Introdução aos Sistemas Eletropneumáticos e Eletro-Hidráulicos

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Introdução aos Sistemas Eletropneumáticos e Eletro-
Hidráulicos
Prof. Raphael dos Santos
Descrição
Conceitos fundamentais de pneumática e de hidráulica integrados a
circuitos elétricos.
Propósito
Os sistemas pneumáticos e os sistemas hidráulicos são fundamentais
para os processos industriais, dada a sua versatilidade, fácil
implementação, força e velocidade, assim como os circuitos elétricos,
pela rapidez de produção de sinal e o baixo tempo de resposta, a baixa
perda de carga em circuitos bem dimensionados, entre outras
vantagens; e a integração desses sistemas permite integrar aos
sistemas de natureza mecânica (pneumáticos e hidráulicos) às
vantagens dos sistemas elétricos.
Objetivos
Módulo 1
Componentes de sistemas
eletropneumáticos
Identificar os principais componentes dos sistemas
eletropneumáticos.
Módulo 2
Integração por válvulas
Descrever a integração entre circuitos elétricos e sistemas
pneumáticos.
Módulo 3
Componentes
Identificar os principais componentes dos sistemas eletro-
hidráulicos.
Módulo 4
Integração entre circuitos elétricos e
sistemas eletro-hidráulicos
Descrever a integração entre circuitos elétricos e sistemas eletro-
hidráulicos.
Introdução
Veja agora os componentes fundamentais na integração entre
sistemas eletropneumáticos e sistemas eletro-hidráulicos, e também
os principais assuntos que serão abordados em cada módulo.
Orientação sobre unidade de medida
Em nosso material, unidades de medida e números são escritos
juntos (ex.: 25km) por questões de tecnologia e didáticas. No
entanto, o Inmetro estabelece que deve existir um espaço entre o
número e a unidade (ex.: 25 km). Logo, os relatórios técnicos e
demais materiais escritos por você devem seguir o padrão
internacional de separação dos números e das unidades.

1 - Componentes de sistemas eletropneumáticos
Ao �nal deste módulo, você será capaz de identi�car os principais componentes dos sistemas
eletropneumáticos.
Vamos começar!
Os componentes de um sistema
eletropneumático
Veja agora os principais conceitos e aspectos que devem ser
observados sobre os componentes de um sistema eletropneumático.
Válvulas direcionais
Os sistemas pneumáticos são utilizados nos processos produtivos para
desenvolverem ações específicas que demandam rapidez e repetição de
ações com precisão, nas quais a utilização de um processo manual é
indesejável ou inviável.
Em linhas gerais, os sistemas pneumáticos utilizam ar de
instrumentação em seu funcionamento. O fornecimento desse ar de
instrumentação para as válvulas e atuadores pneumáticos é realizado
pelos compressores, responsáveis por capturar o ar atmosférico e
comprimi-lo em cilindros de alta pressão.

Figura 1: Exemplo de sistema pneumático industrial.
O direcionamento adequado desse ar ao longo dos componentes que
formam o sistema (máquinas, atuadores, motores, entre outros) é
fundamental para garantir o seu funcionamento de maneira correta.
Assim, os cilindros pneumáticos (fundamentais para as máquinas de
produção), para desempenharem corretamente suas ações produtivas,
precisam ser alimentados ou drenados convenientemente, de acordo
com a pressão adequada e no tempo apropriado.
Figura 2: Exemplo de um tipo de válvula solenoide.
As válvulas são utilizadas para orientar, bloquear e/ou controlar os
fluxos de ar de acordo com as necessidades específicas de cada
projeto.
As válvulas direcionais, especificamente, são utilizadas para orientar a
direção do fluxo de ar, a fim de que os equipamentos sejam capazes de
realizar o trabalho proposto.
A correta representação e orientação de uma válvula direcional deve
levar em consideração as seguintes informações:
sua posição inicial;
o número de posições;
o número de vias;
o tipo de acionamento (comando necessário para que a válvula saia
da posição inicial);
tipo de retorno;
vazão.
Número de posições
Define a quantidade de manobras possíveis para determinada válvula
direcional.
Como exemplo, imagine uma torneira. Em determinada posição, ela
permite a passagem da água e, na posição oposta, bloqueia a
passagem. Assim, é possível definir que a torneira possui 2 posições.
De maneira similar, as válvulas direcionais possuem diversas posições.
Para saber a quantidade de manobras possíveis para uma válvula, sua
representação em diagrama é feita por meio de um retângulo, como
pode ser visto na figura:
Figura 3: Representação geral de uma válvula direcional.
Para definir a quantidade de posições possíveis para a válvula direcional,
o retângulo principal é dividido em quadrados menores, onde cada
quadrado representa uma posição de manobra possível. Veja na figura:
Figura 4: Representação do número de manobras de uma válvula direcional: (a) 2 posições e (b) 3
posições.
Número de vias
O número de vias faz referência às conexões de trabalho que a válvula
possui.
As vias podem ser consideradas:
de entrada;
de saída (escape);
de utilização.
Quanto ao status, as vias podem ser:
de fluxo;
bloqueadas.
Em condição de fluxo (linha de fluxo), 2 vias estão conectadas
internamente, permitindo a passagem do ar. Vale destacar que a linha
representa a conexão entre vias, mas não o sentido do fluxo. Exemplos
de linhas de fluxo podem ser vistos abaixo:
Figura 5: Linhas de fluxo de válvulas direcionais.
Vale destacar que cada linha de fluxo representa 2 vias da válvula
direcional.
Na situação de bloqueio, as válvulas se encontram interrompidas e não
permitem a passagem do ar. Veja na próxima figura:
Figura 6: Bloqueio de vias nas válvulas direcionais.
Cabe ressaltar que as válvulas também necessitam de escape para o ar
drenado do interior da válvula, que podem ser separadas em
canalizadas ou não canalizadas. Nos escapes não canalizados, a válvula
não apresenta conexões para drenos que permitam direcionar o ar
retirado do interior da válvula, como pode ser visto a seguir:
Figura 7: Escape desprovido de conexão
Com os escapes canalizados, as vias apresentam conexões, podendo o
ar drenado ser direcionado para descarte, veja:
Figura 8: Escape provido de conexão
Assim, uma válvula direcional com 5 vias e 2 posições pode ser vista na
Figura 9:
Figura 9: Válvula direcional de 5 vias e 2 posições
As identificações das vias são feitas de acordo com as normas DIN
24300 ou ISO 1219 e seguem os padrões observados na Tabela:
Funcionalidade Normas DIN 24300
Pressão P
Utilização A B
Escape R S
Pilotagem X Y
Tabela 1: Identificação das vias de uma válvula direcional
Normas DIN 24300 e ISO 1219.
Identi�cação das válvulas
A identificação das válvulas é feita por meio do seu número de vias,
seguido de seu número de posições, de acordo com o padrão:
número de vias/número de posições
Dessa forma, considere a válvula direcional da Figura 10. O número de
quadrados representa a quantidade de posições. Quanto às vias, por sua
vez, deve-se observar apenas 1 das posições.
Figura 10: Válvula direcional com 2 vias e 2 posições
A posição da direita apresenta uma linha de fluxo. Como cada linha de
fluxo representa 2 vias, a válvula direcional possui 2 vias.
De maneira similar, como cada bloqueio representa 1 via, também é
possível identificar que a válvula possui 2 vias através da posição da
esquerda.
