversos processos de secagem do ar comprimido. Os mais comumente 
empregados na indústria são:
• secagem por absorção;
• secagem por adsorção;
• secagem por resfriamento.
Secagem por absorção:
A secagem por absorção é um processo puramente químico. O ar comprimido 
passa sobre uma camada solta de um elemento secador (cloreto de cálcio, clo‑
reto de lítio). A água ou vapor de água que entra em contato com esse elemento 
combina‑se quimicamente com ele e se dilui na forma de combinação elemen‑
to secador água.
Resfriador posterior (Aftercooler)
PREPARAÇÃO DO AR COMPRIMIDO PARA O TRABALHO62
Essa mistura deve ser removida periodicamente do absorvedor. A operação 
pode ser manual ou automática.
Com o tempo, o elemento secador é consumido e o secador deve ser reabas‑
tecido periodicamente (duas a quatro vezes por ano) conforme o volume de uso. 
O secador por absorção separa, ao mesmo tempo, vapor e partículas de óleo. 
 Porém, quantidade maiores de óleo influenciam no funcionamento do secador. 
Por isso, é conveniente antepor um filtro fino ao secador.
O processo de absorção caracteriza‑se por:
• montagem simples da instalação;
• desgaste mecânico mínimo, já que o secador não possui peças móveis;
• não necessita de energia externa.
Processo de secagem por absorção
SISTEMAS PNEUMÁTICOS 63
Secagem por adsorção:
A secagem por adsorção está baseada num processo físico:
adsorção ⇒ fixação de uma substância na superfície de outra substância.
O elemento secador é um material granulado com aresta ou em formas de es‑
feras. Este elemento secador é formado de quase 100% de dióxido de silício.
Em geral, é conhecido pelo nome de gel (sílica gel). O ar comprimido úmido 
é conduzido através da camada de gel e o elemento secador adsorve a água e o 
vapor de água.
É evidente que a capacidade de acumulação de uma camada de gel é limitada. 
Quando o elemento secador estiver saturado, poderá ser regenerado facilmente: 
basta soprar ar quente através da camada saturada e o ar quente absorverá a umi‑
dade do elemento secador. A energia calorífica para a regeneração pode ser gerada 
também por eletricidade ou por ar comprimido quente.
Mediante a montagem em paralelo de duas instalações de adsorção, uma delas 
pode estar ligada para secar enquanto a outra estiver sendo soprada com ar quente 
(regeneração).
PREPARAÇÃO DO AR COMPRIMIDO PARA O TRABALHO64
Processo de secagem por adsorção
SISTEMAS PNEUMÁTICOS 65
Secagem por resfriamento:
O secador de ar comprimido por resfriamento funciona pelo princípio da dimi‑
nuição da temperatura do ponto de orvalho. O ponto de orvalho é a temperatura 
à qual deve ser resfriado um gás para se obter a condensação do vapor de água 
contido nele. O ar comprimido a ser secado entra no secador, passando primeiro 
pelo trocador de calor a ar. Mediante o ar frio e seco proveniente do trocador de 
calor (vaporizador), o ar quente que está entrando é resfriado. Forma‑se um con‑
densado de óleo e água que é eliminado pelo trocador de calor. Esse ar comprimido 
pré ‑resfriado circula através do trocador de calor (vaporizador) e, assim, sua tem‑
peratura desce até 1,7 °C, aproximadamente. Dessa maneira, o ar é submetido a 
uma segunda separação de condensado de água e óleo.
Processo de secagem por resfriamento
PREPARAÇÃO DO AR COMPRIMIDO PARA O TRABALHO66
Depois, o ar comprimido pode ainda passar por um filtro fino a fim de eliminar 
os corpos estranhos.
Enquanto os processos de resfriamento e secagem do ar comprimido devem 
ocorrer o mais próximo possível do compressor, os demais tratamentos como a 
filtragem, a regulagem da pressão e a lubrificação devem ser efetuados na entrada 
de alimentação de ar dos consumidores, tais como máquinas, equipamentos e 
dispositivos pneumáticos.
