Livro de Comandos Hidráulicos e Pneumáticos

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<p>COMANDOS</p><p>HIDRÁULICOS E</p><p>PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA</p><p>Prof.a Ana Rita Villela Costa</p><p>COMANDOS</p><p>HIDRÁULICOS E</p><p>PNEUMÁTICOS</p><p>Marília/SP</p><p>2023</p><p>“A Faculdade Católica Paulista tem por missão exercer uma</p><p>ação integrada de suas atividades educacionais, visando à</p><p>geração, sistematização e disseminação do conhecimento,</p><p>para formar profissionais empreendedores que promovam</p><p>a transformação e o desenvolvimento social, econômico e</p><p>cultural da comunidade em que está inserida.</p><p>Missão da Faculdade Católica Paulista</p><p>Av. Cristo Rei, 305 - Banzato, CEP 17515-200 Marília - São Paulo.</p><p>www.uca.edu.br</p><p>Nenhuma parte desta publicação poderá ser reproduzida por qualquer meio ou forma</p><p>sem autorização. Todos os gráficos, tabelas e elementos são creditados à autoria,</p><p>salvo quando indicada a referência, sendo de inteira responsabilidade da autoria a</p><p>emissão de conceitos.</p><p>Diretor Geral | Valdir Carrenho Junior</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 5</p><p>SUMÁRIO</p><p>CAPÍTULO 01</p><p>CAPÍTULO 02</p><p>CAPÍTULO 03</p><p>CAPÍTULO 04</p><p>CAPÍTULO 05</p><p>CAPÍTULO 06</p><p>CAPÍTULO 07</p><p>CAPÍTULO 08</p><p>CAPÍTULO 09</p><p>CAPÍTULO 10</p><p>CAPÍTULO 11</p><p>CAPÍTULO 12</p><p>CAPÍTULO 13</p><p>CAPÍTULO 14</p><p>CAPÍTULO 15</p><p>09</p><p>19</p><p>30</p><p>40</p><p>51</p><p>63</p><p>73</p><p>82</p><p>92</p><p>104</p><p>115</p><p>125</p><p>134</p><p>143</p><p>154</p><p>INTRODUÇÃO À HIDRÁULICA</p><p>PRINCÍPIOS DA HIDRÁULICA</p><p>BOMBAS HIDRÁULICAS</p><p>MOTORES E ELEMENTOS HIDRÁULICOS</p><p>ELEMENTOS E COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>CIRCUITOS HIDRÁULICOS</p><p>INTRODUÇÃO À PNEUMÁTICA</p><p>A FÍSICA DA PNEUMÁTICA</p><p>GERAÇÃO DE AR COMPRIMIDO</p><p>ATUADORES PNEUMÁTICOS</p><p>ESPECIFICAÇÃO DE ATUADORES</p><p>PNEUMÁTICOS</p><p>CONTROLES PNEUMÁTICOS</p><p>CIRCUITOS PNEUMÁTICOS</p><p>ESQUEMA DE COMANDOS PNEUMÁTICOS</p><p>AUTOMAÇÃO E SIMULADORES DE CIRCUITOS</p><p>HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 6</p><p>INTRODUÇÃO</p><p>A hidráulica é uma das áreas da mecânica dos fluidos. Um sistema hidráulico</p><p>utiliza um fluido como meio transmissor de energia para a execução de trabalho útil.</p><p>Por exemplo, óleo hidráulico sob pressão para acionamentos em máquinas. Sistemas</p><p>hidráulicos são muito usados na indústria, na construção civil, em veículos e até na</p><p>aviação.</p><p>Os fluidos, incluindo líquidos e gases, desempenham um papel central em nossa</p><p>vida diária: nós os respiramos e bebemos, e um fluido bastante vital circula em</p><p>nosso sistema cardiovascular. Em nossos carros, há fluido nos pneus, no tanque</p><p>de combustível, no radiador, nas câmaras de combustão, no sistema de exaustão,</p><p>na bateria, no sistema de freios, etc. Utilizamos a energia cinética de um fluido em</p><p>movimento nos moinhos de vento e a sua energia potencial em usinas hidroelétricas.</p><p>A pneumática e a hidráulica utilizam fluidos como meios de transmissão de energia,</p><p>pressão, força, entre outras variáveis.</p><p>Para um estudo completo desses assuntos, é importante considerar aspectos</p><p>físicos do comportamento de gases e líquidos sob pressão. Sistemas hidráulicos</p><p>operam em altas pressões e condições adversas e, portanto, ter o fluido hidráulico</p><p>bem dimensionado é fundamental para o bom desempenho e a durabilidade dos</p><p>equipamentos. Uma retroescavadeira necessita de grandes forças para o acionamento</p><p>das pás, uma injetora necessita de grandes forças de fechamento para os moldes de</p><p>injeção de plástico.</p><p>Vários equipamentos utilizam a energia hidráulica para controlar os atuadores,</p><p>como cilindros e motores. Entretanto, é fundamental controlar essa potência nos</p><p>parâmetros de pressão e vazão máxima, sentido de fluxo, condições de bloqueio e</p><p>segurança operacional.</p><p>As válvulas hidráulicas se dividem em direcionais, de controle de pressão, vazão e</p><p>bloqueio. A hidráulica utiliza um fluido comprimido em altas pressões, permitindo assim</p><p>grandes capacidades de força, carga e torque para os atuadores, cilindros, motores</p><p>e osciladores hidráulicos. A razão física para isso é a incompressibilidade do fluido</p><p>hidráulico. A hidráulica é muito usada em ambiente industrial e em aplicações móveis,</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 7</p><p>como prensas, injetoras, máquinas de comando numérico (tornos, fresadoras), tratores,</p><p>retroescavadeiras, guindastes, caminhões caçamba e munck, elevadores e aviões.</p><p>Já a pneumática representa uma técnica simples e de baixo custo por aproveitar as</p><p>propriedades do ar, que são: abundância, fácil transporte, possibilidade de armazenagem,</p><p>flexibilidade às diferentes temperaturas, segurança, limpeza, alta velocidade, resistência</p><p>a sobrecarga, baixo custo e fácil manutenção.</p><p>As máquinas pneumáticas fazem parte dos processos de produção industrial e</p><p>compõem, por exemplo, o pregador pneumático e a parafusadeira pneumática. Além</p><p>disso, esse sistema é utilizado no transporte, como em um freio pneumático de</p><p>caminhão. Também é utilizado por alguns equipamentos médicos, como no caso do</p><p>garrote pneumático, equipamento cirúrgico usado para bloquear a circulação sanguínea.</p><p>os sistemas pneumáticos também são fundamentais para a automação industrial,</p><p>executando trabalhos de movimento repetitivo na linha de montagem.</p><p>Neste contexto, a automação vem ganhando cada vez mais espaço nas empresas,</p><p>permitindo que atividades com alto grau de repetitividade possa ser executadas de forma</p><p>uniforme e constante. Para isso, a utilização dos sistemas pneumáticos sequenciais</p><p>se tornou imprescindível na automatização de processos. Esses sistemas permitem</p><p>que um simples acionamento (seja ele manual, elétrico, mecânico, etc.) desencadeia</p><p>uma sequência de acionamentos necessários para que o processo produtivo mantenha</p><p>a sua velocidade de produção constante. É claro que, para a implementação de um</p><p>sistema pneumático sequencial, precisa haver um estudo aprofundado acerca da sua</p><p>implementação. Devem-se observar as ações a serem executadas e como elas devem</p><p>ser feitas, os tipos de componentes a serem utilizados e quais os movimentos a serem</p><p>realizados no sistema. Os componentes utilizados são os mesmos de qualquer sistema</p><p>pneumático normal, com o acréscimo de componentes elétricos, possibilitando a</p><p>melhoria do processo e o aumento do controle da qualidade do produto.</p><p>As cadeias produtivas são compostas de diversos maquinários em etapas distintas</p><p>para a conclusão da produção de um produto. Com o decorrer das tecnologias, mais</p><p>especificamente após a aplicação da eletrônica e computação junto à indústria, essas</p><p>cadeias vêm sendo automatizadas para garantir o aumento de produtividade sem</p><p>perda na qualidade do produto produzido. A automação e os sistemas de produção</p><p>estão se aproximando desde o século XX com a incorporação de robôs e outros</p><p>recursos tecnológicos aplicados às etapas de produção. Diversos conceitos surgem e</p><p>é importante conhecê-los para identificar onde a automação se impõe nas indústrias.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 8</p><p>A maioria dos componentes em automação industrial se encaixa em um dos três</p><p>tipos: elétricos, pneumáticos e hidráulicos. Além disso, combinações destes podem ser</p><p>criadas para integrar diferentes componentes e tecnologias que melhor se adaptem</p><p>a cada parte do problema. Os atuadores, controladores e sensores industriais são</p><p>fundamentais em uma malha de controle de processos.</p><p>Nos seis primeiros capítulos estudaremos a hidráulica e seus conceitos e nos</p><p>capítulos de sete a 15 estudaremos a pneumática e seus conceitos e fundamentos.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 9</p><p>CAPÍTULO 1</p><p>INTRODUÇÃO À HIDRÁULICA</p><p>Neste conteúdo, você vai estudar sobre a Hidráulica, que é um ramo da ciência que</p><p>estuda as características dos fluidos sob pressão, estando eles em repouso ou em</p><p>movimento. Os fluidos podem ser líquidos ou gases, ou seja, são substâncias sem</p><p>formas definidas e que podem acompanhar o formato do recipiente em que estão</p><p>alocados ou</p><p>do equipamento</p><p>acionado. Elas podem ter várias funções em um sistema hidráulico.</p><p>5.3.1 Funções das válvulas reguladoras de pressão</p><p>Limitar a pressão máxima do sistema</p><p>Todos os sistemas que possuem uma bomba de deslocamento fixo necessitam</p><p>de uma válvula de segurança. Quando, por exemplo, uma bomba envia fluido para o</p><p>cilindro, e este chega ao fim de curso, ocorre um aumento repentino de pressão no</p><p>sistema, a um nível perigoso. Nesse tipo de circuito, então, vê-se que a limitação de</p><p>pressão por meio de uma válvula reguladora de pressão é decisiva. Já nos circuitos</p><p>em que existe uma bomba de volume variável com compensação de pressão (bomba</p><p>de palhetas), dispensa-se a utilização da válvula reguladora de pressão.</p><p>Determinar um nível de pressão de trabalho</p><p>Em alguns sistemas, o alívio é um mero fator de segurança; em outros, é componente</p><p>do controle do trabalho. Nesse caso, a válvula reguladora de pressão mantém a pressão</p><p>do sistema em um nível uniforme, às vezes desviando para um tanque parte do fluido</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 59</p><p>fornecido pela bomba, durante determinados momentos do ciclo de trabalho. Essa</p><p>válvula controla a força ou o torque máximo dos atuadores, assegurando a integridade</p><p>do equipamento ou da peça a ser trabalhada. »</p><p>Determinar níveis diferentes de pressão</p><p>Alguns sistemas necessitam de pressões mais elevadas em determinadas partes</p><p>do ciclo de trabalho e inferiores em outras. Isso pode ser previsto com a utilização</p><p>das válvulas reguladoras de pressão.</p><p>Descarregar a bomba</p><p>Alguns circuitos às vezes não necessitam de toda a potência fornecida em</p><p>determinadas fases do ciclo. A potência em excesso geralmente se transforma em</p><p>calor, aquecendo o fluido. Uma válvula reguladora de pressão ajustada de forma</p><p>conveniente evita que isso ocorra.</p><p>5.3.2 Tipos de válvulas reguladoras de pressão</p><p>Os dispositivos de controle de pressão conhecidos podem ser válvulas de alívio e</p><p>segurança, descarga, contrabalanço, sequência, redutoras de pressão e supressoras de</p><p>choque. Vamos abordar as mais utilizadas: alívio e segurança, descarga e sequência.</p><p>5.3.2.1 Válvula de alívio e segurança</p><p>Tem duas funções num circuito hidráulico: limitar a pressão no circuito (ou em parte</p><p>dele) a um nível pré-selecionado e proteger de sobrecargas o sistema e os diversos</p><p>equipamentos que o compõem. Constitui-se basicamente de um corpo contendo</p><p>duas aberturas, sendo uma de entrada de fluido sob pressão e outra de saída para o</p><p>reservatório. A figura a seguir ilustra uma Válvula de alívio e segurança.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 60</p><p>Título: Válvula de controle de pressão operada diretamente</p><p>Fonte: Parker (2017, p. 102)</p><p>5.3.2.2 Válvula de descarga</p><p>Válvula de descarga simplesmente é uma válvula de alívio de piloto externo. São</p><p>válvulas reguladoras de pressão normalmente utilizadas em circuitos de alta e baixa</p><p>pressão (bombas em paralelo).</p><p>5.3.2.3 Válvula de sequência</p><p>A válvula de sequência é idêntica às válvulas abordadas anteriormente, com as</p><p>seguintes diferenças: em vez de ter descarga para um tanque, tem-se a saída para</p><p>um circuito secundário (dreno externo), já que não se pode drenar a câmara da válvula</p><p>de controle para uma linha de pressão. Sua função básica é alimentar um circuito</p><p>ou componente quando a pressão atinge determinado valor. A válvula de sequência</p><p>pode ser controlada direta ou remotamente (piloto interno ou externo), de acordo com</p><p>o tipo de sistema em uso.</p><p>5.4 Válvulas reguladoras de vazão</p><p>Como já foi abordado anteriormente, pode-se controlar a força ou o torque exercido</p><p>por um atuador por meio do controle do nível de pressão do sistema, com uma válvula</p><p>reguladora de pressão. Porém, além da força ou do torque, precisamos também regular</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 61</p><p>a velocidade com que determinado trabalho é realizado, de forma a obter o melhor</p><p>rendimento possível do sistema. Uma maneira de controlar a velocidade dos atuadores</p><p>é utilizando válvulas reguladoras de vazão (também denominadas válvulas reguladoras</p><p>de fluxo ou válvulas de controle de vazão). Esse tipo de válvula permite uma regulagem</p><p>simples e rápida da velocidade do atuador, por meio da limitação da vazão de fluido</p><p>que entra ou sai dele, modificando assim a velocidade de deslocamento.</p><p>5.4.1 Funcionamento de válvulas reguladoras de vazão</p><p>A vazão de um fluido que passa através de um orifício, fixo ou variável, é proporcional</p><p>ao diferencial de pressão através do orifício. Essa proporção indica que a vazão cresce</p><p>com a raiz quadrada do diferencial de pressão (a curva é uma parábola). Para um</p><p>mesmo orifício, quanto maior for o diferencial de pressão, maior será a vazão. Em</p><p>uma válvula reguladora de vazão, a área do orifício é o elemento controlável. Quanto</p><p>maior for o orifício, maior será a quantidade de fluido que passará por unidade de</p><p>tempo, para determinado diferencial de pressão através do orifício.</p><p>O fluxo do fluido também é inversamente proporcional à viscosidade cinemática</p><p>do fluido utilizado, isto é, quanto menos viscoso for o fluido, maior será a vazão para</p><p>um mesmo orifício e um mesmo diferencial de pressão. A variação de temperatura</p><p>influi na alteração da viscosidade de um fluido; logo, variando a temperatura, pode-se</p><p>variar a vazão.</p><p>As válvulas mais utilizadas são as de vazão bidirecional e unidirecional, que têm</p><p>uma válvula de retenção incorporada, permitindo a vazão restringida em um sentido</p><p>e livre em outro.</p><p>Título: Válvula de controle de vazão unidirecional: aspecto, funcionamento e simbologia.</p><p>Fonte: Adaptado de Parker (2017, p. 94)</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 62</p><p>Título: Válvula de controle de vazão bidirecional: aspecto, funcionamento e simbologia.</p><p>Fonte: Adaptado de Parker (2017, p. 92 e 93)</p><p>A seleção de válvulas de controle hidráulico é feita de acordo com os parâmetros</p><p>operacionais do circuito, como pressão e vazão demandadas pelos atuadores.</p><p>Determinada a vazão, você deverá selecionar válvulas com vazões e pressões superiores</p><p>à real demanda do circuito.</p><p>No caso de válvulas direcionais, é necessário definir o número de posições e vias,</p><p>o tipo de acionamento e retorno, assim como a vazão que a válvula permite, sem</p><p>perdas de carga. No caso de válvulas de pressão e vazão, estas devem permitir as</p><p>vazões e pressões do circuito.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 63</p><p>CAPÍTULO 6</p><p>CIRCUITOS HIDRÁULICOS</p><p>A força hidráulica é amplamente utilizada em aplicações como prensas hidráulicas,</p><p>guindastes, máquinas de comando numérico (tornos, fresadoras), tratores,</p><p>retroescavadeiras, guindastes, caminhões caçamba e munck, elevadores, aviões entre</p><p>diversas outras aplicações.</p><p>O sistema hidráulico é composto, basicamente, de reservatório, bomba e motor</p><p>hidráulico, mangueiras, atuadores e válvulas de controle e direcionais. Neste capítulo</p><p>vamos estudar alguns circuitos hidráulicos básicos.</p><p>6.1 Princípio de funcionamento do circuito hidráulico</p><p>Os circuitos hidráulicos possuem como princípio fundamental de funcionamento</p><p>a lei de Pascal, na qual estabelece-se que a alteração da pressão produzida em um</p><p>fluido em equilíbrio transmite-se integralmente a todos os pontos desse fluido e às</p><p>paredes do seu recipiente (FILHO, 2018). A pressão é definida como a razão entre a</p><p>força e a sua área de atuação, sendo:</p><p>Onde: P = Pressão [Pa]</p><p>F = Força [N]</p><p>A = Área [m2]</p><p>Para obtermos grandes forças é preciso grandes pressões ou grandes áreas. Grandes</p><p>áreas geram um alto custo e os circuitos hidráulicos utilizam grandes pressões devido</p><p>a incompressibilidade dos fluidos (na faixa de 700 bar ou kgf/cm2).</p><p>A prensa hidráulica é um equipamento utilizado para dobrar ou conformar metais</p><p>e necessita de muita força para conseguir exercer o trabalho adequadamente. Já o</p><p>elevador hidráulico é utilizado para elevar cargas ou pessoas como podemos ver na</p><p>figura a seguir.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 64</p><p>Título: Elevador hidráulico</p><p>Fonte: https://br.freepik.com/fotos-gratis/empilhadeira_978603.htm#query=elevador%20hidr%C3%A1ulico&position=2&from_view=search&track=ais</p><p>Outra aplicação bem comum está presente na agricultura, por exemplo, é o</p><p>acionamento de implementos agrícolas que é realizado através da força hidráulica.</p><p>ANOTE ISSO</p><p>Como exemplos de aplicação, temos os tratores que necessitam de sistema</p><p>hidráulico para o acionamento dos implementos agrícolas, como arados, grades,</p><p>valetadeiras, perfuradores de solo, etc. (FILHO, 2018, p. 81).</p><p>https://br.freepik.com/fotos-gratis/empilhadeira_978603.htm#query=elevador%20hidr%C3%A1ulico&position=2&from_view=search&track=ais</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 65</p><p>Os circuitos hidráulicos possuem vários componentes e é o que estudaremos no</p><p>próximo tópico.</p><p>6.2 Elementos que compõem um circuito hidráulico básico</p><p>O circuito hidráulico é composto, basicamente pela unidade hidráulica, as válvulas</p><p>direcionais e de controle, as tubulações e os atuadores. a figura a seguir apresenta</p><p>uma prensa hidráulica industrial com as suas respectivas partes principais.</p><p>Título: Prensa hidráulica e seus elementos principais</p><p>Fonte: Adaptado de Filho (2018, p. 81)</p><p>A seguir detalharemos as partes principais de um circuito hidráulico.</p><p>6.2.1 Unidade hidráulica com reservatório e filtragem</p><p>A unidade hidráulica é composta pelo reservatório de fluido hidráulico que será</p><p>utilizado no sistema. Além de conter o fluido, o reservatório serve de suporte para</p><p>a bomba, o motor, os filtros, válvulas de alívio, etc. A figura a seguir apresenta em</p><p>detalhes um reservatório de fluido hidráulico.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 66</p><p>Título: Reservatório de fluido e seus elementos principais</p><p>Fonte: Adaptado de Filho (2018, p. 82)</p><p>O reservatório tem diversas funções num sistema hidráulico e é o que veremos a</p><p>seguir, mas antes veja o que está na rede.</p><p>ISTO ESTÁ NA REDE</p><p>O reservatório hidráulico é um dos principais componentes dos sistemas</p><p>hidráulicos. Este equipamento é responsável por diversas funções importantíssimas</p><p>dos circuitos hidráulicos e para que tudo funcione bem é essencial que todas</p><p>as partes do reservatório estejam em perfeito estado. Para conhecer mais</p><p>detalhes deste componente assista o vídeo a seguir: https://www.youtube.com/</p><p>watch?v=3wyHW_74Rh0</p><p>6.2.1.1 Funções do reservatório hidráulico</p><p>O reservatório tem as principais funções de manter a quantidade de óleo necessária</p><p>para o funcionamento do sistema, na condição que o óleo não deve transbordar mas</p><p>também não deve ficar com o nível muito baixo. Para que isso ocorra é preciso que</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=3wyHW_74Rh0</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=3wyHW_74Rh0</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 67</p><p>o equipamento seja dimensionado corretamente e contenha alguns elementos como</p><p>drenos, visores de nível entre outros elementos.</p><p>Outra função do reservatório é o resfriamento do fluido, e por essa razão o filtro</p><p>deve ser fabricado em chapa metálica pois, em contato com as paredes do tanque, o</p><p>calor é trocado por condução e radiação. Um dos elementos utilizados no reservatório</p><p>para otimizar a troca de calor é chamado de chicana que é uma chapa na qual o fluido</p><p>circula forçando o seu resfriamento. Quando essa troca não é suficiente pode-se optar</p><p>pela instalação de um trocador de calor.</p><p>No retorno do fluido para o reservatório a sua velocidade decresce o que favorece</p><p>a precipitação das impurezas, que é outra função importante desse equipamento.</p><p>A figura a seguir apresenta uma representação de um reservatório e seus principais</p><p>acessórios.</p><p>Título: Representação gráfica de um reservatório de fluido e seus elementos principais</p><p>Fonte: Elaborado pela autora (2023)</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 68</p><p>Para que o sistema funcione bem e que tenha uma vida útil prolongada é importante</p><p>cuidados com a manutenção. No quadro a seguir estão apresentados alguns problemas</p><p>que podem estar relacionados com o reservatório de óleo e seus elementos, suas</p><p>possíveis causas e possíveis soluções.</p><p>Problema Possível causa Possível solução</p><p>Bomba não</p><p>fornece óleo</p><p>Nível de óleo no</p><p>reservatório baixo</p><p>Abastecer o reservatório com o óleo igual ao existente e</p><p>verificar se existe algum ponto de vazamento no sistema,</p><p>eliminando-o.</p><p>Sistema sem</p><p>vazão</p><p>A bomba não</p><p>recebe fluido</p><p>Verificar as tubulações e os filtros. Limpar os filtros</p><p>sujos, verificar o nível de óleo do reservatório, verificar a</p><p>viscosidade do óleo, etc.</p><p>Sistema com</p><p>movimento</p><p>lento</p><p>Viscosidade do óleo</p><p>muito alta</p><p>Ou o óleo precisa de uma temperatura mais elevada para</p><p>reduzir a viscosidade, ou substituir o óleo por um mais</p><p>adequado.</p><p>Fluido com</p><p>aquecimento</p><p>fluido hidráulico</p><p>sujo ou insuficiente</p><p>Trocar os filtros, substituir o fluido se este não estiver</p><p>correto, completar o nível de óleo do reservatório e</p><p>investigar se há vazamentos</p><p>Quadro 1 - Problemas, causas e soluções relacionadas ao reservatório de óleo e seus elementos.</p><p>Fonte:: Adaptado de Parker (2018)</p><p>6.2.1.2 Conjunto motobomba da unidade hidráulica</p><p>O conjunto motor-bomba também faz parte da unidade hidráulica, na qual a bomba</p><p>succiona o óleo através da linha de pressão. A bomba hidráulica normalmente fica</p><p>interna ao reservatório, conectada ao motor elétrico, nas aplicações industriais, e a</p><p>uma tomada de força, nas aplicações móveis. A linha de sucção possui filtro para</p><p>evitar que as impurezas sejam succionadas pela bomba e que danifique o circuito.</p><p>6.2.1.2 Acumuladores hidráulicos</p><p>Como os fluidos incompressíveis não podem simplesmente serem guardados para</p><p>serem utilizados posteriormente, então foram desenvolvidos os acumuladores que</p><p>armazenam esses fluidos sob pressão, para, então, serem utilizados durante o ciclo</p><p>de operação do sistema. Eles podem ser, basicamente de três tipos e eles se dividem</p><p>em outros subtipos como podemos ver na imagem a seguir.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 69</p><p>Título: Tipos de acumuladores</p><p>Fonte: Elaborado pela autora (2023)</p><p>O acumulador mais utilizado é o tipo a gás, com separação e tipo bexiga, pois</p><p>ele possui algumas vantagens em relação aos demais, das quais podemos destacar</p><p>(FIALHO, 2019, p. 148):</p><p>a) Garantia de uma perfeita separação entre a câmara correspondente ao gás e a</p><p>câmara destinada ao líquido;</p><p>b) O elemento separador (bexiga de borracha) não apresenta praticamente inércia</p><p>nenhuma;</p><p>c) Por não existir nenhum deslizamento recíproco entre elementos metálicos, como</p><p>nos tipos de mola, de peso e de pistão, não é necessário cuidado particular quanto</p><p>ao mecanismo interno;</p><p>d) Alta eficiência volumétrica, chegando a 75% do volume da garrafa.</p><p>A figura a seguir apresenta os acumuladores a gás com separação (pistão, diafragma</p><p>e bexiga).</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 70</p><p>Título: Acumuladores a gás com separação</p><p>Fonte: Parker (2017, p. 207)</p><p>Os acumuladores, além da diversidade de tipos, também possuem diversas funções,</p><p>entre elas (FIALHO, 2019):</p><p>a) compensadores de vazamentos;</p><p>b) fontes de potência auxiliar;</p><p>c) compensadores de expansão térmica;</p><p>d) fontes de potência para emergência;</p><p>e) compensadores de volume;</p><p>f) eliminadores de pulsações e absorvedores de choques;</p><p>g) fontes de potência em circuitos de duas pressões;</p><p>h) dispositivos de sustentação;</p><p>i) dispositivos de transferência;</p><p>j) fornecedores de fluido.</p><p>ISTO ACONTECE NA PRÁTICA</p><p>No mercado existem muitos fornecedores de acumuladores e, geralmente eles</p><p>informam em seus catálogos e instruções técnicas qual o tipo de acumulador que</p><p>deve ser utilizado para cada aplicação específica. Para saber mais acesse o site:</p><p>https://www.gifel.com.br/tudo-sobre-acumuladores-hidraulicos/</p><p>6.3 Recursos que podem ser adicionados a um circuito hidráulico</p><p>Os circuitos hidráulicos são projetados para o acionamento seguro de cargas e para</p><p>atender ao projeto específico. Estão contidos nos circuitos o conjunto motobomba para</p><p>https://www.gifel.com.br/tudo-sobre-acumuladores-hidraulicos/</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 71</p><p>dar vazão ao fluido, válvulas direcionais para direcionar o fluxo, válvulas de controle de</p><p>pressão e de vazão, acumuladores e atuadores. A figura a seguir apresenta o projeto</p><p>de motores hidráulicos com paradas e reversão instantânea.</p><p>Título: Circuito hidráulico de motor com reversão instantânea</p><p>Fonte: Filho (2018, p. 87)</p><p>O sistema é composto pela unidade hidráulica que contém a bomba, o motor, o</p><p>reservatório e válvula reguladora de pressão. O motor hidráulico é acionado por uma</p><p>válvula direcional de 4 vias e 3 posições. A válvula é acionada por alavanca com trava e</p><p>o centro da válvula é do tipo tandem. O motor funciona em ambos os sentidos, sendo</p><p>que o acionamento da esquerda, o motor vai girar em um sentido e no acionamento</p><p>da direita, vai girar no outro, com rápida reversibilidade. Duas válvulas de controle de</p><p>vazão unidirecional permitem a regulagem de velocidade horária e anti-horária do</p><p>motor hidráulico.</p><p>O próximo projeto apresenta o acionamento sequencial de atuadores.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 72</p><p>Título: Circuito hidráulico de acionamento sequencial de atuadores</p><p>Fonte: Filho (2018, p. 88)</p><p>Esse circuito é composto por dois atuadores (usinagem e fixação) que são acionados</p><p>por uma válvula direcional de 4 vias e três posições. Na parte esquerda do circuito a</p><p>ação vai para os dois atuadores, porém o atuador da usinagem possui uma válvula</p><p>de sequência que só permita atuar a usinagem quando a fixação está atuada, o que</p><p>faz sentido, se pensarmos, por exemplo, em um torno onde primeiro fixamos a peça</p><p>para depois começarmos o processo de usinagem.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 73</p><p>CAPÍTULO 7</p><p>INTRODUÇÃO À PNEUMÁTICA</p><p>A história da Pneumática tem seu início há aproximadamente 2000 anos quando</p><p>o grego Ktesibios construiu a primeira catapulta a ar comprimido.</p><p>No século I d.C foi escrito um dos primeiros livros sobre o uso do ar comprimido</p><p>como energia. O termo “PNEUMÁTICA” deriva da palavra grega “PNEUMOS” que significa</p><p>respiração, fôlego, sopro e é definida como a matéria da física que estuda o movimento</p><p>dos gases e também a conversão da energia pneumática em energia mecânica.</p><p>Apesar de a pneumática ser tão antiga, foi apenas depois da Segunda Guerra (em</p><p>torno de 1950) que ela começou a ser utilizada na indústria mundial. No Brasil, o</p><p>uso do ar comprimido ganhou força a partir de 1960 com a introdução da indústria</p><p>automobilística. Hoje, o ar comprimido tornou-se indispensável e, nos mais diferentes</p><p>ramos industriais, instalam-se aparelhos pneumáticos, principalmente na automação.</p><p>7.1 Introdução</p><p>A pneumática estuda o comportamento dos fluidos gasosos e seu uso na transmissão</p><p>de trabalho. A pneumática trata-se de uma técnica simples e de baixo custo pelo fato</p><p>de fazer uso das propriedades do ar, que são: abundância, fácil transporte, possibilidade</p><p>de armazenagem, flexibilidade às diferentes temperaturas, segurança, limpeza, alta</p><p>velocidade, resistência a sobrecarga, baixo custo e fácil manutenção.</p><p>A história da Pneumática tem seu início há aproximadamente 2000 anos quando</p><p>o grego Ktesibios construiu a primeira catapulta a ar comprimido.</p><p>ANOTE ISSO</p><p>Catapultas são mecanismos de cerco que utilizam uma espécie de colher para</p><p>lançar um objeto (pedras e outros) a uma grande distância e eram muito utilizadas</p><p>nas guerras do passado.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 74</p><p>A introdução, de forma mais generalizada, da pneumática na indústria, começou</p><p>com a necessidade, cada vez maior, de automatização e racionalização dos processos</p><p>de trabalho. Hoje, o ar comprimido é indispensável, e nos mais diferentes ramos</p><p>industriais instalam-se aparelhos e ferramentas pneumáticas.</p><p>7.2 O Ar</p><p>Apesar de não podermos ver o ar, sabemos que ele existe e está em toda parte.</p><p>Podemos sentir seu impacto quando está ventando e quando respiramos. Desta forma,</p><p>concluímos que o ar existe e ocupa um lugar no espaço.</p><p>Título: Ar Condicionado</p><p>Fonte: https://br.freepik.com/vetores-gratis/ar-condicionado-com-tecnologia-de-controle-climatico_29787463.htm#page=2&query=o%20ar&position=13&from_</p><p>view=search&track=ais</p><p>O ar possui algumas características específicas que serão vistas na sequência. Pelo</p><p>fato do ar não possuir uma forma definida, ele pode ser confinado em um recipiente</p><p>tomando o seu formato. Como as moléculas do ar estão dispostas aleatoriamente, o</p><p>ar pode ser comprimido através de uma força externa. A esta capacidade do ar dá-se</p><p>o nome de compressibilidade.</p><p>Quando a força externa é retirada, o ar tem a capacidade de retornar ao formato</p><p>inicial. A esta capacidade dá-se o nome de elasticidade.</p><p>O ar tem ainda a capacidade de misturar-se com outros gases não saturados. A</p><p>esta capacidade dá-se o nome de difusibilidade.