Tipos de acionamentos ou comandos
As válvulas necessitam de um acionamento externo ou interno que seja
responsável por movimentar sua estrutura interna e fazer com que
ocorra a mudança de uma posição para outra. Essa alteração de
posição permite as mudanças nas direções de fluxo, os bloqueios e as
liberações de escape, dependendo da estrutura interna das válvulas.
São dois, os tipos de acionamentos, responsáveis pelas mudanças nas
posições:
comando direto;
comando indireto.
Confira a seguir a explicação para cada comando:
Figura 11: Comando direto para acionamento de uma válvula.
Comando direto
Esse tipo de acionamento é definido pela aplicação de uma
força diretamente sobre o mecanismo utilizado para a
mudança na posição da válvula.Na figura é possível observar a
ilustração de uma válvula de operação manual (acionamento
muscular).
Figura 12: Válvula direcional comandada por um sinal elétrico.
Comando indireto
Como diz o nome, esse tipo de acionamento é realizado por
meio de um dispositivo intermediário. A força é aplicada sobre
o dispositivo intermediário, o qual libera o comando principal,
responsável pela mudança de posição na válvula. Esses
comandos também são denominados de combinados ou
servos.
Classi�cação dos acionamentos ou
comandos
Os acionamentos podem ser de diferentes tipos, veja a seguir como eles
podem ser classificados:
Musculares
Exemplo: puxar uma alavanca com sua mão.
Mecânicos
Exemplo: liberar uma mola para fazer algo se mover.
Pneumáticos
Exemplo: uma parafusadeira encontrada em oficina mecânica
que funciona a ar comprimido.
Elétricos
Exemplo: botão interruptor que liga um computador ou qualquer
outro equipamento.
Combinados
Exemplo: mais de um tipo dos acionamentos descritos, juntos no
mesmo circuito.
O tipo de acionamento é escolhido de acordo com a necessidade da
aplicação da válvula direcional.
Acionamento muscular
O acionamento muscular é realizado por meio da atuação direta do
operador sobre a válvula. Essa atuação é responsável por realizar a
mudança de posição da válvula direcional. Por tal motivo, esse
acionamento é do tipo comando direto.
Os diversos tipos de acionamento manuais podem ser vistos na Tabela
2:
Tipo Símbolo
Acionamento genérico
Acionamento por botão
Acionamento por botão com retenção
Acionamento por alavanca
Acionamento por alavanca com
retenção
Acionamento por pedal
Tipo Símbolo
Acionamento por pedal com retenção
Tabela 2: Tipos de acionamentos musculares.
ABNT NBR 8896.
Acionamento mecânico
O acionamento mecânico é realizado por meio da interação mecânica
entre a válvula e um atuador. Como a ação é realizada com a parte
mecânica e transferida para a válvula, por uma chave de fim de curso ou
por uma mola, esse tipo de acionamento é considerado indireto. Veja a
seguir os diversos tipos de acionamento mecânico:
Mecânicos Símbolo
Acionamento por pino
Acionamento por rolete
Acionamento por gatilho ou rolete
escamoteável
Acionamento por mola
Tabela 3: Tipos de acionamentos mecânicos.
ABNT NBR 8896.
Acionamento pneumático
No acionamento pneumático, o ar comprimido em interação com a
válvula é responsável pela mudança de posição. Essa interação pode
ser no sentido de aumentar a pressão sobre o dispositivo, aplicando
uma força (pressão positiva) ou pelo alívio da pressão (pressão
negativa), como pode ser visto na próxima tabela:
Pneumáticos Símbolo
Acionamento direto
Acionamento por
piloto positivo
Acionamento por
piloto negativo
Acionamento
indireto
Acionamento por
servo piloto
positivo
Acionamento por
servo piloto
negativo
Tabela 4: Tipos de acionamentos pneumáticos.
ABNT NBR 8896.
Acionamento elétrico ou combinado
Em sistemas eletropneumáticos, os acionamentos das válvulas
pneumáticas são essencialmente elétricos e aplicados a uma válvula
solenoide. Em alguns casos, os acionamentos são combinados,
utilizando um eletroímã e uma válvula de servocomando. Essas válvulas
são capazes de ser acionadas diretamente por meio de controladores
analógicos/digitais. Os tipos de acionamento elétrico e combinado
podem ser vistos a seguir:
Pneumáticos Símbolo
Acionamento elétrico
Acionamento
combinado
Por eletroímã e
válvula de
servocomando
Por eletroímã ou
válvula de
servocomando
Tabela 5: Tipos de acionamentos elétricos ou combinados.
ABNT NBR 8896.
Atuadores pneumáticos
Por fim, os sistemas pneumáticos devem incluir um dispositivo capaz
de transformar energia fornecida pelo ar de instrumentação em
trabalho. Esses dispositivos são os atuadores.
Na estrutura de um sistema pneumático, as válvulas direcionais são
controladas pelos acionadores. Por sua vez, elas encaminham o ar de
instrumentação para os atuadores pneumáticos, que serão responsáveis
por transformar aquela energia fornecida pelo ar em movimentos. Tais
movimentos podem ser divididos em:
lineares;
rotativos;
oscilantes;
válvulas pneumáticas.
Figura 13: Cilindro linear de ação simples.
Atuadores lineares
São aqueles que convertem a energia pneumática em
movimentos lineares ou angulares, como os casos dos
cilindros pneumáticos. Os cilindros pneumáticos podem
apresentar diferentes forças, velocidades e funcionalidades.
Figura 14: Atuador pneumático rotativo.
Atuadores rotativos
São aqueles que convertem a energia pneumática em energia
mecânica rotatória por meio de um momento torsor contínuo.
Figura 15: Atuador pneumático oscilante.
Atuadores oscilantes
De maneira similar aos rotativos, também convertem energia
pneumática em mecânica por um movimento torsor. Contudo,
esse movimento é limitado em determinado número de graus.
Figura 16: Válvula pneumática.
Válvulas pneumáticas
Outro tipo de atuador pneumático extensamente utilizado nos
processos industriais são as válvulas pneumáticas. Elas
apresentam algumas vantagens quando comparadas com as
válvulas mecânicas e as eletroválvulas, entre elas, o controle de
posição. Seus movimentos de abertura e fechamento são
feitos por pressão positiva ou negativa (dependendo da
natureza da válvula — normalmente fechada ou normalmente
aberta).
Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
A válvula direcional representada abaixo pode ser utilizada no
controle do avanço e do recuo de um cilindro linear em um sistema
pneumático. Observando-se o número de vias e posições dessa
válvula, ela pode ser identificada como:
Parabéns! A alternativa D está correta.
%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%
paragraph'%3EPara%20a%20identifica%C3%A7%C3%A3o%20do%20n%C3%BAmero%20de%20posi%C3%A7%C3%B5es
se%201%2C%20e%20somente%201%2C%20das%20posi%C3%A7%C3%B5es.%20Identificando-
se%20o%20n%C3%BAmero%20de%20linhas%20de%20fluxo%20e%20interrup%C3%A7%C3%B5es%2C%20%C3%A9%20
Questão 2
A classificação do acionamento ou do comando que as válvulas
direcionais apresentam é definida pela natureza da grandeza física
necessária para promover sua mudança de posição. Uma válvula
que possa ser acionada diretamente pela saída de um controlador
digital é classificada como uma válvula
A 5 vias e 1 posição.
B 10 vias e 1 posição.
C 10 vias e 2 posições.
D 5 vias e 2 posições.
E 2 vias e 5 posições.
A elétrica.
B pneumática.
C mecânica.
D muscular.
E combinada entre pneumática e muscular.
Parabéns! A alternativa A está correta.
