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Apostila do SENAI Sistemas pneumaticos

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Sistemas Pneumáticos 
 
 
 
Sistemas Pneumáticos 
023830 
 
© SENAI-SP, 2008. 
 
Elaborado pela Escola SENAI “Almirante Tamandaré” a partir de conteúdos extraídos da INTRANET, 
avaliado pelo Comitê Técnico de Hidráulica e Pneumática e editorado por Meios Educacionais da 
Gerência de Educação da Diretoria Técnica do SENAI-SP. 
 
Elaboração Ilo da Silva Moreira 
Avaliação Ilo da Silva Moreira 
Adilson da Silva Paes 
José Ricardo da Silva 
Coordenação editorial Gilvan Lima da Silva 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SENAI Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial 
Departamento Regional de São Paulo 
Av. Paulista, 1313 - Cerqueira César 
São Paulo – SP 
CEP 01311-923 
 
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 (0XX11) 3146-7000 
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0800-55-1000 
 
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Sistemas Pneumáticos 
 
SENAI-SP – INTRANET 
DV013-08 
 
 
Sumário 
 
 
 
Introdução 7
Características de utilização do ar comprimido 9
• Vantagens e desvantagens no uso do ar comprimido 9
• Rentabilidade do ar comprimido 10
• Escape de ar 10
Fundamentos das leis físicas dos gases 13
• Sistemas de medida de grandezas físicas 13
• Grandezas físicas, unidades e seus símbolos 13
• Força e Pressão 14
• Relação entre unidades de força 15
• Pressão atmosférica 16
• Escalas de temperatura 19
Leis dos gases perfeitos 21
• Lei de Boyle Mariotte 21
• Lei de Guy-Lussac 22
• Lei de Charles 23
Compressores 25
• Instalação de produção 25
• Tipos de compressores 26
• Classificação dos compressores 26
• Turbocompressor 35
• Diagrama comparativo de volume e pressão 36
• Critérios para escolha de compressores 37
Armazenamento e distribuição do ar comprimido 45
• Reservatório de ar comprimido 45
• Rede de distribuição de ar comprimido 48
• Principais tipos de redes distribuidoras 49
• Dimensionamento da rede distribuidora de ar comprimido 51
• Cálculo da tubulação 53
• Comprimento equivalente 54
• Materiais empregados em redes distribuidoras de ar comprimido 56
Sistemas Pneumáticos 
 
SENAI-SP – INTRANET 
DV013-08 
• Conexões 57
Preparação do ar comprimido para o trabalho 61
• Impurezas 61
• Umidade 62
• Resfriamento do ar comprimido 64
• Secagem do ar comprimido 66
• Filtragem do ar comprimido 71
• Regulagem da pressão do ar comprimido 73
• Lubrificação do ar comprimido 77
• Unidades de condicionamento de ar comprimido 78
Atuadores Pneumáticos 83
• Atuadores lineares (Cilindros) 83
• Tipos de juntas de vedação para êmbolos 86
• Tipos de fixação de cilindros 87
• Cálculos das forças de avanço e de retorno de cilindros 89
• Tipos de cilindros 91
• Atuadores giratórios (motores oscilantes) 109
• Atuadores rotativos (motores pneumáticos) 115
• Atuadores pneumáticos para sujeição e movimentação de peças 121
• Elementos de vácuo 123
Válvulas Pneumáticas 145
• Válvulas direcionais 146
• Válvulas de bloqueio 183
• Válvulas reguladoras de fluxo 189
• Válvulas controladoras de pressão 192
• Combinações de válvulas 195
• Sensores pneumáticos de proximidade 200
Esquemas pneumáticos de comando 207
• Denominação dos componentes pneumáticos 209
• Circuitos pneumáticos básicos 212
Referências 241
 
 
 
 
 
 
Sistemas Pneumáticos 
SENAI-SP - INTRANET 
DV013-08 
7
 
 
Introdução 
 
 
 
 
 
O primeiro homem que se interessou pela Pneumática, isto é, pelo emprego do ar 
comprimido como meio auxiliar de trabalho, foi o grego Ktesibios. Dos antigos gregos 
provém a palavra "pneuma" que significa fôlego, vento; e, filosoficamente, alma. 
Derivado da palavra "pneuma", surgiu, entre outros, o conceito de Pneumática: o 
estudo dos movimentos dos gases e seus fenômenos. 
 
Embora a base da Pneumática seja um dos mais velhos conhecimentos da 
humanidade, foi no século XIX que o estudo de seu comportamento e de suas 
características tornou-se sistemático. 
 
Antes, porém, a Pneumática já era aplicada na indústria mineira, na construção civil e 
na indústria ferroviária (freios a ar comprimido). A introdução, de forma mais 
generalizada, da Pneumática na indústria, deu-se com a necessidade, cada vez maior, 
de automatização e racionalização dos processos de produção. 
 
Hoje, com o avanço tecnológico dos sistemas de automação da manufatura, a 
Pneumática é utilizada em larga escala em células automáticas de produção, na 
indústria gráfica, têxtil, de embalagem, alimentícia, farmacêutica, aeronáutica, de 
extração mineral, construção civil, em processos contínuos de produção, enfim, em 
praticamente todos os tipos de máquinas, equipamentos e dispositivos industriais e 
automotivos. 
 
A Pneumática, como estudaremos a seguir, utiliza o ar comprimido como meio de 
transmissão de energia e de movimentos, utilizados em robôs manipuladores, 
máquinas operatrizes, sistemas de transporte e armazenamento, sistemas de 
frenagem, entre tantos outros. 
 
 
 
Sistemas Pneumáticos 
SENAI-SP - INTRANET 
DV013-08 
8 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Créditos 
Elaborador: Ilo da Silva Moreira 
 
Sistemas Pneumáticos 
SENAI-SP – INTRANET 
DV013-08 
9
 
 
Características de utilização 
do ar comprimido 
 
 
 
 
Entende-se por ar comprimido o próprio ar atmosférico, o qual respiramos, compactado 
por meios mecânicos, confinado em um reservatório, a uma determinada pressão. 
 
A pneumática, por meio da qual se estuda os movimentos e fenômenos dos gases, 
embora seja um dos conhecimentos mais antigos da humanidade, passou a ser 
utilizada com maior freqüência na produção industrial, a partir de 1950. 
 
Nos dias de hoje, o ar comprimido é indispensável na indústria e, para a sua utilização 
nos mais diferentes processos de fabricação, são instalados equipamentos 
pneumáticos específicos. 
 
Por suas qualidades próprias, o ar comprimido se destaca como elemento principal ou 
como recurso auxiliar, que pode ser empregado de uma forma simples e rentável para 
solucionar muitos problemas de automatização. 
Vantagens e desvantagens no uso do ar comprimido 
Vantagens 
• O ar a ser comprimido faz parte de nosso ambiente e se encontra em grande 
quantidade na atmosfera. Como o ar comprimido é normalmente acondicionado em 
reservatórios ou vasos de pressão, seu transporte ou distribuição é muito fácil de 
ser realizada, mesmo para distâncias consideravelmente grandes, o que permite 
que o ar possa ser utilizado a qualquer momento que se necessite. 
• Quanto à segurança, o trabalho realizado com ar comprimido, que não é sensível 
às mudanças de temperatura ambiental, garante um funcionamento perfeito, 
mesmo em situações térmicas extremas. 
• O ar comprimido é indicado para aplicação em ambientes classificados, que 
apresentem riscos de incêndio ou explosão. 
Sistemas Pneumáticos 
SENAI-SP – INTRANET 
DV013-08 
10 
• O sistema de filtragem torna o ar comprimido limpo, evitando a poluição ambiental, 
caso ocorra eventuais vazamentos nas tubulações ou em um dos equipamentos 
pneumáticos. 
• O ar comprimido permite alcançar altas velocidades de trabalho, sendo que as 
ferramentas e componentes pneumáticos são protegidos contra eventuais 
sobrecargas de pressão. 
 
Desvantagens 
• O ar comprimido é um elemento energético relativamente caro, considerando-se 
que sua produção, armazenamento e distribuição pelas máquinas e dispositivos, 
têm um alto custo. 
• Não é possível manter uniforme e constante a velocidade dos atuadores 
pneumáticos. 
• O escape de ar para a atmosfera gera muito ruído,o que obriga o uso de 
silenciadores. 
• O óleo residual proveniente dos compressores pode produzir, junto com o ar 
comprimido, uma mistura de ar e óleo a qual apresenta perigo de explosão, 
principalmente quando há temperaturas superiores a 333K. 
Rentabilidade do ar comprimido 
Para o cálculo da rentabilidade real do ar comprimido, devem ser considerados não 
somente os custos de produção como, também, os investimentos necessários para 
que o equipamento passe a produzir em ritmo econômico, em razão da automatização, 
barateando o produto. 
Escape de ar 
Os custos do ar comprimido podem crescer consideravelmente se ocorrer vazamentos 
na rede distribuidora. 
 
Para saber qual o volume de ar perdido em um vazamento, é preciso consultar o 
diagrama de escape de ar, apresentado a seguir. 
 
Sistemas Pneumáticos 
SENAI-SP – INTRANET 
DV013-08 
11
Por meio desse diagrama, pode-se determinar facilmente o volume de ar que pode 
escapar por um abertura, a uma determinada pressão, conhecendo-se as dimensões 
do orifício de vazamento e a pressão do ar comprimido. 
 
O diagrama indica a vazão do ar pela abertura em m³/min. 
 
 
Diagrama de escape de ar 
 
Exemplo 
Ao constatar irregularidade no funcionamento de uma linha de produção, acionada a ar 
comprimido, verificou-se que havia um vazamento na tubulação. Foram levantados, 
então, a pressão do ar e o diâmetro do furo na tubulação. 
 
Tendo o furo 3,5mm de diâmetro e sendo a pressão de 6bar, na região do vazamento, 
o diagrama de escape de ar indica uma vazão de 0,5m3/min, ou seja, 0,5m³ de ar 
comprimido vazando a cada minuto. 
 