</p><p>Caso o ar esteja confinado em um recipiente de um sistema fechado e a válvula</p><p>seja aberta, o ar irá ocupar os demais espaços do sistema. A esta capacidade dá-se</p><p>o nome de expansibilidade.</p><p>https://br.freepik.com/vetores-gratis/ar-condicionado-com-tecnologia-de-controle-climatico_29787463.htm#page=2&query=o%20ar&position=13&from_view=search&track=ais</p><p>https://br.freepik.com/vetores-gratis/ar-condicionado-com-tecnologia-de-controle-climatico_29787463.htm#page=2&query=o%20ar&position=13&from_view=search&track=ais</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 75</p><p>7.2.1 Características físicas do ar</p><p>Toda matéria física possui um peso e o ar, como matéria física, possui um peso</p><p>que corresponde a 1,293 x 10-3 kgf por litro a 0o C e ao nível do mar. À medida que a</p><p>altitude muda, o peso do ar também sofre alterações. Quando a temperatura muda,</p><p>também há alterações no peso do ar. Quanto mais quente estiver o ar, mais leve ele</p><p>estará, pois, quando o ar é aquecido, suas moléculas afastam-se, ocupando um espaço</p><p>menor e ficando menos denso.</p><p>7.2.2 Lei geral dos gases ideais</p><p>Nos gases existem relações entre pressão, temperatura e volume que foram definidas</p><p>nas leis de Boyle-Mariotte, Charles e Gay Lussac, nas quais uma das variáveis permanece</p><p>constante. Porém, a transformação de um estado para outro envolve o relacionamento</p><p>entre todas. Desta forma, a fórmula que define esta relação é dada por:</p><p>À mesma temperatura, o volume diminui e a pressão aumenta; se o volume for o</p><p>mesmo, a pressão e a temperatura aumentam. Assim como, se a pressão for igual,</p><p>também ambos aumentarão.</p><p>Um exemplo de aplicação da lei dos gases ideais está a seguir:</p><p>Exemplo 1: Certa massa de gás ideal sob pressão de 10 bar e temperatura de</p><p>200 K ocupa um volume de 0,5 m3. Qual o volume ocupado pela massa de gás sob</p><p>pressão 20 bar e temperatura de 300 K?</p><p>Solução:</p><p>Considerando que T1, V1 e P1 são as condições iniciais e que P2, T2 e V2 são as</p><p>condições finais, e utilizando a equação apresentada, temos:</p><p>Isolando V2, temos:</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 76</p><p>Substituindo os valores, temos:</p><p>Logo:</p><p>Logo, quando uma das variáveis se altera (pressão, volume ou temperatura) há um</p><p>efeito sobre as outras. A figura a seguir apresenta essas variações.</p><p>Título: Transformações</p><p>isotérmicas, isométricas e isobáricas</p><p>Fonte: Adaptado de Filho (2018, p. 109)</p><p>7.2.3 Princípio de Pascal</p><p>O princípio de Pascal diz que: “A pressão exercida em um líquido confinado em forma</p><p>estática atua em todos os sentidos e direções, com a mesma intensidade, exercendo</p><p>forças iguais em áreas iguais”.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 77</p><p>Sobre um recipiente cheio de líquido é aplicada uma força de 10 kgf num êmbolo</p><p>cuja área é de 1 cm2. Neste caso, o resultado será uma pressão de 10 kgf/cm2 nas</p><p>paredes do recipiente. Este dado é obtido através da equação:</p><p>Fazendo o cálculo citado no exemplo acima e substituindo os valores na equação</p><p>tem-se:</p><p>O teorema de Pascal diz que quando um fluido está contido em um recipiente a</p><p>pressão é igual em todos os pontos do fluido e ele é representado por:</p><p>Considerando a equação da pressão que é dada pela razão entre a força e a área,</p><p>temos que:</p><p>7.3 Implantação de um sistema pneumático</p><p>Um sistema pneumático de produção e distribuição de ar comprimido é composto</p><p>basicamente pelos seguintes equipamentos: compressor, resfriador, vaso acumulador,</p><p>filtros, secadores e tubulação. A figura mostra de forma simplificada esse sistema.</p><p>Título: Produção e distribuição de ar comprimido</p><p>Fonte: A autora (2023)</p><p>O processo inicia-se no compressor, que tem a função de captar o ar, aprisioná-lo e</p><p>elevar sua pressão até o valor desejado. Com a redução do volume, há um acréscimo</p><p>na temperatura do ar que precisa passar por um processo de resfriamento. O ar</p><p>comprimido é enviado para o reservatório para posteriormente ser distribuído. A figura</p><p>a seguir apresenta o sistema numa representação tridimensional.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 78</p><p>Título: Sistema de produção e distribuição de ar tridimensional</p><p>Fonte: Filho (2018, p. 127)</p><p>Um dos fatores mais importantes para o bom uso do ar comprimido é o nível de</p><p>umidade do ar e é outro fator a quantidade de impurezas presentes no mesmo. Para</p><p>eliminar ou reduzir as impurezas são utilizados filtros; e para reduzir ou eliminar a</p><p>umidade são dispostos secadores no sistema.</p><p>7.3.1 Compressor</p><p>Há diversos tipos de compressores no mercado. Estes são divididos em dois</p><p>grandes grupos: deslocamento positivo e deslocamento dinâmico. Os compressores</p><p>de deslocamento dinâmico funcionam de forma que o ar é admitido e seu volume</p><p>é reduzido gradualmente, processando-se a compressão. Já nos compressores de</p><p>deslocamento dinâmico, o ar admitido entra em contato com um elemento rotativo</p><p>em alta velocidade que transforma a energia cinética em energia de pressão.</p><p>Para a correta seleção do compressor a ser utilizado, alguns fatores devem ser</p><p>considerados, como o volume efetivo de ar, pressão de regime, pressão de trabalho,</p><p>tipo de acionamento e sistema de regulagem.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 79</p><p>ISTO ESTÁ NA REDE</p><p>Os compressores costumam ser dimensionados através da pressão, mas esse</p><p>não é o único parâmetro que deve ser levado em consideração. O volume é</p><p>outro parâmetro que deve ser considerado em seu dimensionamento. Para</p><p>saber mais veja o vídeo a seguir sobre compressores: https://www.youtube.com/</p><p>watch?v=Gxzt1BipP4s</p><p>Na classificação de deslocamento dinâmico destaca-se o compressor de fluxo</p><p>radial que trabalha a altas rotações, o que implica um deslocamento mínimo de ar.</p><p>Esse compressor tem uma eficiência menor para baixas vazões e por esta razão é</p><p>utilizado quando se necessita de grandes volumes de ar comprimido.</p><p>Na classificação de deslocamento positivo destacam-se os compressores tipo</p><p>parafuso e os compressores de pistão (simples e duplo efeito). Para que a temperatura</p><p>das válvulas, do bloco e do ar que está sendo comprimido seja mantida durante as</p><p>fases da compressão, os compressores possuem um sistema de refrigeração que pode</p><p>ser tanto a água quanto a ar. O mais eficiente é a água, pois provoca condensação</p><p>de umidade; os demais não provocam condensação. A figura a seguir apresenta os</p><p>principais tipos de compressores.</p><p>Título: Tipos de compressores</p><p>Fonte: Filho (2018, p. 126)</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=Gxzt1BipP4s</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=Gxzt1BipP4s</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 80</p><p>O próximo equipamento é o resfriador e é o que vamos ver na sequência.</p><p>7.3.2 Resfriador posterior</p><p>O ar comprimido sai do compressor com umidade, prejudicial ao bom uso deste. A</p><p>melhor forma de retirar uma parte desta umidade é a inclusão de um resfriador tipo</p><p>trocador de calor, situado entre o compressor e o reservatório.</p><p>7.3.3 Reservatório de ar comprimido</p><p>O sistema pode ter um ou mais reservatórios que são vasos de pressão projetados</p><p>e fabricados de acordo com as normas da ABNT. Em geral, o reservatório possui a</p><p>função principal de armazenar o ar comprimido, além de resfriar o ar, estabilizar o</p><p>fluxo e controlar as marchas dos compressores.</p><p>Quanto à localização, o reservatório deve estar em local de fácil acesso e ventilado,</p><p>não deve ser enterrado e, preferencialmente, fora da casa dos compressores. Deve</p><p>possuir, minimamente, dreno na parte inferior, manômetro para controle da pressão</p><p>e válvula de segurança.</p><p>7.3.4 Filtro e secador</p><p>A função do pré-filtro (antes do secador) é separar o restante da contaminação sólida</p><p>e líquida (~30%); enquanto a função dos pós-filtro (depois do secador) é eliminar a</p><p>umidade residual (~30%), garantindo um ar limpo e seco na distribuição. Já o secador</p><p>tem a função de reduzir a umidade do ar.</p><p>ISTO ACONTECE NA PRÁTICA</p><p>O uso do ar comprimido é muito comum na área industrial, mas você sabia que</p><p>manusear esse tipo de produto decorre de alguns riscos à segurança e à saúde.</p><p>Os principais riscos são: i) riscos de explosões, pois o ar está armazenado sob</p><p>pressão e caso esta seja excedida e não controlada pode haver explosão; ii)</p><p>danos à pele, pois o contato do ar comprimido diretamente na pele pode causar</p><p>danos como hemorragia, ferimentos entre outros; iii) complicações em orgãos</p><p>internos e externos, pois se o ar comprimido pode o coração pode gerar sintomas</p><p>semelhantes ao de um ataque cardíaco, se atingir o cérebro, pode provocar um</p><p>derrame e pode causar danos irreversíveis aos pulmões.</p><p>Fonte: https://arcomprimido.com.br/ar-comprimido-saiba-dos-riscos/</p><p>https://arcomprimido.com.br/ar-comprimido-saiba-dos-riscos/</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 81</p><p>7.4 Vantagens e limitações da pneumática</p><p>As vantagens da pneumática podem ser listadas como:</p><p>• Incremento da produção com investimento relativamente pequeno;</p><p>• Redução dos custos operacionais;</p><p>• Robustez dos componentes pneumáticos. São de fácil manutenção;</p><p>• Facilidade de implantação;</p><p>• Resistência a ambientes hostis;</p><p>• Simplicidade de manipulação.</p><p>ISTO ESTÁ NA REDE</p><p>O artigo do link apresenta um estudo de melhoria da eficiência deste de</p><p>compressores do tipo parafuso, muito usado na pneumática. Disponível em:</p><p>https://www.researchgate.net/publication/301650474_ANALISE_DE_EFICIENCIA_</p><p>ENERGETICA_DOS_TIPOS_DE_ACIONAMENTO_DE_UM_SISTEMA_DE_AR_</p><p>COMPRIMIDO</p><p>Como limitações da pneumática, podem-se citar:</p><p>• O ar comprimido necessita de uma grande preparação para estar apto ao uso;</p><p>• Os componentes pneumáticos são normalmente projetados e utilizados a uma</p><p>pressão máxima de 1723,6 kPa; portanto, as forças envolvidas são pequenas,</p><p>se comparadas a outros sistemas;</p><p>• Velocidades muito baixas são difíceis de serem obtidas com o ar comprimido</p><p>devido às suas propriedades físicas;</p><p>• O ar é um fluido altamente compressível; portanto, é impossível obterem-se</p><p>paradas intermediárias e velocidades uniformes.</p><p>Foi visto neste capítulo que o ar é uma importante fonte de energia. E para produzi-lo</p><p>e distribuí-lo, vários equipamentos e cuidados são necessários. O sistema pneumático</p><p>possui grandes vantagens, como facilidade de implantação e baixa manutenção.</p><p>Em compensação, possui algumas limitações como o uso de pequenas forças e a</p><p>impossibilidade de realizar paradas intermediárias.</p><p>https://www.researchgate.net/publication/301650474_ANALISE_DE_EFICIENCIA_ENERGETICA_DOS_TIPOS_DE_ACIONAMENTO_DE_UM_SISTEMA_DE_AR_COMPRIMIDO</p><p>https://www.researchgate.net/publication/301650474_ANALISE_DE_EFICIENCIA_ENERGETICA_DOS_TIPOS_DE_ACIONAMENTO_DE_UM_SISTEMA_DE_AR_COMPRIMIDO</p><p>https://www.researchgate.net/publication/301650474_ANALISE_DE_EFICIENCIA_ENERGETICA_DOS_TIPOS_DE_ACIONAMENTO_DE_UM_SISTEMA_DE_AR_COMPRIMIDO</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 82</p><p>CAPÍTULO 8</p><p>A FÍSICA DA PNEUMÁTICA</p><p>Uma aplicação básica da Pneumática é a utilização de bicos pulverizadores de</p><p>tinta, a chamada pistola de tinta. Desodorantes também comprimem um gás em seu</p><p>interior, aumentando a pressão interna em relação à pressão interna. Desta forma,</p><p>o gás confinado é liberado quando a trava é acionada, trazendo consigo o líquido</p><p>desodorante.</p><p>Mas estes exemplos são apenas a ponta do iceberg. Por trás desta e de outras</p><p>aplicações, existem diversos conceitos que vamos começar a conhecer a partir de</p><p>agora.</p><p>8.1 Pneumática e as propriedades físicas do ar</p><p>O termo Pneumática deriva do grego Pneumos ou Pneuma (respiração, sopro) e</p><p>é definido como a parte da Física que estuda a Dinâmica e os Fenômenos Físicos</p><p>relacionados com os Gases e os Vácuos. Além disso, esse ramo da física estuda a</p><p>conversão de Energia Pneumática em Energia Mecânica.</p><p>ANOTE ISSO</p><p>O ar é invisível, inodoro, insosso e intáctil. E sabemos que ele existe devido às suas</p><p>propriedades, que o comprovam. O ar é matéria em estado gasoso e ocupa todo o</p><p>espaço livre do ambiente.</p><p>Em uma garrafa com água pela metade, o ar ocupa a outra metade (superior)</p><p>desta garrafa. Em um copo vazio, o ar ocupa todo o copo vazio. Em uma sala com</p><p>sofá, televisão e cortinas, o ar ocupa todo espaço da sala, exceto onde há o sofá, a</p><p>televisão e as cortinas. O ar tem massa, que pode ser medida com o auxílio de uma</p><p>balança de precisão, pois, pelas leis da Física, tudo o que tem massa, tem peso, ou</p><p>seja, é atraído pela força gravitacional.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 83</p><p>O ar pode mudar suas dimensões, podendo comprimir-se ou expandir-se, seja de</p><p>acordo com a temperatura, seja por ação de forças externas. Neste caso, podemos</p><p>afirmar, então, que o ar é compressível e apresenta a propriedade de compressibilidade,</p><p>ou seja, a propriedade que o ar tem de diminuir de volume quando submetido a forças</p><p>externas de compressão.</p><p>Essa propriedade pode ser demonstrada através da experiência da seringa. Pegue</p><p>uma seringa. Puxe o seu êmbolo até o fim. Tape com um dedo o orifício da seringa e</p><p>tente empurrar o êmbolo para dentro. Podemos verificar que fica difícil de empurrar o</p><p>êmbolo até o fim. E quando liberarmos o êmbolo, ele retornará à sua posição inicial.</p><p>Isso ocorre porque o ar no interior da seringa diminui de volume devido à ação do</p><p>êmbolo. Porém, quando tiramos a força do êmbolo, o ar retorna ao seu volume original,</p><p>empurrando o êmbolo de volta.</p><p>Título: Seringa</p><p>Fonte: https://br.freepik.com/vetores-gratis/vetor-de-elemento-de-seringa-verde_18722102.htm#query=seringa&position=0&from_view=search&track=sph</p><p>Essa observação feita do êmbolo retornando para sua posição inicial após o</p><p>soltarmos comprova que o ar também possui elasticidade, ou seja, elasticidade é a</p><p>propriedade que o ar tem de voltar ao seu volume inicial quando para a compressão.</p><p>O ar possui propriedade expansiva. Quando uma substância volátil (que se transforma</p><p>em gás, como, por exemplo, a essência de um desodorante) entra em contato com</p><p>o ar, sentimos seu cheiro devido a essa substância expandir-se e misturar-se com o</p><p>ar atmosférico, ocupando um volume maior.</p><p>https://br.freepik.com/vetores-gratis/vetor-de-elemento-de-seringa-verde_18722102.htm#query=seringa&position=0&from_view=search&track=sph</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 84</p><p>Título: Desodorante spray</p><p>Fonte: https://br.freepik.com/vetores-gratis/respingo-de-nevoa-de-spray-de-garrafa-de-aerossol_25644765.htm#query=desodorante&position=17&from_</p><p>view=search&track=sph</p><p>Como o ar tem massa, peso, comprime-se e expande-se, o ar também é capaz de</p><p>exercer pressão. A massa de ar atmosférico exerce uma determinada pressão sobre</p><p>a superfície da Terra, a pressão atmosférica, medida em unidades de atm. Em geral,</p><p>como o ar penetra em nosso organismo ajudando a equilibrar a pressão interna com</p><p>a externa, os efeitos da pressão não são sentidos pelo corpo humano.</p><p>8.2 Referências históricas</p><p>No século XVII, ocorreram algumas experiências para entender os efeitos</p><p>atmosféricos: a experiência do hemisfério de Magdeburgo e a de Torricelli. Na Alemanha</p><p>existe uma cidade chamada de Magdeburgo. O atual prefeito Otto Von Guericke realizou</p><p>uma experiência pública com o intuito de comprovar a pressão atmosférica. Para tal,</p><p>mandou construir dois hemisférios de cobre, cada um com meio metro. Daí ele uniu</p><p>ambos os hemisférios, formando uma casca esférica e, com uma bomba de sucção,</p><p>tirou quase todo o ar de seu interior.</p><p>Título: Hemisférios de Magdeburgo</p><p>Fonte: https://www.fisica.net/giovane/astro/Modulo1/descobertas.htm</p><p>https://br.freepik.com/vetores-gratis/respingo-de-nevoa-de-spray-de-garrafa-de-aerossol_25644765.htm#query=desodorante&position=17&from_view=search&track=sph</p><p>https://br.freepik.com/vetores-gratis/respingo-de-nevoa-de-spray-de-garrafa-de-aerossol_25644765.htm#query=desodorante&position=17&from_view=search&track=sph</p><p>https://www.fisica.net/giovane/astro/Modulo1/descobertas.htm</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 85</p><p>Então a experiência deu-se pela observação em dois instantes distintos: antes e após</p><p>a retirada do ar. Antes da tirada do ar, os hemisférios eram separados manualmente,</p><p>com facilidade. Mas após a retirada do ar, foram necessários 16 cavalos (8 de cada</p><p>lado), puxando cordas para separar os hemisférios. A conclusão chegada por Otto Von</p><p>Guericke é de que, antes da retirada do ar, a pressão interna era igual à pressão externa.</p><p>Assim, não havia forças atuantes na casca esférica. Porém, com a retirada do ar interno,</p><p>e consequentemente a redução da pressão interna da casca, o ar atmosférico passou</p><p>a fazer pressão sobre os hemisférios, empurrando-os um contra o outro. (ON, s.d.)</p><p>Outro experimento realizado sobre a pressão atmosférica foi feito pelo físico italiano</p><p>Torricelli. Ele construiu um barômetro, que é um dispositivo capaz de medir a pressão</p><p>atmosférica. Para tal construção, ele pegou um tubo de vidro de aproximadamente 1m</p><p>de comprimento e o fechou em uma das extremidades. Encheu de mercúrio (Hg) e tapou</p><p>a outra ponta com seu dedo e inverteu o tubo. Em seguida, mergulhou o tubo em um</p><p>recipiente que também continha mercúrio e retirou o dedo. Assim, ele notou que o metal</p><p>não desceu completamente do tubo devido à ação da pressão atmosférica exercida sobre</p><p>a superfície do mercúrio contido no recipiente, que não permitiu que todo o mercúrio saísse</p><p>do tubo. A experiência foi realizada ao nível do mar. Então, ficou convencionado que:</p><p>8.3 Altitude e pressão</p><p>Uma pessoa que se encontra ao nível do mar, por exemplo, na praia, está com uma</p><p>quantidade maior de ar sobre ela do que uma pessoa que está a 1000 m acima do nível do</p><p>mar. Isso porque a quantidade de moléculas do ar no nível do mar é maior do que acima</p><p>devido à ação gravitacional sobre elas e também à relação entre as temperaturas, uma</p><p>vez que o ar quente sobe e o ar frio desce. Isso ocorre porque o ar, quando se expande</p><p>devido à sua temperatura aumentar, diminui sensivelmente sua densidade e por isso</p><p>sobe, pois corpos de menor densidade ficam por cima dos corpos de maior densidade.</p><p>ISTO ESTÁ</p><p>NA REDE</p><p>O conceito de altitude e densidade relacionado à pressão atmosférica é definido pelo</p><p>Teorema de Stevin. Este ajudou aos cientistas durante décadas a determinarem</p><p>as densidades dos materiais que conhecemos. Leia mais no artigo intitulado:</p><p>“Determinação da densidade de líquidos imiscíveis pelo princípio de Stevin”,</p><p>disponível em: https://www.scielo.br/j/rbef/a/dN6QXgp3gGvqyHYvk4DWJmg/</p><p>https://www.scielo.br/j/rbef/a/dN6QXgp3gGvqyHYvk4DWJmg/</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 86</p><p>8.4 Ventos</p><p>O vento é o ar em movimento. Quando uma camada de ar é aquecida pelo Sol,</p><p>ela se expande, fica menos densa e sobe. No momento em que essa massa sobe,</p><p>ela deixa um espaço vazio e, assim, o ar frio move-se para ocupar o seu lugar. Em</p><p>seguida, esse ar frio é aquecido e sobe, também, em um ciclo.</p><p>As correntes de ar são formadas desta forma. Nas regiões mais quentes, a pressão</p><p>atmosférica é menor do que nas regiões mais frias. Por isso, o sentido do vento</p><p>sempre é da região de alta pressão para a de baixa pressão. A velocidade dos ventos</p><p>varia em função da diferença de pressão entre duas regiões. O ar em movimento</p><p>recebe nomes distintos de acordo com a velocidade que assume: brisa, ventos alísios,</p><p>ciclones e furacões</p><p>8.5 Produção de ar comprimido</p><p>O ar comprimido é colocado no interior de um recipiente com o auxílio de</p><p>compressores, chamados compressores de ar, que são elementos mecânicos</p><p>que sopram o ar com uma velocidade alta o suficiente para fazer suas moléculas</p><p>comprimirem-se ao colidirem, elevando a pressão de um determinado volume de ar,</p><p>capturado nas condições atmosféricas, até determinada pressão maior que a pressão</p><p>atmosférica, exigida no projeto que necessitará da utilização do ar comprimido.</p><p>Título: Compressor de encher pneu</p><p>Fonte: https://pixabay.com/pt/photos/compressor-bomba-de-pneu-press%C3%A3o-840706/</p><p>https://pixabay.com/pt/photos/compressor-bomba-de-pneu-press%C3%A3o-840706/</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 87</p><p>Todavia, não basta simplesmente ligar o compressor. Existem algumas limitações</p><p>para uso do ar comprimido:</p><p>Título: Observações importantes</p><p>Fonte: A autora (2023)</p><p>Desta forma, as forças geradas por componentes pneumáticos são pequenas,</p><p>quando comparadas a outros sistemas mecânicos. Assim, um sistema pneumático</p><p>não pode, por exemplo, ser utilizado em uma extrusora de metais. Os componentes</p><p>pneumáticos são utilizados, por exemplo, para abrir e fechar portas de ônibus.</p><p>ISTO ACONTECE NA PRÁTICA</p><p>Diante desse contexto, apresentamos aqui um exemplo prático de um</p><p>sistema pneumático construído em cascata para o controle de um sistema de</p><p>posicionamento pelos autores Raul Guenther e Eduardo André Perondi, que está</p><p>disponível no Link: https://www.scielo.br/j/ca/a/fQQkmVJsLLVGN9fKJmmNFsP/</p><p>8.5.1 Sistema de refrigeração dos compressores</p><p>Para comprimir o ar também se pode usar um sistema de refrigeração, que pode</p><p>consistir em um sistema aberto ou fechado de água circulante ou o próprio ar para realizar</p><p>a refrigeração. Na refrigeração, o ar passa por dois compartimentos do compressor</p><p>chamados de refrigerador intermediário e posterior. Ambos os compartimentos são</p><p>produzidos com metais de alta condução térmica, pois, quando a água passa na</p><p>https://www.scielo.br/j/ca/a/fQQkmVJsLLVGN9fKJmmNFsP/</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 88</p><p>face externa do compartimento refrigerador, consegue retirar energia térmica do ar,</p><p>diminuindo seu volume e corroborando para o sistema de compressão do ar.</p><p>O sistema de refrigeração à água pode ser um sistema aberto sem circulação de</p><p>água, que é um sistema que utiliza a água de uma fonte externa para circular pelo</p><p>compressor, como, por exemplo, a água que vem da Cedae. Pode ser também um</p><p>sistema aberto com circulação de água, onde a água de resfriamento do compressor</p><p>é resfriada novamente em uma torre de resfriamento aberta e encaminhada de novo</p><p>para o sistema, com uma temperatura inferior à ambiente em 2°C.</p><p>Outra forma de resfriar-se com água é através do sistema fechado com circulação</p><p>de água, onde a mesma circula continuamente entre o compressor e alguma forma</p><p>de trocador de calor externo. O elemento que faz a troca de calor externo é chamado</p><p>de Chiller, e é muito utilizado em equipamentos científicos como Difratômetros de</p><p>Raios X e de ressonância magnética.</p><p>O compressor de ar também pode ser resfriado à ar, onde a ventilação forçada</p><p>no interior do conjunto de compressores de ar contém perto de 100% da energia</p><p>consumida pelo motor elétrico</p><p>O sistema de refrigeração de um compressor tem como intuito sempre retirar energia</p><p>do ar que está sendo comprimido para que seja possível comprimi-lo sempre com</p><p>maior pressão e velocidade. Todavia, cada método apresentado tem serventia para</p><p>uma aplicação distinta, pois, para cada método apresentado, existe uma temperatura</p><p>distinta final para o ar e, por sua vez, uma pressão final alcançada no momento do</p><p>preenchimento de cada cilindro de ar comprimido.</p><p>8.5.2 Medidores de pressão</p><p>O sistema pneumático é baseado pela pressão de trabalho e pela máxíma pressão</p><p>admissível (no caso dos reservatórios, que são vasos de pressão). Nesse sentido</p><p>vamos abordar aqui o instrumento utilizado para medir a pressão que chamamos de</p><p>manômetro.</p><p>A pressão é um escalar pois independe da orientação de um ponto de um fluido</p><p>estático, logo representa o primeiro invariante das tensões mecânica no fluido.</p><p>Os valores de pressão devem ser informados sob um nível de referência, quando</p><p>utilizado o zero absoluto, ou seja, vácuo absoluto ou ausência de pressão, será</p><p>conhecido como “pressão absoluta” neste caso, normalmente utilizado em cálculos</p><p>termodinâmicos.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 89</p><p>A pressão exercida pelo ar atmosférico é conhecida como pressão atmosférica e</p><p>a pressão relativa ou manométrica (gauge pressure) é a diferença entre a pressão do</p><p>fluido e a pressão atmosférica no ponto.</p><p>A medição da pressão pode ser utilizada como controle de processo, o que</p><p>normalmente ocorre na indústria. Os instrumentos geralmente empregados na indústria</p><p>estão agrupados em 3 grupos distintos:</p><p>• Mecânico.</p><p>• Elétrico.</p><p>• Por ionização.</p><p>As unidades de medida de pressão podem variar de acordo com a abordagem, a</p><p>análise, a praticidade na leitura etc.</p><p>Na pneumática e hidráulica, são utilizados, basicamente, os manômetros do tipo</p><p>mecânico, e dentro deles o mais utilizado é o tipo bourdon, que é o que vamos detalhar</p><p>neste tópico.</p><p>8.5.2.1 Manômetro tipo elástico Bourdon</p><p>Manômetro do tipo elástico Bourdon (em C) é o instrumento de medição de pressão</p><p>mais utilizado nos processos industriais. Possui um formato radial que lembra um C,</p><p>constituído de um tubo metálico de paredes finas com uma secção transversal oval.</p><p>Uma das extremidades que irá se conectar a fonte de pressão possui a adaptação</p><p>necessária para tal e a outra está selada e pode se mover livremente. O fluido do</p><p>processo passará com pressão por dentro do tubo de secção elíptica, forçando-o a</p><p>assumir uma forma circular ao passo que o tubo tende a se desenrolar. O movimento</p><p>é proporcional ao valor da pressão medida, este é indicado pelo ponteiro por meio de</p><p>um sistema mecânico de movimento.</p><p>Os movimentos de dilatação são muito pequenos, sendo necessário a amplificação</p><p>por meio de uma coroa e um pinhão, de forma que seja possível o giro do eixo de um</p><p>ponteiro, sobre uma escala graduada em unidades de pressão. A figura 28 apresenta</p><p>esse tipo de manômetro.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 90</p><p>Título: Manômetro tipo Bourdon</p><p>Fonte: https://www.salcas.com.br/novidades/manometro-tipo-bourdon</p><p>8.5.2.2 Manômetro tipo espiral</p><p>Se assemelha ao tubo Bourdon só que achatado que forma um espiral. Possui</p><p>uma grande capacidade de dilatação, não sendo necessária a utilização da coroa e</p><p>do pinhão, a ligação é simples e direta para o braço do ponteiro.</p><p>Título: Manômetro tipo Espiral</p><p>Fonte: Senai (1996)</p><p>8.5.2.3 Manômetro tipo hélice</p><p>Similar ao tipo espiral, contudo possui um tubo achatado de Bourdon, é enrolado em</p><p>forma de hélice. A admissão de pressão do processo ocorre por uma das extremidades,</p><p>a extremidade livre se movimenta e assim confere movimento ao ponteiro a ela</p><p>conectado.</p><p>Este tipo de manômetro é indicado para registrar temperaturas e pressões.</p><p>https://www.salcas.com.br/novidades/manometro-tipo-bourdon</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 91</p><p>ISTO ESTÁ NA REDE</p><p>No link a seguir você pode fazer o download de folhas de dados de diversos tipos</p><p>de manômetros e verificar as informações técnicas de cada um deles. Link: https://</p><p>www.wika.com.br/download_datasheets_pt_br.WIKA</p><p>A leitura do manômetro de Bourdon é realizada através da posição do ponteiro</p><p>numa escala numerada, Deve-se observar a unidade que está presente na escala do</p><p>instrumento. Pode ser que um instrumento apresente mais de uma escala e, nesse</p><p>caso, é de fundamental importância prestar bastante atenção na leitura do instrumento.</p><p>A figura a seguir apresenta um manômetro com escala de 0 a 6 bar de pressão e que</p><p>está marcando 0,3 bar.</p><p>Título: Manômetro com escala</p><p>Fonte: https://pixabay.com/pt/vectors/man%C3%B4metro-a-medida-press%C3%A3o-medidas-40253/</p><p>A Pneumática é um importante estudo da física que transforma teoria em prática,</p><p>sendo capaz de construir muitas máquinas funcionais que poupam o ser humano de</p><p>esforço físico e que auxiliam diversas máquinas agora na era da automação, como</p><p>dita o conceito de indústria 4.0.</p><p>https://www.wika.com.br/download_datasheets_pt_br.WIKA</p><p>https://www.wika.com.br/download_datasheets_pt_br.WIKA</p><p>https://pixabay.com/pt/vectors/man%C3%B4metro-a-medida-press%C3%A3o-medidas-40253/</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 92</p><p>CAPÍTULO 9</p><p>GERAÇÃO DE AR COMPRIMIDO</p><p>Neste capítulo serão apresentados os equipamentos de produção de ar comprimido,</p><p>a seleção do compressor, a rede de distribuição de ar e a unidade de condicionamento.</p><p>Para que o ar possa ser usado como fonte de energia, ele precisa passar por várias</p><p>etapas até estar pronto para a distribuição e o consumo.</p><p>9.1 Compressor de ar - Tipos e especificações</p><p>Compressores são equipamentos utilizados para aumentar a pressão de determinado</p><p>volume de ar até determinado nível demandado pelo sistema de ar comprimido (FIALHO,</p><p>2011). O compressor possui cilindro, pistão, copo de vedação de couro, haste de pistão,</p><p>cabo e válvula de retenção.</p><p>ANOTE ISSO</p><p>Fialho (2011) afirma que o ar necessita de duas condições básicas para que seja</p><p>utilizado em um sistema pneumático: pressão adequada e qualidade (isenção de</p><p>impurezas e umidade).</p><p>A seleção a partir de diversos tipos de compressores disponíveis depende da</p><p>quantidade, qualidade e limpeza do ar, bem como o quão seco ele deve ser. Há níveis</p><p>variáveis desses critérios, dependendo do tipo de compressor. Compressores dinâmicos</p><p>são utilizados para vazões e pressões elevadas. No âmbito industrial, são utilizados</p><p>compressores volumétricos rotativos ou alternativos. Como exemplo de rotativos,</p><p>temos os compressores de parafusos; nos alternativos, temos os compressores de</p><p>pistões. A Figura a seguir ilustra a classificação dos compressores.