%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%3Cp%20class%3D'c-
paragraph'%3EControladores%20s%C3%A3o%20dispositivos%20eletr%C3%B4nicos%20capazes%20de%20produzirem
se%20em%20sua%20programa%C3%A7%C3%A3o%20e%20nos%20sinais%20de%20entrada%20recebidos.%20Como%
2 - Integração por válvulas
Ao �nal deste módulo, você será capaz de descrever a integração entre circuitos elétricos e
sistemas pneumáticos.
Vamos começar!
Os sistemas eletropneumáticos
Veja os principais conceitos e aspectos que devem ser observados
durante a leitura deste módulo.
As Solenoides
As solenoides são dispositivos eletromecânicos capazes de transformar
a energia elétrica em energia mecânica. Para realizar a conversão da
energia elétrica em mecânica, as solenoides utilizam um campo
magnético responsável por atrair/repelir estruturas mecânicas.
Princípio de funcionamento

Campo magnético
Os campos magnéticos utilizados pelas solenoides são produzidos pela
passagem da corrente elétrica (contínua ou alternada) por enrolamentos
de fios condutores (bobinas), como pode ser visto na figura abaixo:
Figura 17: Bobina de um fio condutor
Quando a bobina é percorrida pela corrente elétrica, ela passa a
funcionar como um eletroímã. O campo magnético produzido por esse
eletroímã produz um campo magnético em seu interior.
Princípio de funcionamento da
solenoide
O campo magnético criadoé capaz de atrair ou repelir estruturas
metálicas que estejam ao alcance do campo produzido. Quando o fio
(bobina) do solenoide recebe uma corrente elétrica, o campo magnético
atrai fortemente a estrutura metálica ao seu alcance. Esse princípio de
funcionamento se assemelha ao de um relé, veja:
Figura 18: Relé eletromecânico.
A bobina permanece atraindo o metal até que a corrente elétrica seja
interrompida.
Como as solenoides dependem de energia elétrica para seu
funcionamento correto, eles podem funcionar com corrente alternada ou
corrente contínua.
As solenoides de corrente alternada, ao permanecerem energizados
durante um tempo prolongado, podem queimar ou sofrerem danos. A
corrente alternada, ao energizar a bobina, começa com um pico de
corrente e, após a estabilização, os valores de corrente retornam a
valores normalizados. Essa oscilação pode ocasionar danos à
solenoide. O solenoide do tipo corrente contínua não apresenta picos de
corrente e, por consequência, não apresenta risco de dano.
Atenção!
Vale destacar que as solenoides de corrente alternada podem ser
utilizadas em circuitos de corrente contínua sem problema. Entretanto,
as solenoides de corrente contínua não podem ser utilizadas em
circuitos de corrente alternada.
Agora que você já leu sobre os principios básicos de funcionamento da
solenoide, veja a seguir mais informações específicas sobre as válvulas
solenoides.
As válvulas solenoides
As válvulas solenoides apresentam inúmeras aplicações nas mais
diversas áreas. Por apresentarem uma integração entre circuitos
elétricos e estruturas mecânicas (metálicas), as válvulas solenoides são
denominadas válvulas eletromecânicas.
Figura 19: Válvula solenoide.
Como as válvulas apresentam 2 partes: o corpo e a bobina solenoide. O
corpo das válvulas é responsável pela função mecânica da válvula,
sendo composto, basicamente, por um corpo, uma mola, uma tampa e
um diafragma. As válvulas solenoides podem ser adaptadas para serem
aplicadas em áreas diversas (hidráulica, pneumática, GNV, GLP, entre
outras).
As válvulas solenoides apresentam um papel fundamental na
automatização de processos industriais, sendo utilizadas para permitir
ou bloquear a passagem de fluidos que podem estar associados a
sistemas de dosagem, distribuição ou mistura de líquidos, gases etc.
Também são amplamente utilizadas em sistemas de proteção.
Funcionamento de uma válvula
solenoide
As válvulas solenoides utilizam suas bobinas para promoverem a
movimentação do êmbolo responsável por permitir ou bloquear a
passagem dos fluidos. Quando uma corrente elétrica atravessa a bobina
da válvula solenoide, uma força é produzida no centro da bobina
fazendo com que o êmbolo da válvula seja atraído ou repelido.
Em uma válvula solenoide normalmente fechada, a mola é o elemento
responsável por manter o êmbolo dessa válvula em posição. Essa mola
permite a válvula assumir dois tipos de estados:
Estado 1
Quando a bobina é energizada, a mola é responsável por deslocar o
êmbolo e permitir a passagem do fluido.
Estado 2
Quando a corrente elétrica é interrompida, a mola leva o êmbolo
novamente para a posição de repouso.
As válvulas eletropneumáticas
As válvulas eletropneumáticas são utilizadas para permitir ou bloquear a
passagem do ar de instrumentação em um sistema pneumático.
Por exemplo, uma válvula do tipo 2/2 (Figura 20) apresenta 2 vias (1
entrada e 1 saída) e 2 posições (aberta ou fechada). A mudança entre as
posições aberta e fechada é definida pelo acionamento da válvula
solenoide. Em uma válvula normalmente fechada, uma mola garante a
válvula na posição fechada. Quando a solenoide é energizada, a válvula
muda sua posição para aberta, veja:
Figura 20: Ilustração de uma válvula pneumática 2/2 normalmente fechada.
Tipos de operação das válvulas
eletropneumáticas
As válvulas solenoides podem ser classificadas de acordo com seu
modo de operação em: operação direta e operação indireta. Confira a
seguir mais informações sobre cada modo de operação.
Operação direta
As válvulas solenoides de operação direta possuem um êmbolo cuja
posição é definida pela ação de um solenoide. Quando as válvulas
apresentam uma posição inicial, ela é definida por uma mola que
mantém o êmbolo posicionado mecanicamente. Ao energizar a bobina,
o êmbolo é deslocado e a válvula é aberta (Figura 21).
A válvula apresenta 5 vias e 2 posições. A via 1 é a de alimentação,
também conhecida como via primária. Ela é responsável por receber o
suprimento de ar do compressor ou tanque. As vias 3 e 5 são utilizadas
para escape ou dreno, permitindo a remoção do ar de instrumentação
do sistema. As vias 2 e 4 são as vias de operação (trabalho) para onde o
ar fornecido, por meio da via 1, é direcionado dependendo do processo
industrial onde a válvula está sendo utilizada, observe:
Figura 21: Ilustração de uma válvula pneumática de operação direta: (a) válvula fechada e (b)
válvula aberta
Na Figura 21(a), o ar flui da via 1 para a via 2. De maneira similar, as vias
2 e 4 estão interligadas, permitindo a drenagem do ar do sistema. Por
fim, a via 3 está bloqueada.
Quando a solenoide é acionada na Figura 21(b), o êmbolo é deslocado,
por atuação da solenoide, pressionando a mola. Esse deslocamento
permite a ligação entre as vias 1 e 4 e entre as vias 2 e 3. A via 5 é
bloqueada.
Em geral, as válvulas de grande porte podem ser acionadas diretamente
por solenoides. Contudo, a tendência tecnológica é a produção de
válvulas de pequeno porte acionadas por solenoides e que são
responsáveis por produzir um "pré-comando" capaz de acionar as
válvulas maiores. Essas válvulas de pré-comando são denominadas
válvulas piloto, e as válvulas maiores são denominadas válvulas
principais. Esse tipo de válvula é identificado pelo símbolo da figura a
seguir:
Figura 22: Diagrama de uma válvula eletropneumática com comando direto.