Filtragem do ar comprimido
A função de um filtro de ar comprimido é reter as partículas sólidas, bem como 
a água condensada, presentes no ar comprimido que passa por ele.
O ar comprimido, ao entrar no copo do filtro, é forçado a um movimento de rota‑
ção por meio de rasgos direcionais. Com isso, por meio de força centrífuga, separam‑
‑se impurezas maiores e as gotículas de água que se depositam no fundo do copo.
O condensado acumulado no fundo do copo deve ser eliminado antes de atingir 
o nível máximo, para não ser arrastado novamente pela massa de ar em movimento.
As partículas sólidas, maiores que a porosidade do filtro, são retidas por ele. 
Com o tempo, o acúmulo dessas partículas impede a passagem do ar, entupindo 
o filtro, exigindo a limpeza ou substituição do elemento filtrante a interva los 
regulares.
SISTEMAS PNEUMÁTICOS 67
Filtro de ar comprimido
PREPARAÇÃO DO AR COMPRIMIDO PARA O TRABALHO68
Em filtros normais, a porosidade encontra‑se entre 30 e 70 µm. Filtros mais 
finostêm elementos com porosidade até 3 µm.
Se houver acentuada deposição de condensado, convém substituir o dreno ma‑
nual por um purgador automático.
Pelo orifício de saída, o condensado atinge a câmara entre as juntas de vedação 
inferiores. Com o aumento do nível do condensado, o flutuador começa a subir. 
A um determinado nível, abre‑se a passagem de ar comprimido do copo que passa 
por ela e desloca o êmbolo para a direita, abrindo a saída do condensado. Por causa 
das dimensões reduzidas do escape de ar para a atmosfera, o ar comprimido do 
copo passa lentamente, mantendo‑se a saída do condensado aberta por um tempo 
ligeiramente maior.
Purgador automático
SISTEMAS PNEUMÁTICOS 69
Regulagem da pressão do ar comprimido
A pressão do ar comprimido, fornecida na rede pelo compressor, deve ser regu‑
lada de acordo com as características individuais de cada consumidor. Enquanto 
o compressor fornece, na rede distribuidora, uma pressão principal ou de regime, 
na ordem de 10 a 12 bar, cada máquina, equipamento ou dispositivo pneumático 
é projetado para trabalhar com uma pressão predeterminada, chamada de pressão 
secundária ou de trabalho, geralmente inferior à pressão principal.
Sendo assim, usa‑se um regulador de pressão para ajustar a pressão secundária 
de acordo com as necessidades de cada equipamento pneumático.
O regulador de pressão tem por finalidade manter constante a pressão de traba‑
lho (secundária) independentemente da pressão de regime (principal), fornecida 
na rede, e do consumo de ar.
Regulador de pressão com escape automático:
PREPARAÇÃO DO AR COMPRIMIDO PARA O TRABALHO70
A pressão de trabalho desejada é ajustada no parafuso de regulagem que cali‑
bra a tensão da mola inferior. Essa mola empurra a membrana para cima, deslo‑
cando a junta de vedação de sua sede de assento, abrindo a válvula. Isso faz com 
que o ar comprimido da rede possa fluir livremente do pórtico de entrada para o 
de saída do regulador de pressão, agindo na superfície superior da membrana e 
aumentando a pressão de saída, compatível com a tensão regulada na mola inferior.
Quando a pressão de saída ultrapassa a tensão regulada na mola inferior, o ar 
comprimindo, agindo na superfície superior da membrana, empurra a mesma para 
baixo. Isso faz com que a mola superior pressione a junta de vedação contra a sua 
sede de assento, fechando a entrada da válvula. Dessa forma, com a en trada da 
válvula fechada, o ar comprimido é impedido de fluir do pórtico de entrada para 
o de saída do regulador de pressão, fazendo com que a pressão de saída pare de 
aumentar. Ao mesmo tempo, a pressão em excesso na linha de saída flui para a 
atmosfera pelos orifícios de escape automático.