Em uma hora são perdidos 0,5 . 60 = 30m3 ou 30.000 litros de ar comprimido. 
 
 
Sistemas Pneumáticos 
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12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Créditos 
Elaborador: Ilo da Silva Moreira 
 
Sistemas Pneumáticos 
SENAI-SP – INTRANET 
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13
 
 
Fundamentos das leis físicas 
dos gases 
 
 
 
A superfície da terra está permanentemente envolvida por uma camada de ar. Essa 
massa gasosa é denominada de atmosfera e tem a seguinte composição aproximada: 
• 78% de nitrogênio; 
• 22% de oxigênio. 
 
Além disso, o ar contém vestígios de dióxido de carbono, argônio, hidrogênio, neônio, 
hélio, criptônio, xenônio, monóxido de carbono e partículas sólidas em suspensão. 
 
Para melhor compreender as leis e as condições do ar, devemos primeiramente 
considerar as grandezas físicas e sua classificação em sistemas de medidas. 
 
 
Sistemas de medida de grandezas físicas 
 
Em nosso país adotamos as unidades de medida do Sistema Internacional (SI), mas é 
comum, tanto no Brasil como em outros países, o uso de unidades que não pertencem 
ao SI, especialmente em disciplinas instrumentais como Hidráulica, Refrigeração, 
Pneumática, etc. 
 
 
Grandezas físicas, unidades e seus símbolos 
 
No quadro a seguir, são apresentadas algumas grandezas físicas que são importantes 
no estudo da Pneumática. 
 
 
 
 
Sistemas Pneumáticos 
SENAI-SP – INTRANET 
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14 
Unidade e seus símbolos Grandeza 
(o que se quer medir) SI MK*S CGS 
Comprimento (C) metro (m) metro (m) centímetro (cm) 
Massa (m) quilograma (Kg) 
unidade técnica de 
massa (utm) 
grama (g) 
Força (F) newton (N) quilograma - força (kgf) dina (dyn) 
Tempo (t) segundo (s) segundo (s) segundo(s) 
Temperatura (T) 
grau kelvin (k) 
grau Celsius (°C) 
grau Celsius (°C) 
grau fahrenheit (°F) grau Celsius (°C) 
Área (A) metro quadrado (m2) metro quadrado (m2) centímetro quadrado cm 2 )
Volume (V) metro cúbico (m3) metro cúbico (m3) centímetro cúbico(cm3) 
Vazão (Q) 
metro cúbico por 
segundo (m3/s) 
metro cúbico por 
segundo (m3/s) 
centímetro cúbico por 
segundo (cm3/s) 
Pressão (p) pascal (Pa) atmosfera (atm) bar (bar) 
 
 
Força e Pressão 
 
Em Pneumática, força e pressão são grandezas físicas muito importantes. 
 
Força é um agente capaz de deformar (efeito estático) ou acelerar (efeito dinâmico) 
um corpo. 
 
Pressão é o quociente da divisão do módulo (intensidade) de uma força pela área 
onde ela atua. 
 
Para compreender a diferença entre força e pressão, vamos analisar o exemplo a 
seguir. 
 
Vamos considerar um peso de 10N suspenso por um gancho. 
 
O peso exerce, sobre o gancho, uma força de 10N, em um ponto bem determinado. 
 
Sistemas Pneumáticos 
SENAI-SP – INTRANET 
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15
 
 
O mesmo peso, apoiado sobre a mesa, exerce uma força de 10N. Só que essa força é 
subdividida em outras forças menores, que são distribuídas sobre toda a área de 
contato entre o peso e a mesa. 
 
 
 
 
Relação entre unidades de força 
 
1N 
1kgf 
1kgf 
⇒ 
⇒ 
⇒ 
105dyn 
9,81N 
981.000dyn 
 
Para cálculos aproximados, consideramos 1kgf ≅ 10N 
 
As unidades de pressão mais utilizadas são: 
• atm; 
• bar; 
Sistemas Pneumáticos 
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16 
• kgf / cm2; 
• lbf / pol2 (Pounds Square Inch = PSI); 
• cm Hg. 
 
Para cálculos aproximados 1atm = 1bar = 1kgf /cm2 = 14,7lb/pol² (PSI) = 76cm Hg 
 
 
Pressão atmosférica 
 
É a pressão exercida por uma coluna de mercúrio de 76cm de altura, a 0°C, ao nível 
do mar. 
 
Quem imaginou e levou a efeito essa experiência foi o físico italiano Torricelli, de onde 
vem o nome de barômetro de Torricelli. 
 
Ele usou um tubo de vidro com cerca de 1m de comprimento e um dos extremos 
fechados. Encheu-o de mercúrio e tampou o outro extremo com o dedo. Depois 
inverteu o tubo e mergulhou-o num recipiente também com o mercúrio. 
 
 
 
Quando retirou o dedo, o líquido desceu até atingir uma certa altura, formando uma 
coluna. 
 
A coluna de mercúrio manteve-se em equilíbrio pela pressão atmosférica exercida 
sobre a superfície do mercúrio no recipiente. 
 
Sistemas Pneumáticos 
SENAI-SP – INTRANET 
DV013-08 
17
Medindo essa coluna, ao nível do mar, Torricelli constatou que media 76cm, a partir do 
nível de mercúrio no recipiente. 
 
Assim, pode-se dizer que, ao nível do mar, a pressão atmosférica é capaz de sustentar 
uma coluna de mercúrio de 76cm de altura. Então: 
1atm = 76cm Hg 
 
Equivalência entre unidades de pressão 
Pressão 
Pa 
(Nm2) 
atm bar 
atm 
(kp/cm2) 
Torr 
(mm de Hg) 
metro da 
coluna de 
água 
1Pa 
(N/m2) 
1 9,87x10-5 10-5 0,102x10-4 7,5x10-3 10,2x10-6 
1atm 1,013x10-5 1 1,013 1,033 760 10,33 
1bar 105 0,987 1 1,02 750 10,2 
1atm 
(kp/cm2) 
9,81x104 0,968 0,981 1 736 10 
1Torr 
(mm de Hg) 
133 1,31x10-3 1,36x10-3 1,36x10-3 1 13,6x10-3 
1m da 
coluna de 
água 
9,81x103 9,68x10-2 9,81x10-2 0,1 73,6 1 
Pa = Pascal atm = atmosfera Torr = Torricelli kp = kilopondio Hg = mercúrio 
 
Atenção 
O instrumento que mede pressão (manômetro) indica, na maioria das vezes, a pressão 
relativa, acima da pressão atmosférica. Por isso seu ponteiro permanece no "zero" 
quando despressurizado. 
 
Sistemas Pneumáticos 
SENAI-SP – INTRANET 
DV013-08 
18 
 
 
Portanto, em termos de pressão absoluta, é necessário somar mais uma atmosfera 
(1atm) ao valor indicado no manômetro. 
 
Exemplo 
O manômetro indica: 
Pressão relativa Pressão absoluta 
3atm 
8bar 
5kgf/cm2 
2PSI 
3atm + 1 = 4atm 
8bar + 1 = 9bar 
5kgf/cm² + 1 = 6kgf/cm² 
2PSI + 1atm (14,7PSI) = 16,7PSI 
 
Para o estudo das características físicas de um gás temos de considerar: 
 
• Volume (V) 
• Pressão (P) 
• Temperatura (T) 
variáveis de estado 
 
Transformações gasosas são as variações de volume, pressão e temperatura sofridas 
por uma determinada massa gasosa. 
 
 
 
 
Sistemas Pneumáticos 
SENAI-SP – INTRANET 
DV013-08 
19
Escalas de temperatura 
 
No estudo dos gases, a temperatura é expressa emkelvins, também conhecida como 
escala de temperatura absoluta. 
 
As escala de temperatura mais usadas são: 
 
Celsius (C), Fahrenheit (F) e Kelvin (K) 
 
Observe as diferenças entre as escalas representadas nas figuras a seguir: 
 
 100ºC 212ºF 373K Temperatura de vaporização da água 
 tºC tºF tK 
 0ºC 32ºF 273K Temperatura de congelamento da 
água 
 
 
 
Como pode ser visto nas ilustrações, as três escalas apresentam as seguintes 
divisões: 
• Escala Celsius (ºC) = 100 divisões 
• Escala Kelvin (K) = 100 divisões 
• Escala Fahrenheit (ºF) = 180 divisões 
Sistemas Pneumáticos 
SENAI-SP – INTRANET 
DV013-08 
20 
Com base nos dados dos esquemas, obtemos a equação de conversão entre as três 
escalas. 
 
Sendo: 
 
tC - 0 tF - 32 tK – 273 tC tF – 32 tK – 273
100 - 0 
= 
212 - 32 
= 
373 - 273 
⇒ 
100
=
180 
=
100 
 
Simplificando por 20: 
tC tF - 32 tK – 273 
5 
= 
9 
= 
5 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Créditos 
Elaborador: Ilo da Silva Moreira 
 
Sistemas Pneumáticos 
SENAI-SP – INTRANET 
DV013-08 
21
 
 
Leis dos gases perfeitos 
 
 
 
 
 
Lei de Boyle Mariotte 
 
O volume de um gás armazenado, a uma temperatura constante, é inversamente 
proporcional à pressão absoluta, isto é, o produto da pressão absoluta pelo volume é 
constante para um certo volume de gás (transformação isotérmica). 
p1 . v1 = p2 . v2 = p3 . v3 = constante 
 
Exemplo 
Um volume V1 = 1m3, sob pressão atmosférica F1, tem pressão p1 = 1bar e é reduzido 
pela força F2 para um volume V2 = 0,5m3, mantendo-se a temperatura constante. A 
pressão p2 resultante será: 
 
 
 
p1 . v1 = p2 . v2 
 
1bar . 1m3 = p2 . 0,5m3 
 
1bar . 1m3p2 = 
0,5m3 
 = 2bar 
 
Sistemas Pneumáticos 
SENAI-SP – INTRANET 
DV013-08 
22 
O volume V1 será ainda comprimido pela força F3 para o volume V3 = 0,05m3, 
resultando uma pressão de: 
p1 . v1 1bar . 1m3 p3 = 
V3 
= 
0,05m3 
 = 20bar
 
Os termos de comparação para o exemplo acima foram considerados a partir de: 
p1 = 1bar e v1 = 1m3 
 
 
Lei de Guy-Lussac 
 
Para uma certa quantidade de gás, submetida a pressão constante, o volume de ar se 
altera quando há oscilações de temperatura (transformação isobárica). 
 