Operação indireta
As válvulas solenoides podem ser de operação indireta, também
denominada servo, acionada ou pilotada.
As válvulas solenoides com operação indireta usam a pressão
diferencial do próprio fluido para abrir e fechar. A via de entrada e a via
de saída são separadas por uma membrana de borracha denominada
diafragma. Veja na figura:
Figura 23: Ilustração de uma válvula pneumática de operação indireta: (a) válvula fechada e (b)
válvula aberta.
Como pode ser visto na Figura 23(a), enquanto a solenoide permanecer
desligada, a membrana bloqueará a passagem da água da entrada para
a saída, sendo mantida nessa condição de bloqueio por uma mola. Por
tal motivo, essa é a posição inicial da válvula (válvula normalmente
fechada).
Quando a válvula solenoide é acionada, ela recua abrindo o escoamento
da água no interior da válvula para a saída (Figura 23(b)), por meio de
uma pequena passagem em destaque na próxima figura:
Figura 24: Ilustração de uma válvula pneumática de operação indireta em abertura.
Esse escoamento da água é suficiente para permitir a abertura da
membrana e, consequentemente, da válvula.
Existem, ainda, as válvulas semidiretas que combinam as tecnologias
das válvulas direta e indireta.
Dessa maneira, é possível observar como as válvulas pneumáticas
podem ser adaptadas para acionamento por meio de comandos
elétricos.
É possível compreender, também, que as válvulas de acionamento
combinado associam essas topologias, podendo utilizar o acionamento
direto ou o acionamento de uma solenoide combinado com uma
pressão positiva ou negativa (acionamento indireto). Esse tipo de
válvula é identificada pelo símbolo da figura abaixo:
Figura 25: Diagrama de uma válvula eletropneumática com comando indireto e pressão positiva.
Veja a imagem de uma válvula eletropneumática:
Figura 26: Válvula eletropneumática.
Outros tipos de válvulas
Outros tipos de válvulas também são amplamente utilizados em
sistemas eletropneumáticos industriais. Veja a seguir as especificações
de pelo menos 3 tipos:
Figura 27: Diagrama de uma válvula eletropneumáticado tipo pistão e haste.
Válvula solenoide do tipo pistão e haste
As válvulas do tipo pistão e haste comandadas por solenoide
simples utilizam a solenoide para acionar o êmbolo e fazer
com que a válvula mude de posição. Quando a solenoide é
desligada, o próprio suprimento de ar da válvula (via de
alimentação) faz com que o êmbolo retorne à posição inicial.
Figura 28: Diagrama de uma válvula eletropneumática do tipo pressão negativa.
Válvula solenoide por pressão negativa
Nesse tipo de válvula eletropneumática, quando a solenoide é
acionada, ocorre um escape de ar, fazendo com que o êmbolo
mude de posição e a válvula se abra. É interessante perceber
que esse diagrama apresenta uma válvula que também
apresenta um acionamento manual com trava. Esse tipo de
combinação é bastante importante, caso a solenoide apresente
algum problema.
Figura 29: Diagrama de uma válvula eletropneumática do tipo duplo solenoide.
Válvula acionada por duplo solenoide
Em alguns casos, as válvulas podem necessitar de um duplo
acionamento por solenoide, em que os acionamentos elétricos
são responsáveis por comandar o acionamento da válvulas em
ambas as posições.
Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
Observando a figura abaixo, é possível afirmar que a válvula
direcional indicada é do tipo:
A 2/2 normalmente aberta.
B 2/2 normalmente fechada.
Parabéns! A alternativa A está correta.
%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%3Cp%20class%3D'c-
paragraph'%3EObservando%20o%20diagrama%20da%20v%C3%A1lvula%2C%20%C3%A9%20poss%C3%ADvel%20ident
Questão 2
O símbolo do diagrama eletropneumático, apresentado a seguir,
representa uma válvula solenoide direcional com 3 vias do tipo:
Parabéns! A alternativa B está correta.
%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%3Cp%20class%3D'c-
paragraph'%3EObservando%20o%20s%C3%ADmbolo%20ilustrado%2C%20%C3%A9%20poss%C3%ADvel%20identificar
C 4/2 normalmente aberta.
D 4/2 normalmente fechada.
E 3/2 normalmente aberta.
A operação indireta.
B operação direta.
C pistão e haste.
D pressão negativa.
E Duplo solenoide.
3 - Componentes
Ao �nal deste módulo, você será capaz de identi�car os principais componentes dos sistemas
eletro-hidráulicos.
Vamos começar!
Os componentes de um sistema
eletro-hidráulico
Veja agora os principais conceitos e aspectos que devem ser
observados durante a leitura deste módulo.
As bombas hidráulicas
Enquanto os sistemas pneumáticos utilizam ar de instrumentação em
seu funcionamento, os sistemas hidráulicos trabalham com óleo.
As bombas hidráulicas convertem a energia mecânica (transmitida a
elas pelos motores) em energia hidráulica (capaz de realizar trabalho).
Em um aspecto mais amplo, as bombas são responsáveis por
converterem energia elétrica (utilizada para alimentar os motores) em
energia hidráulica.
Entre os diversos tipos de bombas existentes, as utilizadas pelos
sistemas hidráulicos são as bombas de deslocamento positivo.

Bombas de deslocamento positivo
Entre as bombas de deslocamento positivo, aquelas mais comuns em
sistemas hidráulicos são as de engrenagem, de palheta e de pistão. Veja
a seguir mais detalhes sobre esses tipos de bombas.
Bombas de engrenagem
A bomba de engrenagem é equipada com uma entrada, uma saída e um
mecanismo formado por duas engrenagens, responsável pelo
bombeamento. Uma das engrenagens é denominada motora, sendo
conectada ao eixo principal do motor. A outra é impulsionada pela
engrenagem motora. Essa movimentação das engrenagens é
responsável pelo bombeamento do óleo para o sistema hidráulico, como
pode ser visto na figura abaixo:
Figura 30: Representação de uma bomba de engrenagem externa.
A bomba representada na Figura 30 é do tipo engrenagem externa. Em
seu funcionamento, os fluidos a serem bombeados são colocados na
entrada da bomba e conduzidos pelos espaços entre os dentes das
engrenagens e a carcaça da bomba, até a saída da bomba.
Figura 31: Representação do funcionamento de uma bomba de engrenagem externa.
A bomba da figura anterior é do tipo engrenagem externa. Em seu
funcionamento, os fluidos a serem bombeados são colocados na
entrada da bomba e conduzidos pelos espaços entre os dentes das
engrenagens e a carcaça da bomba, até a saída da bomba, como pode
ser visto na figura ao lado.
As bombas de engrenagem também podem ser do tipo engrenagem
interna ou gerotor. Nesse tipo específico de bomba, uma engrenagem
interna é movida pelo eixo do motor principal e movimenta uma
engrenagem externa (de diâmetro maior). A engrenagem interna possui
menos dentes do que a engrenagem externa para permitir o
bombeamento do fluido.
Figura 32: Representação de uma bomba de engrenagem interna.
Bombas de palheta
As bombas de palheta são formadas por um conjunto de bombeamento
composto por palhetas que são movidas por um rotor e uma carcaça.
Veja:
Figura 33: Representação de uma bomba de palhetas.
O rotor é responsável pela movimentação (giro) e suporte das palhetas.
Conforme o rotor se movimenta, as palhetas, por inércia, também o
fazem, acompanhando o contorno da carcaça. Essa movimentação
promove o bombeamento do fluido da entrada para a saída da bomba.