SISTEMAS PNEUMÁTICOS 71
Quando a pressão de saída se equili‑
bra com a tensão regulada na mola infe‑
rior, a membrana sobe o suficiente para 
bloquear o escape automático do ar, sem 
deslocar a junta de vedação de sua sede 
de assento. Sendo assim, tanto a entrada 
de ar comprimido como a saí da de es‑
cape automático permanecem fechadas, 
até que a pressão no pórtico de saída do 
regulador de pressão volte a oscilar, para 
cima ou para baixo.
Portanto, para manter a pressão de 
saída regulada, há um constante abrir e 
fechar da válvula.
A utilização de um manômetro, 
alimentado pela pressão do pórtico de 
saída do regulador, é fundamental para 
auxiliar na regulagem da pressão.
Lubrificação do ar comprimido
Atualmente, a maioria dos fabricantes de equipamentos pneumáticos oferecem 
produtos livre de lubrificação, isto é, os atuadores e válvulas pneumáticas são pro‑
jetados e construídos de forma a não exigirem lubrificação de suas partes móveis.
Entretanto, é comum encontrarmos na indústria elementos pneumáticos mais 
antigos, principalmente por causa de sua longa vida útil, os quais possuem peças 
móveis que devem ser submetidas a lubrificação. Os materiais lubrificantes são 
necessários para garantir desgaste mínimo nos elementos móveis, manter tão míni‑
mas quanto possível as forças de atrito e proteger os equipamentos contra corrosão, 
provocada principalmente pela umidade do ar.
Sendo assim, usamos lubrificadores cuja função é pulverizar óleo lubrificante, 
sob a forma de névoa, na massa de ar comprimido a ser utilizado pelas máquinas, 
equipamentos e dispositivos pneumáticos.
PREPARAÇÃO DO AR COMPRIMIDO PARA O TRABALHO72
O ar comprimido flui pelo lubrificador do pórtico de entrada para o de saída, 
passando pela válvula de retenção cuja mola gera um diferencial de pressão, for‑
çando o ar a entrar no interior do copo reservatório de óleo.
A pressão do ar, agindo na superfície do óleo lubrificante, o empurra pelo tubo 
condutor, até a parte superior do corpo do lubrificador onde existe um conta‑gotas. 
Um visor acrílico permite ao operador visualizar a quantidade de óleo a ser utili‑
zada no processo de nebulização.
Por meio de um parafuso dosador, pode‑se regular a quantidade de óleo a ser 
utilizada para a lubrificação, de acordo com as especificações exigidas pelos fabri‑
cantes dos equipamentos pneumáticos.
O óleo que cai pelo conta‑gotas desce até o bocal nebulizador, se mistura com 
a massa do ar em movimento e, em forma de névoa, busca o pórtico de saída do 
lubrificador através do furo de passagem paralelo à válvula de retenção.
O lubrificador possui, ainda, um plugue para reabastecimento de óleo do reser‑
vatório, o qual somente poderá ser utilizado com o equipamento despressurizado.
Lubrificador de ar comprimido
SISTEMAS PNEUMÁTICOS 73
Durante a despressurização, uma válvula antirretorno evita que o óleo acumula‑
do no conta‑gotas retorne por gravidade ao reservatório, através do tubo condutor.
É importante destacar, ainda, que a utilização dos lubrificadores está limitada 
ao tipo de processo produtivo. Na indústria alimentícia, farmacêutica ou sempre 
que a presença de óleo lubrificante possa interferir na qualidade do produto, os 
lubrificadores não são empregados, mesmo com o risco de desgaste prematuro das 
máquinas e equipamentos pneumáticos.
Unidades de condicionamento de ar comprimido
Como já foi destacado, os processos de filtragem, regulagem de pressão e lu‑
brificação do ar comprimido devem ser realizados o mais próximo possível dos 
consumidores pneumáticos. Geralmente, esses processos ocorrem na entrada de 
alimentação de ar comprimido de cada uma das máquinas, equipamentos e dis‑
positivos pneumáticos.