V1 : V2 = T1 : T2 
 
Consideramos que qualquer gás, mantido sob pressão constante, aumenta de 1/273 
de seu volume sempre que a temperatura aumentar de 1k, temos: 
2tV = 1tV + 273
V 1t . (T2 - T1) 
 
1tV = volume a uma temperatura T1 
 
2tV = volume a uma temperatura T2 
 
Exemplo 
0,8m3 de ar com temperatura T1 = 293k (20°C) serão aquecidos para T2 = 344k (71°C). 
Qual será o volume final? 
 
 
Sistemas Pneumáticos 
SENAI-SP – INTRANET 
DV013-08 
23
2tV = 1tV + 273
V 1t . (T2 - T1) 
 
2tV = 0,8m
3 = 
273
m8,0 3
. (344 - 293) = 0,8m3+ 0,15m3 
 
2tV = 0,95m
3 
 
O ar se expandiu em 0,15m3, resultando um volume final de 0,95m3 . 
 
 
Lei de Charles 
 
Mantendo o volume constante e variando a temperatura de uma massa gasosa 
confinada a um recipiente, a pressão também apresentará variação diretamente 
proporcional à temperatura absoluta (transformação isométrica). 
 
2
2
1
1
T
p
=
T
p
 = constante 
Exemplo 
Um certo volume de ar, a uma temperatura T1 = 293k (20°C) e a uma pressão p1 = 
1bar, foi aquecido para T2 = 586k (313°C). Qual será a pressão final p2? 
 
 
 
2
2
1
1
T
p
=
T
p
 ⇒ p1 . T2 = T1 . p2 
 
p2 = 
1
21
T
T.p
 
 
Sistemas Pneumáticos 
SENAI-SP – INTRANET 
DV013-08 
24 
293
586
=
k293
k586.bar1
 
 
Atenção 
É comum relacionarmos todos os dados referentes ao volume de ar com o assim 
chamado estado normal. Estado normal é o estado de uma substância sólida, líquida 
ou gasosa, sob pressão normal e a uma temperatura normal. 1m3 normal de ar (1Nm3) 
é igual a 1m3 de ar a uma temperatura de 273k (0°C) e a uma pressão de 760Torr 
(pressão normal do ar ao nível do mar). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Créditos 
Elaborador: Ilo da Silva Moreira 
 
Sistemas Pneumáticos 
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Compressores 
 
 
 
 
 
Instalação de produção 
 
Para a produção de ar comprimido são necessários compressores. Esses comprimem 
o ar até a pressão de trabalho desejada. A maioria dos acionamentos e comandos 
pneumáticos funciona através de uma estação central de distribuição de ar 
comprimido. 
 
Não é necessário calcular e nem planejar, individualmente, a transformação e 
transmissão da energia do ar comprimido para cada equipamento pneumático. Uma 
estação compressora fornece o ar comprimido suficiente para os equipamentos, por 
meio de uma tubulação. 
 
Ao projetar a produção ou o consumo do ar, devem ser consideradas ampliações e 
futuras aquisições de novos equipamentos pneumáticos. Uma ampliação posterior da 
instalação torna-se, geralmente, muito cara. 
 
Na indústria de mineração, ou para máquinas que mudam freqüentemente de lugar, 
são utilizados compressores portáteis. 
 
Muito importante é o grau de pureza do ar. Ar limpo, livre de impurezas e partículas de 
água, garante uma vida útil maior, tanto da instalação como, dos equipamentos 
pneumáticos. O emprego correto dos diversos tipos de compressores também deve 
ser considerado. 
 
 
 
 
 
 
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26 
Tipos de compressores 
 
Os vários tipos de compressores estão relacionados diretamente com a pressão de 
trabalho e a capacidade de volume de ar produzido, exigidos para atender as 
necessidades da indústria. 
 
Serão abordados, a seguir, três tipos de compressores: 
• compressor com movimento linear, 
• compressor de movimento rotativo, 
• turbocompressor. 
 
Desses, serão estudados com maior profundidade o compressor com movimento linear 
e o turbocompressor, que são os mais utilizados na indústria. 
 
A construção do compressor com movimento linear está baseada no princípio da 
redução de volume. Isso significa que o ar da atmosfera é sugado para um ambiente 
fechado (câmara de compressão), onde um pistão (êmbolo) reduz seu volume, 
fazendo com que a pressão aumente. São os chamados compressores de 
deslocamento positivo. 
 
A construção do turbocompressor baseia-se no princípio de fluxo. Isso significa que o 
ar é sugado da atmosfera, através de um dos lados do turbocompressor, e comprimido 
de outro, por aceleração de massa (turbina). Os turbocompressores são classificados 
como compressores de deslocamento dinâmico. 
 
 
Classificação dos compressores 
 
 
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Compressor com movimento linear 
Este tipo de compressor é o mais usado, atualmente, porque é apropriado para quase 
todos os tipos de aplicação. Normalmente, seu campo de pressão de operação varia 
de 1 a 16bar. 
 
O compressor com movimento linear pode ser de: 
• efeito simples, 
• efeito duplo, 
• um estágio, 
• dois estágios, 
• estágios múltiplos. 
 
Compressor de êmbolo de efeito simples 
 
 
 
O compressor de êmbolo de efeito simples possui somente uma câmara de 
compressão por cilindro, isto é , apenas a parte superior do êmbolo aspira e comprime 
o ar. Dessa forma, o ar é comprimido somente quando o êmbolo avança. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Compressor de êmbolo de duplo efeito 
 
 
 
O compressor de efeito duplo é assim chamado porque tem duas câmaras de 
compressão, uma em cada lado do êmbolo, e realiza trabalho, comprimindo o ar, tanto 
no avanço como no retorno. 
 
Compressores de êmbolode um estágio 
 
 
 
No compressor de um estágio, o ar atmosférico é comprimido à pressão de trabalho 
em uma única etapa. Isto é, cada êmbolo do compressor admite o ar da atmosfera, 
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comprime à pressão final e envia o ar comprimido a um reservatório, de onde o mesmo 
será distribuído aos consumidores. 
 
Compressores de êmbolo de dois estágios 
 
 
 
No compressor de dois estágios, dois êmbolos estão interligados em série, 
comprimindo o ar em duas etapas. O êmbolo do primeiro estágio, de diâmetro maior, 
admite o ar atmosférico, pré-comprime a uma pressão intermediária e o envia ao 
êmbolo do segundo estágio. 
 
O êmbolo de diâmetro menor, do segundo estágio, recebe o ar pré-comprimido pelo 
primeiro êmbolo, o comprime à pressão final de trabalho e o envia ao reservatório para 
que seja distribuído aos consumidores. 
 
Na compressão e altas pressões é necessária uma refrigeração intermediária, a água 
ou o ar, em razão da alta concentração de calor. 
 
Entre os estágios de compressão o ar comprimido é resfriado por um sistema de 
refrigeração a ar ou a água, conforme mostrado na figura anterior. 
 
Compressores de êmbolo de estágios múltiplos 
Para altas pressões, são necessários compressores de vários estágios. O ar 
atmosférico aspirado é comprimido em várias etapas, por diversos êmbolos 
interligados em série, até que a pressão atinja o valor desejado. 
 
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Os compressores de êmbolo com movimento linear apresentam grande vantagem, se 
forem observadas as seguintes condições: 
• até 4bar ⇒ um estágio; 
• até 15bar ⇒ dois estágios; 
• acima de 15bar ⇒ três ou mais estágios. 
 
Compressor de membrana ou diafragma 
Devido às características de funcionamento, o compressor de membrana pertence ao 
grupo dos compressores de êmbolo. Nesse caso, o êmbolo fica separado da câmara 
de compressão por um diafragma de borracha. Dessa forma, o ar comprimido não 
entra em contato com as partes mecânicas do êmbolo cujo atrito exige uma 
lubrificação constante. 
 
 
 
Assim, o ar fica livre de resíduos de óleo, o que torna esse tipo de compressor ideal 
em consultórios dentários, hospitais e nas indústrias alimentícia, farmacêutica e 
química. 
 
Compressor rotativo multicelular ou de palhetas 
Nesse tipo de compressor, o giro de um rotor circular, montado excêntrico em relação 
à uma carcaça, faz com que os compartimentos se estreitem, comprimindo o ar nos 
mesmos. 
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No compressor rotativo multicelular existe um compartimento cilíndrico, com aberturas 
de entrada e saída, onde gira um rotor alojado fora do centro. 
 
O rotor tem, nos rasgos, palhetas que, em conjunto com a parede, formam pequenos 
compartimentos chamados de células. 
 
Quando em rotação, as palhetas são projetadas contra a parede, pela força centrífuga. 
Devido à excentricidade de localização do rotor, há um aumento das células que 
admitem o ar atmosférico e, em seguida, ocorre uma diminuição das células 
comprimindo o ar. 
 
As vantagens desses compressores estão em sua construção econômica, em espaço, 
em seu funcionamento contínuo equilibrado e no fornecimento uniforme de ar, livre de 
qualquer pulsação. 
 
Compressor de parafusos ou de fuso roscado 
Nesse tipo de compressor, dois parafusos helicoidais, um de perfil côncavo e outro 
convexo, comprimem o ar, que é conduzido axialmente no interior da carcaça. 
 