Observe:
Figura 34a: Representação do funcionamento de uma bomba de palhetas.
Figura 34b: Representação do funcionamento de uma bomba de palhetas.
Figura 34c: Representação do funcionamento de uma bomba de palhetas.
Figura 34d: Representação do funcionamento de uma bomba de palhetas.
Produção de bombas pistão
As bombas do tipo pistão produzem bombas pistão. Neste tipo de
bomba, ocorre o bombeamento do fluido por meio de um movimento
alternado entre os pistões dentro da carcaça, como representado na
figura ao lado. O movimento rotacional do pistão dentro da carcaça faz
com que ele alterne sua posição dentro do cilindro. Na metade do ciclo,
o pistão sai e permite a entrada do fluido, e na outra metade do ciclo, o
pistão entra e empurra o fluido.
Figura 35: Imagem de uma bomba de pistão axial.
E�ciência volumétrica
Embora as bombas apresentem velocidade constante, a liberação de
fluxo do fluido não é constante. Isso acontece devido a vazamentos
internos que promovem perdas de carga, produzindo um fluxo menor na
saída. O grau em que essa perda de eficiência ocorre é denominado
eficiência volumétrica.
A eficiência volumétrica é definida pela equação:
Atuadores hidráulicos
No caminho contrário às bombas, os atuadores hidráulicos convertem a
energia hidráulica em energia mecânica. Eles são responsáveis pela
execução das atividades efetivamente atuantes sobre o processo,
modificando as grandezas e operações. São peças fundamentais nos
processos hidráulicos, estando no extremo oposto de um projeto
hidráulico que se inicia pela bomba. Veja a seguir uma ilustração desse
precesso.
 Eficiência Volumétrica (%) =
 Saída real  × 100
 Saída Teórica 
Figura 36: Diagrama em blocos de um sistema eletro-hidráulico.
Alguns detalhes são fundamentais para a correta especificação e uso
consciente de um atuador hidráulico. Vamos lá!
Cilindros
Os atuadores lineares são também chamados de cilindros. Os cilindros
hidráulicos transformam o trabalho hidráulico em energia linear, que
pode ser realizada na execução de um trabalho.
Um cilindro consiste essencialmente de um cilindro de revestimento, um
pistão móvel e uma haste ligada ao pistão. Os cabeçotes (colocados na
extremidade da haste) são presos ao cilindro por meio de roscas,
prendedores, tirantes ou soldas, como pode ser visto abaixo:
Figura 37: Imagem de um atuador linear
A haste é guiada nos movimentos para dentro e para fora do cilindro por
"embuchamentos". Isso reduz o atrito da haste com a parede do cilindro.
O lado para o qual a haste avança é chamado de dianteira do cilindro e é
o lado da cabeça do cilindro. O lado oposto é chamado de lado traseiro.
Existem orifícios de entrada e saída de óleo nos lados dianteiro e
traseiro da haste.
VedaçõesOs cilindros são equipados com vedações, por vezes denominadas de
guarnições, que garantem a movimentação da haste, mas conservando
a vedação, impedindo assim o vazamento do óleo utilizado na
movimentação do cilindro.
Essas vedações devem ser capazes de suportar a pressão do óleo e o
atrito com a haste.
As guarnições de limpeza, localizadas na extremidade no lado dianteiro
do cilindro, apresentam 2 funções distintas:
A borda externa impede a entrada de sujeira no cilindro,
contribuindo para um aumento na vida útil dos mancais e vedações.
A borda interna atua na vedação, retendo o fluido hidráulico na
câmara.
Mancais de drenagem
Um dos problemas associados aos atuadores lineares é o acúmulo de
óleo atrás da guarnição de limpeza do mancal do cilindro. A remoção
desse óleo pode ser feita por meio de um dreno nesse mancal, que
consiste em um orifício capaz de conduzir (escoar) o óleo até um
reservatório.
Choque hidráulico
Quando o pistão em movimento encontra um bloqueio (fim do curso ou
obstáculo), a inércia do líquido do sistema é transformada em choque
mecânico, também conhecido como choque hidráulico ou batida. Como
esse choque representa a conversão de energia hidráulica em energia
mecânica, uma quantidade substancial de energia (excesso de carga ou
mudança brusca de sentido) pode causar danos ao cilindro.
Amortecimento de �m de curso
Para reduzir os impactos produzidos pelo fim de curso de avanço e
recuo de um pistão, é utilizado um amortecedor capaz de controlar a
velocidade do cilindro e promover um processo de desaceleração. Esse
amortecedor consiste em uma válvula de agulha para controle do fluxo e
de um plugue ligado ao pistão. Essa válvula promove a redução da
velocidade do cilindro, evitando ruídos e choques hidráulicos. O
amortecimento aumenta a vida útil do cilindro, reduz ruídos e choques
hidráulicos. O amortecedor recebe nomes diferentes, dependendo de
sua posição. Confira:
Luva escalonada
Quando o plugue de amortecimento é colocado no lado da haste.
Batente de amortecimento
Quando o plugue de amortecimento é colocado no lado traseiro.
Tipos de montagem do cilindro
Os pistões podem ser arranjados de diversas maneiras distintas. A
maneira como são fixados podem variar entre:
Veja na imagem uma ilustração da montagem de pistão tipo
flange.
Flange 
Figura 38: Montagem tipo flange de um cilindro
Veja na imagem uma ilustração da montagem tipo extensão dos
tirantes.
Figura 39: Montagem tipo extensão dos tirantes de um cilindro.
Veja na imagem uma ilustração da montagem tipo articulação
com rótula.
Figura 40: Montagem tipo articulação com rótula de um cilindro.
Outras posições de centro das válvulas podem ser observadas nos
materiais de referência.
Atuadores rotativos
Apesar de uma ampla variedade de atuadores lineares ser explorada nos
processos industriais, desde cilindros de ação simples até os cilindros
de dupla ação, os atuadores rotativos também são bastante utilizados.
Esses mecanismos simples, compactos e eficientes são capazes de
produzir um torque elevado mesmo com uma montagem simples e com
pouco espaço.
Os atuadores rotativos encontram espaço em sistemas de indexação de
ferramental, máquinas, operações de dobragem, rotação de objetos
Extensão dos tirantes 
Articulação com rótula 
pesados, máquinas de leme, entre outros.
Osciladores hidráulicos
Similar aos atuadores lineares, são responsáveis por converterem
energia hidráulica em movimento. A diferença é que os osciladores
apresentam uma quantidade limitada de graus.
Oscilador de cremalheira e pinhão
Essa estrutura possui um atuador rotativo com uniformidade
bidirecional do torque. Esse oscilador possui um pistão acionado pelo
fluido e conectado à cremalheira que rotaciona o pinhão. Veja na figura:
Figura 41: Oscilador de cremalheira e pinhão.
Oscilador de palheta
Os osciladores do tipo palheta são capazes de produzir um valor de
torque máximo de saída, mesmo com tamanho reduzido. Esses
osciladores podem ser do tipo:
palheta simples;
palheta dupla.
Cabe destacar que a palheta dupla produz o dobro do torque
(comparado ao de palheta simples), mas com giro limitado em 100o. Os
osciladores de palheta simples apresentam ângulo máximo de rotação
de 280o.
Motores hidráulicos
De maneira simplificada, os motores hidráulicos funcionam de maneira
similar às bombas hidráulicas. Enquanto as bombas transformam
energia elétrica em energia hidráulica, os motores são responsáveis por
transformarem energia hidráulica em energia mecânica rotativa. Os
motores hidráulicos são divididos de acordo com seu princípio de
funcionamento. Veja a seguir as especificações referentes a cada tipo
de motor hidráulico.