Dessa forma, com o intuito de facilitar esses procedimentos, os fabricantes 
de componentes pneumáticos desenvolveram as unidades de condicionamento de ar 
comprimido, as quais são conhecidas no mercado por várias designações diferentes:
• unidade de conservação;
• unidade de manutenção;
• conjunto lubrefil.
Na verdade, trata‑se de dois ou mais componentes responsáveis pela preparação 
do ar para o trabalho, montados lado a lado, como se fosse um único elemento.
As unidades de condicionamento têm a finalidade de purificar o ar comprimi‑
do, ajustar uma pressão constante do ar e acrescentar uma fina neblina de óleo ao 
ar comprimido, quando necessário, para fins de lubrificação. Assim, as unidades 
de condicionamento de ar comprimido aumentam consideravelmente a segu‑
rança de funcionamento dos equipamentos pneumáticos, sendo sua aplicação 
exigida por todos os fabricantes de máquinas.
As unidades de condicionamento de ar comprimido são, portanto, uma ou 
mais combinações de:
• filtro;
• regulador de pressão com manômetro;
• lubrificador.
PREPARAÇÃO DO AR COMPRIMIDO PARA O TRABALHO74
No emprego da unidade de condicionamento, devem ser observados os se‑
guintes pontos:
• A vazão total de ar em Nm³/h é determinada pelo tamanho da unidade. O con‑
sumo de ar muito elevado provoca queda de pressão nos equipamentos. Devem 
ser analisados rigorosamente os dados indicados pelo fabricante.
• A pressão de trabalho nunca deve ser superior à indicada no equipamento. 
A temperatura ambiente não deve ser superior a 50 °C, máxima para copos de 
material sintético.
Exemplos de combinaçõesde unidades de condicionamento 
encontradas no mercado:
símbolo normal
símbolo simplificado
SISTEMAS PNEUMÁTICOS 75
Manutenção das unidades de condicionamento de ar:
• Filtro de ar comprimido
Quando o filtro não é dotado de dreno automático, o nível de condensado deve 
ser controlado regularmente, não devendo ultrapassar a altura determinada no 
copo. O condensado acumulado pode ser arrastado para a tubulação de ar com‑
primido e equipamentos.
• Regulador de pressão de ar comprimido
Quando existe um filtro de ar comprimido instalado antes do regulador, é pra‑
ticamente dispensada a manutenção desse regulador.
• Lubrificador de ar comprimido
O nível de óleo no copo reservatório deve ser controlado. Sempre que necessá‑
rio, completa ‑se o óleo até o nível indicado. Devem ser utilizados somente óleos 
minerais de baixa viscosidade (máximo 20° Engler).
Filtros de material plástico e copo lubrificador devem ser limpos somente com 
água e sabão neutro. Solventes como thinner, acetona e acetatos não são recomen‑
dados, pois eles atacam o material plástico.
Unidade de condicionamento com regulador de pressão, válvula de fechamento, manômetro e filtro incorporados.
ATUADORES PNEUMÁTICOS
Os atuadores pneumáticos, também conhecidos como elementos de trabalho, 
são os componentes responsáveis em transformar a energia pneumática em me‑
cânica, produzindo movimento. Os atuadores estão classificados em três grupos, 
quanto ao tipo de movimento produzido:
• lineares: movimentos retilíneos de ida e volta;
• giratórios: movimentos rotacionais com giro limitado de 0 a 350°;
• rotativos: movimentos rotacionais nos dois sentidos de giro.
Atuadores lineares – cilindros
O cilindro pneumático, chamado também de pistão, é um elemento de máquina 
útil, já que permite a aplicação do movimento linear exatamente onde é necessário, 
sem qualquer complicação mecânica, como em transmissões, eixos, ressaltos etc.