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O ar atmosférico entra pela abertura de admissão, preenchendo os espaços entre os 
parafusos. 
 
 
 
À medida em que os parafusos giram, acoplados entre si, o ar é isolado, dando início 
ao processo de compressão. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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O movimento de rotação produz uma compressão uniforme e livre de pulsação. 
 
 
 
O ar comprimido é descarregado pela abertura de saída, a qual permanece selada até 
a passagem do volume de ar comprimido no ciclo seguinte. 
 
 
 
Compressor rotativo tipo Roots ou de lóbulos 
No compressor tipo Roots, dois lóbulos estão engrenados entre si, dentro de uma 
carcaça, como se fossem duas engrenagens de dois dentes cada uma. À medida em 
que giram, em direções opostas, os lóbulos admitem o ar atmosférico pela abertura de 
admissão, transportam o ar pelos vãos de seus dentes arredondados e o comprime até 
a abertura de saída. 
 
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Nesse tipo de compressor, o ar é transportado de um lado para outro, sem alteração 
de volume. 
 
 
 
A compressão ocorre cada vez que o extremo de um dos êmbolos coincide com a 
concavidade do outro êmbolo. 
 
 
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Turbocompressor 
 
Esses compressores trabalham segundo um princípio de aceleração de massa e são 
adequados para o fornecimento de grandes vazões. São classificados como 
compressores de deslocamento dinâmico. 
 
Os turbocompressores são construídos em duas versões: 
• axial, 
• radial. 
 
Em ambas as versões, o ar é colocado em movimento por uma ou mais turbinas, e 
esta energia de movimento é então transformada em energia de pressão. 
 
Turbocompressor axial 
 
 
 
A compressão, nesse tipo de compressor, processa-se pela aceleração do ar aspirado 
de câmara para câmara, em direção à saída. 
 
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Turbocompressor axial de estágios múltiplos com fluxo radial 
 
O ar é impelido axialmente para as paredes da câmara e, posteriormente, em direção 
ao eixo. Daí, no sentido radial, para outra câmara, e assim sucessivamente. 
 
 
Diagrama comparativo de volume e pressão 
 
O diagrama, a seguir, apresenta os valores de volume e pressão característicos dos 
diversos compressores disponíveis no mercado industrial. 
 
Nesse diagrama estão indicadas as capacidades, em quantidade aspirada e pressão 
alcançada, para cada tipo de compressor. 
 
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Diagrama de volume e pressão 
 
 
Critérios para escolha de compressores 
 
Os critérios para escolha de compressores envolvem os seguintes itens: 
 
Volume de ar fornecido 
É a quantidade de ar fornecida pelo êmbolo do compressor em movimento. Existem 
duas indicações de volume fornecido: 
• teórico; 
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• efetivo. 
 
O produto do volume do cilindro pela rotação do compressor é o volume teórico 
fornecido. 
 
O volume efetivo fornecido é o volume teórico fornecido menos a perda de ar que 
ocorre na compressão, e depende do tipo de construção do compressor. 
 
As unidades utilizadas para expressar o volume fornecido são: 
• litro por minuto (l/min), 
• metro cúbico por minuto (m3/min) ou metro cúbico por hora (m3/hora), 
• pés cúbicos por minuto (ft³/min) ou PCM. 
 
Lembrando que 1PCM = 28,316l/min = 0,028m³/min = 1,699m³/hora 
 
As normas especificam as condições para a medida de capacidade dos compressores 
e estabelecem tolerâncias para os resultados. 
 
A capacidade é expressa pela quantidade de ar livre descarregada, corrigida para as 
condições de pressão, temperatura e umidade reinantes na admissão. 
 
O que realmente interessa é o volume efetivo de ar fornecido pelo compressor. É este 
que aciona e comanda os equipamentos pneumáticos. 
 
Mesmo assim, muitos fabricantes de compressores baseiam os dados técnicos no 
valor teórico do volume de ar fornecido. 
 
Pressão 
Há dois tipos de pressão: 
• pressão de regime, 
• pressão de trabalho. 
 
Pressão de regime é a pressão fornecida pelo compressor e que vai darede 
distribuidora até o consumidor. 
 
Pressão de trabalho é a pressão necessária nos postos de trabalho. Geralmente, 
essa pressão varia de 6 a 10bar, dependendo do tipo de trabalho a ser executado 
pelas máquinas, equipamentos e dispositivos pneumáticos. 
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A pressão constante é uma exigência para um funcionamento seguro e preciso. 
 
Dependem da pressão constante: 
• a velocidade; 
• as forças; 
• os movimentos temporizados dos elementos de trabalho e de comando. 
 
Acionamento 
O acionamento dos compressores pode ser feito por motor elétrico ou de combustão 
interna. Em instalações industriais, na maioria dos casos, o acionamento dá-se por 
motor elétrico. 
 
Tratando-se de uma estação móvel, portátil, o acionamento geralmente é efetuado por 
meio de motores a gasolina ou a óleo diesel. 
 
Regime de trabalho 
Para combinar o volume de fornecimento com o consumo de ar comprimido, deve-se 
definir o tipo de regime de trabalho do compressor: 
• intermitente; 
• contínuo. 
 
No regime intermitente, um pressostato desliga o motor elétrico de acionamento do 
compressor, quando a pressão do ar comprimido atinge o ajuste máximo regulado. A 
queda de pressão na rede, provocada pelo consumo de ar das máquinas e 
equipamentos pneumáticos, faz com que o pressostato volte a ligar o motor de 
acionamento, quando a pressão do ar comprimido atingir o ajuste mínimo regulado. 
 
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O regime intermitente é utilizado em compressores de pequeno e médio porte, nas 
situações de baixa produção de ar comprimido e pouco consumo por parte dos 
equipamentos pneumáticos. 
 
No regime contínuo, utilizado em aplicações de alta produção e grande consumo de 
ar, o compressor não pára. Dispositivos de regulagem são utilizados para variar o 
volume de ar fornecido pelo compressor, de acordo com o consumo das máquinas e 
equipamentos pneumáticos, mantendo uma pressão constante na rede distribuidora. 
 
Existem diferentes tipos de regulagem: 
• Regulagem por descarga 
Quando é alcançada a pressão pré-regulada, o ar escapa livre na saída do 
compressor, através de uma válvula. 
 
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Uma válvula de retenção evita que o reservatório se esvazie ou que o ar retorne ao 
compressor. 
 
• Regulagem por fechamento 
Nessa regulagem, fecha-se o lado da sucção. O compressor não pode mais aspirar 
e funciona só em vazio (estado sem pressão). 
 
 
 
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Essa regulagem é usada especialmente em compressores de êmbolo rotativo e 
também em compressores de êmbolo de movimento linear. 
• Regulagem por garras 
Essa regulagem é empregada em compressores de êmbolo. Mediante garras, 
mantêm-se aberta a válvula de sucção, evitando assim que o compressor continue 
comprimindo. 
 
 
 
Refrigeração 
O compressor se aquece em razão da compressão do ar e do atrito, e esse calor deve 
ser dissipado. É necessário escolher o tipo de refrigeração mais adequado, conforme o 
grau de temperatura no compressor. 
 
Em compressores pequenos, serão suficientes aletas de aeração para que o calor seja 
dissipado. Compressores maiores serão equipados com um ventilador. 
 
Tratando-se de estação de compressores com uma potência de acionamento de mais 
de 30KW (40hp), a refrigeração a ar não é suficiente. 
 
Os compressores, então, devem ser equipados com refrigeração à água circulante ou 
àgua corrente contínua. 
 
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Refrigeração a ar Refrigeração a água 
 
Freqüentemente não se considera a instalação de uma torre de refrigeração, devido ao 
seu alto custo. Porém, uma refrigeração adequada prolonga em muito a vida útil do 
compressor e produz um ar melhor refrigerado, o que reduz a necessidade de uma 
refrigeração posterior, ou a torna mesmo desnecessária. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Créditos 
Elaborador: Ilo da Silva Moreira 
 
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Armazenamento e 
distribuição do ar 
comprimido 
 
 
 
O ar comprimido produzido pela maioria dos compressores é armazenado em 
reservatórios, também conhecidos como vasos de pressão, antes de ser distribuído por 
meio de redes de ar aos diferentes tipos de consumidores, como máquinas, 
equipamentos e dispositivos pneumáticos. 
 
 
Reservatório de ar comprimido 
 
O reservatório, além de sua função principal de armazenar o ar comprimido produzido 
pelo compressor, tem outras funções secundárias importantes no fornecimento de ar 
para os consumidores, tais como: 
• estabilizar a distribuição de ar comprimido; 
• eliminar oscilações de pressão na rede distribuidora; 
• garantir uma reserva de ar comprimido nos momentos de alto consumo; 
• resfriar o ar comprimido suplementar; 
• reter parte da umidade presente no ar comprimido. 
 
O reservatório de ar comprimido pode ser horizontal ou vertical e seu tamanho é 
calculado em função dos seguintes aspectos: 
• volume de ar produzido pelo compressor; 
• consumo de ar comprimido; 
• tipo de rede distribuidora; 
• queda de pressão permissível na rede. 
 
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A maioria dos reservatórios de ar comprimido possui os seguintes componentes: 
 
Pórtico de entrada de ar com válvula de retenção 
O ar comprimido proveniente do compressor entra no reservatório por esse pórtico, o 
qual possui uma válvula de retenção que impede o retorno do ar ao compressor 
quando este for desligado. 
 
Manômetro 
O manômetro é o instrumento utilizado para indicar a pressão do ar comprimido no 
interior do reservatório. 
 
Termômetro: 
Alguns reservatórios possui esse instrumento para medir a temperatura do ar 
comprimido, indicando a necessidade de resfriamento do ar, em caso de altas 
temperaturas, antes do mesmo ser distribuído aos consumidores pneumáticos. 
 
Válvula de segurança 
A válvula de segurança, também conhecida como válvula limitadora de pressão, tem a 
função de limitar a pressão do ar comprimido no interior do reservatório. 
 