Motor palheta
Esse motor é formado por um rotor deslocado do centro da carcaça.
Quando o fluido hidráulico passa pela entrada do motor, ele fornece
energia ao conjunto de palhetas, promovendo um movimento de
rotação. Observe na figura:
Figura 42: Motor do tipo palheta.
Motor de engrenagem
Este tipo de motor apresenta um torque de saída promovido pela ação
da pressão hidráulica nos dentes da engrenagem.
Motor do tipo geromotor
Os motores do tipo geromotor apresentam baixa velocidade e alto
torque. Seu aspecto construtivo em muito se assemelha aos das
bombas de engrenagem interna. O rotor, parte responsável pelo
movimento de rotação do motor, efetua o giro acompanhando o
movimento da engrenagem interna.
Motor de pistão
Os motores do tipo pistão, por sua vez, apresentam um motor de
deslocamento positivo, isto é, desenvolvem um torque a partir da
pressão hidráulica que atua sobre os pistões. Esses motores podem ser
do tipo axial ou radial.
Dreno dos motores
Os motores hidráulicos industriais são equipados com drenos
responsáveis por protegerem as suas vedações. Como esses
equipamentos são projetados para movimentos bidirecionais, quaisquer
movimentos bruscos ou de restrição ao giro promovem um aumento na
pressão interna do fluido no motor. Essa pressão pode ser aliviada pelo
dreno do motor. Veja:
Figura 43: Dreno do motor.
Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
Os sistemas eletro-hidráulicos possuem diversas partes
importantes para o seu funcionamento. Uma delas é responsável
pelo recebimento da energia elétrica, para posterior conversão em
energia hidráulica. Esse componente fundamental do sistema é
denominado
A atuador linear.
B atuador rotativo.
Parabéns! A alternativa D está correta.
%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%3Cp%20class%3D'c-
paragraph'%3EAs%20bombas%20s%C3%A3o%20fundamentais%20para%20o%20funcionamento%20de%20qualquer%
hidr%C3%A1ulico.%20S%C3%A3o%20elas%20que%20fornecem%20a%20energia%20hidr%C3%A1ulica%20para%20mo
la%20em%20energia%20hidr%C3%A1ulica.%3C%2Fp%3E%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%2
Questão 2
Durante a operação de um cilindro hidráulico, os cuidados com o
posicionamento dos objetos com os quais o sistema eletro-
hidráulico irá interagir é fundamental. Isso acontece tendo em vista
que interações repentinas com objetos duros ou pesados podem
provocar uma mudança abrupta da energia hidráulica em energia
mecânica, denominada
Parabéns! A alternativa A está correta.
%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%3Cp%20class%3D'c-
paragraph'%3EA%20convers%C3%A3o%20abrupta%20de%20energia%20hidr%C3%A1ulica%20em%20mec%C3%A2nica
hidr%C3%A1ulico.%3C%2Fp%3E%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20
C motor.
D bomba hidráulica.
E oscilador.
A choque hidráulico.
B drenagem.
C amortecimento.
D batente.
E guarnição.
4 - Integração entre circuitos elétricos e sistemas eletro-
hidráulicos
Ao �nal deste módulo, você será capaz de descrever a integração entre circuitos elétricos e
sistemas eletro-hidráulicos.
Vamos começar!
As principais válvulas utilizadas em
um sistema eletro-hidráulico
Veja agora os principais conceitos e aspectos que devem ser
observados durante a leitura deste módulo.As válvulas de controle direcional
De maneira similar ao que acontece nos sistemas eletropneumáticos, as
válvulas direcionais aplicadas em sistemas eletro-hidráulicos são
simbolizadas por um retângulo. Esteé dividido em quadrados menores
que representam as posições ou manobras que uma válvula direcional
pode assumir durante sua operação.
Da mesma forma, o número de vias, a posição inicial e o tipo de
acionamento também são identificados, como ocorre nas válvulas
eletropneumáticas.
Contudo, existe uma diferença significativa entre as válvulas utilizadas
em sistemas pneumático e eletropneumáticos e as válvulas aplicadas
em sistemas hidráulicos e eletro-hidráulicos: a via de retorno, descarte
ou dreno.

De maneira diferente dos sistemas que utilizam ar de instrumentação
como fonte de energia, onde o ar pode ser descartado por uma via de
alívio e descartado no próprio ambiente, os sistemas que utilizam óleo
como fonte de energia necessitam de uma via de descarte específica,
onde o óleo seja direcionado para um ponto de descarte adequado.
Esse descarte adequado reduz o risco de acidentes, incêndios, poluição,
entre outros problemas que podem ser ocasionados por um descarte
indevido do óleo.
Vale destacar que, de acordo com a norma DIN 24300,
a via de descarte com retorno ao tanque é identificada
pela letra T.
Assim, de maneira similar aos sistemas pneumáticos e
eletropneumáticos, a contagem das vias é feita em apenas 1 posição,
observando-se as conexões ou os terminais para conexão, como pode
ser visto na figura a seguir:
Figura 44: Número de vias de uma válvula direcional.
Assim, uma válvula que tenha a simbologia esboçada na próxima figura
apresenta 4 vias e 3 posições:
Figura 45: Simbologia de uma válvula direcional hidráulica.
A importância do número de vias e posições de uma válvula direcional
pode ser destacada quando se leva em consideração as suas mais
diversas aplicações. Por exemplo, uma válvula direcional precisa possuir
ao menos 3 vias para operar de maneira funcional um cilindro de ação
simples ou um martelete.
Nas aplicações industriais, a via de retorno é sempre conectada ao
reservatório para descarte ou recirculação. O símbolo adotado para
representação desse retorno difere do símbolo do escape utilizado em
sistemas pneumáticos. Veja na figura:
Figura 46: Simbologia do retorno de uma válvula direcional hidráulica.
Válvulas eletro-hidráulicas
bidirecionais
Para as válvulas eletro-hidráulicas bidirecionais, a movimentação do
êmbolo ou carretel é comandada por solenoides.
Solenoide é um dispositivo elétrico composto, essencialmente, por uma
estrutura metálica móvel denominada induzido, um invólucro de
proteção denominado carcaça e uma bobina capaz de produzir um
campo magnético quando energizada.
A bobina é posicionada dentro do invólucro e o induzido permanece livre
para se movimentar dentro da bobina. A ilustração de uma bobina com
um induzido acoplado pode ser vista na figura abaixo:
Êmbolo ou carretel
Interior da válvula que permite que ela assuma as diferentes
posições.
Figura 47: Ilustração de uma bobina com um induzido acoplado para movimentação.
Dessa maneira, quando uma corrente elétrica passa pela bobina, o
conjunto "correntebobina" produz um campo magnético. Esse campo
magnético atrai ou repele o induzido.
O induzido é mecanicamente conectado ao êmbolo ou carretel da
válvula por meio de um pino acionador. Quando o induzido se
movimenta, o carretel da válvula direcional se desloca mudando a
posição da válvula. Veja na figura:
Figura 48: Funcionamento da válvula solenoide.
Limitações de uma válvula solenoide
Algumas condições específicas limitam o uso das válvulas solenoides.
Por exemplo, a utilização em ambientes úmidos ou potencialmente
explosivos (áreas classificadas) deve ser evitada.
A utilização em ambientes úmidos pode ocasionar problemas como
curto-circuito e oxidação, que são problemas típicos associados ao uso
de componentes eletro/eletrônicos em ambientes com excesso de
partículas de água em suspensão.