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 93</p><p>Título: Tipos de compressores</p><p>Fonte: Fialho (2011, p. 42)</p><p>Na geração de ar comprimido, são utilizados diversos tipos desses compressores.</p><p>ISTO ESTÁ NA REDE</p><p>Como vimos, têm muitos tipos de compressores utilizados na indústria. Para</p><p>conhecer mais sobre os compressores de ar comprimido, assista ao vídeo a</p><p>seguir: https://www.youtube.com/watch?v=Eni9Xva_jws</p><p>Na sequência vamos ver mais detalhes de cada um deles.</p><p>9.1.1 Compressores Volumétricos</p><p>Os compressores dinâmicos possuem um rotor que transforma a energia cinética em</p><p>energia de pressão, já os compressores chamados de volumétricos, o trabalho mecânico</p><p>é transformado diretamente em energia de pressão. O princípio de funcionamento</p><p>desses compressores é, basicamente dado pelo movimento de um (ou mais de um)</p><p>elemento que empurra o fluido ativo (gás ou ar comprimido), da admissão para a</p><p>descarga.</p><p>Os compressores volumétricos podem ser dos tipos: alternativo ou rotativo, como</p><p>veremos na sequência.</p><p>9.1.1.1 Compressores alternativos</p><p>Os compressores alternativos podem ser tipo pistão ou diafragma conforme</p><p>mostrado na figura a seguir.</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=Eni9Xva_jws</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 94</p><p>Título: Compressores alternativos</p><p>Fonte: Filho (2015, p. 275)</p><p>Neste tipo de compressor o movimento rotativo do motor deve ser transformado</p><p>em movimento alternativo através do uso de biela ou cames.</p><p>9.1.1.2 Compressores rotativos</p><p>Os compressores rotativos possuem elementos de compressão que são compostos</p><p>de parafusos, lóbulos ou palhetas e o tipo do elemento dá o nome a cada um desses</p><p>compressores. A figura a seguir apresenta diagramas que representam esses tipos</p><p>de máquinas.</p><p>Título: Compressores rotativos</p><p>Fonte: Filho (2015, p. 276)</p><p>A vazão volumétrica do compressor é dada pela equação:</p><p>Na qual:</p><p>Q = Vazão volumétrica [cm3/min]</p><p>Vd = Volume deslocado [cm3/rot]</p><p>N = Rotação [rpm]</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 95</p><p>A vazão volumétrica será constante se a rotação do compressor for constante. Na</p><p>maioria dos casos, os compressores são acionados por motores elétricos de indução.</p><p>Este tipo de motor mantém a rotação praticamente constante qualquer que seja a</p><p>carga sobre ele. Já nos compressores dinâmicos, quanto maior a vazão volumétrica</p><p>menor será a pressão de descarga, mantida a rotação constante, como podemos</p><p>observar na figura a seguir.</p><p>Título: Variação da vazão volumétrica em compressores</p><p>Fonte: Filho (2015, p. 276)</p><p>9.1.2 Parâmetros relevantes para o dimensionamento do compressor</p><p>O primeiro parâmetro é a taxa de compressão que é a relação entre a pressão de</p><p>descarga e a pressão da admissão e é dada por:</p><p>Um segundo parâmetro é a vazão volumétrica padronizada que, em inglês, é</p><p>conhecida como FAD (Free Air Delivery). Para esse parâmetro são considerados os</p><p>dados padrão para o ar: pa = 0,1 MPa (105 N/m2); Ta = 20 °C; UR (umidade relativa do ar)</p><p>= 0% e volume específico va = 0,83 m3/kg. A vazão volumétrica para as condições padrão</p><p>é indicada como “normal” m3/s [Nm3/s]. A vazão volumétrica real de ar comprimido</p><p>é o fluxo volumétrico liberado na descarga, referente às condições de temperatura,</p><p>pressão e umidade existentes no ponto de admissão.</p><p>Exemplo 1 - A vazão volumétrica na descarga de um compressor é de 900 l/min,</p><p>sob pressão de 6,5 barg e temperatura de 50 °C. O ar de admissão está a 35 °C e a</p><p>pressão atmosférica local é de 1,0 bar. Calcule a vazão volumétrica real e a padronizada.</p><p>(FILHO, 2015, p. 285)</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 96</p><p>Solução:</p><p>Como já foi visto em outros capítulos, temos a relação dos gases perfeitos, onde:</p><p>e considerando a P1 como a pressão atmosférica, o v1 como a vazão</p><p>volumétrica real (Q1), T1 como a temperatura atmosférica, P2 como a pressão da</p><p>descarga (Patm + pressão), T2 como a temperatura da descarga, v2 como a vazão</p><p>volumétrica na descarga (Q2 = 900 l/min), substituindo todos os valores temos para</p><p>a vazão volumétrica real:</p><p>Para o cálculo padrão, consideramos a temperatura de entrada a 20ºC ou seja:</p><p>Fazendo a conversão de l/minuto para m3/s temos o que mostra a figura a seguir.</p><p>Ou seja, a vazão será Qa = 0,102 Nm3/s</p><p>Título: Conversão de unidades</p><p>Fonte: https://www.convertworld.com/pt/vazao-volumetrica/</p><p>ISTO ESTÁ NA REDE</p><p>Para a conversão de unidades existem diversos sites na internet que fazem os</p><p>cálculos de forma rápida e fácil. Para a conversão de diversos tipos de grandezas</p><p>recomendo o conversor no link: https://www.convertworld.com/pt/</p><p>Conhecemos os compressores que são responsáveis pela geração do ar comprimido.</p><p>Mas para que o ar possa ser consumido de forma segura é necessário que ele passe</p><p>por processos posteriores a compressão, propriamente dita, um desses processos é</p><p>a secagem, que é responsável pela eliminação (ou máxima redução) da umidade do</p><p>ar. É esse processo que estudaremos no próximo tópico.</p><p>9.2 Secagem do ar comprimido</p><p>Antes de comentarmos sobre a secagem, você sabe o que é a umidade?</p><p>https://www.convertworld.com/pt/vazao-volumetrica/</p><p>https://www.convertworld.com/pt/</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 97</p><p>O ar atmosférico é composto por diversos gases, especialmente o oxigênio e o</p><p>nitrogênio. Além dos gases contém alguns contaminantes como água, óleo e poeira. A</p><p>poeira, que é abrasiva, e o óleo queimado são responsáveis pela presença de manchas</p><p>nos produtos.</p><p>O processo da compressão altera a temperatura e a pressão do ar através da</p><p>geração de calor, além de transferir resíduos de óleo lubrificante. A umidade do ar é</p><p>apresentada em forma de vapor d’água. Quando a temperatura está muito elevada,</p><p>o vapor d’água, por estar em sua forma gasosa, não prejudica o ar. Porém, com o</p><p>resfriamento do ar, este vapor condensa-se em gotículas de água, causando alguns</p><p>problemas no sistema pneumático, como oxidação da tubulação, arraste de partículas,</p><p>aumento do índice de manutenção e a presenças de golpes de aríete na tubulação e</p><p>nas superfícies adjacentes</p><p>ANOTE ISSO</p><p>Golpes de Aríete é definido como o choque violento nas paredes de uma tubulação</p><p>quando há mudança brusca no movimento do líquido, como, por exemplo, quando</p><p>um registro é fechado.</p><p>Por estas razões é muito importante que grande parte da umidade e do óleo sejam</p><p>removidos do ar para evitar que todo o sistema seja prejudicado.</p><p>ISTO ESTÁ NA REDE</p><p>A secagem do ar comprimido é de fundamental importância na entrega e na</p><p>utilização do ar, já que a umidade e a presença de impurezas no ar pode causar</p><p>sérios danos ao sistema como um todo. Para saber mais assista ao vídeo a seguir:</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=6pcfjtaHvg0&list=PLpaLAuiRbeqpZMXG0QsRtQf</p><p>O0lcA-egRd&index=8</p><p>O principal equipamento responsável por reduzir a umidade do ar é o secador.</p><p>Existem, basicamente, três processos de secagem: Secagem por refrigeração, por</p><p>absorção e por adsorção.</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=6pcfjtaHvg0&list=PLpaLAuiRbeqpZMXG0QsRtQfO0lcA-egRd&index=8</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=6pcfjtaHvg0&list=PLpaLAuiRbeqpZMXG0QsRtQfO0lcA-egRd&index=8</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 98</p><p>9.2.1 Secagem por refrigeração</p><p>A secagem do ar por refrigeração é um sistema que baseia-se em submeter o ar a</p><p>temperaturas baixas, removendo a maior parte da umidade. Ver a figura a seguir que</p><p>apresenta o princípio de funcionamento desse tipo de secador.</p><p>Título: Secador por refrigeração</p><p>Fonte: Dorneles e Mudge (2008. p.18)</p><p>Essa remoção provoca uma mistura da água com o óleo lubrificante no compartimento</p><p>de resfriamento, ajudando assim na remoção de mais umidade</p><p>9.2.2 Secagem por absorção</p><p>Este sistema promove a absorção da umidade por um produto líquido ou sólido</p><p>higroscópico. O ar é conduzido através deste leito e a umidade é absorvida pelo</p><p>produto. Este processo também é conhecido como processo químico de secagem.</p><p>A figura a seguir apresenta esse tipo de secagem.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 99</p><p>Título: Secador por absorção</p><p>Fonte: Dorneles e Mudge (2008. p.18)</p><p>O resíduo fica depositado no fundo do tanque que, posteriormente, é drenado. Os</p><p>principais produtos utilizados como leito higroscópico são: Cloreto de cálcio, cloreto de</p><p>lítio e Dry-O-Lite. Como o produto acaba desgastando-se, é necessária sua reposição</p><p>de tempos em tempos.</p><p>9.2.2 Secagem por adsorção</p><p>É a fixação das moléculas de um adsorvato na superfície de um adsorvente</p><p>geralmente poroso e granulado, ou seja, é o processo de depositar moléculas de uma</p><p>substância (ex. água) na superfície de outra substância, geralmente sólida (ex.SiO2).</p><p>Este método também é conhecido por processo físico de secagem, o processo de</p><p>adsorção é regenerativo; a substância adsorvente, após estar saturada de umidade,</p><p>permite a liberação de água quando submetida a um aquecimento regenerativo. A</p><p>figura a seguir apresenta esse tipo de secador.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 100</p><p>Título: Secador por adsorção</p><p>Fonte: Dorneles e Mudge (2008. p.19)</p><p>O ar passa também por alguns filtros antes de chegar ao secador e depois de</p><p>passar pelo mesmo. O ar limpo e seco está pronto para ser distribuído.</p><p>9.3 Rede de distribuição de ar comprimido</p><p>O uso de um compressor para cada ponto de uso de ar comprimido só é viável</p><p>em usos muito específicos. De uma maneira geral, é utilizado um compressor e o</p><p>ar é distribuído para os pontos de utilização. A rede de distribuição compreende as</p><p>tubulações que saem do reservatório, passa pelo secador e vai até os pontos finais</p><p>de utilização. A rede possui duas funções básicas, que são:</p><p>• Comunicar a fonte produtora com os equipamentos consumidores;</p><p>• Funcionar como um reservatório para atender às exigências locais.</p><p>Um bom sistema de distribuição deve levar em consideração alguns aspectos</p><p>importantes, como: localização do compressor, ter o mínimo possível de perda de</p><p>carga (perda de pressão), entregar um ar limpo e seco e não apresentar escape de ar.</p><p>O layout da rede deve ser projetado para minimizar a perda de carga e para localizar</p><p>tanto os pontos de distribuição quanto os equipamentos do sistema. Quanto ao formato</p><p>da rede, esta pode ser do tipo fechada (anel ou ramificada) ou aberta. Geralmente, a</p><p>rede é um circuito fechado ligando a rede principal aos pontos de utilização. A rede do</p><p>tipo anel fechado proporciona uma melhor distribuição do ar facilita a manutenção.</p><p>Por outro lado, dificulta a separação da umidade pois o fluxo não tem uma direção</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 101</p><p>específica. A figura a seguir apresenta as redes fechadas em formato de anel fechado</p><p>(a) e ramificada (b).</p><p>Título: Redes de distribuição</p><p>Fonte: Parker (2005, p. 14)</p><p>9.4 Tubulações</p><p>Ao projetar a tubulação que fará parte da rede algumas observações, é importante</p><p>ter em mente que:</p><p>• As curvas devem ser feitas com o maior raio possível para evitar perda de carga;</p><p>• As tubulações devem possuir uma determinada inclinação no sentido do fluxo</p><p>interior, pois, enquanto a temperatura de tubulação for maior que a temperatura</p><p>de saída do ar após os secadores, este sairá praticamente seco; se a temperatura</p><p>da tubulação baixar, haverá, embora raramente, precipitação de água;</p><p>• Devem ser instalados drenos (purgadores) ao longo da tubulação para retirar</p><p>a umidade remanescente. Esses drenos devem ser instalados nos locais mais</p><p>baixos da tubulação, fim de linha e elevação de linha;</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 102</p><p>• Devem ser instaladas válvulas de fechamento de linha para permitir a manutenção</p><p>de trechos da tubulação sem precisar parar toda a linha;</p><p>• Os tubos podem ser fabricados de diversos materiais como: Cobre, latão, aço</p><p>preto ou galvanizado, plástico (polietileno, nylon);</p><p>• As ligações entre os tubos devem ter uma perfeita vedação para evitar o escape</p><p>de ar. Elas podem ser roscadas, soldadas, flangeadas, etc.</p><p>9.5 Unidade de condicionamento</p><p>A unidade condicionadora é utilizada para garantir a melhor qualidade do ar. Do</p><p>sistema mais simples ao mais complexo,</p><p>esta unidade é indispensável. Ela é composta</p><p>de filtragem, regulagem da pressão e introdução de certa quantidade de óleo para</p><p>a lubrificação de todas as partes mecânicas dos componentes pneumáticos. Essa</p><p>unidade é também conhecida como lubrefil (ver a imagem a seguir).</p><p>Título: Unidade condicionadora</p><p>Fonte: Parker (2005, p. 17)</p><p>Uma duração prolongada e funcionamento regular de qualquer componente em um</p><p>circuito dependem, antes de mais nada, do grau de filtragem, da isenção de umidade,</p><p>da estabilidade da pressão de alimentação do equipamento e da lubrificação das</p><p>partes móveis.</p><p>A filtragem é realizada através de filtros que livra o ar das impurezas e da água</p><p>condensada. Desde a saída do ar até o ponto de utilização, a pressão oscila tanto</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 103</p><p>para mais como para menos. Para minimizar estas oscilações, é utilizada a válvula</p><p>reguladora de pressão.</p><p>Vimos nesse capítulo os tipos de compressores, os tipos de secagem, os cuidados com</p><p>a distribuição e as tubulações e conhecemos um pouco as unidades condicionadoras.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 104</p><p>CAPÍTULO 10</p><p>ATUADORES PNEUMÁTICOS</p><p>Olá! Você vai estudar sobre equipamentos do sistema pneumático que utilizam a</p><p>pneumática existente em sistemas a base de ar comprimido ou gases pressurizados</p><p>para gerar energia e funcionar.</p><p>Os equipamentos pneumáticos aproveitam a força do processo de compressão do</p><p>ar impulsionando dispositivos e causando movimentação em pistões e eixos.</p><p>10.1 Atuadores pneumáticos</p><p>Os atuadores são componentes indispensáveis na pneumática, com uma vasta gama</p><p>de aplicações. Eles são os responsáveis por executar as atividades de movimentação</p><p>do sistema de ar comprimido e são cada vez mais empregados nas atividades em que</p><p>a automação dos processos é necessária para garantir competitividade e produtividade.</p><p>ANOTE ISSO</p><p>Em equipamentos pneumáticos o ar é sugado da parte externa do equipamento</p><p>para seu interior transformando a energia cinética em energia de trabalho através</p><p>de seus dispositivos. Esse movimento do ar causa um deslocamento de pistões e</p><p>eixos. Esse processo é contínuo e repete-se inúmeras vezes. A chave de impacto</p><p>pneumática é um equipamento pneumático que serve para afrouxar ou apertar</p><p>parafusos com pressão.</p><p>O atuador tem como função aplicar energia mecânica sobre uma máquina, ou seja,</p><p>realizar determinado trabalho. Os atuadores podem ser classificados de acordo com</p><p>o movimento que realizam. Esse movimento, por sua vez, pode ser linear (quando o</p><p>movimento realizado é simples e direto) ou rotativo (quando o movimento realizado é</p><p>giratório). Como os cilindros realizam operações repetitivas, deslocando-se em ambos</p><p>os sentidos, devem ser projetados e construídos de forma cuidadosa para minimizar</p><p>o desgaste de componentes e evitar vazamento de fluidos, aumentando sua vida útil.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 105</p><p>Atuadores pneumáticos são elementos mecânicos que, por meio de movimentos</p><p>lineares ou rotativos, transformam a energia cinética gerada pelo ar pressurizado e em</p><p>expansão em energia mecânica, produzindo trabalho (FIALHO, 2011). Os atuadores</p><p>são utilizados em circuitos pneumáticos e são responsáveis por realizar determinado</p><p>trabalho por meio da conversão de energia cinética em energia mecânica. Destaca-se</p><p>como principal tipo de atuador pneumático o atuador linear (cilindro). Esse elemento é</p><p>amplamente utilizado em automóveis, pois sua manutenção e sua fixação são simples.</p><p>Os atuadores lineares possuem grande variedade de formas construtivas e a maioria</p><p>é normalizada. Além disso, também são utilizados nas linhas de envasamento de</p><p>refrigerantes, entre outras aplicações. O princípio de funcionamento dos atuadores</p><p>pode variar um pouco de acordo com o tipo de atuador. A seguir, você pode ver os</p><p>princípios de alguns atuadores.</p><p>10.1.1 Princípio de funcionamento do atuador linear de simples efeito</p><p>O ar comprimido parte de um comando de uma válvula controladora direcional que,</p><p>ao ser acionada, permite que o ar seja injetado no interior do cilindro por meio de uma</p><p>mangueira. Com isso, eleva-se a pressão do ar na câmara sobre o êmbolo do cilindro</p><p>até o ponto de superar a força exercida pela mola, o que resulta no movimento de</p><p>extensão da haste (FIALHO, 2011).</p><p>Enquanto a válvula permanecer acionada, a pressão do ar continuará atuando no</p><p>interior do cilindro pneumático, mantendo assim a haste distendida. Somente com o</p><p>desligamento da válvula é que o fluxo de ar deixa de ser direcionado para o interior</p><p>do atuador. Assim, a mesma conexão serve para a exaustão do ar, em função da</p><p>força restauradora da mola. Para esse uso, a mola é dimensionada para possibilitar</p><p>um rápido retorno da haste, contudo sem permitir que a velocidade de retorno seja</p><p>demasiadamente elevada a ponto de absorver grande energia cinética e dissipá-</p><p>la com grande impacto do êmbolo ao fundo da câmara, o que causaria danos ao</p><p>atuador (FIALHO, 2011). Observe o esquema mostrado na figura a seguir, que ilustra</p><p>a representação simbólica normalizada do cilindro com retorno por mola</p><p>Título: (a) Atuador linear de simples efeito, normalmente retraído, com retorno por mola e (b) atuador linear de simples efeito, normalmente distendido, com</p><p>retorno por mola.</p><p>Fonte: Fialho (2011, p.79)</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 106</p><p>10.1.2 Princípio de funcionamento do atuador linear de duplo efeito</p><p>Nessa situação, o atuador comandado pela válvula controladora direcional é mantido</p><p>recuado em função do ar que mantém preenchida sua câmara frontal. Ao ser alterado</p><p>o fluxo de ar pela válvula controladora, será permitido que o ar comprimido provido</p><p>da linha de alimentação seja injetado por uma mangueira, elevando- -se a pressão</p><p>na câmara traseira até o ponto de superar as forças de atrito, provocando com isso</p><p>sua extensão (FIALHO, 2011)</p><p>Enquanto a válvula controladora permanecer acionada, a pressão do ar continuará</p><p>atuando no interior do cilindro pneumático, mantendo assim a haste distendida.</p><p>Somente quando o fluxo de ar da válvula é alterado novamente para o sentido oposto</p><p>é que cessa o fluxo de ar para o interior da câmara traseira do atuador. Com isso, o ar</p><p>provindo da linha passa a ser insuflado pela conexão à câmara frontal, provocando o</p><p>retorno da haste (FIALHO, 2011). A figura a seguir apresenta uma ilustração simbólica</p><p>e normalizada de acordo com a DIN/ISO 1.929.</p><p>Título: Representação simbólica normalizada</p><p>Fonte: Fialho (2011, p.79)</p><p>10.1.3 Princípio de funcionamento do atuador linear com amortecimento</p><p>Nesse caso, o funcionamento ocorre pela verificação da posição em que o atuador</p><p>se encontra em relação ao movimento de retração da haste, como você pode ver na</p><p>figura anterior. Dessa forma, ao analisar os momentos finais de retração da haste e</p><p>o fundo da câmara traseira, observe que o conjunto êmbolo e haste tem um primeiro</p><p>contato com a ponta amortecedora da haste, amortecendo o impacto entre o fundo</p><p>do cilindro e a haste. Além disso, ocorre também o bloqueio da cavidade, impedindo</p><p>que a haste se retraia ainda mais (FIALHO, 2011).</p><p>Não podendo mais ser exaurido por esse caminho, o ar cria um efeito semelhante</p><p>ao de uma almofada de ar, ou seja, cria um efeito de amortecimento. Com isso, a</p><p>vazão de saída do ar sofre uma redução sensível, diminuindo então a velocidade</p><p>final e evitando o impacto direto da haste com a tampa traseira (FIALHO, 2003).</p><p>Os amortecedores de fim de curso podem ser fixos ou variáveis. A figura a seguir</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 107</p><p>representa simbolicamente os tipos de atuadores lineares com amortecimento, de</p><p>acordo com a norma DIN/ISO 1.929.</p><p>Título: Representação simbólica normalizada de vários cilindros</p><p>Fonte: Fialho (2011, p.83)</p><p>ISTO ESTÁ NA REDE</p><p>Os atuadores pneumáticos são também conhecidos como elementos de trabalho,</p><p>são os componentes responsáveis em transformar a energia pneumática em</p><p>mecânica, produzindo movimento. Para conhecer os tipos e como eles funcionam</p><p>veja o vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=AtW5rBwD4tU</p><p>10.2 Tipos de atuadores pneumáticos</p><p>É um elemento construído por um tubo cilíndrico, tendo uma de suas extremidades</p><p>fechada por uma tampa, que contém uma conexão que serve para admissão e</p><p>exaustão do ar. Na outra extremidade, existe outra tampa com característica igual,</p><p>no entanto dotada ainda de um furo central, pelo qual se movimenta uma haste que,</p><p>na extremidade interna do cilindro, possibilita o movimento de expansão ou retração</p><p>da haste. Os atuadores pneumáticos lineares são classificados basicamente em dois</p><p>tipos: atuadores pneumáticos lineares de simples efeito e atuadores pneumáticos</p><p>lineares de duplo efeito (FIALHO, 2011).</p><p>10.2.1 Atuador pneumático linear de simples efeito</p><p>Esse é um atuador cujo movimento de retração ou expansão é feito pela ação de</p><p>uma mola interna ao tubo cilíndrico “camisa”, podendo ainda ter retorno por força</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=AtW5rBwD4tU</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 108</p><p>externa. Normalmente é aplicado em dispositivos de fixação, gavetas de moldes de</p><p>injeção, expulsão, prensagem, elevação e alimentação de componentes (FIALHO, 2011).</p><p>Na figura a seguir, você pode ver um atuador pneumático linear de simples efeito.</p><p>Título: Atuador pneumático linear de simples efeito com retorno por mola.</p><p>Fonte: Fialho (2011, p.78)</p><p>10.2.2 Atuador pneumático linear de duplo efeito</p><p>Esse é um atuador em que a alimentação e a exaustão ocorrem por meio de conexões</p><p>localizadas em ambas as extremidades do atuador, de acordo com a ilustração da</p><p>figura a seguir. Em diâmetros comerciais, são encontrados em uma faixa de 32 a 320</p><p>mm. Também é possível encontrar uma série “mini”, que engloba diâmetros de 6 a</p><p>25 mm (FIALHO, 2011).</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 109</p><p>Título: Atuador pneumático linear de duplo efeito</p><p>Fonte: Fialho (2011, p.80)</p><p>ISTO ACONTECE NA PRÁTICA</p><p>Os braços robóticos são amplamente utilizados na indústria e é uma das aplicações</p><p>mais populares dos atuadores, sendo que a atuação hidráulica é mais comum</p><p>que a pneumática. No artigo intitulado: “PROJETO E MODELAGEM DE UM BRAÇO</p><p>ROBÓTICO ACIONADO POR ATUADORES PNEUMÁTICOS” os autores realizam um</p><p>estudo da utilização de atuadores pneumáticos em braços robóticos. Veja o artigo</p><p>em: http://www.abcm.org.br/upload/files/PII_V_04.pdf</p><p>10.2.3 Atuador pneumático linear com amortecimento</p><p>Em automação pneumática, os amortecedores de fim de curso têm a mesma</p><p>aplicação, que é absorver a excessiva energia cinética gerada em função da elevada</p><p>velocidade de avanço ou retorno que o atuador venha a desenvolver durante o</p><p>http://www.abcm.org.br/upload/files/PII_V_04.pdf</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 110</p><p>funcionamento (FIALHO, 2011). Na figura a seguir, você pode ver um atuador pneumático</p><p>linear de duplo efeito com amortecimento no avanço e no retorno.</p><p>Título: Atuador pneumático linear de duplo efeito com amortecimento no avanço e retorno.</p><p>Fonte: Fialho (2011, p.82)</p><p>Normalmente, os atuadores são produzidos em ligas de alumínio, o que os torna mais</p><p>leves e mais baratos, no entanto mais frágeis e assim mais suscetíveis à deformação</p><p>plástica. Embora a capacidade de absorção de energia seja uma função do limite</p><p>elástico do material, a repetição cíclica do impacto do êmbolo em alta velocidade</p><p>conduzirá à fadiga do material. Essa velocidade limite, na qual o amortecedor se faz</p><p>realmente necessário, é em torno de 0,1 m/s (FIALHO, 2011).</p><p>10.2.4 Atuador linear de haste passante</p><p>Consiste em um atuador linear de duplo efeito que possui duas hastes contrapostas,</p><p>ligadas por intermédio do êmbolo da figura a seguir. Esse tipo de atuador permite a</p><p>execução de trabalhos idênticos realizados simultaneamente, pois, enquanto uma</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 111</p><p>haste recua, a outra avança (FIALHO, 2011). Uma característica é sua capacidade de</p><p>produzir força de avanço e força de retorno idênticas. Isso ocorre, pois, a força de</p><p>avanço de qualquer uma das hastes é também a força de retorno da outra.</p><p>Além disso, esse atuador também possui igualdade de velocidades, pois a vazão</p><p>de alimentação é a mesma, embora essa característica possa ser modificada com</p><p>a adição de válvulas controladoras de fluxo à conexão de alimentação. Esse tipo de</p><p>atuador suporta cargas laterais mais elevadas e, conforme a aplicação, permite que</p><p>os elementos sinalizados sejam montados na haste livre (FIALHO, 2011).</p><p>Título: Atuador pneumático linear de haste passante.</p><p>Fonte: Fialho (2011, p.84)</p><p>10.2.5 Atuador linear duplex contínuo</p><p>Esse atuador, cuja representação você pode ver na figura a seguir, resulta de dois</p><p>atuadores lineares de duplo efeito de mesmo diâmetro, montados em série. Isso</p><p>possibilita como característica principal a elevação da força de avanço em um valor</p><p>que vai de 82 a 97%, bem como a duplicação da força de retorno (FIALHO, 2011).</p><p>Título: Atuador pneumático linear duplex contínuo.</p><p>Fonte: Fialho (2011, p.86)</p><p>No Quadro 1 a seguir, você pode ver uma análise comparativa entre as forças de</p><p>avanço e retorno de um atuador normal e um atuador duplex contínuo. Nas duas</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 112</p><p>últimas colunas à direita, você pode verificar o aumento percentual nas forças de</p><p>avanço e retorno que o segundo atuador tem em relação ao primeiro (FIALHO, 2011).</p><p>Quadro 1 - Análise comparativa entre forças de um atuador normal e um duplex contínuo.</p><p>Fonte: Fialho (2011, p.88)</p><p>10.2.6 Atuador pneumático giratório (oscilante)</p><p>O estudo da cinemática demonstra a impossibilidade da utilização dos atuadores</p><p>pneumáticos lineares para a execução de movimentos com ângulos superiores a 120º</p><p>(ver figura a seguir) (FIALHO, 2011).</p><p>Título: Dispositivo de movimento angular obtido a partir de um atuador pneumático linear montado em sistema de alavanca oscilante. O ângulo máximo</p><p>possível de obter é 120 graus..</p><p>Fonte: Fialho (2011, p.95)</p><p>Para solucionar esse problema, foi desenvolvido o atuador pneumático giratório,</p><p>também conhecido como atuador pneumático oscilante, que possibilita deslocamentos</p><p>angulares escalonados de até 360º (figura a seguir). Além disso, o atuador pneumático</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 113</p><p>giratório soluciona o problema da amplitude do ângulo de deslocamento, que confere</p><p>uma otimização de espaços (FIALHO, 2011).</p><p>Título: Atuador pneumático oscilante de (−180o a +180o), centrado por mola.</p><p>Fonte: Fialho (2011, p.95)</p><p>A concepção básica do atuador pneumático giratório é bastante simples, pois</p><p>consiste em dois atuadores lineares de simples efeitos, dentro de um compartimento,</p><p>montados um contra o outro. Esses atuadores ficam fixos às extremidades de uma</p><p>cremalheira que, ao se movimentar lateralmente devido à ação de um dos atuadores,</p><p>tem seu movimento linear transmitido a um conjunto de eixo e roda dentada, alojado</p><p>ao centro do equipamento. Esse conjunto converte o movimento linear em movimento</p><p>rotacional e momento de torção, transmitindo-o para o equipamento que esteja montado</p><p>sobre o eixo (FIALHO, 2011). A figura a seguir apresenta a representação simbólica</p><p>do atuador pneumático oscilante normalizada de acordo com a DIN/ISO 1.929.</p><p>Título: Representação simbólica do atuador pneumático oscilante.</p><p>Fonte: Fialho (2011, p.97)</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 114</p><p>A escolha do dispositivo</p><p>podem escoar em uma superfície livre.</p><p>Um sistema hidráulico é composto por alguns elementos como as bombas hidráulicas,</p><p>atuadores e válvulas, cujos elementos são parte do processo de transformação de</p><p>energia para o funcionamento do sistema hidráulico em diversos equipamentos que</p><p>utilizam fluidos em seu funcionamento.</p><p>1.1 Introdução à hidráulica</p><p>A palavra hidráulica tem origem na língua grega, na qual “hidros” significa água que</p><p>escoa em tubos e portanto, a hidráulica pode ser definida como a ciência que estuda</p><p>o escoamento de fluidos em tubos.</p><p>ANOTE ISSO</p><p>Escoamento: quando um fluido escorre, percorre um caminho em uma superfície.</p><p>Polímeros: moléculas formadas pela união de monômeros, ou seja, moléculas que</p><p>se auto combinam.</p><p>A Hidráulica estuda as características dos fluidos em escoamento em lugares</p><p>diversos, não apenas em tubos. Ela se divide em hidrostática e em hidrodinâmica. E</p><p>os sistemas hidráulicos podem ser classificados de acordo com a pressão, aplicação</p><p>tipo de bomba e controle de direção.