Com o auxílio de um manômetro, regula-se a tensão da mola por meio de um parafuso 
de ajuste. 
 
O ar comprimido, presente no reservatório, entra na válvula pelo pórtico 1 e age na 
junta de vedação, contra a mola. Enquanto a pressão do ar for menor que a tensão 
ajustada na mola, o assento de vedação mantém a passagem da válvula selada. 
 
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Caso a pressão do ar comprimido ultrapasse a tensão ajustada na mola, a junta de 
vedação desloca-se do seu assento, permitindo que o excesso de pressão do ar 
escape para a atmosfera, através do pórtico 3 da válvula de segurança. 
 
Uma vez reduzida a pressão do ar ao valor da tensão ajustada na mola, a junta de 
vedação volta a selar a passagem de 1 para 3 da válvula de segurança. Dessa forma, 
o acumulo de pressão do ar comprimido presente no reservatório fica limitado aos 
padrões ajustados na válvula de segurança. 
 
Pórtico de saída de ar com registro geral 
Para ser distribuído na rede, o ar comprimido flui pelo pórtico de saída do reservatório, 
através de um registro geral. Esse registro torna-se útil quando da necessidade de 
reparos na rede distribuidora. Fechando-se o registro, isola-se o ar armazenado no 
reservatório, permitindo a manutenção da rede sem a necessidade de descarregar o ar 
que já foi comprimido para a atmosfera.Sistemas Pneumáticos 
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Tampa de inspeção 
Nos reservatórios de ar comprimido, de grande porte, é comum existir uma ou mais 
tampas de inspeção que facilitam o acesso ao interior do reservatório. Essas tampas 
são muito utilizadas na limpeza do acúmulo de condensado no interior do reservatório 
de ar. 
 
Registro de drenagem manual do condensado 
Esse registro é utilizado, periodicamente, para drenar a água e o óleo lubrificante que 
se acumulam no fundo do reservatório, reduzindo o espaço destinado ao ar 
comprimido. Nos reservatórios de grande porte são colocados drenos automáticos os 
quais abrem sempre que o volume do condensado atinge um nível pré-determinado. 
 
 
Rede de distribuição de ar comprimido 
 
Em uma rede de distribuição é importante não somente o correto dimensionamento, 
mas também a montagem das tubulações. 
 
As tubulações de ar comprimido requerem manutenção regular, razão pela qual elas 
não devem ser montadas dentro de paredes ou de cavidades estreitas. 
 
O controle da estanqueidade das tubulações seria dificultado por isso. 
 
Pequenos vazamentos são causa de consideráveis perdas de pressão. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Principais tipos de redes distribuidoras 
 
Rede em circuito aberto 
 
 
 
As tubulações, em especial nas redes em circuito aberto, devem ser montadas com um 
declive de 1% a 2%, na direção do fluxo. 
 
Por causa da formação de água condensada, é fundamental, em tubulações 
horizontais, instalar os ramais de tomadas de ar na parte superior do tubo principal. 
 
 
 
Dessa forma, evita-se que a água condensada que eventualmente esteja na tubulação 
principal possa chegar às tomadas de ar através dos ramais. 
 
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Para interceptar e drenar a água condensada devem ser instaladas derivações com 
drenos na parte inferior da tubulação principal. 
 
 
 
Rede em circuito fechado 
 
 
 
Geralmente as tubulações principais são montadas em circuito fechado. 
 
Partindo da tubulação principal, são instaladas as ligações em derivação. Quando o 
consumo de ar é muito grande, consegue-se, mediante esse tipo de montagem, uma 
alimentação uniforme. 
 
O ar flui em ambas as direções. 
 
 
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Rede combinada 
 
 
 
A rede combinada também é uma instalação em circuito fechado, a qual, por suas 
ligações longitudinais e transversais, oferece a possibilidade de trabalhar com ar em 
qualquer lugar. 
 
Mediante válvulas de fechamento, existe a possibilidade de fechar determinadas linhas 
de ar comprimido, quando não forem usadas ou quando for necessário pô-las fora de 
serviço, por razões de reparação e manutenção. 
 
Também pode ser feito um controle de estanqueidade. 
 
 
Dimensionamento da rede distribuidora de ar comprimido 
 
A necessidade de ar comprimido nas fábricas está crescendo, provocada pelas sempre 
crescentes racionalização e automatização das instalações industriais. 
 
Cada máquina, equipamento ou dispositivo pneumático requer uma quantidade 
adequada de ar, que é fornecida pelo compressor, através da rede distribuidora. 
 
Na instalação dessa rede já deve ser prevista a possibilidade de ampliação futura, pois 
a montagem de uma nova rede distribuidora, de dimensões maiores que a anterior, 
acarretaria despesas muito elevadas. 
 
Essa ampliação deveria ser prevista já no projeto de instalação de compressores, 
através da determinação do aumento da demanda de ar e, em decorrência disso, do 
aumento da rede de tubulação. 
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O diâmetro da tubulação deve se escolhido de maneira que, mesmo com um consumo 
de ar crescente, a queda de pressão, do reservatório até o consumidor, não ultrapasse 
0,1bar. 
 
Uma queda maior de pressão prejudica a rentabilidade do sistema e diminui 
consideravelmente sua capacidade. 
 
A escolha do diâmetro da tubulação não é realizada por quaisquer fórmulas empíricas 
ou, simplesmente, para aproveitar tubos disponíveis no almoxarifado, mas sim 
considerando: 
• volume corrente (vazão); 
• comprimento de rede; 
• queda da pressão admissível; 
• pressão de trabalho; 
• número de pontos de estrangulamento na rede. 
 
A escolha de diâmetro da tubulação é facilitada pelo nomograma, apresentado na 
página a seguir. É o nomograma que determina o diâmetro do tubo na rede em relação 
à pressão. 
 
Na prática, deve-se considerar, para a instalação da rede de tubulação, um maior ou 
menor aumento de pressão e consequentemente de tubulação. 
 
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Nomograma de diâmetro do tubo 
 
 
Cálculo da tubulação 
 
O consumo de ar em um estabelecimento fabril é de 4m3/min (240m3/h). 
O aumento previsto em três anos será de 300%, o que resultará em um consumo de 
12m3/min (720m3/h). 
 
O consumo total é limitado em 16m3/min (960m3/h). 
 
A tubulação terá 300m de comprimento e será composta por 6 conexões em "T", 5 
cotovelos a 90° e 1 válvula de passagem. 
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A queda de pressão admissível é de Δp = 0,1bar. 
 
Pressão de trabalho = 8bar. 
 
Considerando os dados acima, e fazendo uso do nomograma, vamos procurar o 
diâmetro interno do tubo: 
• ligue com um traço a linha A do nomograma (comprimento da tubulação) à linha B 
(volume aspirado); 
• prolongue o traço até a linha C (eixo 1), formando um ponto de interseção com o 
eixo 1; 
• ligue agora a linha E (pressão de trabalho) à linha G (queda de pressão), obtendo 
assim um ponto de interseção em F (eixo 2); 
• ligue o ponto da interseção da linha F (eixo 2) com o ponto de interseção da linha C 
(eixo 1); 
• na linha D (diâmetro interno do tubo), obteremos um ponto de interseção onde 
estará registrado o valor do diâmetro do tubo. 
 
 
Comprimento equivalente 
 
Para os elementos redutores do fluxo as resistências são transformadas em 
comprimento equivalente. 
 
Como comprimento equivalente compreende-se o comprimento linear do tubo reto cuja 
resistência à passagem do ar é igual a resistência oferecida pelo elemento em 
questão. 
 
A seção transversal do tubo de comprimento equivalente é a mesma do tubo utilizado 
na rede. Por meio de um segundo nomograma pode-se determinar rapidamente os 
comprimentos equivalentes. 
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Nomograma de comprimento equivalente 
 
Onde: 1 = válvula de passagem 2 = válvula angular 3 = conexão "T" 
 4 = válvula gaveta 5 = cotovelo a 90° 
 
 
 
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Exemplo 
6 conexões "T" (90mm) 
1 válvula de passagem (90mm) 
5 cotovelos a 90° (90mm) 
= 6 x 10,5
= 
= 5 x 1 
= 63m 
= 32m 
= 5m 
comprimento equivalente dos elementos = 100m 
 
comprimento da tubulação 
comprimento equivalente 
= 300m 
= 100m 
comprimento total = 400m 
 
Possuindo os valores do comprimento total da tubulação (400m), do consumo de ar, da 
queda de pressão e da pressão de trabalho, pode-se determinar, através do 
nomograma de diâmetro de tubo, o diâmetro real necessário. 
 
Para esse exemplo, o diâmetro do tubo é de, aproximadamente, de 95mm. 
 
 
Materiais empregados em redes distribuidoras de ar comprimido 
 
Tubulações principais 
Na escolha do material da tubulação temos várias possibilidades: 
• cobre; 
• tubo de aço preto; 
• latão; 
• tubo de aço zincado (galvanizado); 
• aço-liga; 
• material sintético. 
 
Tubulações instaladas para um longo período de tempo devem ter uniões soldadas, as 
quais apresentam a vantagem de serem bem vedadas, evitando vazamentos 
indesejáveis.A desvantagem dessas uniões são as escamas que se criam ao soldar. Essas 
escamas devem ser retiradas da tubulação. 
 
A costura da solda também está sujeita à corrosão, e isto requer a montagem de 
unidades de conservação as quais serão estudadas a seguir. 
 
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Em tubulações com tubos de aço zincado (galvanizado), o ponto de conexão nem 
sempre é totalmente vedado. A resistência à corrosão, nesses tubos, não é muito 
melhor do que a do tubo de aço preto. 
 
Lugares decapados, tais como roscas e conexões rápidas, também podem enferrujar, 
razão pela qual também aqui é importante o emprego de unidades de conservação. 
Em casos especiais usam-se tubos de cobre ou de material sintético (plástico). 
 