Em ambientes potencialmente explosivos, por sua vez, as
concentrações de gases e/ou poeiras combustíveis (formando misturas
explosivas com o oxigênio) podem sofrer ignição com a energização
das bobinas, ocasionando uma explosão ou princípio de incêndio.
Outra limitação se dá em relação à vida útil das válvulas solenoides. Em
aplicações demasiadamente longas, o uso de válvulas com comandos
elétricos é inadequado.
Por fim, uma última limitação é referente ao esforço mecânico que uma
válvula eletro-hidráulica é capaz de fornecer. Como o esforço necessário
para a movimentação de válvulas de dimensões maiores é substancial,
é bastante comum o uso de válvulas operadas por piloto. Nestas, uma
válvula eletro-hidráulica é utilizada para produzir um pequeno fluxo de
óleo capaz de acionar uma válvula hidráulica de maiores dimensões.
Veja na figura:
Figura 49: Funcionamento de uma válvula operada por piloto.
Pino de trava e tipos de centro
Quando 2 acionadores do tipo solenoide são utilizados no acionamento
de uma válvula direcional, por vezes, faz-se necessário o travamento de
uma das posições. A trava é um mecanismo de posicionamento que
mantém o êmbolo em determinada posição.
O êmbolo de uma válvula com trava é equipado com ranhuras, em que
cada ranhura representa um ponto de trava para uma peça móvel por
mola. Quando o êmbolo é acionado, a trava é deslocada para cima até
encontrar uma ranhura, como pode ser visto na figura abaixo:
Figura 50: Trava de uma válvula bidirecional.
Quando as válvulas direcionais são equipadas com travas, as solenoides
não precisam permanecer energizadas para que determinada posição
seja mantida.
Enquanto as posições das extremidades das válvulas estão associadas
ao acionamento dos atuadores, a posição central é projetada para
atender a uma necessidade específica.
Dentre as posições centrais, pode-se destacar:
Figura 51: Condição de centro aberto.
Condição de centro aberto
Todas as vias estão interligadas na posição central. A
vantagem é que, na posição central, o atuador fica livre para se
movimentar. A desvantagem é que nenhum outro atuador pode
ser acionado enquanto a válvula estiver centrada.
Figura 52: Condição de centro fechado.
Condição de centro fechado
Todas as vias estão bloqueadas na posição de centro. Uma
desvantagem é que a pressão de fluxo da bomba não retorna
para o tanque nessa posição central.
Figura 53: Condição de centro em tandem.
Condição de centro tandem
As vias de pressão e tanque são conectadas e as vias de
operações são bloqueadas. Como vantagem, o fluxo da bomba
retorna para o tanque.
Figura 54: Condição de centro em tandem.
Condição de centro aberto negativo
A via de pressão é bloqueada e as vias de operação e tanque
são conectadas. Uma desvantagem é que a pressão de fluxo
da bomba não retorna para o tanque nessa posição central.
Outras posições de centro das válvulas podem ser observadas nos
materiais de referência.
As válvulas de retenção
As válvulas de retenção representam dispositivos fundamentais para o
funcionamento adequado dos sistemas eletro-hidráulicos. Basicamente,
são formadas por 1 entrada, 1 saída e 1 peso móvel fixado por mola.
Veja na figura:
Figura 55: Ilustração de uma válvulas de retenção e sua respectiva simbologia.
O fluxo de óleo pela válvula de retenção é unidirecional, ou seja, ocorre
apenas da entrada para a saída, não sendo possível o refluxo. Isso
acontece quando o óleo sob pressão entra na válvula, empurrando o
peso contra a mola. A esse fluxo chamamos de direcional. Contudo,
caso o fluido seja forçado a retornar pela via de saída, o peso é
empurrado pela mola e pelo próprio fluido no sentido de bloquear a sua
passagem.
As válvulas de retenção são fundamentais para sistemas eletro-
hidráulicos, tendo em vista sua vasta aplicabilidade, indo do desvio do
fluxo de óleo até a limitação da pressão de bombeamento. Dessa
maneira, elas são utilizadas demaneira complementar à instalação das
eletroválvulas.
Uma aplicação bastante comum das válvulas unidirecionais é realizada
em circuitos denominados de bypass. Nesse tipo de circuito, o objetivo é
permitir que o fluxo de óleo desvie de determinados componentes ou
seja obrigado a atravessar determinados trechos.
Outra aplicação bastante interessante é como válvula isoladora,
permitindo a desconexão parcial de trecho do circuito durante
determinada operação.
Uma terceira aplicação é no controle de pressão. Nesse tipo de
aplicação, a válvula de retenção é ajustada para abrir sob determinada
pressão.
Os 3 exemplos de aplicação podem ser vistos em um circuito único
ilustrado a seguir:
Figura 56: Diagrama de um circuito pneumático adaptado com válvulas de retenção.
Na aplicação 1, a válvula é utilizada para controle de pressão. Na Figura
55, é possível observar que quando o fluxo de óleo da bomba é
bloqueado para alimentação da válvula bidirecional, ele é desviado de
volta para o tanque. Esse fluido atravessa uma válvula de segurança
(destaque verde), sendo direcionado para retornar ao tanque por meio
de um filtro de óleo (destaque azul). Entretanto, quando essa pressão de
bombeamento é superior à pressão que o filtro suporta, parte do fluido é
desviado pela válvula de retenção para reduzir a pressão sobre o filtro e
evitar danos a sua estrutura. A pressão de limite da válvula é regulada
por mola. Veja a seguir a válvula de retenção utilizada para controle de
pressão.
Figura 57: Válvula de retenção utilizada para controle de pressão.
Na aplicação 2, observada na Figura 58, a válvula é aplicada como
isoladora. Dessa maneira, ela bloqueia qualquer refluxo que ocorra da
válvula direcional para a bomba, direcionando o óleo para um
acumulador (destaque azul).
Figura 58: Válvula de retenção utilizada como isoladora
Por fim, na aplicação 3 (Figura 59), a válvula de retenção é empregada
no bypass de uma válvula reguladora de fluxo (destaque em azul).
Quando o óleo é direcionado da válvula para a base (traseira) do
atuador, ele atravessa a válvula de retenção e contorna a válvula
reguladora, sendo aplicado com máxima pressão no atuador. Contudo,
quando a direção do fluxo de óleo é invertida (fluindo da base do
atuador para a válvula direcional), o fluxo de óleo é bloqueado pela
válvula de retenção, sendo obrigado a atravessar a válvula reguladora,
que pode ser ajustada para reduzir a vazão de óleo, fazendo com que o
retorno do atuador torne-se mais lento. Veja:
Figura 59: Válvula de retenção utilizada como bypass.
Válvula de retenção operada por
piloto
As válvulas de retenção também podem apresentar pilotagem, ou seja,
ser acionadas por uma via piloto responsável por abrir ou fechar a
válvula quando for acionada. Veja na figura:
Figura 60: Válvula de retenção utilizada como bypass.
As válvulas de controle de vazão e de
pressão
Outros 2 tipos de válvulas bastante utilizadas em sistemas eletro-
hidráulicos são as válvulas de controle de vazão e de controle de
pressão.
Essas válvulas complementam a ação das eletroválvulas na medida em
que permitem que limites operacionais sejam estabelecidos nos
sistemas hidráulicos.
Válvulas de controle de vazão
As válvulas de controle de vazão são utilizadas na limitação do fluxo de
óleo em sistemas hidráulicos. Essas válvulas limitam a passagem do
óleo e são amplamente utilizadas para o controle na velocidade de
resposta dos atuadores.