</p><p>1.2 Hidrostática e hidrodinâmica</p><p>A Hidrostática é a ciência que trata dos líquidos sob pressão (mecânica dos fluidos</p><p>estáticos, seguida de condições de equilíbrio dos fluidos) (FIALHO, 2019). Ela considera</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 10</p><p>um fluido (gasoso ou líquido) em repouso com a ação de um campo gravitacional.</p><p>Um fluido é considerado em repouso quando ele não tem movimento e encontra-se</p><p>parado no local em que está situado.</p><p>A Hidrodinâmica, por sua vez, é a ciência que trata dos líquidos em movimento</p><p>(teoria da vazão) e mais precisamente de sua energia cinética (FIALHO, 2019). A</p><p>energia cinética é a energia que o fluido possui ao movimentar-se.</p><p>1.3 Classificação de sistemas hidráulicos</p><p>Segundo Fialho (2019), os sistemas hidráulicos podem ser calculados quanto à</p><p>pressão, podendo ter pressão baixa, média e alta de acordo com o número de bar (0</p><p>a acima de 210) ou psi (0 a acima de 3046,62). A pressão é encontrada pela relação</p><p>entre uma força aplicada sobre uma superfície e a área da superfície em que está o</p><p>líquido ou o gás, ou seja, o fluido.</p><p>Quanto à classificação por aplicação, é considerada se o sistema de pressão é</p><p>contínuo ou se o sistema de pressão é intermitente (FIALHO, 2019). A pressão contínua</p><p>é aquela que permanece constante durante todo o processo hidráulico; já a pressão</p><p>intermitente é aquela que possui variações durante este processo.</p><p>E, quanto à classificação por tipo de bomba, é levada em conta se o sistema possui</p><p>vazão constante ou variável (FIALHO, 2019). A bomba é um dispositivo que serve para</p><p>ativar a energia dos fluidos e ela pode ter vazão constante ou não.</p><p>Título: Vazão</p><p>Fonte: Foto de Nitin Sharma no Pexels: https://www.pexels.com/pt-br/foto/agua-derramando-no-tubo-2837863/</p><p>https://www.pexels.com/pt-br/foto/agua-derramando-no-tubo-2837863/</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 11</p><p>A vazão é determinada pela relação entre o volume do fluido e o intervalo de tempo.</p><p>Quando a vazão mantém-se durante o processo de ativação de energia, é constante;</p><p>e quando não se mantém, é variável.</p><p>ISTO ESTÁ NA REDE</p><p>O artigo a seguir mostra a avaliação de desempenho de um sistema</p><p>hidráulico que tem como componente uma bomba hidráulica específica.</p><p>Um ótimo artigo para entendimento de assuntos complementares não</p><p>mencionados anteriormente. Disponível em: https://www.scielo.br/j/rbeaa/a/</p><p>m3fBBhYtpkqQ9BhJWSb5tsR/?lang=pt Acesso em 09 ago. 2023.</p><p>Quanto ao controle de direção, é considerado se o sistema é controlado por válvulas</p><p>(sendo um sistema de uma via) ou se é controlado por bombas reversíveis (sendo um</p><p>sistema de duas vias) (FIALHO, 2019). Válvulas são dispositivos com a finalidade de</p><p>assentir que a vazão do líquido ou do gás seja pressionado através de vias, possibilitando</p><p>que sejam realizados movimentos hidráulicos em equipamentos que as possuam.</p><p>ANOTE ISSO</p><p>A Hidráulica analisa o comportamento do fluido em repouso e em movimento sob</p><p>pressão em tubulações, canais, rios, armazenados em recipientes e reservatórios.</p><p>Além de líquidos e gases, a Hidráulica também analisa o comportamento de</p><p>plasmas e dos sólidos plásticos, cujos fluidos são compostos de substâncias mais</p><p>específicas, sendo o plasma parecido com um gás de partículas ionizadas e os</p><p>sólidos plásticos são materiais poliméricos.</p><p>O sistema hidráulico é formado por motor e seus componentes, como, por exemplo, os</p><p>reservatórios. O motor é um dispositivo responsável por produzir força para fazer funcionar</p><p>o equipamento ou as máquinas, ou seja, serve para realizar o movimento da bomba. Já</p><p>os reservatórios são tanques que servem para guardar o fluido utilizado no equipamento.</p><p>1.4 Fluidos hidráulicos</p><p>Segundo Fialho (2019), fluido é qualquer substância capaz de escoar e assumir a forma</p><p>do recipiente em que está contido. O fluido é uma substância que não apresenta forma</p><p>própria. Sendo assim, ele costuma obter a forma do recipiente em que está alocado.</p><p>https://www.scielo.br/j/rbeaa/a/m3fBBhYtpkqQ9BhJWSb5tsR/?lang=pt</p><p>https://www.scielo.br/j/rbeaa/a/m3fBBhYtpkqQ9BhJWSb5tsR/?lang=pt</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 12</p><p>ISTO ACONTECE NA PRÁTICA</p><p>Máquinas hidráulicas, isto é, que utilizam o sistema hidráulico para funcionamento,</p><p>são bastante comuns em indústrias, principalmente em usinas que utilizam</p><p>esses tipos de máquinas. O fluido mais comum em máquinas hidráulicas é o</p><p>óleo hidráulico que, sob pressão, serve como a principal fonte de energia para</p><p>o funcionamento. Dentre as máquinas que utilizam a hidráulica podemos citar</p><p>retroescavadeiras, guindastes, caminhões, britadeiras, entre outros. E você? Conhece</p><p>algum equipamento que é uma máquina hidráulica?</p><p>Além disso, o fluido é uma substância que possui propriedades e características</p><p>próprias, podendo ser líquido ou gasoso. Dentre essas propriedades, uma das principais</p><p>é a viscosidade do fluido, que tem relação direta com a resistência do fluido ao</p><p>escoamento.</p><p>A viscosidade é a característica mais importante do fluido e pode ser definida como</p><p>a resistência oferecida ao movimento relativo das moléculas do fluido (escoamento)</p><p>(FIALHO, 2019). De acordo com o autor, a viscosidade é dada pela relação entre tensão</p><p>de cisalhamento e a taxa de cisalhamento do fluido.</p><p>Os fluidos podem ser classificados em compressíveis e incompressíveis. São</p><p>compressíveis quando possuem a densidade constante durante o escoamento e</p><p>incompressíveis quando não há alteração na massa e no volume do fluido durante o</p><p>escoamento. Densidade é a relação entre massa e volume do fluido.</p><p>Título: Áreas da hidráulica</p><p>Fonte: A autora (2023).</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 13</p><p>Os fluidos estáticos são líquidos ou gases que possuem todas as suas moléculas</p><p>paradas, sem movimento, ou quando os mesmos têm velocidade relativa constante</p><p>de acordo com um referencial de inércia. Logo, eles são fluidos em repouso ou com</p><p>movimento de corpo rígido. Além disso, os fluidos estáticos não possuem tensão de</p><p>cisalhamento considerável.</p><p>Os fluidos dinâmicos são líquidos ou gases que possuem as suas moléculas em</p><p>movimento ao escoar e tensão de cisalhamento considerável.</p><p>1.5 Componentes hidráulicos</p><p>Os sistemas hidráulicos são formados por alguns componentes e, entre eles,</p><p>destacamos as bombas, os atuadores e as válvulas.</p><p>1.5.1 Bombas hidráulicas</p><p>São dispositivos existentes para aumentar a pressão de trabalho e a velocidade de</p><p>escoamento de um fluido. São máquinas hidráulicas que captam de motores a energia</p><p>potencial e convertem-na em energia cinética e em força, enviando-as ao fluido.</p><p>Segundo Fialho (2019), as bombas têm a função de converter a energia mecânica</p><p>em energia hidráulica, empurrando o fluido hidráulico no sistema. Existem em vários</p><p>tamanhos e tipos. Quanto aos tipos, podem ser</p><p>ideal depende da forma e da força exigida para determinado</p><p>serviço, pois devem ser levadas em consideração as especificações dos fabricantes</p><p>para a devida utilização. Deve-se estar atento sempre à manutenção dos mesmos</p><p>conforme manual do fabricante. No próximo capítulo estudaremos a especificação</p><p>dos atuadores.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 115</p><p>CAPÍTULO 11</p><p>ESPECIFICAÇÃO DE</p><p>ATUADORES PNEUMÁTICOS</p><p>O dimensionamento dos atuadores lineares e rotativos é realizado a partir de</p><p>uma análise dos esforços envolvidos, da amplitude de deslocamento e dos tipos</p><p>de montagem. Os atuadores lineares, na maioria das aplicações, desenvolvem seus</p><p>esforços durante a fase de expansão da haste. Já os atuadores rotativos são levados</p><p>em consideração os esforços de torção e cisalhamento.</p><p>11.1 Finalidade do dimensionamento</p><p>Para que você possa dimensionar um cilindro, precisa responder a algumas questões</p><p>básicas:</p><p>a) Qual é a força que o cilindro deverá desenvolver?</p><p>b) Qual é a pressão de trabalho?</p><p>c) Qual é o curso de trabalho?</p><p>Naturalmente, esses dados dependem da aplicação que se deseja do cilindro.</p><p>11.2 Dimensionamento de atuadores pneumáticos lineares</p><p>Os atuadores lineares são aqueles cujo movimento está na direção do movimento.</p><p>Os atuadores lineares são compostos por corpo cilíndrico, êmbolo e haste. Recomenda-</p><p>se que a pressão de trabalho do atuador não ultrapasse 80% do valor da pressão</p><p>disponível na rede de ar. Como exemplo, suponha que você precisa selecionar um</p><p>cilindro para levantar uma carga frágil de aproximadamente 4.900 N. O primeiro passo</p><p>é a correção da força para que você tenha a força real que o cilindro vai desenvolver</p><p>(considerando atrito interno, inércia, etc.). Para isso, você deve multiplicar a força dada</p><p>no projeto (4.900 N) por um fator escolhido no Quadro 1 (FIALHO, 2011).</p><p>Quadro 1 - Fatores de correção de força</p><p>Fonte: Fialho (2011, p. 98)</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 116</p><p>Essa força corrigida, juntamente com a pressão de trabalho, será utilizada no cálculo</p><p>do diâmetro do atuador.</p><p>11.1.1 Cálculo do diâmetro do atuador</p><p>O diâmetro do atuador é determinado em função da força de avanço (Fa), que é</p><p>a força de projeto corrigida pelo fator φ, e da pressão de trabalho Pt (normalmente</p><p>6 kPa). Esse diâmetro refere-se ao diâmetro interno do cilindro, que é obtido pela</p><p>equação da área do pistão (para o caso da força aplicada durante a fase de avanço).</p><p>Dessa forma, temos:</p><p>No entanto, se a força for aplicada durante a fase de retorno do atuador, a variável</p><p>Ap na equação deve ser alterada para a variável Ac (área da coroa). Lembrando que</p><p>a pressão é dada por:</p><p>Isolando Ap e substituindo na primeira equação, temos:</p><p>Sabendo que Fa = Fp.𝜑, então podemos escrever a equação do diâmetro do pistão</p><p>como:</p><p>Em que:</p><p>Dp = mínimo diâmetro aceitável do pistão (cm)</p><p>Fp = força de projeto, força necessária para a execução da operação (N)</p><p>𝜑 = Fator de correção da força de projeto (tabela)</p><p>Pt = pressão de trabalho (Pa)</p><p>Após o cálculo do diâmetro, utilizamos os catálogos dos fabricantes para selecionar</p><p>o cilindro cujo diâmetro deve ser igual ou um pouco superior ao calculado.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 117</p><p>ANOTE ISSO</p><p>Caso não exista um comercial de diâmetro igual ao calculado. Assim: Diâmetro</p><p>comercial ≥ Diâmetro calculado</p><p>As tabelas a seguir apresentam cilindros de dois fabricantes diferentes e as tabelas</p><p>serão utilizadas para a resolução de um exemplo prático.</p><p>Título: Cilindros da FESTO</p><p>Fonte: Fialho (2011, Ap.8)</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 118</p><p>Nessa tabela podemos observar que contém o diâmetro do cilindro, o curos</p><p>padrão, mínimo e máximo, a força de avanço e retorno e o tipo de conexão. São ainda</p><p>apresentados três tipos de atuadores lineares: simples efeito e duplo efeito tipos DSN</p><p>e DNG. A tabela a seguir é do fabricante Parker.</p><p>Título: Cilindros da PARKER</p><p>Fonte: Fialho (2011, Ap.9)</p><p>Um outro aspecto que deve ser considerado é o consumo de ar necessário e é o</p><p>que discutiremos no próximo tópico.</p><p>11.1.2 Dimensionamento e verificação do diâmetro da haste</p><p>Quando a haste do atuador é maior que 500 mm, é interessante verificar se há a</p><p>possibilidade de flambagem. Em muitos catálogos de fornecedores, quando o diâmetro</p><p>do pistão é maior que 50 mm (2 polegadas) são fornecidas mais de uma opção de</p><p>diâmetro de haste como pode ser visto na tabela a seguir:</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 119</p><p>Título: Diâmetros de pistão (Dp) e diâmetros de haste (dh)</p><p>Fonte: Fialho (2011, p.100)</p><p>O diâmetro da haste deve ser verificado pelo critério de Euler para garantir a segurança</p><p>do projeto quanto à flambagem.</p><p>A carga de flambagem, pelo critério de Euler é dada por:</p><p>Fazendo algumas considerações, temos que o diâmetro da haste (dh) é dado por:</p><p>Em que:</p><p>λ - Comprimento livre de flambagem [cm], (ver tabela a seguir)</p><p>Título: Cargas de Euler</p><p>Fonte: Adaptado de Fialho (2011, Ap. A 10)</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 120</p><p>E - Módulo de elasticidade do aço (módulo de Young) = 2,1 x 107 N/cm2;</p><p>J - Momento de inércia para seção circular da haste [cm4];</p><p>K - Carga de flambagem [N];</p><p>Fa - Força de avanço [N];</p><p>S - Coeficiente de segurança (3,5 - 5).</p><p>Feito o dimensionamento, verifica-se no catálogo se o fabricante fornece um diâmetro</p><p>de haste comercial que seja no mínimo igual ou ligeiramente maior que o calculado.</p><p>11.1.3 Consumo do ar necessário</p><p>O cálculo de consumo de ar possibilita o dimensionamento da rede de distribuição</p><p>de forma mais exata (isso quando são conhecidos em detalhes todos os automatismos</p><p>pneumáticos existentes). Outra aplicação ocorre quando se tem a necessidade de</p><p>realizar uma análise detalhada da rentabilidade do equipamento (FIALHO, 2011).</p><p>A seguir, você pode ver o cálculo do consumo de ar de um cilindro pneumático.</p><p>O primeiro passo para se calcular o consumo de ar em um cilindro pneumático é</p><p>determinar a velocidade por meio da fórmula:</p><p>Em que:</p><p>L = curso do cilindro (mm)</p><p>t = tempo para realizar o curso (avanço ou retorno, vale o que for menor)</p><p>V = velocidade de deslocamento (mm/s)</p><p>Ou</p><p>Em que:</p><p>L = curso do cilindro (mm)</p><p>V = velocidade de deslocamento (mm/s)</p><p>nc = número de ciclos por segundo</p><p>Depois de calculada a velocidade de deslocamento, você deve determinar o consumo</p><p>de ar por meio da fórmula:</p><p>Em que:</p><p>Q = consumo de ar (N dm3/s ou NI/s), onde N = normal</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 121</p><p>V = velocidade de deslocamento (mm/s) — use sempre a maior</p><p>A = área do cilindro (mm2)</p><p>Tc = taxa de compressão pode ser calculada como:</p><p>ou</p><p>Em que:</p><p>C = consumo de ar (l/seg)</p><p>A = área efetiva do pistão (mm2)</p><p>L = curso (mm) — para os cálculos, considere o curso de avanço e retorno do cilindro</p><p>nc = número de ciclos por segundo</p><p>Pt = pressão (bar)</p><p>Uma vez calculado o diâmetro do pistão e conhecidas as demais necessidades</p><p>quanto ao tipo de fixação, curso, etc., você pode procurar nos catálogos dos fabricantes</p><p>um atuador pneumático que tenha diâmetro no mínimo igual ou superior (FIALHO,</p><p>2011).</p><p>Visto e entendido esse cálculos, vamos resolver um exemplo para compreender</p><p>melhor.</p><p>Exemplo 1 - A Figura abaixo representa a mesa de um dispositivo, que é movimentada</p><p>por deslizamento sobre prismas lubrificados, perfazendo um deslocamento total de</p><p>100 cm. Dimensionar comercialmente o atuador pneumático. Considere a força peso</p><p>da mesa como 150 kp e a pressão de trabalho com 6 kp/cm2.</p><p>Título: Mesa do exemplo 1</p><p>Fonte: Fialho (2011, p. 102)</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 122</p><p>Solução:</p><p>Primeiro calculamos o diâmetro</p><p>do pistão através da seguinte equação:</p><p>Pelo quadro dos coeficientes de ajuste da força, temos que 𝜑 = 1,5, Fp foi dada e</p><p>é Fp = 150 kp e a pressão Pt = 6 kp, então substituindo os valores, temos:</p><p>Utilizando a tabela da Parker (Ap. 9) selecionamos o cilindro com diâmetro de pistão</p><p>de 80 mm e partimos para a verificação do diâmetro da haste, onde:</p><p>Nesta tabela a haste tem diâmetro de 25 mm e devemos verificar por Euler, no qual</p><p>temos que: S = 5, 𝜆 = L = 100 cm (Caso 2 da tabela Cargas de Euler), E = 2x107 N/</p><p>cm2 e Fa = Fp.𝜑 = 150 kp . 1,5 = 225 kp = 2207,25 N. Substituindo os valores, temos:</p><p>Como o valor encontrado é menor do que o apresentado no catálogo do fornecedor,</p><p>significa que o diâmetro da haste passa no critério de resistência à flambagem.</p><p>ISTO ESTÁ NA REDE</p><p>O vídeo apresenta o dimensionamento de um cilindro pneumático e nele o</p><p>apresentador explica as fórmulas e resolve o exemplo. Link: https://www.</p><p>youtube.com/watch?v=Pfer0rjLFQI</p><p>11.3 Dimensionamento de atuadores pneumáticos giratórios</p><p>Segundo Fialho (2011) os atuadores giratórios são dimensionados em função do</p><p>ângulo de giro necessário e do momento de torção que deve ser transmitido por seu</p><p>eixo, bem como é necessário observar que as cargas radial e axial não ultrapassem</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=Pfer0rjLFQI</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=Pfer0rjLFQI</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 123</p><p>o valor máximo suportado pelo atuador. Para conhecer esses valores veja a imagem</p><p>a seguir que é uma tabela da Festo de atuadores giratórios.</p><p>Título: Características técnicas (Fonte: Catálogo On-line da Festo).</p><p>Fonte: Fialho (2011, p. 97)</p><p>ISTO ACONTECE NA PRÁTICA</p><p>Para ver como é e como funciona um atuador pneumático giratório veja o vídeo</p><p>a seguir: https://www.youtube.com/watch?v=Hs478dxsI9A Esse tipo de atuador</p><p>é muito utilizado na automação onde é preciso girar uma peça num processo</p><p>produtivo.</p><p>Um dos parâmetros para o dimensionamento desse tipo de cilindro é o momento</p><p>de torção que é dado por:</p><p>Em que:</p><p>F = força [N];</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=Hs478dxsI9A</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 124</p><p>d = distância [m];</p><p>Mt = momento de torção [Nm].</p><p>Outros parâmetros são os esforços radiais e axiais os quais o atuador está sujeito.</p><p>As forças radiais atuam perpendicularmente ao eixo de giro, enquanto as forças axiais</p><p>atuam paralelamente a este.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 125</p><p>CAPÍTULO 12</p><p>CONTROLES PNEUMÁTICOS</p><p>Neste capítulo serão apresentadas as válvulas de controle direcional, como elas</p><p>são, para que servem e como identificá-las, os possíveis comandos e acionamentos</p><p>das válvulas e as denominações dos elementos pneumáticos com suas respectivas</p><p>indicações por algarismos.</p><p>Os sistemas pneumáticos são constituídos de elementos de trabalho (atuadores),</p><p>sinal e comando (válvulas). As válvulas são classificadas quanto à sua função e são</p><p>elas:</p><p>• de controle direcional;</p><p>• de bloqueio;</p><p>• de controle de pressão;</p><p>• de controle de fluxo.</p><p>12.1 Válvulas de controle direcional</p><p>As válvulas direcionais são conhecidas também como distribuidores de ar. Elas</p><p>têm a função de orientar o fluxo de ar a fim de realizar um trabalho proposto. Para</p><p>conhecer melhor as válvulas, devem-se levar em conta os seguintes dados:</p><p>• Número de posições;</p><p>• Número de vias;</p><p>• Tipo de acionamento;</p><p>• Tipo de retorno;</p><p>• Vazão</p><p>O número de posições é a quantidade de manobras que a válvula pode executar</p><p>ou permanecer sob a ação de seu acionamento (DORNELES; MUDGE, 2008). Ela é</p><p>representada por um retângulo dividido em quadrados onde cada um representa uma</p><p>posição. A figura a seguir representa as posições de uma válvula na linguagem da</p><p>simbologia.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 126</p><p>Título: Número de posições</p><p>Fonte: A autora (2023)</p><p>O número de vias é o número de conexões de trabalho que a válvula possui</p><p>(DORNELES; MUDGE, 2008). São vias a conexão de entrada, as conexões de trabalho</p><p>e os orifícios de escape. Uma regra prática para a determinação do número de vias</p><p>consiste em separar um dos quadrados (posição) e verificar quantas vezes o(s)</p><p>símbolo(s) interno(s) toca(m) os lados do quadro, obtendo-se, assim, o número de</p><p>orifícios e em correspondência o número de vias. As setas indicam a direção do fluxo</p><p>e as indicações em formato de “T” representam o bloqueio como onde ser visto na</p><p>próxima imagem.</p><p>Título: Número de vias</p><p>Fonte: Adaptado de Parker (2005, p.24)</p><p>A identificação dos orifícios de uma válvula direcional pode ser dada pela Norma</p><p>DIN 24300 (através de letras) ou pela Norma ISO 1219 (através de números).</p><p>Na identificação por números tem-se que o número 1 representa a alimentação do</p><p>ar, os números 2, 4 e 6 os orifícios de utilização, os números 3, 5 e 7 os orifícios de</p><p>escape e os números 10, 12 e 14 as pilotagens.</p><p>Já na identificação por letras (Norma DIN 24.300), a identificação dos orifícios é a</p><p>seguinte: a letra P representa a alimentação, as letras A, B e C representam os orifícios</p><p>de trabalho, as letras R, S e T os orifícios de escape e as letras X, Y e Z as pilotagens.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 127</p><p>ANOTE ISSO</p><p>Este tipo de identificação vigora desde 1996 em alguns países como Dinamarca,</p><p>Alemanha, Bélgica, França, Noruega, Suécia, entre outros. A tabela a seguir</p><p>apresenta as identificações das vias segundo as duas Normas citadas.</p><p>Título: Identificação de vias</p><p>Fonte: Adaptado de Parker (2005, p.25)</p><p>Externamente as válvulas de controle direcional possuem características variáveis,</p><p>pois dependem do respectivo fornecedor.</p><p>ISTO ESTÁ NA REDE</p><p>Para entender melhor a simbologia das válvulas direcionais o vídeo a seguir</p><p>apresenta algumas simbologias. O entendimento destes símbolos é de fundamental</p><p>importância para conseguir compreender um circuito pneumático. Link: https://</p><p>www.youtube.com/watch?v=yrwKI08-7yQ</p><p>A imagem a seguir apresenta dois exemplos de válvulas direcionais, apresentando</p><p>as suas características externas.</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=yrwKI08-7yQ</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=yrwKI08-7yQ</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 128</p><p>Título: Válvulas direcionais - aspectos externos</p><p>Fonte: Fialho (2011, p. 111)</p><p>Na válvula da esquerda a atuação é realizada através de rolete e na da direita a</p><p>atuação é realizada através de um botão.</p><p>12.2 Acionamentos ou comandos</p><p>Para que as válvulas funcionem, elas precisam ser acionadas. Os tipos são variados</p><p>podendo ser musculares, mecânicos, pneumáticos, elétricos ou combinados. Cada um</p><p>destes acionamentos é representado por um símbolo e são selecionados de acordo</p><p>com a utilização da válvula.</p><p>Os acionamentos chamados musculares são aqueles onde a força humana é aplicada.</p><p>Podem ser dos tipos: botão, alavanca, pedal, etc. Os acionamentos denominados</p><p>mecânicos são aqueles cuja força mecânica é aplicada em um determinado elemento</p><p>mecânico. Podem ser dos tipos: Apalpador, por mola, por rolete, etc. Na figura a seguir</p><p>estão apresentados alguns acionamentos por ação mecânica.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 129</p><p>Título: Acionamentos por ação mecânica</p><p>Fonte: Fialho (2011, Ap. A1)</p><p>Nos acionamentos elétricos, a operação das válvulas é efetuada por meio de sinais</p><p>elétricos, provenientes de chaves-fim de curso, pressostatos, temporizadores, etc.</p><p>(PARKER, 2005). Podem ser acionados por solenóides ou motor elétrico. A figura a</p><p>seguir apresenta alguns desses acionamentos.</p><p>Título: Acionamentos elétricos</p><p>Fonte: Fialho (2011, Ap. A1)</p><p>Já o acionamento pneumático pode ser do tipo direto ou indireto. O tipo direto utiliza</p><p>o acréscimo ou decréscimo da pressão e o indireto utiliza</p><p>um servo piloto positivo ou</p><p>negativo. A figura a seguir apresenta alguns acionamentos pneumáticos com suas</p><p>respectivas simbologias.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 130</p><p>Título: Acionamentos pneumáticos</p><p>Fonte: Fialho (2011, Ap. A1)</p><p>O acionamento combinado utiliza um sistema misto do tipo elétrico e pneumático.</p><p>Para que a válvula retorne à posição inicial, esta possui um dispositivo de retorno que</p><p>pode ser mecânico (por mola) ou pneumático (por piloto). A figura a seguir apresenta</p><p>alguns exemplos desse tipo de acionamento.</p><p>Título: Acionamentos combinados</p><p>Fonte: Fialho (2011, Ap. A1)</p><p>ISTO ACONTECE NA PRÁTICA</p><p>Para conhecer mais sobre os tipos de acionamentos das válvulas veja o vídeo</p><p>anexo que apresenta como são representadas essas simbologias e como cada</p><p>um deles funciona. Link: https://www.youtube.com/watch?v=w3HEqB3Pe-</p><p>s&list=PL3W9ukL2xFyhQiy_NXh3-KouWHB9JbTW4&index=6</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=w3HEqB3Pe-s&list=PL3W9ukL2xFyhQiy_NXh3-KouWHB9JbTW4&index=6</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=w3HEqB3Pe-s&list=PL3W9ukL2xFyhQiy_NXh3-KouWHB9JbTW4&index=6</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 131</p><p>A seguir vamos conhecer outros tipos de válvulas que são utilizadas nos circuitos</p><p>pneumáticos.</p><p>12.3 Outras válvulas</p><p>Além das válvulas de controle direcional, os sistemas pneumáticos necessitam de</p><p>outros tipos de válvulas para o seu bom funcionamento.</p><p>12.3.1 Válvulas de bloqueio</p><p>As válvulas de bloqueio têm a função de fechar a passagem em uma direção</p><p>deixando a outra direção livre. A vedação da válvula é realizada pela própria pressão,</p><p>acionando o elemento vedante. Elas podem ser do tipo alternadora (elemento “ou”),</p><p>do tipo simultânea (elemento “e”), válvula de escape rápido e válvula de retenção.</p><p>12.3.2 Válvulas reguladoras de pressão</p><p>As válvulas reguladoras de pressão têm por função básica limitar ou determinar</p><p>a pressão do sistema hidráulico, a fim de obter determinada função do equipamento</p><p>acionado. Elas podem ter várias funções em um sistema hidráulico. São algumas</p><p>funções das válvulas reguladoras de pressão:</p><p>• Limitar a pressão máxima do sistema;</p><p>• Determinar um nível de pressão do trabalho;</p><p>• Determinar níveis diferentes de pressão;</p><p>• Descarregar a bomba</p><p>Vamos estudar aqui três tipos de válvulas reguladoras de pressão. A válvula limitadora</p><p>de pressão é utilizada como uma válvula de alívio. A válvula não permite que a pressão</p><p>do sistema aumente acima do limite estabelecido. A válvula de sequência possui,</p><p>fundamentalmente, a mesma função que a válvula limitadora de pressão. A diferença</p><p>principal é que nesta última o ar pode ser aproveitado na pilotagem.</p><p>Válvula de alívio</p><p>Tem duas funções num circuito hidráulico: limitar a pressão no circuito (ou em parte</p><p>dele) a um nível pré-selecionado e proteger de sobrecargas o sistema e os diversos</p><p>equipamentos que o compõem. Constitui-se basicamente de um corpo contendo</p><p>duas aberturas, sendo uma de entrada de fluido sob pressão e outra de saída para o</p><p>reservatório. A figura a seguir ilustra uma válvula de alívio e segurança.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 132</p><p>Título: Válvula de alívio ou segurança: aspecto, funcionamento e simbologia.</p><p>Fonte: Parker (2017, p. 102)</p><p>Válvula de descarga</p><p>Válvula de descarga simplesmente é uma válvula de alívio de piloto externo. São</p><p>válvulas reguladoras de pressão normalmente utilizadas em circuitos de alta e baixa</p><p>pressão (bombas em paralelo).</p><p>Válvula de sequência</p><p>A válvula de sequência é idêntica às válvulas abordadas anteriormente, com as</p><p>seguintes diferenças: em vez de ter descarga para um tanque, tem-se a saída para</p><p>um circuito secundário (dreno externo), já que não se pode drenar a câmara da válvula</p><p>de controle para uma linha de pressão. Sua função básica é alimentar um circuito</p><p>ou componente quando a pressão atinge determinado valor. A válvula de sequência</p><p>pode ser controlada direta ou remotamente (piloto interno ou externo), de acordo com</p><p>o tipo de sistema em uso</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 133</p><p>ISTO ACONTECE NA PRÁTICA</p><p>Os elementos de interação servem para “quebrar” a leitura e tornar o livro mais</p><p>dinâmico. Por isso, inclua, no decorrer do capítulo, esses elementos, sempre que</p><p>couber.</p><p>Esse é, certamente, um dos mais importantes elementos. Inclua-o sempre que</p><p>possível. Trata-se de um caso (case) da vida real, que exemplifique os argumentos</p><p>que você apresentou em seu texto.</p><p>Há muitos casos organizacionais disponíveis na Internet que servirão para essa</p><p>finalidade. Muitos livros também os trazem. Importante que, em todos os casos, as</p><p>fontes sejam corretamente referenciadas. Esse elemento, de preferência, deverá ter,</p><p>no máximo, 1000 caracteres. Não se esqueça de, SEMPRE, indicar a fonte!</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 134</p><p>CAPÍTULO 13</p><p>CIRCUITOS PNEUMÁTICOS</p><p>Olá! Você vai estudar esquemas de comandos pneumáticos. E verá que, ao existir a</p><p>presença de pistões e válvulas em tubulações para ser feito determinado trabalho, essa</p><p>união entre esses dispositivos denomina-se circuito. E, quando esse circuito funciona</p><p>através da compressão do ar para geração de energia, denomina-se circuito pneumático.</p><p>A representação do circuito por meio de desenhos é chamada de esquema, onde se</p><p>usam símbolos para demonstrar cada parte dele. Ao final desse conteúdo, você entenderá</p><p>os métodos de construção de esquemas de comando pneumáticos, método intuitivo e</p><p>construção de circuitos.</p><p>13.1 Circuitos de potência e de comando</p><p>Quando é necessária a proteção dos operadores dos circuitos em relação a tensão de</p><p>operação, é interessante utilizar eletroválvulas com tensão contínua e 12 a 24 V e para</p><p>isso deve-se utilizar uma fonte conversora.</p><p>No exemplo apresentado por Fialho (2011) supondo um circuito que utilize um motor</p><p>trifásico, é interessante que se monte um circuito de potência (longo do alcance dos</p><p>operadores) e um circuito de comando o qual os operadores podem operar o circuito. A</p><p>figura a seguir apresenta o circuito de potência desse exemplo.</p><p>Título: Exemplo de circuito de potência</p><p>Fonte: Fialho (2011, p. 146)</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 135</p><p>Imagine agora esse mesmo circuito onde os operadores têm acesso a sua operação.</p><p>A este circuito é dado o nome de circuito de comando conforme mostra a figura a</p><p>seguir.</p><p>Título: Exemplo de circuito de comando</p><p>Fonte: Fialho (2011, p. 147)</p><p>Vamos apresentar na sequência os circuitos pneumáticos considerados simples,</p><p>pois utilizam apenas a pneumática. Dessa forma fica mais didática a apresentação</p><p>dos conceitos.