Tubulações secundárias 
Tubulações à base de borracha (mangueiras) somente devem ser usadas onde for 
requerida uma certa flexibilidade e onde, devido à um esforço mecânico mais elevado, 
não possam ser usadas tubulações de material sintético. 
 
Tubulações à base de borracha podem ser mais caras e menos manejáveis que as de 
material sintético. 
 
Hoje, as tubulações à base de polietileno e poliamido são as mais utilizadas em 
máquinas, equipamentos e dispositivos pneumáticos, pois permitem instalações 
rápidas e são ainda de baixo custo. 
 
 
Conexões 
 
Conexões para tubos metálicos, especialmente para tubos de aço e cobre: 
 
 
Conexão com anel de corte: permite 
várias montagens e desmontagens. 
 Conexão com anel de pressão para 
tubos de aço e cobre. Com anel interno 
especial, serve também para tubos 
plásticos. 
 
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Conexão com rebordo prensado Conexão com rebordo flangeado 
 
Conexões para mangueiras flexíveis: 
 
 
 
Conexões instantâneas para tubulações flexíveis 
 
 
Engate rápido fêmea Engate rápido macho 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Conexão com porca, para mangueiras 
de borracha 
 Conexão para mangueiras de borracha tipo 
espigão 
 
 
Conexões rápidas para mangueiras plásticas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Créditos 
Elaborador: Ilo da Silva Moreira 
 
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Preparação do ar comprimido 
para o trabalho 
 
 
 
 
Impurezas 
 
Impurezas em forma de partículas de sujeira ou ferrugem, provenientes de corrosão 
interna da rede distribuidora, assim como resíduos de óleo do compressor e umidade 
do ar levam, em muitos casos, à falhas em sistemas pneumáticos e avarias de seus 
elementos. 
 
Por isso, a qualidade do ar comprimido é um fator muito importante a ser observado. 
Uma preparação adequada do ar comprimido prolonga a vida útil dos elementos 
pneumáticos aplicados em máquinas e equipamentos industriais. 
 
Muito embora a separação primária do condensado tenha sido feita durante o processo 
de produção do ar comprimido, por meio de resfriadores e no próprio reservatório de 
armazenamento de ar, a separação final do condensado, a filtragem do ar e outros 
tratamentos secundários são executados próximo ao local de consumo do ar 
comprimido. 
 
Quando a rede de condutores de ar comprimido não é drenada, a água condensada no 
interior da tubulação pode causar a corrosão da rede metálica, dos elementos 
pneumáticos e das máquinas. 
 
O óleo residual proveniente dos compressores pode produzir, junto com o ar 
comprimido, uma mistura de ar e óleo a qual apresenta perigo de explosão, 
principalmente quando há temperaturas superiores a 333K. 
 
 
 
 
 
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Umidade 
 
A água já penetra na rede pelo próprio ar aspirado pelo compressor. A incidência da 
umidade depende, em primeira instância, da umidade relativa do ar que, por sua vez, 
depende da temperatura e condições atmosféricas. 
 
A umidade absoluta é a quantidade de água contida em 1m3 de ar. A quantidade de 
saturação é a quantidade de água admitida em 1m3 de ar a uma determinada 
temperatura. 
 
Nesse caso, a umidade relativa é de 100% (ponto de orvalho). 
 
No diagrama do ponto de orvalho, apresentado a seguir, pode-se observar a 
quantidade de saturação à temperatura correspondente. 
 
umidade relativa = %100x
saturaçãodequantidade
relativaumidade
 
 
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Diagrama do ponto de orvalho 
 
Exemplo 
No ponto de orvalho, a 40°C, 1m3 de ar contém 50g de água. 
 
Pode-se reduzir os efeitos da umidade por meio da utilização de: 
• filtragem do ar aspirado; 
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• utilização de compressores livres de óleo; 
• passagem do ar comprimido por um secador, em casos de ocorrência de umidade. 
 
Portanto, devido a esses fatores extremamente prejudiciais ao funcionamento dos 
sistemas pneumáticos, impurezas e umidade, antes de ser enviado aos consumidores, 
o ar comprimido deve passar por cinco processos de preparação para o trabalho, são 
eles: 
• resfriamento, 
• secagem, 
• filtragem, 
• regulagem de pressão, 
• lubrificação. 
 
 
Resfriamento do ar comprimido 
 
O resfriamento do ar comprimido é realizado durante o processo de compressão, por 
meio de serpentinas estrategicamente montadas entre os estágios do compressor. 
Uma hélice localizada no volante do cabeçote do compressor sopra as serpentinas 
esfriando o ar. 
 
Nos casos de temperaturas extremamente altas, provocadas pela compressão de 
grandes volumes de ar, em regime contínuo, é utilizado um resfriador a água montado 
na saída do compressor. 
 
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Resfriador a água 
1. Entrada de ar comprimido quente, proveniente do compressor. 
2. Saída de ar comprimido resfriado. 
3. Entrada de água na serpentina de refrigeração. 
4. Saída de água da serpentina. 
5. Serpentina. 
6. Vaso separador de água condensada. 
7. Purgador automático de saída de água condensada. 
8. Válvula de segurança. 
 
Nesse tipo de resfriador, usa-se água fria bombeada no pórtico 3. A água circula pelo 
interior da serpentina, montada dentro do corpo do resfriador, e sai pelo pórtico 4. O ar 
comprimido quente entra pelo pórtico 1 e, em contato com a superfície fria da 
serpentina é resfriado. Durante o resfriamento, a umidade contida no ar, em forma de 
vapor devido à alta temperatura, se condensa e, por gravidade, desce e se acumula no 
fundo do corpo do resfriador, de onde é drenada para fora por meio de um purgador 
automático. O ar comprimido, já resfriado e livre de grande parte da umidade, sai pelo 
pórtico 2 do resfriador. 
 
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Outro tipo de resfriador a água, montado geralmente entre o compressor e o 
reservatório de armazenamento de ar comprimido é o resfriador posterior, também 
conhecido como aftercooler. 
 
 
Resfriador posterior (Aftercooler) 
 
 
Secagem do ar comprimido 
 
Existem diversos processos de secagem do ar comprimido. Os mais comumente 
empregados na indústria são: 
• secagem por absorção, 
• secagem por adsorção, 
• secagem por resfriamento. 
 
Secagem por absorção 
A secagem por absorção é um processo puramente químico. O ar comprimido passa 
sobre uma camada solta de um elemento secador (cloreto de cálcio, cloreto de lítio). A 
água ou vapor de água que entra em contato com esse elemento combina-se 
quimicamente com ele e se dilui na forma de combinação elemento secador água. 
 
Essa mistura deve ser removida periodicamentedo absorvedor. A operação pode ser 
manual ou automática. 
 
Com o tempo, o elemento secador é consumido e o secador deve ser reabastecido 
periodicamente (duas a quatro vezes por ano) conforme o volume de uso. O secador 
por absorção separa, ao mesmo tempo, vapor e partículas de óleo. Porém, quantidade 
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maiores de óleo influenciam no funcionamento do secador. Por isso, é conveniente 
antepor um filtro fino ao secador. 
 
 
Processo de secagem por absorção 
 
O processo de absorção caracteriza-se por: 
• montagem simples da instalação; 
• desgaste mecânico mínimo, já que o secador não possui peças móveis; 
• não necessita de energia externa. 
 
Secagem por adsorção 
A secagem por adsorção está baseada num processo físico: 
adsorção ⇒ fixação de uma substância na superfície de outra substância. 
 
O elemento secador é um material granulado com aresta ou em formas de esferas. 
Esse elemento secador é formado de quase 100% de dióxido de silício. 
 
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Em geral é conhecido pelo nome de gel (sílica gel). O ar comprimido úmido é 
conduzido através da camada de gel e o elemento secador adsorve a água e o vapor 
de água. 
 
É evidente que a capacidade de acumulação de uma camada de gel é limitada. 
Quando o elemento secador estiver saturado, poderá ser regenerado facilmente: basta 
soprar ar quente através da camada saturada e o ar quente absorverá a umidade do 
elemento secador. A energia calorífica para a regeneração pode ser gerada também 
por eletricidade ou por ar comprimido quente. 
 
Mediante a montagem em paralelo de duas instalações de adsorção uma delas pode 
estar ligada para secar enquanto a outra estiver sendo soprada com ar quente 
(regeneração). 
 
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Processo de secagem por adsorção 
 
 
 
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Secagem por resfriamento 
O secador de ar comprimido por resfriamento funciona pelo princípio da diminuição da 
temperatura do ponto de orvalho. O ponto de orvalho é a temperatura à qual deve ser 
resfriado um gás para se obter a condensação do vapor de água contido nele. O ar 
comprimido a ser secado entra no secador, passando primeiro pelo trocador de calor a 
ar. Mediante o ar frio e seco proveniente do trocador de calor (vaporizador), o ar 
quente que está entrando é resfriado. Forma-se um condensado de óleo e água que é 
eliminado pelo trocador de calor. Esse ar comprimido pré-resfriado circula através do 
trocador de calor (vaporizador) e assim sua temperatura desce até 1,70C, 
aproximadamente. Dessa maneira, o ar é submetido a uma segunda separação de 
condensado de água e óleo. 
 
Posteriormente, o ar comprimido pode ainda passar por um filtro fino a fim de eliminar 
os corpos estranhos. 
 
 
Processo de secagem por resfriamento 
 
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Enquanto os processos de resfriamento e secagem do ar comprimido devem ocorrer o 
mais próximo possível do compressor, os demais tratamentos como a filtragem, a 
regulagem da pressão e a lubrificação devem ser efetuadas na entrada de alimentação 
de ar dos consumidores, tais como máquinas, equipamentos e dispositivos 
pneumáticos. 
 
 
 
 
Filtragem do ar comprimido 
 
A função de um filtro de ar comprimido é reter as partículas sólidas, bem como a água 
condensada, presentes no ar comprimido que passa por ele. 
 