A geração de um movimento retilíneo com elementos mecânicos, conjugados 
com acionamentos elétricos, é relativamente custosa e está ligada a certas dificul‑
dades de fabricação e durabilidade.
Há, no mercado, uma infinidade de tipos de cilindros, desde os convencionais, 
produzidos de forma normalizada por todos os fabricantes, até os cilindros espe‑
ciais confeccionados para fins específicos. A seguir, serão apresentados os cilindros 
mais utilizados na indústria, na automatização dos processos de produção.
ATUADORES PNEUMÁTICOS78
Características construtivas
Os cilindros pneumáticos consistem, basicamente, em um tubo cilíndrico ou 
camisa, tampas dianteira e traseira ou cabeçotes, êmbolo com juntas de vedação 
ou gaxetas, haste do êmbolo, bucha de guia e anel limpador.
SISTEMAS PNEUMÁTICOS 79
A camisa, na maioria dos casos, é feita de um tubo de aço trefilado a frio, sem 
costura. Para aumentar a vida útil dos elementos de vedação, a superfície interna 
do tubo é brunida. Atualmente, a maioria dos fabricantes produz a camisa dos ci‑
lindros em alumínio ou latão ou, ainda, de aço com a superfície interna de cromo 
duro, para aplicações especiais com possibilidade de corrosão muito acentuada.
Para as tampas dianteira e traseira, usa‑se normalmente alumínio fundido ou 
ferro maleável. A fixação das tampas pode ser feita com tirantes, roscas ou flanges.
A haste do êmbolo geralmente é feita com aço beneficiado e com proteção an‑
ticorrosiva. As roscas são geralmente laminadas, diminuindo, assim, o perigo de 
ruptura. Sob pedido, a haste do êmbolo pode ser temperada.
Para a vedação da haste do êmbolo, existe um anel circular na tampa dianteira. 
A haste do êmbolo é mantida centralizada por uma bucha de guia, a qual pode ser 
confeccionada em bronze ou de material sintético metalizado.
Na frente dessa bucha, encontra‑se um anel limpador que evita a entrada de 
partículas de pó e de sujeira no cilindro.
A junta de vedação do êmbolo, no caso do tipo copo dupla, veda de ambos 
os lados.
A escolha do material a ser utilizado na confecção das juntas de vedação de‑
pende das temperaturas de trabalho. Os materiais comumente empregados são:
• Buna N de − 10 °C até + 80 °C;
• Perbunam de − 20 °C até + 80 °C;
• Viton de − 20 °C até + 190 °C;
• PTFL (Teflon) de − 80 °C até + 200 °C.
Juntas toroidais ou anéis do tipo “O‑Ring” são utilizados para vedação estática. 
Esse tipo de vedação não é recomendado em vedações móveis, pois provoca relativa 
perda de carga por atrito.
Tipos de juntas de vedação para êmbolos
As juntas de vedação utilizadas nos êmbolos dos cilindros, também conhecidas 
como gaxetas, têm por finalidade evitar vazamentos de ar entre as câmaras dian‑
teira e traseira, durante os movimentos de avanço e de retorno da haste.
A seguir, serão apresentados os principais tipos de juntas de vedação encontra‑
dos na maioria dos cilindros pneumáticos.
ATUADORES PNEUMÁTICOS80
Anel tipo “O-Ring” ou junta tipo toroidal Junta tipo toroidal achatada internamente
Junta tipo quadring (perfil quadrado) Juntas tipo copo de encaixe bilateral
Junta tipo faca de lábio simples Junta tipo copo de encaixe unilateral
Junta tipo faca de lábio duplo Junta tipo copo duplo com anel centralizante
SISTEMAS PNEUMÁTICOS 81
Tipos de fixação de cilindros
A forma como os cilindros são fixados em máquinas e equipamentos pneumá‑
ticos depende do espaço disponível para a montagem e do tipo de trabalho a ser 
realizado. Os fabricantes de cilindros oferecem no mercado alguns tipos padro‑
nizados de fixação, mas não quer dizer que não é possível construir uma fixação 
especial para um tipo de montagem específica.