</p><p>13.2 Circuitos simples</p><p>Fialho (2011) fala que a automação, ou dinâmica organizada, surgiu para progresso,</p><p>economia ou potencialização cada vez maior da intervenção humana nas diversas</p><p>manifestações, tanto industriais como da vida social. Os circuitos pneumáticos são</p><p>usados para automatizar processos melhorando a produção e podem ser representados</p><p>por desenho, ou seja, graficamente. Através do desenho do circuito é possível identificar</p><p>falhas de sistema, por isso o projeto do circuito deve ser claro e de simples leitura.</p><p>13.2.1 Métodos de construção de esquemas de comando pneumáticos</p><p>Existem dois tipos de esquemas de comando pneumáticos: de posição e de</p><p>comandos de sistema. Esquema de comando de posição é o desenho do circuito</p><p>que mostra tudo como está realmente dentro do local em que se situa o circuito.</p><p>Esquema de comando de sistema é ordenado e horizontal, possuindo cadeia, ou seja,</p><p>combinação de comandos.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 136</p><p>Um circuito pneumático pode ser representado de forma gráfica, demonstrando a</p><p>relação entre os componentes</p><p>do comando e evidenciando a operação a ser realizada</p><p>pelo sistema. O circuito é considerado um elemento de grande valor de manutenção</p><p>para o homem, pois é por meio dele que se inicia o processo de detecção de falhas</p><p>no sistema.</p><p>É importante que o circuito pneumático seja projetado de forma clara, de modo que</p><p>sua interpretação seja fácil e que possa ser entendido por todos. Por isso, deve-se</p><p>representar o circuito com símbolos normalizados, respeitando certas regras quanto</p><p>à disposição dos elementos.</p><p>A identificação dos componentes de um circuito pneumático pode ser realizada de</p><p>duas formas: literal e numérica. Baseando-se na combinação dessas duas formas,</p><p>surgiu o método alfanumérico, que você pode ver no Quadro 1 a seguir.</p><p>FORMA DE IDENTIFICAÇÃO DESCRIÇÃO</p><p>A, B, C, D Letras maiúsculas para cilindros pneumáticos.</p><p>A1, B1, C1</p><p>Letras maiúsculas e número para válvulas direcionais dos cilindros</p><p>pneumáticos. A letra corresponde ao cilindro.</p><p>A2, A4, A6, B2, B4, B6, C2, C4, C6</p><p>Letra e número par para fim de curso, que realiza o avanço do cilindro.</p><p>A letra corresponde ao cilindro</p><p>A1, A3, A5, B3, B5, C3, C3, C5</p><p>Letra e número ímpar para fim de curso, que realiza o recuo do</p><p>cilindro. A letra corresponde ao cilindro.</p><p>A02, B02, C02</p><p>Letras maiúsculas e número identificam reguladores de fluxo. A letra</p><p>corresponde ao cilindro. O número par identifica a regulagem da</p><p>velocidade de avanço da haste.</p><p>A03, B03, C03</p><p>Letras maiúsculas e número identificam reguladores de fluxo. A letra</p><p>corresponde ao cilindro. O número ímpar identifica a regulagem da</p><p>velocidade de recuo da haste, exceto o número 1.</p><p>Z1, Z2, Z3</p><p>Letras maiúsculas e número identificam FRL (Filtro-Regulador-</p><p>Lubrificador), memórias auxiliares, temporizadores, válvulas</p><p>deslizantes e todas as funções que não estejam ligadas ao cilindro</p><p>diretamente</p><p>Quadro 1 - Identificação alfanumérica dos componentes do sistema.</p><p>Fonte: Adaptado de Pavani (2010, p. 115).</p><p>Além disso, existem dois tipos de métodos para a realização de esquemas que</p><p>são: o método intuitivo e a composição metódica. Sobre o método intuitivo, ele será</p><p>abordado detalhadamente no item a seguir.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 137</p><p>ANOTE ISSO</p><p>A escolha do método para a realização do projeto do circuito não está relacionada</p><p>com o conhecimento técnico do projetista que, apesar disso, é de extrema</p><p>importância (SENAI-SP, 2015). É fundamental o conhecimento técnico para que o</p><p>projeto tenha qualidade. Assim, o projetista deve saber sobre o que está projetando,</p><p>conhecer a função de cada elemento que compõe o sistema pneumático e também</p><p>sobre as capacidades de ligações entre esses elementos.</p><p>13.2.1.1 Método intuitivo</p><p>O método intuitivo é um sistema de composição de esquema, onde o projetista é o</p><p>principal influenciador. Segundo o SENAI-SP (2015), é um método de automatização que</p><p>possui como principal característica a percepção do projetista que está desenhando</p><p>o circuito pneumático.</p><p>Consequentemente, deve haver regras de organização com o intuito de facilitação</p><p>e melhoria da interpretação por quem irá lê-lo. O desenho deve ser feito pelo projetista</p><p>usando simplicidade e lógica. De acordo com o SENAI-SP (2015), existem duas formas</p><p>de desenhar utilizando o método intuitivo que são através de ligações diretas e indiretas.</p><p>Ligações diretas</p><p>É a representação de circuitos pneumáticos sem a lógica, isto é, sem instruções</p><p>entre a válvula de atividade e o cilindro executor de outra atividade. Quando é apertado</p><p>o botão de acionamento, a válvula pneumática direcional recebe força e altera sua</p><p>posição permitindo que entre ar comprimido na câmara da parte detrás do cilindro</p><p>com simples ação e logo ocorre o avanço desse ar.</p><p>Com esse botão apertado, a haste do cilindro permanecerá erguida. Ao não estar</p><p>mais apertado o botão de acionamento, haverá alteração novamente na posição da</p><p>válvula, devido à mola. Então, nesse momento, o ar comprimido da câmera na parte</p><p>detrás do cilindro será jogado para fora e a mola interior do cilindro fará com que haja</p><p>recuo no êmbolo e da haste do cilindro (SENAI-SP 2015).</p><p>Ligações indiretas</p><p>É o método prático e comum na indústria. Possui desenhos sucintos e específicos. O</p><p>primeiro nível tem responsáveis pelo trabalho, ou seja, cilindros ou motores pneumáticos</p><p>relacionados a componentes auxiliares que alteram a velocidade desses componentes. O</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 138</p><p>segundo nível possui elementos de comando que garantem a pressurização. O terceiro nível</p><p>conta com elementos de processamento de sinais que identificam as atividades lógicas do</p><p>circuito. O quarto nível possui elementos que enviam sinais de início e fim, especificando</p><p>o circuito. O quinto nível possui os elementos de alimentação que pressurizam o circuito.</p><p>(SENAI-SP, 2015). A figura a seguir apresenta a representação desses níveis.</p><p>Título: Esquema por níveis</p><p>Fonte: A autora (2023)</p><p>O esquema acima possui elementos que mostram uma cadeia de comando, sendo</p><p>o 0 um elemento de trabalho, o 1 um elemento de comando, 2 e 3 são elementos de</p><p>avanço e retorno e o 01 é um elemento auxiliar.</p><p>O circuito é composto por elementos que são membros do sistema pneumático e</p><p>podem ser do tipo: elementos de trabalho, de comando, de sinais e auxiliares. Os elementos</p><p>de trabalho são os motores, atuadores, cilindros, entre outros, que, juntamente com as</p><p>válvulas, formam a cadeia de comando. Os elementos de comando são as válvulas</p><p>direcionais. Os elementos de sinais são os temporizadores, botão e detector. E os elementos</p><p>auxiliares podem ser os elementos de produção e de distribuição que fazem a conversão</p><p>de fechamento da válvula e o tratamento de distribuição (SENAI-SP, 2015).</p><p>Para SENAI-SP (2015), os elementos de trabalho são responsáveis pelo ordenamento,</p><p>os elementos de comando pela saída de sinais, os elementos de sinais pela saída e</p><p>entrada de sinais e os elementos auxiliares são responsáveis pela energia.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 139</p><p>Para criar um circuito, deve-se inicialmente escolher a localização dos atuadores.</p><p>Em seguida, deve-se estabelecer a localização das válvulas de comando e interligar</p><p>as válvulas aos atuadores.</p><p>Fialho (2011) diz que “antes de estabelecer o dimensionamento da rede e tubulações</p><p>deverá ser decidido os pontos da área de trabalho e quantos pontos de alimentação</p><p>deverão existir, para a partir daí poder definir a rede de circuito”.</p><p>13.2.2 Exemplos de circuitos pneumáticos</p><p>Neste tópico vamos apresentar alguns exemplos de circuitos pneumáticos simples.</p><p>ISTO ESTÁ NA REDE</p><p>Antes de apresentar os circuitos básicos vamos relembrar e conhecer algumas</p><p>simbologias básicas que são fundamentais para a montagem dos circuitosl Link:</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=hdCAkULEq5k .</p><p>13.2.2.1 Acionamento de cilindro de simples ação</p><p>circuito com cilindro de simples ação Na figura a seguir, você pode ver um circuito</p><p>pneumático de acionamento de um cilindro de simples ação com retorno por mola. Nesse</p><p>circuito, é utilizada uma válvula 3/2 (3 vias e 2 posições) com acionamento por botão.</p><p>Título: Cilindro de simples ação com retorno por mola</p><p>Fonte: Silva (2002, p. 2)</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=hdCAkULEq5k</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 140</p><p>Ao ser acionada, a válvula direcional permite a passagem do ar do ponto de entrada 1</p><p>ao ponto de saída 2. Dessa forma, a pressão do ar comprimido supera a força da mola e</p><p>aciona o cilindro até o seu final de curso. Quando a válvula direcional é desativada, a força</p><p>da mola supera a pressão do ar comprimido, pressionando o ar ao ponto de entrada 2.</p><p>Como o ponto de saída 1 está fechado, o ar comprimido que estava no interior do cilindro</p><p>é direcionado ao ponto de saída 3, permitindo que o ar seja enviado à atmosfera e, com</p><p>isso, permitindo o retorno do cilindro de acordo com a ação de sua mola interna.</p><p>13.2.2.2 Acionamento de cilindro de dupla ação</p><p>A figura a seguir mostra um circuito pneumático de acionamento de um cilindro de dupla</p><p>ação. Nesse circuito é utilizada uma válvula 5/2 (5 vias e 2 posições) com acionamento</p><p>por alavanca. A figura da esquerda está em repouso e a da direita está acionada.</p><p>Título: Cilindro de dupla ação</p><p>Fonte: Adaptado de Silva (2002, p. 2)</p><p>Ao ser acionada, a válvula conecta o ponto de entrada de pressão com o ponto de saída</p><p>de pressão, direcionando o ar comprimido para a parte traseira do cilindro, resultando no</p><p>acionamento do cilindro de dupla ação. Porém, para ocorrer o avanço do cilindro, o ar que</p><p>se encontra na parte dianteira dele precisa ser liberado para a atmosfera.</p><p>13.2.2.3 Comando alternado de 2 pontos utilizando elemento “OU”</p><p>Segundo Silva (2022) o elemento “OU” é uma válvula que, ao receber pressão em</p><p>um dos orifícios, desloca o cilindro de borracha existente em seu núcleo para o lado</p><p>oposto, vedando o orifício deste lado permitindo, assim, que o ar saia somente pelo</p><p>orifício inferior. E vice-versa. Desta forma não ocorre vazamento de ar pelo orifício de</p><p>entrada que está sem pressão. A figura a seguir apresenta um circuito contendo o</p><p>elemento “OU”.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 141</p><p>Título: Circuito com elemento “OU”.</p><p>Fonte: Adaptado de Silva (2002, p. 4)</p><p>13.2.2.4 Comando alternado de 2 pontos utilizando elemento “E”</p><p>Segundo Silva (2002) o elemento “E” ao receber pressão somente em um dos lados,</p><p>desloca o carretel para o lado sem pressão, vedando o lado pressurizado e evitando</p><p>assim a passagem do ar. Somente quando os dois lados estiverem pressurizados é</p><p>que haverá pressão na saída da válvula, uma vez que só um dos lados do elemento</p><p>“E” fica vedado. A figura a seguir apresenta o circuito com o elemento “E”.</p><p>Título: Circuito com elemento “E”.</p><p>Fonte: Adaptado de Silva (2002, p. 5)</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 142</p><p>Neste circuito o cilindro só vai ser acionado quando as válvulas 1.4 e 1.2 forem</p><p>acionadas ao mesmo tempo.</p><p>ISTO ACONTECE NA PRÁTICA</p><p>Veja na prática como funciona os elementos “OU” e “E”. Entenda como funciona a</p><p>válvula pneumática E e OU. O elemento lógico pneumático “E” pode ser usado para</p><p>uma prensa pneumática, mas não atende a NR12. O elemento OU é muito útil em</p><p>várias automações. Link: https://www.youtube.com/watch?v=UtVNVgbJ88s</p><p>13.3 Dispositivos de regulação e sinalização</p><p>Os dispositivos de regulação são utilizados para regular o valor de variáveis de</p><p>processo, tais como velocidade, tempo, temperatura, pressão etc. Os principais</p><p>dispositivos são:</p><p>• Potenciômetro;</p><p>• Reostato;</p><p>• Transformador;</p><p>• Relés;</p><p>• Contadores de pulso.</p><p>Os dispositivos de sinalização são utilizados em conjunto com os de regulação</p><p>e têm a função de alertar para algum ponto a ser observado como por exemplo,</p><p>alarmes de emergência por superaquecimento, fogo, quebra de máquina, término de</p><p>processo, indicativo de cuidado por não fechamento de blindagem de proteção etc.</p><p>Os principais dispositivos são:</p><p>• Indicador acústico;</p><p>• Indicador visual..</p><p>Vimos neste capítulo alguns circuitos pneumáticos e seus elementos e a importância</p><p>de cada um deles.</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=UtVNVgbJ88s</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 143</p><p>CAPÍTULO 14</p><p>ESQUEMA DE COMANDOS</p><p>PNEUMÁTICOS</p><p>Quando falamos de um circuito simples com apenas um atuador podemos elaborar</p><p>ele através do método intuitivo, porém ao introduzirmos mais de um atuador numa</p><p>sequência mais elaborada esse método torna-se ineficiente pois irá ser um processo</p><p>de tentativa e erro. Nesse caso é necessária a adoção de uma linguagem baseada</p><p>na lógica.</p><p>Dentro dos processos industriais, a comunicação pode ocorrer na forma de sinais</p><p>analógicos, binários ou digitais.</p><p>14.1 Comandos binários</p><p>Os sinais analógicos são formados por uma soma de senóides e podem ser dos</p><p>tipos variável ou contínuo. Já os sinais digitais têm um número finito de estados entre</p><p>o valor mínimo e o valor máximo e representam, por exemplo, a leitura de instrumentos</p><p>de temperatura, pressão, tempo etc. A figura a seguir representa uma determinada</p><p>leitura em formato digital.</p><p>Título: Sinal digital</p><p>Fonte: Fialho (2011, p. 167)</p><p>Observe que no sinal digital o parâmetro pode ter valores variando podendo ser</p><p>zero, dois, quatro, etc.</p><p>Os sinais binários são sinais digitais que só podem assumir dois valores (zero ou</p><p>um) e a figura a seguir representa esse tipo de sinal.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 144</p><p>Título: Sinal binário</p><p>Fonte: Fialho (2011, p. 167)</p><p>Na automação pneumática ou eletropneumática trabalhamos, basicamente, com o</p><p>sinal binário onde indicamos se um atuador está aberto ou fechado, se uma válvula</p><p>está atuando ou não, etc. O quadro a seguir apresenta alguns exemplos de sinais</p><p>binários na pneumática.</p><p>Variáveis de estado</p><p>1 Acionado Fechado Sim 24V</p><p>0 Desacionado Aberto Não 0V</p><p>Quadro 1 - Sinais binários na pneumática</p><p>Fonte: Fialho (2011, p. 167)</p><p>Os comandos binários podem ser divididos em comandos combinatórios e</p><p>sequenciais. Neste curso iremos tratar dos comandos sequenciais que é o que</p><p>estudaremos na sequência.</p><p>14.2 Conceitos de comandos sequenciais</p><p>Os comandos sequenciais são comandos de sistemas que produzem uma sequência</p><p>predeterminada de ações, cuja passagem de uma para outra se dá em função do</p><p>cumprimento de condições de prosseguimento, originadas por sinais de entradas</p><p>externas e internas. São utilizados na pneumática os métodos de cascata e passo a</p><p>passo. Todo comando sequencial deve iniciar com a análise do sistema e das ações</p><p>do comando desejado, por meio de esquemas e da formulação verbal do problema. Em</p><p>seguida, é preciso sistematizar essas informações com alguma forma de representação</p><p>gráfica (FIALHO, 2011).</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 145</p><p>14.3 Projetos de comandos sequenciais</p><p>Os comandos pneumáticos sequenciais são utilizados em operações com trajetória</p><p>e/ou tempo programado e têm a sua metodologia de resolução desenvolvida com</p><p>base no seu grau de complexidade, resultando na utilização de métodos intuitivos ou</p><p>estruturados. A sua representação pode ser realizada de forma algébrica ou gráfica.</p><p>Como forma algébrica, a representação é a seguinte: A+ B+ C+ (D+ A–) (B– D–) A–.</p><p>As letras indicam os atuadores, os sinais de + (mais) e – (menos) indicam o avanço</p><p>e o retorno desses atuadores, e os parênteses representam os movimentos simultâneos</p><p>(FIALHO, 2011).</p><p>ANOTE ISSO</p><p>Ao desenvolver-se um projeto em que se utiliza automação pneumática, podemos</p><p>usar diversas formas de representação dos movimentos. Porém, existem dois que</p><p>são os mais utilizados: o diagrama trajeto-passo e o passo-tempo.</p><p>O diagrama Trajeto-Passo representa a sequência de movimento, analisa todo o</p><p>funcionamento do circuito e identifica os problemas. A figura a seguir mostra o exemplo</p><p>de um diagrama trajeto-passo que representa a sequência algébrica citada acima.</p><p>Título: Diagrama trajeto-passo</p><p>Fonte: Filho (2018, p. 223)</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 146</p><p>Esse tipo de sistema sequencial pode apresentar uma mudança de nível e sentido,</p><p>conforme mostrado na figura a seguir.</p><p>Para ilustrar, vamos utilizar como exemplo a seguinte situação: determinada caixa</p><p>deve passar de uma esteira (localizada mais abaixo) para outra em um nível mais alto.</p><p>Isso pode ser obtido fazendo com que o cilindro A avance e suspenda a plataforma</p><p>na qual está a caixa. No momento em que a plataforma chegar ao mesmo nível da</p><p>outra esteira, o cilindro B é acionado por meio de uma chave pneumática de fim de</p><p>curso. Isso faz com que</p><p>o cilindro B avance, empurrando a caixa para a esquerda até</p><p>que esta fique sobre a esteira.</p><p>ISTO ESTÁ NA REDE</p><p>Veja neste vídeo o comando sequencial do funcionamento de um circuito</p><p>pneumático sequencial A+B+A-B-, com a descrição dos componentes, a explicação</p><p>do circuito e a demonstração no simulador e na prática. Link: https://www.youtube.</p><p>com/watch?v=5nRhN8NzduI</p><p>O retorno dos cilindros A e B ocorre simultaneamente, por meio da utilização de</p><p>uma chave de fim de curso. Com isso, ambos os cilindros voltam à sua posição de</p><p>origem, completando um ciclo de trabalho.</p><p>Título: Exemplo de sistema sequencial pneumático</p><p>Fonte: Filho (2018, p. 223)</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=5nRhN8NzduI</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=5nRhN8NzduI</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 147</p><p>A sequência da situação ocorrida na figura acima pode ser descrita pela seguinte</p><p>função: A+ B+ (AB-). O diagrama do trajeto–passo está representado na figura a seguir.</p><p>Título: Diagrama do exemplo de sistema sequencial pneumático</p><p>Fonte: Filho (2018, p. 224)</p><p>O diagrama Trajeto-Passo representa a sequência de movimento, analisa todo o</p><p>funcionamento do circuito e identifica os problemas. A figura a seguir mostra mais</p><p>um exemplo de um diagrama trajeto-passo.</p><p>Título: Diagrama Trajeto-Passo para funcionamento de dois cilindros</p><p>Fonte: A autora (2023)</p><p>O diagrama acima representa a atuação de dois cilindros pneumáticos funcionando</p><p>através de atuadores automatizados. Então, no primeiro, dá-se início ao sistema,</p><p>pressionando o botão. No passo 2, avança-se o pistão do cilindro A enquanto o pistão</p><p>do cilindro B mantém-se recuado. No passo 3, mantém-se o pistão do cilindro A</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 148</p><p>avançado enquanto realiza-se o avanço do pistão do cilindro B. No passo 4, recua-se</p><p>o pistão do cilindro A enquanto mantém-se avançado o pistão do cilindro B e, então,</p><p>no passo 5, recua-se o pistão do cilindro B, e o sistema retorna ao estado inicial, antes</p><p>de ter sido acionado pelo botão.</p><p>Ou seja, no eixo X desse diagrama, colocamos os passos enquanto no eixo Y está</p><p>somente o estado de avanço ou recuo do pistão.</p><p>Segundo Filho (2018) para que o comando sequencial seja projetado de forma mais</p><p>eficaz é importante seguir as etapas da imagem a seguir.</p><p>Título: Passos do projeto de comandos sequenciais</p><p>Fonte: A autora (2023)</p><p>A análise do sistema está relacionada ao fornecimento de todas as tarefas e</p><p>atividades no tempo e na sequência desejada. Deve-se levar em conta também tudo</p><p>que pode influenciar o bom funcionamento do sistema, como a energia, o ambiente, etc.</p><p>A formulação verbal que tem por objetivo esclarecer e informar como o sistema</p><p>irá funcionar, sendo que algumas questões devem estar presentes em todo tipo de</p><p>projeto de automação pneumática (FILHO 2018, p. 225):</p><p>• Que ações devem ocorrer durante a realização do processo e em que sequência?</p><p>• De que forma essas ações se relacionam no tempo?</p><p>• Quais são as condições previstas para o início do comando sequencial?</p><p>• Que tipos de elementos de sinais se fazem necessários para operacionalidades</p><p>do comando (botões, fins de curso, sensores)?</p><p>• Quais e como são os movimentos, e que elementos de trabalho (tipos de</p><p>acionamento) se pretende usar no projeto?</p><p>• De que forma devem ocorrer as relações operador–comando?</p><p>• Quais são os esforços, as velocidades e a precisão necessários?</p><p>A representação gráfica faz a montagem do circuito levando em consideração a</p><p>posição dos atuadores no sistema e depois pode-se representar o circuito através da</p><p>simbologia normalizada e do diagrama trajeto-passo.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 149</p><p>A seguir vamos ver um exemplo de um projeto de um dispositivo de termoformagem</p><p>que pode ser visto na imagem a seguir.</p><p>Título:Projeto de dispositivo de termoformagem</p><p>Fonte: Adaptado de Filho (2018 p. 225 e 226)</p><p>A análise do sistema consiste em compreender as imagens e como funcionará o</p><p>processo. Após essa compreensão visual passa-se a descrever de forma textual como</p><p>o projeto irá funcionar (FILHO, 2018):</p><p>Passo Descrição</p><p>1</p><p>A chapa plástica é fixada manualmente em uma moldura posicionada entre os refletores</p><p>infravermelhos.</p><p>2</p><p>Um botão manual E0 dispara o processo, ativando os refletores infravermelhos, que vão</p><p>aquecer a chapa até a temperatura de termoformagem.</p><p>3</p><p>Um temporizador T1 é acionado, controlando a exposição da chapa ao aquecimento, que</p><p>desliga os refletores e aciona o atuador A assim que a temperatura ideal for atingida. Com</p><p>isso, a haste do atuador posiciona a chapa entre o plugue macho e fêmea.</p><p>4</p><p>Ao final do seu curso (E2 pressionado), é ativada a subida do plugue macho e a descida</p><p>do plugue fêmea.</p><p>5</p><p>Assim que o molde fechar, E4 e E6 acionarão simultaneamente um temporizador T2 que</p><p>vai temporizar a duração de fechamento dos plugues.</p><p>6</p><p>Decorrido o tempo de termoformagem programado no temporizador T2, os plugues</p><p>retornarão, provocando o retorno do atuador A, que pressionará E1, encerrando o ciclo.</p><p>7</p><p>Em relação à precisão das dobras, trata-se de uma questão da cavidade, da força de</p><p>fechamento dos plugues e da espessura da chapa.</p><p>8 Os atuadores serão dotados de válvulas controladoras de fluxo para o controle de velocidade.</p><p>9 Os fins de curso podem ser mecânicos, elétricos ou eletrônicos.</p><p>Quadro 1 - Forma textual do sistema</p><p>Fonte: Filho (2018, p.226)</p><p>Entre os passos 2 e 3 o atuador A é acionado. Entre os passos 3 e 4 os atuadores</p><p>B e C são autuados. O atuador A fica acionado entre os passos 4 e 5 e entre o passo</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 150</p><p>5 e 6 ele é recuado. Já os atuadores B e C ficam atuados entre os passos 4 e 5 e</p><p>entre o passo 5 e 6 eles são recuados. A representação desses movimentos pode ser</p><p>representada no diagrama trajeto-passo da figura a seguir.</p><p>Título:Diagrama trajeto-passo do projeto de dispositivo de termoformagem</p><p>Fonte: Adaptado de Filho (2018 p. 227)</p><p>Essa representação apresenta de forma clara, como um mapa, todos os passos</p><p>necessários para a realização do ciclo. Considerando a linguagem binária, observamos</p><p>que 1 corresponde ao atuador aberto e 0 ao atuador fechado.</p><p>14.4 Componentes de comandos sequenciais</p><p>O circuito é composto por elementos que são membros do sistema pneumático</p><p>e podem ser do tipo: elementos de trabalho, de comando, de sinais e auxiliares. Os</p><p>elementos de trabalho são os motores, atuadores, cilindros, entre outros, que, juntamente</p><p>com as válvulas, formam a cadeia de comando. Os elementos de comando são as</p><p>válvulas direcionais. Os elementos de sinais são os temporizadores, botão e detector.</p><p>E os elementos auxiliares podem ser os elementos de produção e de distribuição que</p><p>fazem a conversão de fechamento da válvula e o tratamento de distribuição (SENAI-</p><p>SP, 2015).</p><p>Nos circuitos esses elementos possuem simbologias distintas e que são</p><p>normalizadas, com o intuito de serem reconhecidos em qualquer local que o circuito</p><p>seja lido.</p><p>14.4.1 Válvulas direcionais</p><p>As válvulas direcionais já foram estudadas em capítulos anteriores e vimos que</p><p>elas são simbolizadas como retângulos cujos quadrados representam o número de</p><p>posições, o lado esquerdo apresenta o tipo de atuação e o lado direito o tipo de</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 151</p><p>retorno. A figura a seguir apresenta algumas simbologias das válvulas direcionais</p><p>mais utilizadas nos circuitos pneumáticos.</p><p>Título:Válvulas direcionais</p><p>Fonte: Filho (2018 p. 228)</p><p>ISTO ACONTECE NA PRÁTICA</p><p>O vídeo do link apresenta como fazemos para identificar as vias e as posições em</p><p>uma válvula direcional, e como fazemos para nomeá-las conforme a norma ISO</p><p>1219. o vídeo apresenta também cinco exemplos, de tipos de válvulas direcionais.</p><p>Link: https://www.youtube.com/watch?v=zx0iUVTbAkQ</p><p>14.4.2 Acessórios do circuito</p><p>Para o circuito funcionar é necessário que tenha diversos acessórios como o próprio</p><p>sistema de geração de ar, filtros, silenciadores, geradores de vácuo, elementos dos</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=zx0iUVTbAkQ</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 152</p><p>tipos “OU” e “E”, entre outros. A figura a seguir apresenta alguns desses acessórios</p><p>que precisamos conhecer para criar e reconhecer um circuito.</p><p>Título:Acessórios</p><p>Fonte: Filho (2018 p. 230)</p><p>14.4.3 Atuadores</p><p>Os atuadores são os elementos principais dos circuitos e caracterizam-se pela</p><p>produção de movimento a comandos que podem ser manuais, elétricos ou mecânicos.</p><p>Eles são representados conforme a figura a seguir que apresenta apenas alguns tipos</p><p>deles.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 153</p><p>Título:Atuadores</p><p>Fonte: Filho (2018 p. 230)</p><p>Vimos nesse capítulo que é possível executar as etapas por acionamento humano</p><p>através do método passo a passo expresso no diagrama Trajeto-Passo. Conhecemos</p><p>também os principais componentes dos circuitos pneumáticos, bem como a sua</p><p>simbologia.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 154</p><p>CAPÍTULO 15</p><p>AUTOMAÇÃO E SIMULADORES</p><p>DE CIRCUITOS HIDRÁULICOS E</p><p>PNEUMÁTICOS</p><p>Neste capítulo você verá os conceitos iniciais sobre automação e suas aplicações.</p><p>Aprenderá como relacionar sistemas produtivos automatizados, diagnosticar a</p><p>necessidade do trabalho manual em parte da cadeia de produção e descrever as</p><p>razões para se implementar a automação.</p><p>Conheceremos alguns tipos de simuladores de circuitos hidráulicos e pneumáticos</p><p>e veremos como desenhar um circuito simples no FluidSim®.</p><p>15.1 O que é automação</p><p>A automação industrial pode ser definida como a aplicação de tecnologia aos</p><p>processos produtivos, principalmente no controle e monitoramento de máquinas, a</p><p>fim de realizar tarefas repetitivas de forma automática com o mínimo de intervenção</p><p>humana. Dispositivos, computação e comunicação se unem em sistemas automatizados</p><p>para dar maior autonomia aos processos industriais. A combinação desses 3 fatores,</p><p>juntamente com os avanços nas técnicas de produção e o desenvolvimento da</p><p>tecnologia inteligente, deu origem ao que muitos teóricos chamam de Indústria 4.0</p><p>ou Quarta Revolução Industrial.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 155</p><p>Título: Indústria 4.0</p><p>Fonte: https://br.freepik.com/vetores-gratis/ilustracao-da-industria-4-0-com-programador-ou-trabalhador-e-braco-robotico_13744590.</p><p>htm#query=ind%C3%BAstria%204%200&position=6&from_view=search&track=ais</p><p>A automação do sistema de controle, a robótica industrial, o aprendizado de máquina,</p><p>a inteligência artificial, a nanotecnologia e a Internet das Coisas (IoT) estão definidas</p><p>para mudar os processos de fabricação tradicionais. A necessidade de automação é</p><p>universalmente reconhecida. A aplicação da automação nas indústrias oferece muitas</p><p>vantagens inegáveis. Algumas delas são:</p><p>• Reduz custos: A automação reduz os custos de mão de obra, pois a maioria das</p><p>tarefas manuais é automatizada. A IA e a análise de dados ajudam a reduzir os</p><p>custos de produção, fornecendo insights e dados para facilitar decisões oportunas</p><p>e informadas. Menos erros e desperdício significam custos operacionais mais</p><p>baixos. Além disso, a manutenção preventiva automatizada melhora a vida útil</p><p>e o desempenho das máquinas, valorizando os ativos;</p><p>• Melhora a qualidade: O sistema de automação ajuda a aumentar e manter a</p><p>qualidade consistente da produção. A taxa de erro é tão baixa quanto 0,00001%.</p><p>Monitoramento, inspeção e dados em tempo real ajudam a verificar todas as</p><p>etapas do processo de fabricação para reduzir a margem de erros;</p><p>• Aumenta a produtividade: As linhas automatizadas consistem em estações</p><p>de trabalho conectadas por linhas de transferência; cada estação de trabalho</p><p>lida com uma parte do processo de produção. A robótica pode ser usada para</p><p>https://br.freepik.com/vetores-gratis/ilustracao-da-industria-4-0-com-programador-ou-trabalhador-e-braco-robotico_13744590.htm#query=ind%C3%BAstria%204%200&position=6&from_view=search&track=ais</p><p>https://br.freepik.com/vetores-gratis/ilustracao-da-industria-4-0-com-programador-ou-trabalhador-e-braco-robotico_13744590.htm#query=ind%C3%BAstria%204%200&position=6&from_view=search&track=ais</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 156</p><p>imitar muitas ações humanas. Ao permitir a produção contínua 24 horas por dia,</p><p>7 dias por semana, 365 dias por ano, a automação aumenta a produtividade;</p><p>• Gera maior flexibilidade: Implementar uma nova tarefa ou adaptar mudanças</p><p>em um processo de produção tradicional pode levar horas e dias de treinamento</p><p>do usuário. Com a automação industrial, programar uma máquina ou robô é</p><p>simples, rápido e confiável;</p><p>• Aumenta a rastreabilidade: Esta é uma característica importante não apenas</p><p>nas indústrias alimentícia e farmacêutica, mas também em todas as indústrias.