O ar comprimido, ao entrar no copo do filtro, é forçado a um movimento de rotação por 
meio de rasgos direcionais. Com isso, por meio de força centrífuga, separam-se 
impurezas maiores e as gotículas de água que se depositam no fundo do copo. 
O condensado acumulado no fundo do copo deve ser eliminado antes de atingir o nível 
máximo, para não ser arrastado novamente pela massa de ar em movimento. 
 
As partículas sólidas, maiores que a porosidade do filtro, são retidas por este. Com o 
tempo, o acúmulo dessas partículas impede a passagem do ar, entupindo o filtro, o 
que exige a limpeza ou substituição do elemento filtrante a intervalos regulares. 
 
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Filtro de ar comprimido 
 
Em filtros normais, a porosidade encontra-se entre 30 e 70μm. Filtros mais finos têm 
elementos com porosidade até 3μm. 
 
Se houver acentuada deposição de condensado, convém substituir o dreno manual por 
um purgador automático. 
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Purgador automático 
 
Pelo orifício de saída, o condensado atinge a câmara entre as juntas de vedação 
inferiores. Com o aumento do nível do condensado, o flutuador começa a subir. A um 
determinado nível, abre-se a passagem de ar comprimido do copo que passa por ela e 
desloca o êmbolo para a direita, abrindo a saída do condensado. Devido às dimensões 
reduzidas do escape de ar para a atmosfera, o ar comprimido do copo passa 
lentamente, mantendo-se a saída do condensado aberta por um tempo ligeiramente 
maior. 
 
 
Regulagem da pressão do ar comprimido 
 
A pressão do ar comprimido, fornecida na rede pelo compressor, deve ser regulada de 
acordo com as características individuais de cada consumidor. Enquanto o compressor 
fornece na rede distribuidora uma pressão principal ou de regime, na ordem de 10 a 
12bar, cada máquina, equipamento e dispositivo pneumático é projetado para trabalhar 
com uma pressão pré-determinada, chamada de pressão secundária ou de trabalho, 
geralmente inferior à pressão principal. 
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Sendo assim, usa-se um regulador de pressão para ajustar a pressão secundária de 
acordo com as necessidades de cada equipamento pneumático. 
 
O regulador de pressão tem por finalidade manter constante a pressão de trabalho 
(secundária) independentemente da pressão de regime (principal), fornecida na rede, e 
do consumo de ar. 
 
 
Regulador de pressão com escape automático 
 
A pressão de trabalho desejada é ajustada no parafuso de regulagem que calibra a 
tensão da mola inferior. Essa mola empurra a membrana para cima, deslocando a 
junta de vedação de sua sede de assento, abrindo a válvula. Isso faz com que o ar 
comprimido da rede possa fluir livremente do pórtico de entrada para o de saída do 
regulador de pressão, agindo na superfície superior da membrana e aumentando a 
pressão de saída, compatível com a tensão regulada na mola inferior. 
 
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Quando a pressão de saída ultrapassa a tensão regulada na mola inferior, o ar 
comprimindo, agindo na superfície superior da membrana, empurra a mesma para 
baixo. Isso faz com que a mola superior pressione a junta de vedação contra a sua 
sede de assento, fechando a entrada da válvula. Dessa forma, com a entrada da 
válvula fechada, o ar comprimido é impedido de fluir do pórtico de entrada para o de 
saída do regulador de pressão, o que faz com que a pressão de saída pare de 
aumentar. Ao mesmo tempo, a pressão em excesso na linha de saída flui para a 
atmosfera pelos orifícios de escape automático. 
 
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Quando a pressão de saída se equilibra com a tensão regulada na mola inferior, a 
membrana sobe o suficiente para bloquear o escape automático do ar, sem deslocar a 
junta de vedação de sua sede de assento. Sendo assim, tanto a entrada de ar 
comprimido como a saída de escape automático permanecem fechadas, até que a 
pressão no pórtico de saída do regulador de pressão volte a oscilar, para cima ou para 
baixo. 
 
Portanto, para manter a pressão de saída regulada, há um constante abrir e fechar da 
válvula. 
 
A utilizaçãode um manômetro, alimentado pela pressão do pórtico de saída do 
regulador, é fundamental para auxiliar na regulagem da pressão. 
 
 
 
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Lubrificação do ar comprimido 
 
Atualmente, a maioria dos fabricantes de equipamentos pneumáticos oferecem 
produtos livre de lubrificação, isto é, os atuadores e válvulas pneumáticas são 
projetados e construídos de forma a não exigirem lubrificação de suas partes móveis. 
Entretanto, é comum encontrarmos na indústria elementos pneumáticos mais antigos, 
principalmente devido a sua longa vida útil, os quais possuem peças móveis que 
devem ser submetidas a lubrificação. Os materiais lubrificantes são necessários para 
garantir desgaste mínimo nos elementos móveis, manter tão mínimas quanto possível 
as forças de atrito e proteger os equipamentos contra corrosão, provocada 
principalmente pela umidade do ar. 
 
Sendo assim, usamos lubrificadores cuja função é pulverizar óleo lubrificante, sob a 
forma de névoa, na massa de ar comprimido a ser utilizado pelas máquinas, 
equipamentos e dispositivos pneumáticos. 
 
 
Lubrificador de ar comprimido 
 
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O ar comprimido flui pelo lubrificador do pórtico de entrada para o de saída, passando 
pela válvula de retenção cuja mola gera um diferencial de pressão, forçando o ar a 
entrar no interior do copo reservatório de óleo. 
 
A pressão do ar, agindo na superfície do óleo lubrificante, empurra o mesmo pelo tubo 
condutor, até a parte superior do corpo do lubrificador, onde existe um conta-gotas. Um 
visor acrílico permite ao operador visualizar a quantidade de óleo a ser utilizada no 
processo de nebulização. 
 
Por meio de um parafuso dosador, pode-se regular a quantidade de óleo a ser utilizada 
para a lubrificação, de acordo com as especificações exigidas pelos fabricantes dos 
equipamentos pneumáticos. 
 
O óleo que cai pelo conta-gotas desce até o bocal nebulizador, se mistura com a 
massa do ar em movimento e, em forma de névoa, busca o pórtico de saída do 
lubrificador através do furo de passagem paralelo à válvula de retenção. 
 
O lubrificador possui, ainda, um plugue para reabastecimento de óleo do reservatório, 
o qual somente poderá ser utilizado com o equipamento despressurizado. 
 
Durante a despressurização, uma válvula anti-retorno evita que o óleo acumulado no 
conta-gotas retorne por gravidade ao reservatório, através do tubo condutor. 
 
É importante destacar, ainda, que a utilização dos lubrificadores está limitada ao tipo 
de processo produtivo. Na indústria alimentícia, farmacêutica ou, sempre que a 
presença de óleo lubrificante possa interferir na qualidade do produto, os lubrificadores 
não são empregados, mesmo com o risco de desgaste prematuro das máquinas e 
equipamentos pneumáticos. 
 
 
Unidades de condicionamento de ar comprimido 
 
Como já foi destacado, os processos de filtragem, regulagem de pressão e lubrificação 
do ar comprimido devem ser realizados o mais próximo possível dos consumidores 
pneumáticos. Geralmente, esses processos ocorrem na entrada de alimentação de ar 
comprimido de cada uma das máquinas, equipamentos e dispositivos pneumáticos. 
 
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Dessa forma, com o intuito de facilitar esses procedimentos, os fabricantes de 
componentes pneumáticos desenvolveram as unidades de condicionamento de ar 
comprimido, as quais são conhecidas no mercado por várias designações diferentes: 
• unidade de conservação, 
• unidade de manutenção, 
• conjunto lubrefil. 
 
Na verdade, trata-se de dois ou mais componentes responsáveis pela preparação do 
ar para o trabalho, montados lado a lado, como se fosse um único elemento. 
 
As unidades de condicionamento têm a finalidade de purificar o ar comprimido, ajustar 
uma pressão constante do ar e acrescentar uma fina neblina de óleo ao ar comprimido, 
quando necessário, para fins de lubrificação. Assim, as unidades de condicionamento 
de ar comprimido aumentam consideravelmente a segurança de funcionamento dos 
equipamentos pneumáticos, sendo sua aplicação exigida por todos os fabricantes de 
máquinas. 
 
As unidades de condicionamento de ar comprimido são, portanto, uma ou mais 
combinações de: 
• filtro; 
• regulador de pressão com manômetro; 
• lubrificador. 
 
 
 
 
 
 
 
No emprego da unidade de condicionamento, devem-se observar os seguintes pontos: 
• A vazão total de ar em Nm3/h é determinada para o tamanho da unidade. O 
consumo de ar muito grande provoca queda de pressão nos equipamentos. 
Devem-se observar rigorosamente os dados indicados pelo fabricante. 
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• A pressão de trabalho nunca deve ser superior à indicada no equipamento. A 
temperatura ambiente não deve ser superior a 50oC, máxima para copos de 
material sintético. 
 
Exemplos de combinações de unidades de condicionamento encontradas no mercado: 
 
 
 
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Unidade de condicionamento com regulador de pressão, válvula de fechamento, 
manômetro e filtro incorporados 
 
Manutenção das unidades de condicionamento de ar 
• Filtro de ar comprimido 
Quando o filtro não é dotado de dreno automático, o nível de condensado deve ser 
controlado regularmente, não devendo ultrapassar a altura determinada no copo. O 
condensado acumulado pode ser arrastado para a tubulação de ar comprimido e 
equipamentos. 
• Regulador de pressão de ar comprimido 
Quando existe um filtro de ar comprimido instalado antes do regulador, 
praticamente dispensa-se a manutenção desse regulador. 
• Lubrificador de ar comprimido 
O nível de óleo no copo reservatório deve ser controlado. Sempre que necessário, 
deve-se completar o óleo até o nível indicado. Devem ser utilizados somente óleos 
minerais de baixa viscosidade (máximo 200Engler). 
 