Junta de vedação em anel tipo “L”
fixação por pés internos
fixação pela tampa dianteira
fixação por pés externos
fixação pela tampa traseira
ATUADORES PNEUMÁTICOS82
Cálculos das forças de avanço e de retorno de cilindros
Onde:
P = pressão de trabalho em bar
∅e = diâmetro do êmbolo em cm
∅h = diâmetro da haste em cm
Tipos de fixação padronizadas
fixação por pé dianteiro ou traseiro
flange traseira
flange dianteira
basculante dianteira 
ou traseira
SISTEMAS PNEUMÁTICOS 83
d = curso útil em cm (distância percorrida pela haste da posição fi‑
nal traseira à final dianteira)
Aa = área de avanço em cm² (igual à área do êmbolo)
Ar = área de retorno em cm² (igual à área do êmbolo menos a área da haste)
Fa = força de avanço em kgf (força atuante durante o movimento de avanço)
Fr = força de retorno em kgf (força atuante durante o movimento de retorno)
Cálculos da áreas de atuação do ar durante os movimentos de avanço e de retorno:
Aa = 0,7854 × ∅e²
Ar = 0,7854 × (∅e² − ∅h²)
Cálculos das forças atuantes do cilindro durante os movimentos de avanço e de retorno:
Fa = P × Aa
Fr = P × Ar
Exemplo:
O êmbolo e a haste de um cilindro medem, respectivamente, 40 mm e 15 mm de 
diâmetro. Ciente de que a pressão de trabalho é de 4 bar, quais as forças desenvol‑
vidas no avanço e no retorno?
Dados:
P = 4 bar 
∅e = 40 mm = 4 cm 
∅h = 15 mm = 1,5 cm
Observação: Como precisamos calcular as áreas de avanço e de retorno 
em cm², precisamos, antes de tudo, passar os diâmetros do 
êmbolo e da haste para cm.
ATUADORES PNEUMÁTICOS84
Cálculo da área de avanço: Cálculo da área de retorno:
Aa = 0,7854 × ∅e² Ar = 0,7854 × (∅e² − ∅h²) 
Aa = 0,7854 × 4² Ar = 0,7854 × (4² − 1,5²) 
Aa = 0,7854 × 16 Ar = 0,7854 × (16 − 2,25) 
Aa = 12,56 cm² Ar = 0,7854 × 13,75 
 Ar = 10,79 cm²
Cálculo da força de avanço: Cálculo da força de retorno:
Fa = P × Aa Fr = P × Ar 
Fa = 4 × 12,56 Fr = 4 × 10,79 
Fa = 50,24 kgf Fr = 43,16 kgf
Verificamos que os cilindros convencionais possuem áreas desiguais expostas à 
pressão, durante os movimentos de avanço e de retorno. Sempre a área de avanço 
é maior que a de retorno. Enquanto a área de avanço constitui‑se da própria área 
do êmbolo, no retorno, a área de atuação do ar comprimido corresponde à área da 
coroa circular ao redor da haste, formada pela área do êmbolo, descontando‑se a 
área da haste.
Os cálculos apresentados são teóricos,uma vez que não foram consideradas as 
forças de atrito que interferem nos movimentos dos cilindros. Essas forças de atrito 
surgem, normalmente, nas juntas de vedação do êmbolo e da haste, bem como na 
bucha guia e no anel limpador, localizados na tampa dianteira.
O comprimento de curso em cilindros pneumáticos não deve ser maior do 
que 2.000 mm. A pneumática não é rentável quando o êmbolo tem um diâmetro 
superior a 300 mm e curso muito longo, pois o consumo de ar é muito alto.
Em cursos longos, a carga mecânica sobre a haste do êmbolo e nos mancais é 
grande. Para evitar uma flambagem, é necessário determinar um diâmetro pouco 
maior para a haste do êmbolo. Além disso, é aconselhável prolongar as buchas de 
guias da haste do êmbolo.