</p><p>A automação ajuda a rastrear e acompanhar todo o ciclo de vida de um produto,</p><p>desde a matéria-prima até o local final para onde é enviado. O rastreamento facilita</p><p>o mapeamento e a análise da causa raiz para um controle e desenvolvimento</p><p>mais eficazes. Equipamentos de monitoramento: sensores, câmeras, dispositivos</p><p>inteligentes na rede de automação observam e monitoram a condição de trabalho</p><p>de todas as máquinas da unidade fabril. Eles ajudam a diagnosticar quaisquer</p><p>problemas e disparar alarmes para uma ação oportuna;</p><p>• Manutenção preditiva: A automação de processos industriais monitora</p><p>continuamente as linhas de produção e os pisos de produção, rastreando</p><p>temperatura, acústica, tempo, frequência, pressão do óleo e outros parâmetros.</p><p>Quando os sensores detectam qualquer alteração, eles imediatamente enviam</p><p>um alerta e os técnicos podem agir imediatamente. Assim, problemas potenciais</p><p>podem ser evitados e os custos de reparo/manutenção podem ser minimizados;</p><p>• Segurança industrial: A automação industrial ajuda a melhorar a segurança no</p><p>local de trabalho. A automação industrial e a robótica na fábrica (especialmente</p><p>em áreas perigosas) reduzem os riscos de acidentes. Os trabalhadores não</p><p>precisam se aproximar das linhas de montagem e quaisquer perigos, como</p><p>picos de temperatura, são imediatamente identificados e sinalizados, para que</p><p>sejam tomadas precauções para garantir a segurança de todas as pessoas no</p><p>chão de fábrica;</p><p>• Informações precisas: A automação permite a coleta e análise de dados</p><p>confiáveis. Quando informações precisas são usadas no processo de produção,</p><p>elas garantem resultados precisos. As soluções de IA e ML são escaláveis e</p><p>de autoaprendizagem para que você obtenha sempre resultados precisos. O</p><p>banco de dados fornece um recurso contínuo e um fórum pesquisável para</p><p>uma tomada de decisão melhor e mais rápida.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 157</p><p>A imagem a seguir apresenta um desenho de uma linha de produção automatizada</p><p>e podemos observar alguns braços robotizados atuando no funcionamento da linha.</p><p>Título: Linha automatizada</p><p>Fonte: https://br.freepik.com/vetores-gratis/conjunto-de-icones-isometricos-com-maquinaria-robotica_3886812.htm#query=Linha%20de%20</p><p>produ%C3%A7%C3%A3o&position=11&from_view=search&track=ais</p><p>Os sistemas de automação de processos industriais podem variar de simples a</p><p>complexos. Eles podem ser classificados em três tipos:</p><p>• Nível de Campo: Este é o nível mais baixo de automação que inclui dispositivos</p><p>de campo, como sensores e atuadores que são conectados a um PLC. Esses</p><p>dispositivos capturam parâmetros em tempo real como temperatura, pressão,</p><p>vazão, etc. e transferem dados de máquinas e processos para o próximo nível</p><p>para monitoramento e análise;</p><p>• Nível</p><p>de Controle: Este nível consiste em CLPs, máquinas CNC, etc. que</p><p>recebem os parâmetros do processo de vários sensores. Eles então acionam</p><p>os atuadores com base na técnica de programa/controle. Os Controladores</p><p>Lógicos Programáveis (PLCs) são os controladores industriais mais amplamente</p><p>utilizados que fornecem funções de controle automático com base na entrada</p><p>de sensores;</p><p>https://br.freepik.com/vetores-gratis/conjunto-de-icones-isometricos-com-maquinaria-robotica_3886812.htm#query=Linha%20de%20produ%C3%A7%C3%A3o&position=11&from_view=search&track=ais</p><p>https://br.freepik.com/vetores-gratis/conjunto-de-icones-isometricos-com-maquinaria-robotica_3886812.htm#query=Linha%20de%20produ%C3%A7%C3%A3o&position=11&from_view=search&track=ais</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 158</p><p>• Nível de Supervisão e Controle de Produção: Este nível consiste em dispositivos</p><p>automáticos e sistemas de monitoramento que facilitam as funções de controle</p><p>e intervenção como Interface Homem-Máquina (IHM), supervisionando vários</p><p>parâmetros, estabelecendo metas de produção, arquivamento histórico,</p><p>configurando partida e parada da máquina, sistemas de controle de distribuição</p><p>(DCS) ou controle de supervisão e aquisição de dados (SCADA) são usados</p><p>neste nível.</p><p>O processo inteiro possivelmente não estará automatizado, tendo em vista que</p><p>algumas etapas inerentes a fase de acabamento demandam ação do operador.</p><p>Entretanto, automatizar partes que demandam repetição de movimentos e segurança</p><p>operacional contribuirá para a obtenção de um produto acabado com melhor qualidade</p><p>e em menos tempo. Na indústria de mineração, o maior problema é lidar com grandes</p><p>quantidades de mercadorias pesadas sendo transportadas.</p><p>Título: Mineração</p><p>Fonte: https://br.freepik.com/vetores-gratis/mina-industria-fundo-com-personagens-de-trabalhadores-em-uniforme-aberto-cenario-de-mina-com-escavadeiras-e-</p><p>ilustracao-de-texto_6868244.htm#query=minera%C3%A7%C3%A3o&position=45&from_view=search&track=sph</p><p>Outra questão é o ambiente de trabalho. As indústrias de mineração ou</p><p>de transformação (aço) são ambientes hostis, insalubres e com alto grau de</p><p>periculosidade. Pensando nisso, a implantação de sistemas automatizados, como</p><p>esteiras transportadoras, monta-cargas ou outros processos integrados que impliquem</p><p>na redução do contato direto entre operadores e matérias-primas, trará ganhos na</p><p>https://br.freepik.com/vetores-gratis/mina-industria-fundo-com-personagens-de-trabalhadores-em-uniforme-aberto-cenario-de-mina-com-escavadeiras-e-ilustracao-de-texto_6868244.htm#query=minera%C3%A7%C3%A3o&position=45&from_view=search&track=sph</p><p>https://br.freepik.com/vetores-gratis/mina-industria-fundo-com-personagens-de-trabalhadores-em-uniforme-aberto-cenario-de-mina-com-escavadeiras-e-ilustracao-de-texto_6868244.htm#query=minera%C3%A7%C3%A3o&position=45&from_view=search&track=sph</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 159</p><p>qualidade do ambiente de trabalho e também ganhos de rendimento no volume de</p><p>processamento e na velocidade do processo. A automação, neste caso, atinge vários</p><p>motivos mencionados anteriormente.</p><p>ISTO ESTÁ NA REDE</p><p>Para conhecer como funciona uma esteira transportadora veja o vídeo no link:</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=U_HvFqADJeQ</p><p>No setor aeroespacial, a qualidade da produção das peças que compõem uma</p><p>aeronave ou sistema aeronáutico não é regulada apenas por órgãos estatais. Os</p><p>produtos aeroespaciais devem atender a uma série de requisitos estabelecidos por</p><p>agências internacionais, como normas americanas e europeias, para que seus produtos</p><p>tenham garantia de qualidade antes de serem lançados no mercado mundial. No</p><p>entanto, existem várias peças com alta complexidade, e equipamentos sofisticados e</p><p>de alta precisão, como testes não destrutivos e medição tridimensional da máquina,</p><p>devem ser testados.</p><p>ISTO ACONTECE NA PRÁTICA</p><p>O artigo tem como objetivo verificar se um robô comandado por válvulas de</p><p>comutação rápida e custo reduzido, controlado pela técnica baseada em modos</p><p>deslizantes (Slide Mode Control), tem desempenho adequado para permitir sua</p><p>aplicação em processos industriais. Link: https://www.iiis.org/CDs2015/CD2015IMC/</p><p>CICIC_2015/PapersPdf/CB227OK.pdf</p><p>A automação entra em jogo para garantir a melhoria da qualidade desses produtos,</p><p>bem como a flexibilidade quando diferentes peças precisam ser produzidas. As células</p><p>de produção que compreendem máquinas de Controle Numérico Computadorizado</p><p>(CNC) são integradas com máquinas 3D, como Máquinas de Medição de Coordenadas</p><p>(MMC) para buscar uma produção eficiente dentro das tolerâncias exigidas. A produção</p><p>desses componentes resulta em um número de série que garante a rastreabilidade</p><p>dos componentes fabricados em conformidade com as normas internacionais.</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=U_HvFqADJeQ</p><p>https://www.iiis.org/CDs2015/CD2015IMC/CICIC_2015/PapersPdf/CB227OK.pdf</p><p>https://www.iiis.org/CDs2015/CD2015IMC/CICIC_2015/PapersPdf/CB227OK.pdf</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 160</p><p>15.2 Instrumentação de sensores</p><p>Os processos automatizados podem se apresentar em diferentes formas e naturezas.</p><p>Um sistema de controle de vendas, por exemplo, exerce parte do trabalho que antes</p><p>estava sob total responsabilidade de um operador, calculando impostos, registrando</p><p>mudanças de estoque, avaliando métricas de desempenho, produzindo relatórios e</p><p>tantas outras funções. Nos ambientes industriais, no entanto, a automação se faz</p><p>presente principalmente por meio de instrumentos para:</p><p>• Sensoriamento de máquinas;</p><p>• Acionamento de dispositivos que transformam de alguma forma os materiais</p><p>envolvidos na produção ou o próprio ambiente que os cerca;</p><p>• Controlar, organizar e orientar todos esses elementos.</p><p>15.2.1 Sensores</p><p>Os sensores são os elementos que alimentam o sistema com as informações</p><p>necessárias para se modificar o processo, seja para sequenciar as operações na</p><p>ordem correta ou para regular o comportamento de um mecanismo em diferentes</p><p>intensidades, velocidades e formas de atuação. A seleção de sensores deve considerar a</p><p>natureza da medida, para definir quais efeitos e tipos de sensores são mais adequados</p><p>para cada situação.</p><p>Existem inúmeras formas diferentes de se medir temperatura, deslocamento,</p><p>velocidade, luminosidade e qualquer grandeza que seja (BOLTON, 2010). Na sequência,</p><p>o sensor deverá ser capaz de fornecer sinal no formato ou na intensidade que possa</p><p>ser utilizada pelo restante do projeto ou, ao menos, que possa ser adequada por</p><p>alguma interface (ALCIATORE; HISTAND, 2014).</p><p>Assim, os sensores integram um componente maior da automação, denominado</p><p>sistema de medição, em que podem se fazer presentes o elemento de sensoriamento</p><p>em si e também interfaces para condicionamento e adequação de sinais, além de um</p><p>meio de exibição das informações no próprio equipamento.</p><p>Ao contrário da utilização de sensores em sistemas embarcados, cujo projeto</p><p>visa, entre outros fatores, a diminuir redundâncias, gastos e, muitas vezes, espaço</p><p>físico, no ambiente industrial, maior ênfase é dada à segurança, à recuperação e</p><p>à manutenção dos componentes. Logo, um simples sensor de temperatura que</p><p>seria empregado diretamente em uma placa e cuja interface provavelmente seria</p><p>desenvolvida especificamente para ela, na indústria, se apresentaria em um módulo</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 161</p><p>robusto, envolto em uma carcaça que o protegesse de ruídos, umidade, choques e</p><p>outras interferências.</p><p>15.3 Princípios de conexões elétricas e projeto</p><p>Uma planta de automação é normalmente dividida em malhas, e em cada uma</p><p>dessas malhas podem ser encontrados os elementos de sensoriamento, atuação e</p><p>controle. A relação entre os componentes de uma malha diz respeito ao controle de</p><p>processos, que envolvem conceitos mais elaborados</p><p>de modelagem de sistemas,</p><p>primeiramente divididos em: malha aberta e malha fechada.</p><p>Um projeto de automação envolve, basicamente:</p><p>• As análises da necessidade e do problema, que visam a delimitar a real necessidade</p><p>do cliente, uma vez que a falta de conhecimento técnico do mesmo pode levá-lo</p><p>a pedir por soluções inadequadas para o seu caso. Cabe, portanto, ao projetista</p><p>de automação reconhecer a natureza do problema e as possibilidades mais</p><p>viáveis para solucioná-lo;</p><p>• A especificação, elencando os processos e as características presentes no</p><p>problema e as soluções que se pretende avaliar para solucionar o problema,</p><p>como os tipos de movimento, as interfaces e as dimensões envolvidas.</p><p>• A seleção e validação da solução mais adequada pode envolver simulações,</p><p>modelos e até mesmo protótipos, quando necessários;</p><p>Por fim, o projeto é concluído e é feita a documentação para que ele possa ser</p><p>implementado rigorosamente, de acordo com aquilo que foi especificado e devidamente</p><p>validado nas demais etapas (BOLTON, 2010). Não existe norma que determine o formato</p><p>de diagramas elétricos em si, mas a simbologia recomendada para representar cada</p><p>componente está presente na Norma da Comissão Eletrotécnica Internacional 60.617</p><p>(RODRIGUES, 2016).</p><p>15.4 Simulação de circuitos</p><p>O uso de simuladores de circuitos hidráulicos e pneumáticos ajuda muito ao projetista</p><p>desenvolver o seu circuito, verificar se realmente funciona para só depois partir para</p><p>a execução prática.</p><p>No mercado existem diversos programas que executam a simulação de circuitos.</p><p>Apresento no quadro a seguir alguns simuladores que estão disponíveis na internet</p><p>para baixar e utilizar, e em alguns casos, pode-se utilizar a versão online sem precisar</p><p>fazer download.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 162</p><p>Simulador Endereço na internet</p><p>Bosch Rexroth</p><p>https://www.boschrexroth.com/en/xc/products/engineering/</p><p>econfigurators-and-tools/d-c-scheme-editor/dc-scheme-editor</p><p>PneuDraw SMC</p><p>https://www.smc.eu/portal_ssl/webpages/01_products/engineering_</p><p>tools/model_selection_software/model_selection_software.jsp</p><p>Idesign 5 (Hydraforce) http://www.hydraforce.com/i-design.html</p><p>Comatrol Easyvalve https://comatrol.com/easyvalve\</p><p>FluidSim</p><p>https://www.art-systems.de/www/site/de/downloads/fluiddraw-p6.</p><p>html#p6-demo / https://br.ccm.net/download/baixaki-16887-fluidsim</p><p>Quadro 1 - Simuladores de circuitos</p><p>Fonte: https://hidraulicaepneumatica.com/softwares-gratis-sistemas-hidraulicos-pneumaticos/</p><p>ANOTE ISSO</p><p>Desses simuladores citados o mais utilizado é o FluidSim porém ele não é gratuito,</p><p>é bastante intuitivo, é da FESTO, tem uma vasta biblioteca e a versão DEMO permite</p><p>criar e imprimir os projetos, porém não os salva para uma utilização a posteriori.</p><p>Na sequência vamos aprender alguns comandos básicos do FluidSim bem como as</p><p>etapas para a montagem de um circuito simples contendo um atuador, uma válvula</p><p>e a alimentação de ar.</p><p>Após baixar o DEMO do FluidSim vamos iniciar e para isso vá no menu Iniciar em</p><p>Program Files/Festo Didactic. Após alguns segundos, a tela principal do FluidSim</p><p>aparecerá no seu monitor conforme mostrado na figura a seguir.</p><p>Título: Tela inicial do FluidSim</p><p>Fonte:Tutorial FluidSim (2004, p.20)</p><p>https://www.boschrexroth.com/en/xc/products/engineering/econfigurators-and-tools/d-c-scheme-editor/dc-scheme-editor</p><p>https://www.boschrexroth.com/en/xc/products/engineering/econfigurators-and-tools/d-c-scheme-editor/dc-scheme-editor</p><p>https://www.smc.eu/portal_ssl/webpages/01_products/engineering_tools/model_selection_software/model_selection_software.jsp</p><p>https://www.smc.eu/portal_ssl/webpages/01_products/engineering_tools/model_selection_software/model_selection_software.jsp</p><p>http://www.hydraforce.com/i-design.html</p><p>https://comatrol.com/easyvalve%5C</p><p>https://www.art-systems.de/www/site/de/downloads/fluiddraw-p6.html#p6-demo</p><p>https://www.art-systems.de/www/site/de/downloads/fluiddraw-p6.html#p6-demo</p><p>https://br.ccm.net/download/baixaki-16887-fluidsim</p><p>https://hidraulicaepneumatica.com/softwares-gratis-sistemas-hidraulicos-pneumaticos/</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 163</p><p>A barra de ferramentas do programa tem nove grupos de funções que estão</p><p>mostrados na figura a seguir.</p><p>Título: Funções do FluidSim</p><p>Fonte:Tutorial FluidSim (2004, p.21)</p><p>Observe que esses ícones das funções do FluidSim são semelhantes aos ícones</p><p>utilizados em vários programas do Windows o que o torna intuitivo no momento de</p><p>montagem do circuito.</p><p>Para iniciar um novo projeto, vamos na função arquivo / novo, então aparecerá</p><p>uma tela semelhante a da figura a seguir.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 164</p><p>Título: Tela inicial do FluidSim Hidráulica</p><p>Fonte:Tutorial FluidSim (2004, p.32)</p><p>Observe que no canto superior esquerdo aparece a letra H que representa que esta</p><p>tela é de um circuito hidráulico, mas o FluidSim pode criar tanto circuitos hidráulicos</p><p>quanto pneumáticos.</p><p>Para montar o circuito basta arrastar os elementos da coluna da esquerda para</p><p>o centro da tela posicionando os componentes de forma que os atuadores fiquem</p><p>na parte superior, as válvulas direcionais e demais tipos fiquem mais ou menos no</p><p>centro da tela e a geração (de ar) ou fornecimento do fluido (motobomba) fique na</p><p>parte inferior do circuito conforme mostrado na figura a seguir.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 165</p><p>Título: Circuito simples do FluidSim</p><p>Fonte:Tutorial FluidSim (2004, p.41)</p><p>Para que o seja visto o circuito funcionando deve-se clicar em executar/iniciar, na</p><p>tecla F9 ou no ícone de play presente nas funções do programa. Ao executar as linhas</p><p>do circuito mudam de cores e espessuras para representar o movimento do fluido e</p><p>é possível também verificar o movimento do pistão do atuador.</p><p>Vejam que a utilização do simulador de circuito pode facilitar e muito o trabalho</p><p>do projetista que está pensando em utilizar elementos de circuitos hidráulicos ou</p><p>pneumáticos em seus projetos sem precisar adquirir todos os componentes para</p><p>executar o teste de funcionamento. Esse teste pode ser realizado no simulador antes</p><p>de gastar tempo e recursos previamente.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 166</p><p>CONCLUSÃO</p><p>Sistemas hidráulicos são muito usados na indústria, na construção civil, em veículos</p><p>e até na aviação. Os fluidos, incluindo líquidos e gases, desempenham um papel central</p><p>em nossa vida diária: nós os respiramos e bebemos, e um fluido bastante vital circula</p><p>em nosso sistema cardiovascular. Em nossos carros, há fluido nos pneus, no tanque</p><p>de combustível, no radiador, nas câmaras de combustão, no sistema de exaustão,</p><p>na bateria, no sistema de freios, etc. Utilizamos a energia cinética de um fluido em</p><p>movimento nos moinhos de vento e a sua energia potencial em usinas hidroelétricas.</p><p>A pneumática e a hidráulica utilizam fluidos como meios de transmissão de energia,</p><p>pressão, força, entre outras variáveis. Para um estudo completo desses assuntos,</p><p>é importante considerar aspectos físicos do comportamento de gases e líquidos</p><p>sob pressão. Sistemas hidráulicos operam em altas pressões e condições adversas</p><p>e, portanto, ter o fluido hidráulico bem dimensionado é fundamental para o bom</p><p>desempenho e a durabilidade dos equipamentos. Uma retroescavadeira necessita</p><p>de grandes forças para o acionamento das pás, uma injetora necessita de grandes</p><p>forças de fechamento para os moldes de injeção de plástico.</p><p>Neste curso você conheceu os principais tipos de válvulas de controle hidráulico</p><p>(direcionais, de pressão, vazão e bloqueio). Estudou técnicas de comando hidráulico e</p><p>aplicações a circuitos básicos. Além disso, entendeu as funcionalidades de um circuito</p><p>hidráulico básico, os elementos que o compõem e sobre os recursos que podem ser</p><p>inseridos nesse</p><p>circuito. Aprendeu sobre pneumática, bem como o uso do ar comprimido</p><p>para realização de trabalho útil nos sistemas pneumáticos automatizados.</p><p>Os sistemas pneumáticos são fundamentais para a automação industrial, executando</p><p>trabalhos de movimento repetitivo na linha de montagem. Neste contexto, a automação</p><p>vem ganhando cada vez mais espaço nas empresas, permitindo que atividades com</p><p>alto grau de repetitividade possam ser executadas de forma uniforme e constante. Para</p><p>isso, a utilização dos sistemas pneumáticos sequenciais se tornou imprescindível na</p><p>automatização de processos. Esses sistemas permitem que um simples acionamento</p><p>(seja ele manual, elétrico, mecânico, etc.) desencadeie uma sequência de acionamentos</p><p>necessários para que o processo produtivo mantenha a sua velocidade de produção</p><p>constante. É claro que, para a implementação de um sistema pneumático sequencial,</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 167</p><p>precisa haver um estudo aprofundado acerca da sua implementação. Deve-se observar</p><p>as ações a serem executadas e como elas devem ser feitas, os tipos de componentes</p><p>a serem utilizados e quais os movimentos a serem realizados no sistema.</p><p>Vimos como relacionar sistemas produtivos automatizados, diagnosticar a</p><p>necessidade do trabalho manual em parte da cadeia de produção e descrever as razões</p><p>para se implementar a automação. Foi possível compreender que a automação tem</p><p>sido peça chave para que uma indústria continue sendo competitiva, disponibilizando</p><p>produtos com confiabilidade assegurada, bem como atendendo às demandas do</p><p>mercado globalizado. E por fim aprendemos como utilizar sistemas de simulação</p><p>de circuitos hidráulicos e pneumáticos em plataformas gratuitas e demonstrativas.</p><p>Aprender a utilizar esses simuladores é muito bom pois ajuda a entender como o</p><p>circuito funcionará, antes mesmo de montá-lo.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 168</p><p>ELEMENTOS COMPLEMENTARES</p><p>LIVRO</p><p>Título: Pneumática e hidráulica</p><p>Autor: Harry L Stewart</p><p>Editora: Hemus</p><p>Ano: 2014 - 3ª Edição</p><p>Sinopse: O propósito deste livro é ajudar a estabelecer</p><p>um melhor entendimento dos fundamentos e</p><p>princípios de pneumáticos (ar) e hidráulicos (óleo),</p><p>normalmente chamados de energia fluida, e seus</p><p>dispositivos relacionados. O conhecimento dessa</p><p>energia tornou-se importante com a progressão de</p><p>suas aplicações em nossa economia. Os princípios</p><p>aplicados e as características práticas de pneumáticos</p><p>e hidráulicos são aqui discutidos detalhadamente. A</p><p>instalação, a operação e a manutenção dos respectivos dispositivos são amplamente</p><p>focalizadas. Este livro tem por objetivo primordial auxiliar estudantes de engenharia,</p><p>engenheiros recém-graduados, projetistas, planejadores de processos, técnicos de</p><p>instalação e manutenção, mecânicos, ferramenteiros, professores de artes industriais,</p><p>vendedores de produtos e sistemas hidráulicos e pneumáticos, e aqueles que estejam</p><p>interessados na formação técnica e progresso próprios. Foi incluído um apêndice</p><p>como fonte de referência para os dados relacionados.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 169</p><p>FILME</p><p>Título: Telecurso 2000 - Automação - 06</p><p>Circuitos pneumáticos e hidráulicos</p><p>Ano: 2012</p><p>Sinopse: “A injetora de plásticos de</p><p>uma fábrica quebrou. Desesperado, o</p><p>supervisor de produção procura pelo novo</p><p>mecânico de manutenção de plantão:</p><p>você. - Precisamos dessa máquina. A</p><p>produção já está atrasada há quase uma</p><p>semana. Tenho aqui o diagrama hidráulico da máquina. Por favor, estude-o e veja se</p><p>consegue resolver o problema. Para não demonstrar ignorância, você sorri, faz que</p><p>sim com a cabeça e arrisca: - Deixa comigo! Ao olhar o diagrama, no entanto, você</p><p>se arrepende de tanta autoconfiança. Aquele monte de símbolos parece grego. Coisa</p><p>de louco! Se você não quer passar por uma situação assim, estude esta aula. Ela vai</p><p>lhe dar algumas noções sobre como interpretar diagramas pneumáticos e hidráulicos,</p><p>que poderão ser-lhe úteis no futuro.” (BMALBERT, 2012)</p><p>Link: https://www.youtube.com/watch?v=OFTsMuypH-Y</p><p>WEB</p><p>O site indicado traz diversas informações interessantes em um só lugar. Nele é possível</p><p>realizar cálculos de sistemas hidráulicos, ter acesso a softwares de design de sistemas</p><p>hidráulicos e pneumáticos, ter acesso a planilhas de especificação de atuadores entre</p><p>outras funcionalidades.</p><p><https://hidraulicaepneumatica.com/ ></p><p>https://www.youtube.com/watch?v=OFTsMuypH-Y</p><p>https://hidraulicaepneumatica.com/</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 170</p><p>REFERÊNCIAS</p><p>ALCIATORE, D. G. HISTAND, M. B. Introdução à mecatrônica e aos sistemas de</p><p>medições. 4. ed. Porto Alegre: AMGH, 2014.</p><p>BOLTON, W. Mecatrônica: uma abordagem multidisciplinar. 4. ed. Porto Alegre:</p><p>Bookman, 2010.</p><p>DORNELES, V.; MUDGE, T. Pneumática Básica. São Paulo: SENAI-CETEMP, 2008</p><p>FIALHO, Arivelto B. Automação hidráulica - projetos, dimensionamento e análise</p><p>de circuitos. São Paulo: Editora Saraiva, 2019.</p><p>FIALHO, Arivelto B. Automação pneumática - projetos, dimensionamento e análise</p><p>de circuitos. São Paulo: Editora Saraiva, 2011</p><p>FILHO, Elmo S. D S.; SANTOS, Bruna K. Sistemas hidráulicos e pneumáticos. Porto</p><p>Alegre : Grupo A, 2018. E-book. ISBN 9788595025158.</p><p>FILHO, Guilherme Eugênio Filippo F. Bombas, Ventiladores e Compressores -</p><p>Fundamentos. São Paulo: Editora Saraiva, 2015.</p><p>FESTO. Tutorial FluidSim. Festo Didatic GMBH. 2004</p><p>ON - Observatório Nacional. Módulo 1 - Grandes Descobertas [s.d.]. Disponível</p><p>em: https://www.fisica.net/giovane/astro/Modulo1/descobertas.htm Acesso em 20</p><p>set. 2023.</p><p>PARKER, Hanfinng. Tecnologia eletropneumática industrial: apostila M1002-</p><p>2 BR. Jacareí: Parker, 2005. Disponível em: https://www.parker.com/literature/</p><p>Brazil/m_1002_2.pdf Acesso em 14 set. 2023</p><p>https://www.fisica.net/giovane/astro/Modulo1/descobertas.htm</p><p>https://www.parker.com/literature/Brazil/m_1002_2.pdf</p><p>https://www.parker.com/literature/Brazil/m_1002_2.pdf</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 171</p><p>______. Tecnologia hidráulica industrial - Apostila 2001-2 BR. 2017. Disponível</p><p>em: https://www.tecnoflexpe.com.br/wp-content/uploads/2017/02/Tecnologia-</p><p>Hidr%C3%A1ulica-Industrial.pdf Acesso em 31 ago. 2023</p><p>______. Tecnologia hidráulica industrial. c2018. Disponível em: https://tinyurl.</p><p>com/29msccsm . Acesso em: 20 ago. 2023.</p><p>PAVANI, S. A. Comandos pneumáticos e hidráulicos. 3. ed. Santa Maria: UFSM, 2011.</p><p>RODRIGUES, R. Controle e automação da produção. Porto Alegre: Sagah, 2016</p><p>SENAI.; CST. Programa de certificação de pessoal de manutenção. Metrologia</p><p>básica- mecânica. Espírito Santo, 1996.</p><p>SENAI-SP. Fundamentos de instrumentação - comandos eletropneumáticos,</p><p>2015. Disponível em: https://www.google.com.br/books/edition/Fundamentos_de_</p><p>instrumenta%C3%A7%C3%A3o_comandos/VmVADwAAQBAJ?hl=pt-BR&gbpv=1&dq=</p><p>Fundamentos+de+instrumenta%C3%A7%C3%A3o+-+comandos+eletropneum%C3%A</p><p>1ticos&printsec=frontcover Acesso em 05 out. 2023.</p><p>SILVA, G.P. Circuitação Pneumática. Curso técnico de manutenção eletromecânica.</p><p>IFSul Campus Pelotas. 2002.</p><p>https://www.tecnoflexpe.com.br/wp-content/uploads/2017/02/Tecnologia-Hidr%C3%A1ulica-Industrial.pdf</p><p>https://www.tecnoflexpe.com.br/wp-content/uploads/2017/02/Tecnologia-Hidr%C3%A1ulica-Industrial.pdf</p><p>https://tinyurl.com/29msccsm</p><p>https://tinyurl.com/29msccsm</p><p>https://www.google.com.br/books/edition/Fundamentos_de_instrumenta%C3%A7%C3%A3o_comandos/VmVADwAAQBAJ?hl=pt-BR&gbpv=1&dq=Fundamentos+de+instrumenta%C3%A7%C3%A3o+-+comandos+eletropneum%C3%A1ticos&printsec=frontcover</p><p>https://www.google.com.br/books/edition/Fundamentos_de_instrumenta%C3%A7%C3%A3o_comandos/VmVADwAAQBAJ?hl=pt-BR&gbpv=1&dq=Fundamentos+de+instrumenta%C3%A7%C3%A3o+-+comandos+eletropneum%C3%A1ticos&printsec=frontcover</p><p>https://www.google.com.br/books/edition/Fundamentos_de_instrumenta%C3%A7%C3%A3o_comandos/VmVADwAAQBAJ?hl=pt-BR&gbpv=1&dq=Fundamentos+de+instrumenta%C3%A7%C3%A3o+-+comandos+eletropneum%C3%A1ticos&printsec=frontcover</p><p>hidrodinâmicas e hidrostáticas.</p><p>Título: Bomba hidráulica</p><p>Fonte: Filho (2018, p.42)</p><p>Em bombas hidrodinâmicas, o fluido que estava em repouso no depósito é retirado</p><p>de lá e entra na bomba movimentando-se, aumentando e diminuindo essa velocidade</p><p>de movimento para obter pressão e ultrapassar as resistências (FILHO, 2018).</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 14</p><p>Estas bombas são conhecidas também como centrífugas e axiais (bombas hélices)</p><p>(FILHO, 2018).</p><p>Em bombas hidrostáticas ou volumétricas o fluido adquire movimento sem aumento</p><p>de velocidade dentro da bomba, ocorrendo uma aspiração e transporte do fluido que</p><p>é independente da pressão (FIALHO, 2019).</p><p>Título: Bomba de engrenagem</p><p>Fonte: Filho (2018, p.43)</p><p>Estas bombas são conhecidas também como bombas de deslocamento positivo</p><p>como as bombas de engrenagens e as bombas de palhetas (FILHO, 2018).</p><p>As bombas de engrenagem são compostas por um par de engrenagens que são</p><p>responsáveis pelo fluxo do fluido entre os seus dentes. Uma das engrenagens é a</p><p>motora e a outra é a movida. Uma das engrenagens gira em um sentido e a outra</p><p>gira no sentido oposto (FIALHO, 2019).</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 15</p><p>Título: Bomba de palhetas</p><p>Fonte: Fialho (2019, p.70)</p><p>A bomba de palheta é composta por um rotor com ranhuras por onde deslizam as</p><p>palhetas entrando em contato com um anel excêntrico através da força centrífuga.</p><p>Esse anel é excêntrico e devido a essa excentricidade entre o rotor e o anel, a câmara</p><p>formada por duas palhetas vai de um valor mínimo até um valor máximo, como pode</p><p>ser visto pela parte preta da imagem acima (FILHO, 2018).</p><p>Outro tipo de bomba é a bomba de pistão, que pode ser de pistão radial ou de</p><p>pistão axial. Em ambas o princípio de funcionamento é o mesmo, ou seja, sucção do</p><p>fluido em um sentido e expulsão, no sentido contrário (FIALHO, 2019).</p><p>As bombas devem ser escolhidas de acordo com a vazão e a pressão exigida pelo</p><p>circuito dos equipamentos em que pertencerão.