Filtros de material plástico e copo lubrificador devem ser limpos somente com água e 
sabão neutro. Solventes como "thinner", acetona e acetatos não são recomendados, 
pois os mesmos atacam o material plástico. 
 
 
 
 
 
 
 
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Créditos 
Elaborador: Ilo da Silva Moreira 
 
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Atuadores Pneumáticos 
 
 
 
 
 
Os atuadores pneumáticos, também conhecidos como elementos de trabalho, são os 
componentes responsáveis em transformar a energia pneumática em mecânica, 
produzindo movimento. Os atuadores estão classificados em três grupos, quanto ao 
tipo de movimento produzido: 
• lineares: movimentos retilíneos de ida e volta; 
• giratórios: movimentos rotacionais com giro limitado de 0 a 350°; 
• rotativos: movimentos rotacionais nos dois sentidos de giro. 
 
 
Atuadores lineares (Cilindros) 
 
O cilindro pneumático, chamado também de pistão, é um elemento de máquina útil, já 
que permite a aplicação do movimento linear exatamente onde é necessário, sem 
qualquer complicação mecânica, como por exemplo em transmissões, eixos, ressaltos, 
etc. 
 
A geração de um movimento retilíneo com elementos mecânicos, conjugados com 
acionamentos elétricos, é relativamente custosa e está ligada a certas dificuldades de 
fabricação e durabilidade. 
 
Há no mercado uma infinidade de tipos de cilindros, desde os convencionais, 
produzidos de forma normalizada por todos os fabricantes, até os cilindros especiais 
confeccionados para fins específicos. A seguir, serão apresentados os cilindros mais 
utilizados na industria, na automatização dos processos de produção. 
 
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Características construtivas 
Os cilindros pneumáticos consistem, basicamente, em um tubo cilíndrico ou camisa, 
tampas dianteira e traseira ou cabeçotes, êmbolo com juntas de vedação ou gaxetas, 
haste do êmbolo, bucha de guia e anel limpador. 
 
 
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A camisa, na maioria dos casos, é feita de um tubo de aço trefilado a frio, sem costura. 
Para aumentar a vida útil dos elementos de vedação, a superfície interna do tubo é 
brunida. Atualmente, a maioria dos fabricantes produzem a camisa dos cilindro em 
alumínio ou latão ou, ainda, de aço com a superfície interna de cromo duro, para 
aplicações especiais onde existe possibilidade de corrosão muito acentuada. 
 
Para as tampas dianteira e traseira usa-se normalmente alumínio fundido ou ferro 
maleável. A fixação das tampas pode ser feita com tirantes, roscas ou flanges. 
 
A haste do êmbolo geralmente é feita com aço beneficiado e com proteção 
anticorrosiva. As roscas são geralmente laminadas, diminuindo assim o perigo de 
ruptura. Sob pedido, a haste do êmbolo pode ser temperada. 
 
Para a vedação da haste do êmbolo, existe um anel circular na tampa dianteira. A 
haste do êmbolo é mantida centralizada por uma bucha de guia, a qual pode ser 
confeccionada em bronze ou de material sintético metalizado. 
 
Na frente desta bucha encontra-se um anel limpador que evita a entrada de partículas 
de pó e de sujeira no cilindro. 
 
A junta de vedação do êmbolo, neste caso do tipo copo dupla, veda de ambos os 
lados. 
 
A escolha do material a ser utilizado na confecção das juntas de vedação depende das 
temperaturas de trabalho. Os materiais comumente empregados são: 
• Buna N 
• Perbunam 
• Viton 
• PTFL (Teflon) 
de -10ºC até +80ºC; 
de -20°C até +80ºC; 
de -20ºC até +190ºC; 
de -80ºC até +200ºC. 
 
Juntas toroidais ou anéis do tipo "O-Ring" são utilizados para vedação estática. Este 
tipo de vedação não é recomendado em vedações móveis, pois provoca relativa perda 
de carga por atrito. 
 
 
 
 
 
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Tipos de juntas de vedação para êmbolos 
 
As juntas de vedação utilizadas nos êmbolos dos cilindros, também conhecidas como 
gaxetas, têm por finalidade evitar vazamentos de ar entre as câmaras dianteira e 
traseira, durante os movimentos de avanço e de retorno da haste. 
A seguir, serão apresentados os principais tipos de juntas de vedação encontrados na 
maioria dos cilindros pneumáticos. 
 
 
Anel tipo "O-Ring" ou junta tipo toroidal Junta tipo toroidal achatada internamente
 
 
 
Junta tipo quadring (perfil quadrado) Juntas tipo copo de encaixe bilateral 
 
 
 
Junta tipo faca de lábio simples Junta tipo copo de encaixe unilateral 
 
 
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Junta tipo faca de lábio duplo Junta tipo copo duplo com anel 
centralizante 
 
 
Junta de vedação em anel tipo "L" 
 
 
Tipos de fixação de cilindros 
 
A forma como os cilindros são fixados em máquinas e equipamentos pneumáticos 
depende do espaço disponível para a montagem e do tipo de trabalho a ser realizado. 
Os fabricantes de cilindros oferecem no mercado alguns tipos padronizados de fixação, 
o que não quer dizer que não se possa construir uma fixação especial para um tipo de 
montagem específica. 
 
 
 
 
Fixação pela tampa dianteira Fixação pela tampa traseira 
 
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Fixação por pés internos Fixação por pés externos 
 
 
 
Fixação por pé dianteiro ou traseiro Flange dianteira 
 
 
 
Flange traseira Basculante dianteira ou traseira 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Cálculos das forças de avanço e de retorno de cilindros 
 
 
 
Onde: 
P = pressão de trabalho em bar 
Øe = diâmetro do êmbolo em cm 
Øh = diâmetro da haste em cm 
d = curso útil em cm (distância percorrida pela haste da posição final traseira à 
final dianteira) 
Aa = área de avanço em cm² (igual à área do êmbolo) 
Ar = área de retorno em cm² (igual à área do êmbolo menos a área da haste) 
Fa = Força de avanço em Kgf (força atuante durante o movimento de avanço) 
Fr = Força de retorno em Kgf (força atuante durante o movimento de retorno) 
 
Cálculos das áreas de atuação do ar durante os movimentos de avanço e de 
retorno 
Aa = 0,7854 x Øe² 
Ar = 0,7854 x (Øe² - Øh² ) 
 
Cálculos das forças atuantes do cilindro durante os movimentos de avanço e de 
retorno 
Fa = P x Aa 
Fr = P x Ar 
 
Exemplo 
O êmbolo e a haste de um cilindro medem, respectivamente, 40mm e 15mm de 
diâmetro. Sabendo-se que a pressão de trabalho é de 4bar, quais as forças 
desenvolvidas no avanço e no retorno? 
 
 
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Dados: 
P = 4bar 
Øe = 40mm = 4cm 
Øh = 15mm = 1,5cm 
 
Observação: como precisamos calcular as áreas de avanço e de retorno em cm², 
precisamos, antes de tudo, passar os diâmetros do êmbolo e da haste para cm. 
 
Cálculo da área de avanço: Cálculo da área de retorno: 
Aa = 0,7854 x Øe² Ar = 0,7854 x (Øe² - Øh² ) 
Aa = 0,7854 x 4² Ar = 0,7854 x ( 4² - 1,5² ) 
Aa = 0,7854 x 16 Ar = 0,7854 x (16 - 2,25) 
Aa = 12,56cm² Ar = 0,7854 x 13,75 
 Ar = 10,79cm² 
 
Cálculo da força de avanço: Cálculo da força de retorno: 
Fa = P x Aa Fr = P x Ar 
Fa = 4 x 12,56 Fr = 4 x 10,79 
Fa = 50,24Kgf Fr = 43,16Kgf 
 
Podemos verificar que os cilindros convencionais possuem áreas desiguais expostas à 
pressão, durante os movimentos de avanço e de retorno. Sempre a área de avanço é 
maior que a de retorno. Enquanto a área de avanço constitui-se da própria área do 
êmbolo, no retorno, a área de atuação do ar comprimido corresponde à área da coroa 
circular ao redor da haste, formada pela área do êmbolo; descontando-se a área da 
haste. 
 
Os cálculos apresentados são teóricos, uma vez que não foram consideradas as forças 
de atrito que interferem nos movimentos dos cilindros. Essas forças de atrito surgem, 
normalmente, nas juntas de vedação do êmbolo e da haste, bem como na bucha guia 
e no anel limpador localizados na tampa dianteira. 
 
O comprimento de curso em cilindros pneumáticos não deve ser maior do que 
2.000mm. A pneumática não é rentável quando o êmbolo tem um diâmetro superior a 
300mm e curso muito longo, pois o consumo de ar é muito alto. 
 
Em cursos longos, a carga mecânica sobre a haste do êmbolo e nos mancais é 
grande. Para evitar uma flambagem, é necessário determinar um diâmetro pouco 
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maior para a haste do êmbolo. Além disto, é aconselhável prolongar as buchas de 
guias da haste do êmbolo. 
 
A velocidade de cilindros pneumáticos depende da carga, do comprimento da 
tubulação entre a válvula e o cilindro, da pressão de ar e da vazão da válvula de 
comando. A velocidade do êmbolo em cilindros normais varia de 0,1 a 1,5m/s. Em 
cilindros especiais podem ser alcançadas velocidades de até 10m/s. 
 
 
Tipos de cilindros 
 
Cilindros de ação simples 
Os cilindros de ação simples são acionados por ar comprimido somente em um dos 
sentidos de movimento e, portanto, trabalham pneumaticamente em uma só direção. O 
sentido oposto de movimento é produzido por mola, mediante atuação de uma força 
externa ou, ainda, pela ação da gravidade. 
 
Os mais utilizados são os que possuem acionamento por mola, inverso ao pneumático. 
A força da mola é calculada para que ela possa fazer o pistão retroceder à posição 
inicial, com uma velocidade suficientemente alta, sem despender grande energia. 
 
 
Avanço pneumático e retorno por mola Avanço por mola

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