A velocidade de cilindros pneumáticos depende da carga, do comprimento da 
tubulação entre a válvula e o cilindro, da pressão de ar e da vazão da válvula de 
comando. A velocidade do êmbolo em cilindros normais varia de 0,1 a 1,5 m/s. Em 
cilindros especiais podem ser alcançadas velocidades de até 10 m/s.
SISTEMAS PNEUMÁTICOS 85
Tipos de cilindros
CILINDROS DE AÇÃO SIMPLES
Os cilindros de ação simples são acionados por ar comprimido somente em um 
dos sentidos de movimento e, portanto, trabalham pneumaticamente em uma só 
direção. O sentido oposto de movimento é produzido por mola, mediante atuação 
de uma força externa ou, ainda, pela ação da gravidade.
Os mais utilizados são os que possuem acionamento por mola, inverso ao pneu‑
mático. A força da mola é calculada para que ela possa fazer o pistão retroceder à 
posição inicial, com uma velocidade suficientemente alta, sem despender grande 
energia.
Em cilindros de ação simples com mola, o curso do êmbolo é limitado pelo 
comprimento da mola.
Por essa razão, fabricam‑se cilindros de ação simples com comprimento de até 
100 mm.
É importante destacar que a força da mola deve ser levada em conta nos cálculos 
das forças efetuadas durante os movimentos de avanço e de retorno, para cilindros 
de ação simples.
Os cilindros de ação simples com retorno por mola são empregados, principal‑
mente, nos processos de produção, em trabalhos de fixar, expulsar, prensar, elevar, 
alimentar etc.
Invertendo‑se a montagem da mola, o cilindro poderá ser utilizado para tra‑
vamento de sistemas mecânicos como em freios de estacionamento empregados 
em caminhões, ônibus, carretas e vagões ferroviários, conhecidos como tristop. 
Nesses sistemas, o travamento do freio é feito pela mola e sua liberação pelo ar 
comprimido.
Avanço pneumático e retorno por mola Avanço por mola e retorno pneumático
ATUADORES PNEUMÁTICOS86
Construções diferenciadas de cilindros de ação 
simples com retorno por mola
Avanço pneumático e 
retorno por mola
Avanço por mola e retor-
no pneumático (tristop)
SISTEMAS PNEUMÁTICOS 87
A vedação é feita por material flexível, alojado em êmbolo metálico ou de ma‑
terial sintético.
Cilindro de ação simples com membrana plana:
Nesse tipo de cilindro de ação simples, uma membrana, que pode ser de borra‑
cha, material sintético ou também metálico, assume a tarefa do êmbolo.
A haste do êmbolo é fixada no centro da membrana. Nesse caso, a vedação 
deslizante não existe. Em ação existe somente o atrito, provocado pela dilatação 
da membrana.
É empregado na fabricação de ferramentas e dispositivos, bem como em prensas 
de cunhar, rebitar e fixar peças em lugares estreitos.
Cilindro de ação simples com membrana de projeção:
Uma construção similar à do cilindro de membrana plana é a do cilindro com 
membrana de projeção.
Quando acionada pelo ar comprimido, a membrana se projeta no interior do 
cilindro, movimentando a haste para fora.
Cilindro de ação simples com membrana plana e retorno pela ação da gravidade
ATUADORES PNEUMÁTICOS88
Esse sistema permite cursos maiores do que os do cilindro de membrana plana.
O atrito é consideravelmente menor do que nos cilindros de êmbolo.
SISTEMAS PNEUMÁTICOS 89
CILINDROS DE AÇÃO DUPLA
Os movimentos de avanço e retorno nos cilindros de ação dupla são produzi‑
dos pelo ar comprimido e, por isso, podem realizar trabalho nos dois sentidos de 
movimento, pneumaticamente.
Em princípio, esses cilindros podem ter curso ilimitado, porém deve‑se levar 
em consideração as possibilidades de deformação da haste por flexão e flambagem. 
São encontrados, normalmente, cilindros de ação dupla com curso até 2.000 mm.