</p><p>1.5.2 Atuadores hidráulicos</p><p>Atuadores hidráulicos são dispositivos que utilizam a força de um fluido, produzindo</p><p>deslocamentos lineares ou angulares. Acredito que você já viu esse tipo de atuador.</p><p>Um exemplo que está presente em nosso cotidiano é na elevação da porta traseira</p><p>do nosso carro.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 16</p><p>Título: Aplicação de atuador hidráulico</p><p>Fonte: Foto de Karolina Grabowska no Pexels: https://www.pexels.com/pt-br/foto/anonimo-apartamento-auto-bota-4506219/</p><p>Outra aplicação dos atuadores é em braços articulados, guindastes, entre outras</p><p>situações presentes na indústria.</p><p>1.5.3 Válvulas</p><p>As válvulas hidráulicas são dispositivos utilizados para regular a pressão do fluido,</p><p>restringindo o fluido em suas seções.</p><p>As válvulas controladoras de pressão deixam que o fluido seja enviado para outro</p><p>compartimento do reservatório, assim que exceder o limite de pressão dentro do circuito,</p><p>ou seja, quando exceder a pressão necessária para o desenvolvimento do trabalho.</p><p>https://www.pexels.com/pt-br/foto/anonimo-apartamento-auto-bota-4506219/</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 17</p><p>As válvulas de sequência de pressão servem para controlar a sequência de</p><p>movimentos do fluido. Além disso, controlam a velocidade do fluido em máquinas</p><p>que possuem esse dispositivo.</p><p>As válvulas redutoras de pressão servem para limitar o valor da pressão de saída</p><p>em relação à pressão inicial, fazendo com que ela fique constante.</p><p>Como todos os sistemas e dispositivos, o sistema hidráulico tem vantagens e</p><p>desvantagens que devem ser levadas em consideração quando da escolha do tipo</p><p>de acionamento (mecânico, elétrico, hidráulico ou pneumático).</p><p>1.6 Vantagens e desvantagens do sistema hidráulico</p><p>Geralmente, o acionamento hidráulico é selecionado quando não é possível a</p><p>utilização de um sistema elétrico ou mecânico e quando o pneumático não atende</p><p>o especificado.</p><p>Segundo Fialho (2019) o sistema hidráulico é preferível quando é necessária a</p><p>aplicação de uma grande força em uma pequena área.</p><p>O quadro a seguir apresenta algumas vantagens e desvantagens do sistema</p><p>hidráulico em relação aos sistemas mecânico e elétrico.</p><p>Vantagens Desvantagens</p><p>Fácil instalação dos diversos elementos Perdas por vazamentos internos em todos os</p><p>componentes</p><p>Permite inversão rápida e suave dos</p><p>movimentos</p><p>Perdas por atritos internos e externos.</p><p>Permite ajuste micrométrico da velocidade Perdas de pressão nas tubulações (distribuídas) e</p><p>nas válvulas e conexões (localizadas)</p><p>São sistemas autolubrificados Baixo rendimento se comparado com os demais</p><p>sistemas (𝜂 ~ 30%)</p><p>Melhor relação peso × tamanho × potência</p><p>consumida</p><p>Transformação da energia elétrica em mecânica e</p><p>mecânica em hidráulica para, posteriormente, ser</p><p>transformada novamente em mecânica.</p><p>Fácil proteção contra esforços excessivos Elevado custo inicial se comparado com os demais.</p><p>Devido a boa condutividade térmica do</p><p>óleo, pode dispensar os trocadores de</p><p>calor.</p><p>Perigo de incêndio pelo fato do óleo ser inflamável</p><p>e em zonas muito quentes ou muito frias o trocador</p><p>de calor é necessário</p><p>Quadro 1 – Vantagens e desvantagens do sistema hidráulico em relação aos mecânico e elétrico</p><p>Fonte:Adaptado de Fialho (2019, p. 35)</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 18</p><p>As vantagens e desvantagens do sistema hidráulico, devem ser levadas em</p><p>consideração quando os engenheiros e projetistas forem dimensionar o tipo de</p><p>acionamento da sua máquina ou dispositivo e com isso aproveitar o que tem de</p><p>melhor em cada sistema, e minimizando as desvantagens, sempre que possível.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 19</p><p>CAPÍTULO 2</p><p>PRINCÍPIOS DA HIDRÁULICA</p><p>Neste conteúdo, você vai estudar sobre os princípios que regem a hidráulica, como</p><p>a pressão, vazão e densidade. A compreensão desses parâmetros é de fundamental</p><p>importância para o dimensionamento e análise dos circuitos hidráulicos.</p><p>A hidrostática é uma área da hidráulica, cuja base é a Lei de Pascal. Essa lei diz</p><p>que num fluido em repouso a pressão é igual em todos os pontos do fluido.</p><p>2.1 Pressão e a Lei de Pascal</p><p>A pressão é definida pela força atuante em uma determinada área, sendo:</p><p>Onde P = Pressão [Pa]</p><p>F = Força [N]</p><p>A = Área []</p><p>De acordo com a lei de Pascal, quando um fluido está em repouso, a pressão</p><p>distribui-se igualmente em todas as direções, independente do formato do recipiente.</p><p>A figura a seguir apresenta a representação da lei de Pascal.</p><p>Título: Princípio de Pascal</p><p>Fonte: Filho (2018, p. 19)</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 20</p><p>Esse princípio é amplamente utilizado em diversas aplicações, como freios de</p><p>automóveis, prensas hidráulicas, entre outras situações. Para entendermos a aplicação</p><p>vamos estudar um pouco mais a pressão.</p><p>A pressão se apresenta, basicamente, de duas formas:</p><p>• Pressão absoluta;</p><p>• Pressão relativa.</p><p>A pressão absoluta está diretamente ligada ao zero absoluto, já a pressão relativa</p><p>é conhecida como pressão manométrica e refere-se a pressão atmosférica do local</p><p>onde está sendo medida (Patm). No nível do mar a pressão atmosférica média está</p><p>em torno de 760 mmHg (milímetros de mercúrio) ou 1,0 kgf/cm2.</p><p>A pressão manométrica pode ser medida por um instrumento chamado de manômetro</p><p>e que muitas vezes está presente nas bombas hidráulicas e nos reservatórios de ar</p><p>(que serão discutidos na pneumática).</p><p>ANOTE ISSO</p><p>Ao ler a pressão em um manômetro, é de fundamental importância saber qual a</p><p>unidade da pressão que está sendo medida por ele. Então precisamos conhecer as</p><p>conversões de unidades.</p><p>A pressão absoluta é a soma da pressão atmosférica com a</p><p>https://www.google.com.br/books/edition/Fundamentos_de_instrumenta%C3%A7%C3%A3o_comandos/VmVADwAAQBAJ?hl=pt-BR&gbpv=1&dq=Fundamentos+de+instrumenta%C3%A7%C3%A3o+-+comandos+eletropneum%C3%A1ticos&printsec=frontcover</p><p>_heading=h.gjdgxs</p><p>_heading=h.30j0zll</p><p>_heading=h.1fob9te</p><p>_heading=h.3dy6vkm</p><p>_heading=h.el54e68xk428</p><p>_heading=h.kl30sivvypop</p><p>_heading=h.1ugpplrl01w4</p><p>_heading=h.gs4uku5rdx7p</p><p>_heading=h.g6uuszcjwupm</p><p>_heading=h.6395qktz9cya</p><p>_heading=h.3znysh7</p><p>_heading=h.h2wn4fdxe25e</p><p>_heading=h.xwiysibc15wc</p><p>_heading=h.13dbrk91x30e</p><p>_heading=h.osc6v1qp83lx</p><p>_heading=h.kxu5q8rgama9</p><p>_heading=h.d2gcasj5ji28</p><p>_heading=h.2et92p0</p><p>_heading=h.ar15lrhmmccg</p><p>_heading=h.puo3fgq42eec</p><p>_heading=h.kzropktjnsxm</p><p>_heading=h.85sai8st1269</p><p>_heading=h.h2xoiwu3fnuj</p><p>_heading=h.vcuwqln7brkd</p><p>_heading=h.mgooj8rl13uz</p><p>_heading=h.f8fc37oj4xhm</p><p>_heading=h.ryunqy66by8f</p><p>_heading=h.y9pkd6321oog</p><p>_heading=h.fak48tn1vvk8</p><p>_heading=h.6uncmg7aiwoa</p><p>_heading=h.1ksv4uv</p><p>_heading=h.gjdgxs</p><p>_heading=h.30j0zll</p><p>_heading=h.kl37hv4ua4g3</p><p>_heading=h.48mzsg9k307</p><p>_heading=h.eu953p9rmawx</p><p>_heading=h.3dy6vkm</p><p>_heading=h.v98zizyrmc98</p><p>_heading=h.lt79eyoixdio</p><p>_heading=h.2ufv1kugfr4d</p><p>_heading=h.fkqspk2ztg8g</p><p>_heading=h.np06wi12kg00</p><p>_heading=h.reo9xxf7gw5j</p><p>_heading=h.u9e5uh88coo3</p><p>_heading=h.89nwqyolt7jv</p><p>_heading=h.b0cji91zurzb</p><p>_heading=h.olbfgmcys1j</p><p>_heading=h.ei4rczanco97</p><p>_heading=h.7bdcsvjvbi8v</p><p>_heading=h.l9der5wzf1iw</p><p>_heading=h.6q4rt1rk81ip</p><p>_heading=h.lr25rsftopt1</p><p>_heading=h.ei4rczanco97</p><p>_heading=h.mq5m584r9ske</p><p>_heading=h.z3rveqv2x84o</p><p>_heading=h.z9ab4bygamw</p><p>_heading=h.nmxx1fo6yhsa</p><p>_heading=h.80t4a9awiivr</p><p>_heading=h.7ekku6vyawea</p><p>_heading=h.htx65olda1qw</p><p>_heading=h.j2cqsv7hr74a</p><p>_heading=h.lp34i0fmamkc</p><p>_heading=h.5g53h3dh74ru</p><p>_heading=h.u1mopjb0wuwy</p><p>_heading=h.kavmrwkc95i9</p><p>_heading=h.t6ldjbs1a18g</p><p>_heading=h.mdato0k3mw4r</p><p>_heading=h.udflnk82meyp</p><p>_heading=h.311hq431u17m</p><p>_heading=h.yuwl4i7pujk9</p><p>_heading=h.5ylyb3suphm</p><p>_heading=h.drakzud3xcm6</p><p>_heading=h.lkwqac68dmkf</p><p>_heading=h.wm0q51qpme8h</p><p>_heading=h.g7q2egmqc6x0</p><p>_heading=h.nk4q5zjru0k5</p><p>_heading=h.qu5ywfvmfljh</p><p>_heading=h.v78t348y1yo9</p><p>_heading=h.pu27ry9o8crf</p><p>_heading=h.fn9i2djne5ms</p><p>_heading=h.sqf5cye5w45v</p><p>_heading=h.z01emj9u8eyq</p><p>_heading=h.cjwa8ssa3wek</p><p>_heading=h.1fob9te</p><p>_heading=h.qpysx7e4d2tl</p><p>_heading=h.oeihpp969fzk</p><p>_heading=h.kwt01ex2i74v</p><p>_heading=h.3dy6vkm</p><p>_heading=h.1t3h5sf</p><p>_heading=h.3pgsp1er4r2e</p><p>_heading=h.3znysh7</p><p>_heading=h.rczt1vycdt4l</p><p>_heading=h.ovqpfany65lk</p><p>_heading=h.uxqnjj4bzfap</p><p>_heading=h.uwqec61jjfm3</p><p>_heading=h.mvjmgorwdg0s</p><p>_heading=h.54hoh349zfab</p><p>_heading=h.lnxbz9</p><p>_heading=h.r2k0co8w4leu</p><p>_heading=h.35nkun2</p><p>_heading=h.64vi1m9gi7ud</p><p>_heading=h.gjdgxs</p><p>_heading=h.30j0zll</p><p>_heading=h.es8oscsipz28</p><p>_heading=h.hbpmx8qgsmqh</p><p>_heading=h.cbnz76t0sj57</p><p>_heading=h.a6ifibpgducj</p><p>_heading=h.mixhkj4nif0z</p><p>_heading=h.ylv01yig9e17</p><p>_heading=h.1fob9te</p><p>_heading=h.32ium4ri4khu</p><p>_heading=h.fmxqpj30s2pf</p><p>_heading=h.ej7v4d1dh33</p><p>_heading=h.o284r1om3jh2</p><p>_heading=h.7nx5krgxojn</p><p>_heading=h.yicks4s35x77</p><p>_heading=h.dxm8rwhjlk2</p><p>_heading=h.sr3tbgepo6wf</p><p>_heading=h.hl1a3xg7m1uj</p><p>_heading=h.q464zh9sgm8z</p><p>_heading=h.6beh8btqdlzb</p><p>_heading=h.g4mw78uckcja</p><p>_heading=h.4lejqvm4pv0d</p><p>_heading=h.1ze2g2laf3mx</p><p>_heading=h.5h6dui62pg7f</p><p>_heading=h.r2ugg423fmz6</p><p>_heading=h.1zvcv9o64d19</p><p>_heading=h.h1enz322nkfi</p><p>_heading=h.g7dslnv3skh</p><p>_heading=h.x9xwwfat7k1m</p><p>_heading=h.3e16ep5m3m20</p><p>_heading=h.pfa3k55nkznf</p><p>_heading=h.4mfonejz5g7c</p><p>_heading=h.y6shydmmvv2u</p><p>_heading=h.lmnop1k35f0i</p><p>_heading=h.rd029begvr0g</p><p>_heading=h.a76l9m1apw7h</p><p>_heading=h.urd6u5e5p8e9</p><p>_heading=h.cegsgx614vbr</p><p>_heading=h.etwg4t4qzkzu</p><p>_heading=h.tuvq1kk4aohq</p><p>_heading=h.aolrymj3qk1y</p><p>_heading=h.xy7ko899tsty</p><p>_heading=h.l8iihrupybc8</p><p>_heading=h.ut3kwhgbkg0m</p><p>_heading=h.uh5p1x8od5p2</p><p>_heading=h.4hndj2m19fva</p><p>_heading=h.q1plp7ry7808</p><p>_heading=h.8tfx6w15kawu</p><p>_heading=h.r5wmkvc6wiho</p><p>_heading=h.ii26u260u20i</p><p>_heading=h.3znysh7</p><p>_heading=h.3jhiieivh1dj</p><p>_heading=h.jqo6jieyqocm</p><p>_heading=h.13s8poa4evtg</p><p>_heading=h.cbnz76t0sj57</p><p>_heading=h.a6ifibpgducj</p><p>_heading=h.fnpsyydbx8ej</p><p>_heading=h.2et92p0</p><p>_heading=h.isfdcrrg1cil</p><p>_heading=h.cbnz76t0sj57</p><p>_heading=h.a6ifibpgducj</p><p>_heading=h.z9yvubikaehu</p><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À HIDRÁULICA</p><p>PRINCÍPIOS DA HIDRÁULICA</p><p>BOMBAS HIDRÁULICAS</p><p>MOTORES E ELEMENTOS HIDRÁULICOS</p><p>ELEMENTOS E COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>CIRCUITOS HIDRÁULICOS</p><p>INTRODUÇÃO À PNEUMÁTICA</p><p>A FÍSICA DA PNEUMÁTICA</p><p>GERAÇÃO DE AR COMPRIMIDO</p><p>ATUADORES PNEUMÁTICOS</p><p>ESPECIFICAÇÃO DE ATUADORES PNEUMÁTICOS</p><p>CONTROLES PNEUMÁTICOS</p><p>CIRCUITOS PNEUMÁTICOS</p><p>ESQUEMA DE COMANDOS PNEUMÁTICOS</p><p>AUTOMAÇÃO E SIMULADORES DE CIRCUITOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS</p><p>pressão manométrica</p><p>como mostra a equação a seguir:</p><p>A imagem a seguir mostra as relações entre as pressões absoluta, atmosférica e</p><p>manométrica. Quando a pressão manométrica é negativa é chamada de vácuo.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 21</p><p>Título: Escalas de referência de pressões</p><p>Fonte: Eletrobrás (2005, p. 21)</p><p>A pressão pode ser expressa em diversas unidades e é fundamental que saibamos</p><p>como converter de uma unidade para outra. Essa conversão pode ser feita manualmente</p><p>ou podem ser utilizados aplicativos e sites na internet desenvolvidos para este fim. A</p><p>tabela a seguir apresenta alguns índices de conversão de unidades de pressão.</p><p>kPa kgf/cm2 mmHg mmH2O PSI Bar</p><p>kPa 1 0,0102 7,5006 0,102 0,1450 0,01</p><p>kgf/cm2 88,066 1 735,56 10,3028 14,22 0,9807</p><p>mmHg 0,133 1,36x10-3 1 0,0136 0,0193 1,33x10-3</p><p>mmH2O 9,806 0,1 3,554 1 1,4223 0,0981</p><p>PSI 6,985 0,0703 51,715 0,7030 1 0,0689</p><p>Bar 100 1,0197 750,063 10,1974 14,50 1</p><p>Tabela 1 - Conversão de unidades de pressão</p><p>Fonte: Eletrobrás (2005, p. 22)</p><p>Para entender como utilizar a tabela de conversão, vamos resolver alguns exemplos.</p><p>Exemplo 1 - Uma bomba hidráulica trabalha com uma pressão de 100 PSI. Converta</p><p>essa pressão para kgf/cm2.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 22</p><p>Solução:</p><p>Entra na tabela na linha onde tem o PSI (linha 6) e vai até a coluna da unidade</p><p>desejada (kgf/cm2) que, no caso é a terceira coluna e o índice de conversão estará</p><p>na interseção entre a linha e a coluna e neste caso será 0,0703. Então multiplicamos</p><p>o valor que desejamos converter por esse índice e temos:</p><p>Vamos ver mais um exemplo?</p><p>Exemplo 2 - Numa indústria um equipamento estava indicando a pressão em 50</p><p>mmH2O e deseja-se obter essa pressão em Bar.</p><p>Solução:</p><p>Entra na tabela na linha onde tem o mmH2O (linha 5) e vai até a coluna da unidade</p><p>desejada (Bar) que, no caso é a última coluna e o índice de conversão estará na</p><p>interseção entre a linha e a coluna e neste caso será 0,0981. Então multiplicamos o</p><p>valor que desejamos converter por esse índice e temos:</p><p>Com esses exemplos podemos ver que a conversão de unidades fica bem fácil de</p><p>ser feita, não é mesmo?</p><p>Agora suponhamos que temos um cilindro hidráulico que está elevando um veículo</p><p>(como mostrado na figura a seguir) e para encontrarmos a pressão do fluido temos</p><p>que considerar alguns parâmetros.</p><p>Título: Relação de pressão em um cilindro hidráulico</p><p>Fonte: Fialho (2019, p. 18)</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 23</p><p>Onde:</p><p>P = Pressão na câmara [N/m2]</p><p>F = Força peso exercida pela massa [N]</p><p>A = Área do pistão [m2]</p><p>m = massa [kg]</p><p>Já um reservatório contendo um fluido, como mostrado na figura a seguir, podemos</p><p>obter a pressão hidrostática.</p><p>Título: Relação de pressão em um reservatório contendo um fluido</p><p>Fonte: Fialho (2019, p. 19)</p><p>Neste caso a pressão hidrostática é encontrada através da seguinte equação:</p><p>Em que: • PH</p><p>PH = Pressão hidrostática [N/m2]</p><p>ρ = Massa específica do fluido [kg/m3]</p><p>g = Aceleração da gravidade [m/s2]</p><p>h = Altura manométrica do fluido [m]</p><p>Pman = Pressão manométrica [kPa]</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 24</p><p>ISTO ESTÁ NA REDE</p><p>As conversões de unidades podem ser realizadas em sites na internet e deixo aqui</p><p>três sites que podem ser utilizados para a conversão de unidades.</p><p>Links: www.convertworld.com ; https://www.ipem.sp.gov.br/index.php/servicos/conv-</p><p>uni ; https://www.converter-unidades.info/conversor-de-unidades.php?tipo=druck</p><p>O próximo tópico está relacionado à hidrodinâmica e é um parâmetro muito</p><p>importante na hidráulica, que é o estudo da vazão.</p><p>2.2 Vazão</p><p>Segundo Filho (2018) a vazão é definida como a quantidade de fluido por unidade</p><p>de tempo que passa em uma determinada seção. Sendo representada pela letra Q a</p><p>vazão pode ser escrita como:</p><p>Onde: Q = vazão; v = velocidade e A = área da seção</p><p>Deve-se tomar cuidado com o uso das unidades já que a vazão, geralmente é dada</p><p>em litros por minuto (l/min), a velocidade em metros por segundo (m/s) e a área da</p><p>seção em centímetros quadrados (cm2). Pela lei das vazões, se as seções de entrada</p><p>e saída do fluido forem iguais a vazão será igual e se as seções forem diferentes a</p><p>vazão será diferente. Essa situação está apresentada na imagem a seguir.</p><p>Título: Princípio de Pascal</p><p>Fonte: Filho (2018, p. 20)</p><p>http://www.convertworld.com</p><p>https://www.ipem.sp.gov.br/index.php/servicos/conv-uni</p><p>https://www.ipem.sp.gov.br/index.php/servicos/conv-uni</p><p>https://www.converter-unidades.info/conversor-de-unidades.php?tipo=druck</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 25</p><p>Se Q1 = Q2 e Q1 = A1v1 e Q2 = A2v2 então temos a equação de continuidade dada por:</p><p>A1v1 = A2v2</p><p>Onde</p><p>A = Área da seção transversal</p><p>v = velocidade</p><p>Q = vazão</p><p>2.2.1 Tipos de escoamento</p><p>O escoamento do fluido em tubulações pode ser de dois tipos, sendo eles laminar</p><p>ou turbulento conforme mostra a imagem a seguir.</p><p>Título: Tipos de escoamento</p><p>Fonte: Filho (2018, p. 21)</p><p>O escoamento laminar ocorre quando a velocidade nas paredes internas do tubo</p><p>é nula e a velocidade máxima ocorre na região central do escoamento e isto ocorre</p><p>em baixas velocidades e o escoamento ocorre como se estivesse em uma lâmina.</p><p>ANOTE ISSO</p><p>Em 1883, um cientista chamado Osborne Reynolds realizou um experimento com</p><p>um tubo de vidro inserido em um recipiente de vidro onde foi introduzido um fluido</p><p>com corante e abrindo uma válvula de controle de vazão ele observou dois tipos</p><p>de escoamento. O primeiro ocorreu com a válvula pouco aberta e o fluido escoa</p><p>de forma linear, abrindo mais a válvula o fluido escoa em trajetórias indefinidas. Ele</p><p>chamou o primeiro de escoamento linear e o segundo de turbulento.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 26</p><p>O escoamento turbulento ocorre em maiores velocidades e a velocidade crítica</p><p>ocorre de forma giratória e irregular e nessa condição há maiores perdas hidráulicas</p><p>e uma elevação na resistência ao escoamento.</p><p>Para definir o tipo de escoamento utilizamos um parâmetro chamado de Número</p><p>de Reynolds que é calculado pela seguinte equação.</p><p>Sendo:</p><p>Re = Número de Reynolds [valor adimensional]</p><p>𝜌 = massa específica do fluido [kg/m3]</p><p>v = velocidade média do fluido [m/s]</p><p>D = Diâmetro interno do tubo [m]</p><p>𝜇 = viscosidade dinâmica do fluido [Pa.s]</p><p>𝜈 = viscosidade cinemática 𝜈 = 𝜇 / 𝜌 [m2/s]</p><p>Se Re < 2.100 dizemos que o escoamento é laminar</p><p>Se 2.100 < Re < 4.000 dizemos que há uma transição entre o escoamento laminar</p><p>e turbulento e</p><p>Se Re > 4.000 então o fluido é considerado turbulento.</p><p>O escoamento turbulento é o mais comum na prática, enquanto o escoamento</p><p>laminar é muito raro em sistemas de água.</p><p>Vamos ver um exemplo de cálculo do número de Reynolds?</p><p>Exemplo 3 - Considere dois tubos distintos, sendo um com diâmetro de 2,75 cm e</p><p>outro com diâmetro de 0,5 cm. Em ambos os tubos flui água com número de Reynolds</p><p>2.200. Sabendo que a água tem densidade de 1000 kg/m3 e viscosidade de 0,00133</p><p>Pa.s, encontre a velocidade do fluido no tubo 1 e no tubo 2.</p><p>Solução:</p><p>No tubo 1 o diâmetro é 2,75 cm = 0,0275 m, densidade é o mesmo que massa</p><p>específica logo 𝜌 = 1000 kg/m3, a viscosidade é 𝜇 = 0,00133 Pa.s e Re = 2200.</p><p>Substituindo na fórmula de Reynolds temos:</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 27</p><p>Já para o tubo 2 temos:</p><p>Observa-se que num tubo com diâmetro menor, com o mesmo número de Reynolds</p><p>e o mesmo fluido, a velocidade é maior.</p><p>2.3 Viscosidade</p><p>Segundo Filho (2018) a viscosidade é definida como a resistência que o fluido</p><p>oferece ao escoamento. Quanto maior a viscosidade maior essa dificuldade.</p><p>A essa viscosidade dá-se o nome de viscosidade dinâmica e para os fluidos ela</p><p>varia de acordo com a temperatura, ou</p><p>seja quanto maior a temperatura menor a</p><p>viscosidade.</p><p>A viscosidade cinemática é a relação entre a viscosidade dinâmica e a densidade</p><p>do fluido.</p><p>ISTO ACONTECE NA PRÁTICA</p><p>Se compararmos a viscosidade da água, por exemplo, com a viscosidade do óleo,</p><p>qual fluido você acha que tem maior resistência ao escoamento? A água ou o</p><p>óleo? Na prática diz-se que a água é um fluido “fino”, ou seja tem baixa viscosidade,</p><p>enquanto o óleo é chamado de fluido “grosso” pois possui uma alta viscosidade.</p><p>A viscosidade dos óleos pode ser medida através de instrumentos chamados de</p><p>viscosímetros. Esses instrumentos medem a resistência do fluido de diversas formas</p><p>sendo que, segundo Filho (2018) o mais comum é o viscosímetro de Saybolt que está</p><p>representado na figura a seguir.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 28</p><p>Título: Viscosímetro de Saybolt</p><p>Fonte: Filho (2018, p. 33)</p><p>Nesse instrumento é medida a viscosidade SSU (Segundos Saybolt Universal), que</p><p>é dado pelo tempo em segundos que 60 ml de óleo passa por um orifício a 38ºC. Além</p><p>do sistema SSU, existem outros, como Stoke, centistoke, graus Englert, etc.</p><p>A viscosidade do óleo varia de acordo com a temperatura. A tabela a seguir apresenta</p><p>algumas unidades de viscosidade de alguns tipos de óleos.</p><p>Código do óleo</p><p>Ponto médio de</p><p>viscosidade cSt</p><p>Viscosidade cinemática, cSt</p><p>Equivalência</p><p>aproximada SUS(ISO 3448 /</p><p>ASTM D-2422)</p><p>Mínimo Máximo</p><p>ISO VG-10 10 9,0 11,0 60</p><p>ISO VG-46 46 41,4 50,6 215</p><p>ISO VG-150 150 135 165 700</p><p>ISO VG-680 680 612 748 3150</p><p>Tabela 1 – Índices de viscosidade</p><p>Fonte: Adaptado de Filho (2018, p. 34 )</p><p>O índice de viscosidade é a medida que relaciona a variação da viscosidade com a</p><p>variação da temperatura. Esse índice é importante quando o sistema hidráulico não</p><p>possui um bom controle de temperatura ou quando existe uma grande variação na</p><p>escala termométrica.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 29</p><p>2.3.1 Aditivos</p><p>Para a melhoria do óleo é importante a utilização de aditivos que têm a função</p><p>de preservar o sistema hidráulico de outros tipos de ataques físico-químicos. Esses</p><p>aditivos podem ser dos seguintes tipos:</p><p>• Antioxidação;</p><p>• Antiespumante;</p><p>• Antidesgastante;</p><p>• Detergentes.</p><p>Quando selecionamos um determinado óleo para um sistema hidráulico é importante</p><p>que ele seja dimensionado corretamente, com o objetivo de otimizar o sistema.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 30</p><p>CAPÍTULO 3</p><p>BOMBAS HIDRÁULICAS</p><p>As bombas hidráulicas são utilizadas nos sistemas hidráulicos com a função de</p><p>transformar a energia mecânica em energia hidráulica. As bombas podem ser dos tipos</p><p>hidrodinâmicos e hidrostáticos. Nos sistemas hidráulicos é mais comum o uso das</p><p>bombas hidrostáticas que são bombas de deslocamento positivo e que fornecem uma</p><p>determinada quantidade de fluido por ciclo ou rotação. A saída da bomba independe</p><p>da pressão, exceto nas perdas de carga e vazamentos</p><p>3.1 Bombas e motores hidráulicos</p><p>As bombas hidráulicas transformam a energia mecânica em energia hidráulica,</p><p>enquanto que os motores hidráulicos transformam a energia hidráulica em energia</p><p>mecânica (o inverso da bomba).</p><p>Título: Motores hidráulicos</p><p>Fonte: Parker (2018, p. 194)</p><p>Na aplicação de sistemas hidráulicos é mais vantajosa a utilização de motores</p><p>hidráulicos em relação aos motores elétricos..</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 31</p><p>3.2 Dimensionamento de bombas hidráulicas</p><p>As bombas hidráulicas, geralmente são dimensionadas pela pressão máxima de</p><p>operação, pela vazão (no caso das bombas de deslocamento positivo, chamada de</p><p>deslocamento) e pela rotação.</p><p>ANOTE ISSO</p><p>A faixa de pressão que uma bomba suporta é definida pelo fabricante e está</p><p>diretamente ligada à vida útil da bomba. Caso a bomba opere com pressões</p><p>superiores às que foi projetada sua vida útil pode ser reduzida.</p><p>A seleção da bomba mais adequada vai depender dos atuadores e das características</p><p>do sistema (FILHO, 2018), bem como da vazão do óleo hidráulico para depois dimensionar</p><p>a bomba e o motor.</p><p>Outros dados importantes na seleção da bomba e do motor são a pressão e as</p><p>perdas de carga nas linhas.</p><p>Fialho (2019) estabelece algumas equações para o cálculo do tamanho nominal</p><p>da bomba e são elas:</p><p>Deslocamento (cilindrada):</p><p>Momento de torção absorvido:</p><p>Potência absorvida:</p><p>Onde:</p><p>• Vg = Volume de absorção [cm3/rotação]</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 32</p><p>• Mt = Torque absorvido [N.m]</p><p>• n = Rotação [900 a 1800 RPM]</p><p>• ηv = Rendimento volumétrico [0,91 – 0,93]</p><p>• ηmh =Rendimento mecânico – hidráulico [0,82 – 0,97]</p><p>• ηt = Rendimento total [0,75 – 0,90] = (ηmh x ηv)</p><p>• QB = Vazão da bomba [LPM]</p><p>• N = Potência absorvida [kW]</p><p>Fialho (2019) apresenta um exemplo de aplicação que é o seguinte:</p><p>Exemplo 1 - Para a bomba de QB = 32,6 l/min, e supondo que ela esteja acoplada</p><p>a um motor elétrico com n = 1750 RPM, calcule o deslocamento (Vg), a potência (N)</p><p>e o momento de torção (Mt). Considere ∆P = 100 bar, ηv = 0,92 e ηmh = 0,87.</p><p>Solução:</p><p>Primeiro calculamos o deslocamento da bomba através da equação:</p><p>Agora calculamos o momento de torção absorvido através da equação:</p><p>E por fim fazemos o cálculo da potência absorvida através da equação:</p><p>Com esses dados calculados vai-se em uma (de inúmeras) tabelas de um fornecedor</p><p>e escolhe-se a bomba que se adequa aos valores calculados. A tabela a seguir é uma</p><p>tabela de bomba de engrenagem de um determinado fornecedor.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 33</p><p>Tabela 1 - Bomba de engrenagem de um fornecedor</p><p>Fonte: Fialho (2019, p. 65)</p><p>Com base nos dados calculados escolhe-se a bomba 022 com a pressão de 100</p><p>Bar (última linha da tabela para o modelo) e 100 Bar de pressão (3ª coluna de pressão)</p><p>sendo os dados da bomba:</p><p>3.3 Tipos de bombas hidráulicas</p><p>As bombas podem ser de dois tipos: hidrodinâmicas e hidrostáticas. Nos sistemas</p><p>hidráulicos as mais utilizadas são as hidrostáticas que podem ser chamadas de</p><p>bombas de deslocamento positivo. Os principais tipos de bombas estão presentes na</p><p>figura a seguir. As bombas de engrenagens e palhetas possuem movimento rotativo,</p><p>enquanto as bombas de pistão possuem movimento alternativo.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 34</p><p>Título: Tipos de bombas</p><p>Fonte: Elaborado pela autora (2023)</p><p>ISTO ESTÁ NA REDE</p><p>Para conhecer um pouco mais das bombas hidráulicas assista ao vídeo no link a</p><p>seguir: https://goo.gl/dG4q6A</p><p>Na sequência vamos conhecer os principais tipos de bombas utilizadas nos sistemas</p><p>hidráulicos e suas principais características.</p><p>3.3.1 Bombas de engrenagem</p><p>As bombas de engrenagem são compostas, basicamente, por duas engrenagens,</p><p>sendo uma movida e outra motora. A engrenagem motora é ligada ao eixo que está</p><p>conectado ao elemento que fornece a energia, como o motor, por exemplo.</p><p>3.3.1.1 Bombas de engrenagem externas</p><p>A bomba de engrenagens externas é composta por duas engrenagens que giram</p><p>em sentidos contrários, conforme figura a seguir.</p><p>https://goo.gl/dG4q6A</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 35</p><p>Título: Bomba de engrenagens externas</p><p>Fonte: Fialho (2019, p. 67)</p><p>Esse tipo de bomba é utilizada para vazões até 660 LPM (Litros por minuto) e</p><p>pressões de até 210 Bar. Ou seja, a bomba é recomendada para baixa e média vazão</p><p>e para alta pressão.</p><p>3.3.1.2 Bombas de engrenagens internas e gerotor</p><p>A bombas de engrenagens interna é aquela na qual a câmara de bombeamento é</p><p>formada entre os dentes da engrenagem e possuem um anel de vedação em forma</p><p>de meia lua, como pode ser visto na figura a seguir.</p><p>Título: Bomba de engrenagens internas</p><p>Fonte: Fialho (2019, p. 68)</p><p>COMANDOS</p><p>HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 36</p><p>A bomba tipo gerotor é um tipo específico da bomba de engrenagem interna, com</p><p>a diferença que nela não há o anel de vedação, pois as pontas do rotor interno fazem</p><p>contato com o rotor externo para vedar a câmara. A figura a seguir apresenta esse</p><p>tipo de bomba.</p><p>Título: Bomba tipo gerotor</p><p>Fonte: Fialho (2019, p. 69)</p><p>3.3.1.3 Bombas de lóbulos</p><p>A bomba de lóbulos funciona de acordo com o mesmo princípio da bomba de</p><p>engrenagem externa, porém adquire uma maior cilindrada. É como se os lóbulos</p><p>fossem engrenagens de 3 dentes e o volume deslocado é maior. A figura a seguir</p><p>apresenta esse tipo de bomba.</p><p>Título: Bomba de lóbulos</p><p>Fonte: Fialho (2019, p. 69)</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 37</p><p>As bombas de engrenagem externa têm baixo custo e robustez mas, por outro</p><p>lado, possuem a desvantagem de vida útil reduzida devido ao desgaste das peças e,</p><p>no caso de engrenagens de dentes retos, possuem alto nível de ruído. Já a bomba de</p><p>engrenagens internas possui menor nível de ruído, porém é mais cara, o que limita a</p><p>sua aplicação.</p><p>3.3.2 Bombas de palhetas</p><p>As bombas de palhetas funcionam com um rotor com palhetas que se deslocam</p><p>de forma excêntrica. O funcionamento pode ser entendido no vídeo apresentado no</p><p>objeto a seguir</p><p>ISTO ACONTECE NA PRÁTICA</p><p>A bomba de palhetas tem o funcionamento relativamente simples e pode ser visto</p><p>no vídeo a seguir: https://www.youtube.com/watch?v=sAsGGNuVwqE</p><p>A imagem a seguir apresenta uma representação da bomba de plahetas com suas</p><p>partes principais.</p><p>Título: Bomba de palhetas</p><p>Fonte: Fialho (2019, p. 70)</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=sAsGGNuVwqE</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 38</p><p>As bombas de palhetas atendem a uma faixa que vai de pequena a grande vazão</p><p>(16 a 129 LPM), com pressões de trabalho de até 200 bar. São seguras, eficientes,</p><p>de fácil manutenção. É importante que a bomba trabalhe com os fluidos adequados</p><p>e limpos para aumentar a vida útil da bomba.</p><p>Elas podem ser dos tipos balanceada e de deslocamento variável. Normalmente</p><p>as bombas são de vazão constante e é praticamente inviável a variação da vazão da</p><p>bomba, mas uma bomba de palheta pode ser projetada de modo que a distância de</p><p>deslocamento das palhetas possa ser modificada, sendo essa conhecida como uma</p><p>bomba de palheta de volume variável.