Exemplo
A utilização de uma válvula de controle de vazão na traseira de um
cilindro de dupla ação pode fazer com que ele apresente velocidades de
avanço e de recuo mais lentas que as normais, simplesmente pela
redução no fluxo do óleo.
Esse controle da vazão pode ser fixo ou ajustável.
No controle fixo, uma restrição na passagem do fluxo é feita pela válvula
e tal restrição reduz o diâmetro de passagem do óleo pela válvula.
Observe:
Figura 61: Válvula fixa de controle de vazão.
As válvulas ajustáveis são equipadas com um parafuso responsável
pelo ajuste no tamanho do orifício de passagem do fluido, o que permite
uma passagem maior ou menor de óleo pela válvula. Veja na figura:
Figura 62: Válvula ajustável de controle de vazão.
Em alguns casos, as válvulas de controle de vazão são equipadas com
válvulas de retenção, permitindo o desvio do fluxo de óleo em sentidos
onde a regulagem não seja necessária (bypass da válvula de controle).
A velocidade de avanço ou recuo da haste de um atuador (cilindro
linear) pode ser determinada de acordo com a vazão definida pela
válvula reguladora e pela área do pistão, de acordo com a equação:
Válvulas de controle de pressão
As válvulas de controle de pressão são essenciais para:
limite da pressão máxima em sistemas hidráulicos;
regulação da pressão reduzida em trechos do circuito;
controle operacional;
segurança.
Essas válvulas são equipadas com um ajuste na pressão, responsável
pelo acionamento da válvula e um retorno para a entrada dela, como
pode ser visto abaixo:
 Velocidade da haste (cm/min) =
Vaza ̃o (litros /min) × 1000 (cm2)
 Área do pistão  (cm2)
Figura 63: Simbologia de uma válvula de controle de pressão.
Enquanto a pressão do óleo não for suficiente para acionamento da
válvula, o fluido retornará para a entrada da válvula em um fluxo
contínuo. Entretanto, quando essa pressão for ultrapassada, a válvula
abrirá (no caso de uma válvula de controle de pressão normalmente
fechada) e o óleo será direcionado para a saída da válvula.
O que definirá a aplicação da válvula de controle de pressão é o lugar
para onde a saída da válvula será direcionado.
Por exemplo, suponha que a saída da válvula seja ligada ao tanque de
óleo (descarte). Veja:
Figura 64: Aplicação de uma válvula de controle de pressão como válvula de segurança.
Nessa aplicação, quando a pressão do óleo ultrapassa o limite definido
pela válvula, o fluxo de óleo é direcionado para o tanque de descarte,
aliviando, imediatamente, a pressão no sistema.
Por outro lado, a válvula poderia ser ligada como piloto de uma válvula
eletro-hidráulica direcional, sendo responsável por executar ou paralisar
uma operação ou trecho de operação de um processo industrial.
Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
Entre as limitações na utilização das válvulas solenoides, pode-se
citar o uso em cargas muito pesadas que demandam o
acionamento de válvulas com grandes dimensões. Para esse tipo
de carga, é recomendado o uso de válvulas do tipo
Parabéns! A alternativa A está correta.
%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%3Cp%20class%3D'c-
paragraph'%3ENas%20v%C3%A1lvulas%20operadas%20por%20piloto%2C%20uma%20v%C3%A1lvula%20eletro-
hidr%C3%A1ulica%20%C3%A9%20utilizada%20para%20fornecer%20um%20fluxo%20de%20%C3%B3leo%20capaz%20d
Questão 2
Observe o diagrama da figura a seguir. O pistão de ação dupla
possui uma área de atuação do óleo de 20cm2. Sabendo que o fluxo
de óleo fornecido para a entrada da válvula reguladora é de 12
litros/min e a vazão de saída da válvula é de 8 litros⁄min, pode-se
definir que a velocidade de deslocamento do pistão é igual a:
A operadas por piloto.
B acionamento manual.
C acionamento muscular.
D acionamento por solenoide.
E acionamento mecânico.
Parabéns! A alternativa B está correta.
%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%3Cp%20class%3D'c-
paragraph'%3E%3Cspan%20class%3D%22c-
table%20formula_scroll%22%3E%24%24%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%5Cte
paragraph'%3EComo%20apenas%208%20litro%2Fmin%20saem%20da%20v%C3%A1lvula%20controladora%20para%20
paragraph'%3E%3Cspan%20class%3D%22c-
table%20formula_scroll%22%3E%24%24%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%5Cte
Considerações �nais
Vimos que os sistemas eletropneumáticos são formados por diversos
elementos, desde as válvulas direcionais até os atuadores. No primeiro
módulo, foram discutidas e apresentadas as principais características
das válvulas direcionais, sua simbologiae representação. Também
foram abordados os principais tipos de acionamento ou comando
utilizados para a mudança de posição ou acionamento das válvulas,
além de serem apresentados os atuadores pneumáticos mais comuns.
No módulo 2, foi discutido o conceito de solenoide e a maneira como as
solenoides são utilizadas no funcionamento das válvulas
eletropneumáticas. Foram apresentadas as particularidades desse tipo
de válvula e seus modos de operação.
No módulo 3, foi apresentada a composição de um sistema eletro-
hidráulico, com ênfase nas bombas hidráulicas, atuadores hidráulicos e
motores. O princípio de conversão da energia elétrica em energia
hidráulica também foi apresentado.
No módulo 4, as válvulas de controle direcional, de retenção e de
controle (vazão e pressão) foram discutidas. As limitações,
A 200 cm/min.
B 400 cm/min.
C 100 cm/min.
D 600 cm/min.
E 800 cm/min.
especificidades, recomendações e aplicações de cada conjunto dessas
válvulas foram cuidadosamente discutidas e apresentadas.
É fundamental destacar que, nos processos industriais, a concentração
de esforços no aprimoramento dos sistemas hidráulicos, com o
aumento da precisão e a melhoria no processo produtivo, tem levado à
substituição dos sistemas hidráulicos convencionais pelos sistemas
eletro-hidráulicos. A produção de respostas mais rápidas, mais precisas
e com menor erro, além de possibilitar a inclusão de sensores, faz com
que a utilização de válvulas acionadas por solenoides ganhem cada vez
mais espaço junto aos processos produtivos industriais.
Podcast
Para encerrar, ouça um breve resumo dos principais tópicos abordados
neste conteúdo.

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Confira agora o que separamos especialmente para você!
Pesquise, no site da HUADE América, artigos que destaquem a
importância da vedação/guarnição nos cilindros hidráulicos e também
sobre a importância dos servo-acionamentos hidráulicos, bombas
hidráulicas, entre outros.
Referências
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT. NBR 8896 -
Sistemas e componentes hidráulicos e pneumáticos - Símbolos gráficos
e diagramas de circuitos. Rio de Janeiro, 1985.
BOLLMANN, A. Fundamentos de Automação Industrial Pneutrônica. São
Paulo: ABHP, 1997.
FESTO. Catálogo de Componentes Pneumáticos e Elétricos. Consultado
na internet em: 25 fev. 2022.
FESTO. Painel Simulador de Pneumática e Eletropneumática.
Consultado na internet em: 25 fev. 2022.
PARKER. Tecnologia Hidráulica Industrial - Apostila M2001-2 BR, Parker
Training, 2000.
PARKER. Tecnologia Hidráulica Industrial - Apresentação M2001-2 BR,
Parker Training, 2000.
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