Os cilindros de ação dupla, também designados como cilindros de efeito duplo, 
são empregados em todos os casos em que se faz necessária força nos dois sentidos 
de movimento, devendo‑se, entretanto, observar que os esforços de flexão sobre a 
Cilindro de ação dupla
ATUADORES PNEUMÁTICOS90
haste do cilindro devem ser evitados ao máximo, com o uso de guias ou fixações 
oscilantes, para que não haja desgaste acentuado da bucha ou da gaxeta do mancal, 
assim como da gaxeta do êmbolo. Nesse caso, a vedação entre o êmbolo e a camisa 
do cilindro deve ser efetuada para os dois sentidos de movimento.
Cilindro de ação dupla com amortecimento nos fins de curso:
Quando volumes grandes e pesados são movimentados por um cilindro, a alta 
velocidade, emprega‑se um sistema de amortecimento para evitar impactos do 
êmbolo contra as tampas nos finais de curso de avanço e de retorno.
Antigamente, utilizavam‑se anéis de borracha montados em rasgos nas faces 
laterais do êmbolo, cuja função era evitar o contato metálico do êmbolo contra as 
tampas dianteira e traseira, como mostra a figura a seguir.
O inconveniente era que, por causa do alto atrito gerado pelos impactos cons‑
tantes, esses anéis de amortecimento se deterioravam, exigindo paradas periódicas 
visando à substituição dos anéis de amortecimento.
Atualmente, nos sistemas de amortecimento de final de curso dos cilindros 
pneumáticos, utiliza‑se o próprio ar da câmara que está sendo descarregada para 
a atmosfera para calçar o êmbolo, evitando seu impacto violento contra a tampa.
Antes de alcançar a posição final, um ressalto posicionado na lateral do êm‑
bolo, interrompe o escape direto do ar para a atmosfera, deixando somente uma 
Cilindro de ação dupla com amortecimento por anéis de borracha
SISTEMAS PNEUMÁTICOS 91
passagem estreita, regulável, a qual controla a saída do restante do ar, impedindo 
o impacto.
Com o escape de ar restringido, cria‑se uma sobrepressão que, para ser vencida, 
absorve grande parte de energia, resultando em perda de velocidade nos fins de 
curso.
Invertendo‑se o fluxo do ar comprimido, o ar entra livremente pelas retenções 
das tampas, e o êmbolo pode inverter o movimento, partindo com força e veloci‑
dade totais.
Outra versão construtiva do mesmo tipo de cilindro de ação dupla, com amor‑
tecedores nos finais de curso, é apresentada na figura a seguir:
ATUADORES PNEUMÁTICOS92
Possibilidades de amortecimento de fim de curso de cilindros:
• amortecedor regulável em ambos os lados;
• amortecedor regulável em um só lado do êmbolo (dianteiro ou traseiro);
• amortecedor não regulável em ambos os lados;
• amortecedor não regulável em um só lado do êmbolo (dianteiro ou traseiro).
Cilindro de ação dupla com haste passante:
O cilindro de ação dupla, com haste passante, possui, na verdade, duas hastes: 
uma de cada lado do êmbolo.
A haste passante, de ambos os lados, apresenta algumas vantagens, comparada 
aos cilindros convencionais:
• O cilindro tem a mesma força de atuação nos dois sentidos de movimento, pois 
as áreas de pressão são iguais de ambos os lados.
• A haste é melhor guiada devido aos dois mancais de guia, o que possibilita a 
admissão de uma ligeira carga lateral.
• Os elementos sinalizadores podem ser montados na parte livre da haste, se ela 
não estiver sendo utilizada para movimentos mecânicos.
Cilindro duplo geminado (tipo tandem):
Trata‑se de dois cilindros de ação dupla que formam uma só unidade. Assim, 
com pressões simultâneas nos dois êmbolos, a força efetiva de atuação será a soma 
das forças dos dois cilindros.
SISTEMAS PNEUMÁTICOS 93