</p><p>3.3.3 Bombas de pistão</p><p>As bombas de pistão podem ser dos tipos radial e axial, sendo que ambas têm o</p><p>mesmo princípio de funcionamento, ou seja, o fluido é succionado em um sentido e</p><p>expulso no sentido contrário.</p><p>3.3.3.1 Bomba de pistão radial</p><p>A bomba de pistão radial possui de cinco a nove pistões distribuídos radialmente</p><p>em um conjunto. Os êmbolos deslocam-se com atrito leve dentro do rotor e, sob a</p><p>ação de molas, deslizam sobre a superfície interna do anel excêntrico em relação ao</p><p>rotor. A figura a seguir apresenta uma representação da bomba de pistão radial.</p><p>Título: Bomba de pistões radiais</p><p>Fonte: Fialho (2019, p. 71)</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 39</p><p>A rotação do rotor provoca um movimento retilíneo alternativo dos êmbolos dentro</p><p>dos cilindros. (Fialho, 2019)</p><p>3.3.3.2 Bomba de pistão axial</p><p>A bomba de pistões axiais trabalha de forma semelhante a de pistões radiais, com</p><p>a diferença da posição dos pistões que estão dispostos paralelamente ao eixo. Essas</p><p>bombas podem ser de volume constante ou de volume variável. A figura a seguir</p><p>apresenta uma representação desse tipo de bomba.</p><p>Título: Bomba de pistões axiais</p><p>Fonte: Fialho (2019, p. 72)</p><p>As bombas de pistão trabalham com altas pressões (até 700 Bar) e possuem um</p><p>alto rendimento volumétrico (em torno de 95%).</p><p>3.4 Instalação e operação das bombas hidráulicas</p><p>Assim como qualquer equipamento mecânico ou elétrico, as bombas hidráulicas</p><p>também exigem cuidados especiais em suas instalações e manutenções. Alguns</p><p>aspectos devem ser observados, como o alinhamento entre os eixos da bomba e do</p><p>motor e o sentido correto de rotação.</p><p>O desalinhamento pode ser angular ou axial e em ambos os casos pode causar</p><p>sérios danos à bomba como a quebra prematura logo no início da operação. Por</p><p>melhor que seja o processo de alinhamento, ainda pode restar algum desnível e por</p><p>essa razão é recomendável o uso de acoplamentos flexíveis.</p><p>Quanto ao sentido de rotação, caso uma bomba que gire a direita seja instalada no</p><p>sentido contrário ela não irá succionar o fluido e trabalhará a seco o que pode ocasionar</p><p>danos à estrutura da bomba levando até ao rompimento do eixo. (FIALHO, 2019).</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 40</p><p>CAPÍTULO 4</p><p>MOTORES E ELEMENTOS</p><p>HIDRÁULICOS</p><p>O motor hidráulico tem a função de converter a energia hidráulica em energia</p><p>mecânica, função essa contrária à da bomba hidráulica que converte a energia mecânica</p><p>em hidráulica. Neste capítulo estudaremos os motores hidráulicos.</p><p>4.1 Motores hidráulicos</p><p>Os motores elétricos são amplamente utilizados na indústria, porém, quando falamos</p><p>de sistemas hidráulicos esse tipo de motor não é muito utilizado, sendo o motor</p><p>hidráulico o mais utilizado para esta função.</p><p>As principais vantagens dos motores hidráulicos, em relação aos elétricos são</p><p>(PARKER, 2018):</p><p>• Possibilidade de reversão instantânea do eixo do motor;</p><p>• Pode ficar carregado por um longo período sem causar maiores danos;</p><p>• Em toda sua faixa de velocidade há a possibilidade de controle do torque;</p><p>• Pode-se frear dinamicamente com facilidade;</p><p>• Menor relação peso-potência, sendo de 0,22 kg/HP para os motores hidráulicos</p><p>contra 4,5 kg/HP para motores elétricos</p><p>ISTO ESTÁ NA REDE</p><p>O que são os motores hidráulicos? Basicamente, eles são equipamentos que</p><p>transformam a energia hidráulica em energia mecânica. Para saber mais sobre</p><p>esses equipamento acesse o site: https://hidraulicaepneumatica.com/o-que-sao-</p><p>motores-hidraulicos/</p><p>Existem diversos tipos de motores hidráulicos e é o que iremos estudar no próximo</p><p>tópico. Estruturalmente os motores se assemelham às bombas hidráulicas e segundo</p><p>Fialho (2019) eles até podem ser utilizados ora como motores e ora como bombas.</p><p>https://hidraulicaepneumatica.com/o-que-sao-motores-hidraulicos/</p><p>https://hidraulicaepneumatica.com/o-que-sao-motores-hidraulicos/</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 41</p><p>4.1.1 Tipos de Motores hidráulicos</p><p>Os motores podem ser divididos em vazão fixa e vazão variável.. A figura a seguir</p><p>apresenta os tipos de motores mais utilizados de cada categoria.</p><p>Título: Tipos de motores</p><p>Fonte: Elaborado pela autora (2023)</p><p>A figura a seguir apresenta três exemplos de alguns motores hidráulicos que são</p><p>amplamente utilizados nos circuitos hidráulicos. Os dois primeiros são do tipo pistão</p><p>e o terceiro é do tipo de engrenagens externas.</p><p>Título: Exemplos de motores</p><p>Fonte: Adaptado de Fialho (2019, p.74)</p><p>Como os motores são semelhantes às bombas hidráulicas em relação à construção</p><p>não iremos entrar em detalhes, já que abordamos esses detalhes no capítulo que</p><p>tratamos das bombas hidráulicas.</p><p>No próximo tópico veremos o dimensionamento dos motores hidráulicos. Vamos lá?</p><p>4.1.2 Dimensionamento de Motores hidráulicos</p><p>Antes de começarmos efetivamente a estudar o dimensionamento dos motores</p><p>elétricos é necessário apresentarmos alguns conceitos relevantes, então veja o objeto</p><p>a seguir.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 42</p><p>ANOTE ISSO</p><p>Definição de deslocamento: É representado pela unidade de litros por rotação (L/</p><p>rotação) e é definido como a quantidade de fluido que a câmara recebe por rotação,</p><p>se houver mais de uma câmara deve ser a capacidade de uma câmara multiplicada</p><p>pelo número de câmaras (FIALHO, 2019).</p><p>Outra definição muito</p><p>importante para o dimensionamento dos motores é a definição</p><p>de torque relacionado ao motor hidráulico: Segundo Fialho (2019) o motor hidráulico</p><p>pode ter torque mesmo sem movimento pois para movimentar é preciso que o torque</p><p>seja suficiente para vencer o atrito e a carga. Mesmo sem movimento há gasto de</p><p>energia.</p><p>A pressão também é um fator relevante nos motores e está relacionada ao torque</p><p>e ao deslocamento como veremos na sequência.</p><p>Ao variarmos a pressão, a vazão e/ou o deslocamento há efeitos em outros</p><p>parâmetros como na rotação no torque e na pressão de operação, como podemos</p><p>ver na tabela a seguir.</p><p>Tabela 1 - Carga constante</p><p>Fonte: Fialho (2019, p.75)</p><p>4.1.3 Dimensionamento e seleção de motores hidráulicos</p><p>Nos sistemas hidráulicos utilizamos motores com altos torques e potências e com</p><p>baixas rotações. Nessas aplicações são necessárias também, reversões e controles</p><p>apurados das velocidades. Esta última situação faz com que os motores elétricos</p><p>fiquem praticamente inviáveis em aplicações na hidráulica.</p><p>Uma outra vantagem do motor hidráulico sobre o elétrico é que o hidráulico tem</p><p>uma relação peso-potência bem menor que o elétrico sendo o hidráulico sendo que</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 43</p><p>para cada HP de potência o motor elétrico pesa em torno de 13,6 kg, enquanto o</p><p>hidráulico pesa 5,4 kg.</p><p>Em relação ao rendimento, aí os hidráulicos perdem na comparação com os elétricos</p><p>(de 70 a 85% nos hidráulicos contra 90 a 95% nos elétricos). Uma exceção é o motor</p><p>hidráulico de pistão especial que tem uma maior precisão na construção e possui</p><p>rendimento um pouco superior a 90%.</p><p>ISTO ACONTECE NA PRÁTICA</p><p>Uma situação típica de utilização de motor hidráulico é no levantamento de carga</p><p>onde há, basicamente, o motor, polias, cabos e o peso a ser levantado. Uma das</p><p>aplicações desse sistema é em máquinas agrícolas. O artigo em anexo apresenta</p><p>os componentes hidráulicos em equipamentos agrícolas. Link: https://edisciplinas.</p><p>usp.br/pluginfile.php/7444450/mod_resource/content/1/Material%20extra%20-%20</p><p>oleo_dinamica_componentes_aplicacoes.pdf</p><p>A seguir apresentamos uma situação da utilização do motor hidráulico que é no</p><p>levantamento de uma carga. Veremos também as equações aplicadas a esta situação</p><p>e veremos um exemplo prático de aplicação.</p><p>Título: Motor hidráulico para elevação de cargas</p><p>Fonte: Fialho (2019, p.76)</p><p>https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/7444450/mod_resource/content/1/Material%20extra%20-%20oleo_dinamica_componentes_aplicacoes.pdf</p><p>https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/7444450/mod_resource/content/1/Material%20extra%20-%20oleo_dinamica_componentes_aplicacoes.pdf</p><p>https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/7444450/mod_resource/content/1/Material%20extra%20-%20oleo_dinamica_componentes_aplicacoes.pdf</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 44</p><p>Para o dimensionamento do motor precisamos calcular alguns parâmetros como</p><p>o momento de torção aplicado, a rotação, a potência de saída, a vazão absorvida e</p><p>a pressão.</p><p>Momento de torção aplicado:</p><p>RPM</p><p>Potência de saída</p><p>OBSERVAÇÃO: A potência pode, ainda, ser determinada como o trabalho realizado</p><p>por unidade de tempo. Lembrando que trabalho é o produto da força, ou projeção da</p><p>força, aplicada paralelamente ao plano em que ocorre o deslocamento. Assim:</p><p>Vazão absorvida</p><p>Pressão</p><p>Onde:</p><p>• W = Trabalho [N.m ou J]</p><p>• F = Força necessária para mover a massa [N]</p><p>• N = Potência [kW]</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 45</p><p>• Vg = Volume de absorção [cm3/rotação]</p><p>• S = Deslocamento da carga [m]</p><p>• t = Tempo [s]</p><p>• 𝜃 = Ângulo entre a força F e o plano em que ocorre o deslocamento S</p><p>• Mt = Momento de torção aplicado [N.m]</p><p>• v = Velocidade de deslocamento linear da carga [m/min]</p><p>• ηv = Rendimento volumétrico [0,82 – 0,90]</p><p>• ηmh = Rendimento mecânico – hidráulico [0,85 – 0,95]</p><p>• ηt = Rendimento total [0,70 – 0,85] ηt =(ηmh x ηn )</p><p>• Q = Vazão da bomba [l/min]</p><p>• R = Raio da polia [m]</p><p>• ∆P = Diferencial de pressão entre a entrada e a saída [bar]</p><p>• n = Rotação [RPM]</p><p>Exemplo de aplicação:</p><p>Dimensione o motor hidráulico para elevar uma carga através do sistema de polias.</p><p>Os dados do problema estão apresentados na tabela a seguir:</p><p>Carga F = 600 kg</p><p>Diâmetro da polia D = 20 cm (R = 10 cm)</p><p>Deslocamento da carga S = 20 m</p><p>Tempo para o deslocamento t = 15 s</p><p>Aceleração da gravidade g = 9,81 m/s2</p><p>Rendimento mec-hidraul. 𝜂mh = 0,92</p><p>Rendimento volumétrico 𝜂v = 0,85</p><p>Tabela 2 - dados do exemplo de aplicação</p><p>Fonte: Elaborado pela autora (2023)</p><p>Solução:</p><p>Primeiro calculamos o momento de torção que é função da carga e do raio da</p><p>polia e temos:</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 46</p><p>Na sequência, calculamos a rotação que depende da velocidade (deslocamento/</p><p>tempo) e do raio da polia, logo:</p><p>Agora partimos para o cálculo da potência absorvida que é função do momento</p><p>de torção e da rotação, logo:</p><p>Para o cálculo da vazão é preciso consultar o catálogo do fornecedor e para</p><p>isso escolhemos o tamanho no qual o torque mais se aproxima. No nosso exemplo</p><p>escolhemos o tamanho 107 da tabela 3 onde a pressão de 350 bar o torque fica em</p><p>595 N.m e para 400 bar fica em 680 N.m, então temos que Vg = 106,7 cm3/rotação,</p><p>logo temos:</p><p>Tabela 3 - Motor de pistões axiais com volume de absorção Vg fixo do Tipo AA2FM – a rotação de saída é diretamente proporcional à vazão de entrada e</p><p>inversamente proporcional ao volume de absorção.</p><p>Fonte: Adaptado de Fialho (2019, p. 79)</p><p>Por fim calculamos a pressão que é função do torque, do deslocamento volumétrico</p><p>e do rendimento mecânico-hidráulico, e temos:</p><p>A figura a seguir apresenta um circuito hidráulico com uma possível aplicação da</p><p>condição apresentada.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 47</p><p>4.2 Elementos hidráulicos</p><p>Em circuitos hidráulicos, é necessário converter a energia hidráulica gerada pela</p><p>bomba em energia mecânica para a realização de trabalho. Os atuadores hidráulicos</p><p>podem ser cilindros (lineares), motores (angulares) e oscilador (angular).A figura a</p><p>seguir apresenta uma aplicação de um atuador tipo cilindro hidráulico.</p><p>Título: Cilindro hidráulico</p><p>Fonte: https://br.freepik.com/fotos-gratis/renderizacao-3d-de-elementos-hidraulicos_23987568.htm?query=cilindro%20hidr%C3%A1ulico#from_view=detail_</p><p>alsolike</p><p>4.2.1 Cilindros hidráulicos</p><p>Um cilindro hidráulico é um atuador linear que transforma energia hidráulica em</p><p>mecânica, sendo muito utilizado em circuitos hidráulicos. É composto de diversas</p><p>partes sendo as principais a haste, o êmbolo e a camisa do cilindro conforme mostrado</p><p>na figura a seguir.</p><p>Título: Partes principais de um cilindro hidráulico</p><p>Fonte: Adaptado de https://br.freepik.com/fotos-gratis/renderizacao-3d-de-elementos-hidraulicos_23987585.htm#page=2&query=cilindro%20</p><p>hidr%C3%A1ulico&position=0&from_view=search&track=ais</p><p>https://br.freepik.com/fotos-gratis/renderizacao-3d-de-elementos-hidraulicos_23987568.htm?query=cilindro%20hidr%C3%A1ulico#from_view=detail_alsolike</p><p>https://br.freepik.com/fotos-gratis/renderizacao-3d-de-elementos-hidraulicos_23987568.htm?query=cilindro%20hidr%C3%A1ulico#from_view=detail_alsolike</p><p>https://br.freepik.com/fotos-gratis/renderizacao-3d-de-elementos-hidraulicos_23987585.htm#page=2&query=cilindro%20hidr%C3%A1ulico&position=0&from_view=search&track=ais</p><p>https://br.freepik.com/fotos-gratis/renderizacao-3d-de-elementos-hidraulicos_23987585.htm#page=2&query=cilindro%20hidr%C3%A1ulico&position=0&from_view=search&track=ais</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 48</p><p>Uma das maiores vantagens da hidráulica é a alta potência dos atuadores devido</p><p>às altas pressões que as bombas hidráulicas atingem, podendo ultrapassar 300</p><p>atmosferas. São também compactos para</p><p>o nível de energia envolvido: um cilindro</p><p>de 100 mm de diâmetro, em uma pressão de 210 bar, suporta cargas de 17 toneladas,</p><p>em um tamanho compacto.</p><p>Entre os diversos tipos de cilindros, destacam-se o de simples ação (ou simples</p><p>efeito) e o de dupla ação. Há ainda outros tipos, que são detalhes construtivos dos</p><p>anteriores, como o cilindro de haste dupla (passante), o telescópio, o tandem, etc. A</p><p>Figura a seguir ilustra os tipos mais comuns de cilindros hidráulicos.</p><p>Título: Tipos mais comuns de cilindro hidráulico</p><p>Fonte: Parker (2018, p. 187)</p><p>A utilização de um cilindro hidráulico é bastante variada. No maquinário, pode-se</p><p>encontrá-lo acionando prensas, guilhotinas, injetoras, sopradoras, extrusoras, máquinas</p><p>operatrizes em geral, calandras, acionamento de fornos, guindastes, escavadeiras e</p><p>uma infinidade de outros equipamentos. Existem diversas maneiras de fixar o cilindro.</p><p>No entanto, é importante que a fixação seja perfeita, de modo a poder aproveitar toda</p><p>a energia fornecida pelo equipamento e, ao mesmo tempo, evitar danos. O fabricante</p><p>de cilindros hidráulicos possui opções de montagem por flanges, aletas, tirantes, pivôs,</p><p>etc. A figura a seguir apresenta alguns exemplos de montagens de cilindros hidráulicos.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 49</p><p>Título: Tipos de montagem do cilindro hidráulico</p><p>Fonte: Parker (2018, p. 183)</p><p>4.2.2 Oscilador</p><p>Os osciladores hidráulicos também convertem energia hidráulica em mecânica,</p><p>traduzindo-se sob a forma de torque e um giro de determinado número de graus. Devido</p><p>à sua natureza de trabalho, os osciladores são reversíveis e devem ser controlados por</p><p>válvulas de quatro vias, contrastando com os motores hidráulicos pela baixa rotação</p><p>e pelo alto torque que desenvolvem. Os principais osciladores são o de palhetas, o</p><p>pinhão-cremalheira, o cilindro duplo e a rosca sem fim. A Figura a seguir ilustra alguns</p><p>atuadores rotativos.</p><p>Título:Osciladores rotativos</p><p>Fonte: Parker (2018, p. 193)</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 50</p><p>Para o dimensionamento de cilindros, os parâmetros mais importantes são a força</p><p>exercida pelo atuador, a velocidade de trabalho e o tempo no avanço e retorno. Os</p><p>atuadores hidráulicos cilindros, motores e osciladores exigem inicialmente o cálculo de</p><p>vazão, sabendo-se a pressão de trabalho regulada na válvula de alívio ou segurança.</p><p>No caso dos cilindros hidráulicos, é necessário o cálculo da força de avanço e, em</p><p>alguns casos, também a força de retorno, se esta for significativa.</p><p>ANOTE ISSO</p><p>A montagem do cilindro hidráulico é importante para a sua correta fixação. Ainda,</p><p>o diâmetro adequado pode ser calculado por fórmulas ou tirado de tabelas que os</p><p>fabricantes fornecem.</p><p>Para osciladores hidráulicos, é importante a vazão e o torque para a aplicação em</p><p>questão. Os fabricantes de atuadores hidráulicos apresentam tabelas completas para</p><p>um bom dimensionamento dos atuadores.</p><p>A tabela a seguir apresenta alguns dados de dimensionamento de cilindros hidráulicos</p><p>e na sequência apresentamos uma exemplificação.</p><p>Diâmetro</p><p>do cilindro</p><p>mm (Pol)</p><p>Área do</p><p>pistão</p><p>(cm3)</p><p>FORÇA DE AVANÇO EM NEWTON E VÁRIAS PRESSÕES</p><p>5</p><p>BAR N</p><p>10</p><p>BAR N</p><p>25</p><p>BAR N</p><p>70</p><p>BAR N</p><p>100</p><p>BAR N</p><p>140</p><p>BAR N</p><p>210</p><p>BAR N</p><p>38,1 (1 ½) 11,4 570 1140 2850 8000 11400 16000 24000</p><p>50,8 (2) 20,2 1000 2000 5050 14100 20200 28300 42500</p><p>63,5 (2 ½ ) 31,7 1580 3150 7900 22200 31700 44400 66600</p><p>82,6 (3 ¼ ) 53,6 2680 5350 13400 37500 53500 75000 112500</p><p>101,6 (4) 81,1 4050 8100 20250 56800 81100 113500 170000</p><p>127,0 (5) 126,7 6350 12700 31600 88500 126700 177000 266000</p><p>152,4 (6) 182,4 9100 18250 45500 127800 182500 255000 383000</p><p>Tabela 4 - Forças exercidas por cilindros hidráulicos, dados de diâmetro e pressão.</p><p>Fonte: Adaptado de Parker (2018, p.192)</p><p>A título de exemplificação, para uma pequena prensa para montagem de cabos</p><p>hidráulicos, são necessárias forças de cerca de 24.000 N ou aproximadamente 2.400</p><p>kg. Em uma pressão regulada da unidade hidráulica em 140 bar, o diâmetro do pistão</p><p>é de duas polegadas ou 50,08 mm. Se a bomba operar em pressão maior de 210 bar,</p><p>um cilindro de 1,5 polegadas ou 38 mm seria suficiente para o acionamento da carga.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 51</p><p>CAPÍTULO 5</p><p>ELEMENTOS E</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>Vários equipamentos utilizam a energia hidráulica para controlar os atuadores,</p><p>como cilindros e motores. Entretanto, é fundamental controlar essa potência nos</p><p>parâmetros de pressão e vazão máxima, sentido de fluxo, condições de bloqueio e</p><p>segurança operacional.</p><p>As válvulas hidráulicas se dividem em direcionais, de controle de pressão, vazão</p><p>e bloqueio. A hidráulica utiliza um fluido comprimido em altas pressões, permitindo</p><p>assim grandes capacidades de força, carga e torque para os atuadores, cilindros,</p><p>motores e osciladores hidráulicos. A razão física para isso é a incompressibilidade</p><p>do fluido hidráulico.</p><p>A hidráulica é muito usada em ambiente industrial e em aplicações móveis, como</p><p>prensas, injetoras, máquinas de comando numérico (tornos, fresadoras), tratores,</p><p>retroescavadeiras, guindastes, caminhões caçamba e munck, elevadores e aviões.</p><p>5.1 Seleção e tipos de fluidos hidráulicos</p><p>O fluido hidráulico comum é o óleo mineral, um derivado de petróleo que é obtido a</p><p>partir de refino elaborado. O óleo deve ter uma série de qualidades, algumas inerentes</p><p>e outras que são adicionadas (aditivos), de forma que seja assegurada uma boa</p><p>performance ao sistema hidráulico.</p><p>ISTO ESTÁ NA REDE</p><p>Por que se fala viscosidade do fluido em algumas situações e, em outras, índice</p><p>de viscosidade? São a mesma coisa? São conceitos semelhantes? Veja no vídeo a</p><p>seguir a diferença entre viscosidade e índice de viscosidade. Link do vídeo: https://</p><p>www.youtube.com/watch?v=blndJC3bdo4 Acesso em 31 ago. 2023.</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=blndJC3bdo4</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=blndJC3bdo4</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 52</p><p>O óleo utilizado deve ser sempre aquele recomendado pelo fabricante de componentes</p><p>hidráulicos. Ele deve seguir normas ISO ou DIN e apresentar a viscosidade correta</p><p>para que seja assegurada uma boa performance ao sistema hidráulico. A filtragem</p><p>correta é extremamente importante para os sistemas hidráulicos. Como nos motores</p><p>automotivos, existem filtros que retiram as impurezas, como partículas metálicas em</p><p>suspensão e outros depósitos.</p><p>Título: Filtros de óleo veiculares</p><p>Fonte: https://br.freepik.com/fotos-gratis/composicao-de-acessorios-para-carros-diferentes_16137851.htm?query=oil%20filter#from_view=detail_alsolike</p><p>Periodicamente, os filtros e o próprio fluido devem ser trocados, de acordo com as</p><p>informações do fabricante do sistema hidráulico. Para a troca de fluido hidráulico, não</p><p>existe um procedimento padrão, uma vez que este depende do ciclo de trabalho e da</p><p>fixação dos aditivos. É preciso, porém, levar em conta a possibilidade de contaminação</p><p>por corrosão, alcalinidade, umidade e saturação de poeira. Assim, pode-se estabelecer</p><p>algumas normas, que poderão ser seguidas de acordo com diversos fatores, como:</p><p>• 1.500 a 2.000 horas para ciclos de trabalho leve sem contaminação;</p><p>• 1.500 horas para ciclos de trabalho leve com contaminação, ou ciclos de trabalho</p><p>pesado sem contaminação;</p><p>• 500 a 1.000 horas para ciclos de trabalho pesados com contaminação.</p><p>Quando se tem um volume grande de óleo, opta-se por uma filtragem mais acurada</p><p>e pela introdução de aditivos de três a quatro vezes antes de efetuar a troca. Ademais,</p><p>nunca se deve misturar diferentes tipos de óleos, pois os aditivos e inibidores de um</p><p>podem combinar com os de outro. Nesse processo, o óleo deverá ser armazenado em</p><p>recipientes limpos, fechados, identificados e longe de poeira. No momento da troca, o</p><p>https://br.freepik.com/fotos-gratis/composicao-de-acessorios-para-carros-diferentes_16137851.htm?query=oil%20filter#from_view=detail_alsolike</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 53</p><p>óleo usado é drenado de todo o circuito, incluindo ambos os lados do cilindro, tubulações</p><p>e reservatório. Se houver filtro de sucção, deve ser feita a sua retirada e limpeza. Em</p><p>seguida, substitui-se o elemento do filtro de retorno. Por último, o reservatório deve</p><p>ser limpo com jato de óleo diesel e seco com panos secos, nunca com estopa.</p><p>Uma prensa hidráulica industrial, por exemplo, trabalha normalmente em regimes</p><p>de altas vazões e pressões, em ciclos pesados de trabalho. Nesse caso, utilizam-se</p><p>aditivos anticorrosivos, antioxidantes e antidesgastantes, bem como um alto índice de</p><p>viscosidade, para não alterar a viscosidade com as mudanças de temperatura. Nessa</p><p>situação, fluidos sintéticos normalmente são mais indicados.</p><p>5.2 Válvulas de controle hidráulico</p><p>A hidráulica utiliza a energia do fluido hidráulico para controlar os atuadores, como</p><p>cilindros e motores. Entretanto, é fundamental controlar essa potência nos parâmetros</p><p>de pressão e vazão máxima, sentido de fluxo, condições de bloqueio e segurança</p><p>operacional. As válvulas hidráulicas se dividem em direcionais, de controle de pressão,</p><p>vazão e bloqueio.</p><p>5.2.1 Principais tipos de válvulas e acionamentos</p><p>Os sistemas hidráulicos necessitam de meios para controlar a direção e o sentido</p><p>de fluxo do fluido hidráulico. Por meio desse controle, é possível obter movimentos</p><p>desejados dos atuadores (cilindros, motores, osciladores hidráulicos), de modo a realizar</p><p>o trabalho exigido.</p><p>5.2.1.1 Válvulas direcionais</p><p>As válvulas direcionais classificam-se em válvula de retenção (simples ou pilotada)</p><p>e válvulas direcionais do tipo carretel deslizante e rotativo.</p><p>Título: Válvulas direcionais</p><p>Fonte: Adaptado de https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/32/Group_PSL_NBVP_SG.rgb.100x100.jpg/512px-Group_PSL_NBVP_</p><p>SG.rgb.100x100.jpg</p><p>https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/32/Group_PSL_NBVP_SG.rgb.100x100.jpg/512px-Group_PSL_NBVP_SG.rgb.100x100.jpg</p><p>https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/32/Group_PSL_NBVP_SG.rgb.100x100.jpg/512px-Group_PSL_NBVP_SG.rgb.100x100.jpg</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 54</p><p>5.2.1.2 Válvulas de retenção simples</p><p>A função desse tipo de válvula em um sistema óleo-hidráulico é permitir o fluxo</p><p>livre de fluido em um sentido (no sentido de afastar o pistão ou a esfera de sua sede)</p><p>e impedir o fluxo no sentido contrário. A Figura a seguir ilustra a válvula de retenção</p><p>simples e sua respectiva simbologia.</p><p>Título: Válvula de retenção simples e sua simbologia</p><p>Fonte: Parker (2017, p. 88)</p><p>As válvulas de retenção simples são basicamente constituídas por um corpo e um</p><p>pistão ou uma esfera, mantidos contra uma sede no interior do corpo pela ação de</p><p>uma mola.</p><p>ANOTE ISSO</p><p>Essas válvulas apresentam boas características de vedação: o aumento de pressão</p><p>empurra mais o pistão ou a esfera contra a sede, aumentando a vedação.</p><p>Existem duas aplicações típicas para esse tipo de válvula: proteger determinado</p><p>componente do sistema e funcionar como by-pass (passagem em paralelo) em torno</p><p>de componentes destinados a causar algum efeito de controle no sistema.</p><p>ISTO ACONTECE NA PRÁTICA</p><p>As válvulas de retenção também são muito usadas em residências e na construção</p><p>civil, em aplicações de bombeamento. A válvula de retenção é um dispositivo que</p><p>tem como objetivo proteger o sistema hidráulico do refluxo de água, quando as</p><p>bombas se encontram paradas.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 55</p><p>Também são importantes para a manutenção da coluna de água durante uma</p><p>parada. A válvula de retenção não foi projetada para o controle de fluxo, mas sim para</p><p>gerar o mínimo de perda de carga. Assim, é necessária uma pressão mínima para que</p><p>ela seja acionada, uma vez que o seu acionamento é feito pelo próprio fluxo.</p><p>5.2.1.3 Válvula de retenção pilotada</p><p>Em um sistema hidráulico, há casos em que se deseja que o fluxo seja livre em</p><p>um sentido e impedido no outro até determinada parte do ciclo de trabalho, e um</p><p>fluxo livre a partir desse ponto. A válvula de retenção pilotada permite o controle da</p><p>retenção via pressão piloto, assegurada por outro componente hidráulico. A válvula</p><p>de retenção pilotada é constituída por um pistão, que se mantém assentado em uma</p><p>sede por efeito de uma mola, e um pistão piloto. O fluido vindo no sentido de fluxo</p><p>livre afasta o pistão de sua sede e passa livremente, semelhante a uma válvula de</p><p>retenção simples.</p><p>A retenção pilotada impede o retorno do fluido que se dirigiu àquele atuador, devido</p><p>ao reassentamento do pistão na sede. Quando se aplica pressão hidráulica sobre o</p><p>pistão piloto que empurra o pistão, há o afastamento da sede, permitindo a passagem</p><p>de fluido.</p><p>5.2.1.4 Válvula direcional de carretel deslizante</p><p>Nessas válvulas, uma peça cilíndrica com diversos rebaixos (carretel) desloca-se</p><p>dentro de um corpo, no qual são usinados diversos furos, por onde entra e sai o fluido.</p><p>Os rebaixos existentes no carretel são utilizados para intercomunicar as diversas</p><p>tomadas de fluido do corpo, determinando a direção do fluxo.</p><p>5.2.2 Posições de uma válvula direcional</p><p>De acordo com o tipo de construção, a válvula direcional pode assumir duas, três</p><p>ou mais posições. Em essência, a válvula terá o número de posições que o carretel</p><p>puder assumir, modificando a direção e o sentido do fluxo de fluido.</p><p>5.2.3 Vias de uma válvula direcional</p><p>O número de vias é contado a partir do número de tomadas para o fluido que a</p><p>válvula possui. Na simbologia gráfica, deve-se observar sempre a seguinte regra: o</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 56</p><p>número de vias deve ser igual em cada posição, e deve existir uma correspondência</p><p>lógica entre elas. A figura a seguir ilustra a representação gráfica das vias.</p><p>Título: Número de vias</p><p>Fonte: Parker (2017, p. 72)</p><p>A figura a seguir ilustra como são denominadas e identificadas as vias de uma</p><p>válvula direcional. As setas orientam o fluxo.</p><p>Título: Identificação das vias</p><p>Fonte: Adaptado de Parker (2017, p. 72)</p><p>5.2.4 Acionamento de uma válvula direcional</p><p>Existem diversas maneiras de se acionar o carretel de uma válvula direcional. Entre</p><p>as mais utilizadas, podemos citar o comando manual (botão, alavanca, pedal), mecânico</p><p>(pino, rolete, came), elétrico (solenóide) ou por pressão (piloto). A figura a seguir ilustra</p><p>os meios de acionamento de válvulas direcionais.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 57</p><p>Título: Tipos de acionamentos de válvulas direcionais</p><p>Fonte: Parker (2017, p. 75)</p><p>5.2.5 Retornos, molas e simbologias de válvulas direcionais</p><p>Para fazer com que a válvula retorne à sua posição original, também existem vários</p><p>meios, como nos acionamentos. É muito comum, por exemplo, o retorno por mola:</p><p>quando se deseja o retorno automático a determinada posição, utiliza-se a mola. Se</p><p>a válvula é de duas posições, diz-se que ela possui retorno por mola; se for de três</p><p>posições, diz-se que é centrada por mola.</p><p>COMANDOS HIDRÁULICOS</p><p>E PNEUMÁTICOS</p><p>PROF.a ANA RITA VILLELA COSTA</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 58</p><p>Título: Tipos de centros das válvulas</p><p>Fonte: Adaptado de Parker (2017, p. 78)</p><p>5.2.6 Válvulas solenóides</p><p>As necessidades de automação exigem o acionamento elétrico de válvulas</p><p>hidráulicas. Nesse sentido, as válvulas solenóides permitem o acionamento com um</p><p>nível de tensão contínua ou alternada. Essa válvula é composta de um induzido, uma</p><p>bobina e a carcaça: quando a bobina é alimentada com a tensão, a força magnética</p><p>desloca o carretel, fazendo o acionamento da válvula.</p><p>5.3 Válvulas reguladoras de pressão</p><p>As válvulas reguladoras de pressão têm por função básica limitar ou determinar</p><p>a pressão do sistema hidráulico, a fim de obter determinada função</p>