Introdução aos sistemas pneumáticos

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Introdução aos sistemas pneumáticos
Estudo das características dos sistemas pneumáticos e suas partes componentes e dos princípios físicos
aplicados à pneumática.
Prof. Raphael de Souza dos Santos
1. Itens iniciais
Propósito
O conhecimento sobre sistemas pneumáticos e seu funcionamento é importante para o engenheiro no
contexto do trabalho com máquinas e equipamentos, bem como com projetos de automação, permitindo a
realização de projetos, instalação e manutenção desses equipamentos.
Preparação
Antes de iniciar este conteúdo, tenha em mãos papel, caneta e uma calculadora ou use a calculadora de seu
smartphone/computador.
Objetivos
Reconhecer os sistemas pneumáticos e os princípios físicos aplicados à pneumática.
 
Identificar as principais características e propriedades dos sistemas pneumáticos.
 
Reconhecer a geração de ar comprimido e os sistemas utilizados na produção do ar comprimido.
 
Identificar os sistemas de distribuição de ar comprimido e sua utilização nos projetos pneumáticos.
Introdução
Neste vídeo, conheça sobre os sistemas pneumáticos.
Conteúdo interativo
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1. Sistemas pneumáticos e princípios físicos aplicados à pneumática
Funcionamento de sistemas pneumáticos
Os princípios físicos aplicados à pneumática
Assista ao vídeo sobre princípios físicos aplicados à pneumática. 
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Equipamentos pneumáticos apresentam vantagens que possibilitam seu emprego em uma vasta gama de
aplicações. Esses equipamentos podem ser utilizados em locais com temperaturas elevadas e atmosferas
potencialmente explosivas, ambientes inflamáveis, por não produzirem faíscas.
 
Para compreender melhor o funcionamento dos sistemas pneumáticos é desejável que se conheçam as
noções de força e pressão, além de outras características importantes para a utilização de fluidos em
sistemas mecânicos.
 
Alguns princípios físicos como a Lei Geral dos Gases e o Princípio de Blaise-Pascal são fundamentais para a
correta compreensão do funcionamento de sistemas pneumáticos.
Pressão
Essencialmente, o conceito de pressão é definido como a aplicação de uma força (perpendicular à superfície
ou força normal) sobre uma determinada unidade de área, como pode ser visto na Equação 1:
Dessa maneira, para se entender o conceito de pressão, é fundamental que a ideia de força seja
compreendida.
Algumas unidades de pressão são: atmosfera (atm); bar; psi; ; Torr; e .
Equação 1
Atenção
De forma simplificada, essas grandezas podem ser relacionadas por: 
Força
O conceito de força é um dos fundamentos da mecânica Newtoniana (mecânica clássica, derivada das três
Leis de Newton).
É uma grandeza proporcionada por um agente físico e com capacidade para vencer a inércia de um
corpo, colocando-o em movimento ou cessando seu movimento, ou seja, promovendo alguma
alteração na sua velocidade.
A força pode ser exercida de maneira horizontal ou vertical, dependendo da direção de sua aplicação. Quando
ela possui as duas direções, é chamada de oblíqua.
 
Como a força é um agente capaz de alterar o estado de repouso ou movimento de um corpo, ela é definida
pela segunda Lei de Newton, conforme a equação 2:
onde F é a força; m é a massa do corpo e a é a aceleração do corpo.
 
Dessa maneira, é possível perceber que a massa de um corpo, quando submetida a uma aceleração,
apresenta uma força.
Atenção
Especificamente, quando se trata da pressão, é considerada a força aplicada perpendicularmente ao
corpo. 
O peso do ar
Como tudo que é feito de matéria, o ar também tem peso.
 
Uma maneira simples de mostrar isso consiste na utilização de uma balança com dois balões, hermeticamente
fechados e cheios de ar. Suponha que, em um primeiro momento, os dois balões estejam em condições iguais,
ou seja, com a mesma pressão e a mesma temperatura. Ao colocá-los na balança, seria esperada uma
situação de equilíbrio, como pode ser visto na imagem:
Equação 2
Equilíbrio entre 2 balões de ar
Ao retirar-se o ar de um dos balões (utilizando-se uma bomba de vácuo, por exemplo), será possível observar
um desequilíbrio provocado pela falta do ar, como pode ser visto na imagem:
Desequilíbrio entre 2 balões: um com ar e outro em vácuo
Saiba mais
Um litro de ar, a 0°C e ao nível do mar (1atm), pesa . 
Pressão atmosférica
De maneira similar, constantemente, sentimos o peso do ar que forma a atmosfera do planeta Terra sobre nós,
como pode ser visto na imagem.
 
Os gases que compõem a atmosfera (oxigênio, nitrogênio, entre outros) são responsáveis por formar as várias
camadas da atmosfera que nos envolvem. Mesmo que não sejamos capazes de perceber, essas camadas de
ar exercem um peso sobre nós.
Atmosfera terrestre
O ar, como tudo que é formado por matéria, tem massa. Por esse motivo, é possível encher uma bola de
aniversário, uma bola de futebol ou um pneu de carro. Tudo aquilo que está presente na atmosfera do planeta
Terra está submetido à aceleração da gravidade (g).
A aceleração da gravidade é a intensidade da atração que o campo gravitacional da Terra exerce em
tudo aquilo que possui massa e está ao seu alcance.
Dessa maneira, como o ar possui massa e está sob a ação da aceleração da gravidade, pela segunda
Lei de Newton pode-se perceber que (equação 3):
Toda força produzida exclusivamente pela aceleração da gravidade ocorre no sentido do centro da Terra e é
conhecida como força peso.
 
Como as forças na direção do centro da Terra são perpendiculares à superfície terrestre, caso sejam aplicadas
sobre qualquer corpo (incluindo os seres humanos), elas exercem uma pressão, como pode ser visto na
imagem:
Peso da coluna de ar
Se for considerado que um corpo, grande ou pequeno, possui uma área, a aplicação da força peso sobre esse
corpo, como definido pela equação 1, produz uma pressão. Essa pressão exercida pela coluna de ar sob a
aceleração da gravidade chama-se pressão atmosférica.
Equação 3
É interessante observar que a superfície da Terra apresenta diferenças grandes em seu relevo.
Sendo assim, a pressão na superfície do mar é diferente da pressão no topo de uma montanha. Isso
acontece porque, ao nível do mar, a coluna de ar é maior e, consequentemente, também será maior
a força exercida pela coluna. No topo da montanha, a força é menor (pois a massa de ar da coluna é
menor).
Se for considerado o mesmo corpo ao nível do mar e no topo da montanha e, logicamente, a mesma área,
obtém-se:
Como a área (A) é a mesma:
Assim, é possível perceber claramente que a pressão atmosférica varia proporcionalmente à altitude
considerada, como pode ser visto na imagem a seguir.
 
Essa percepção da variação da pressão com a altitude é fundamental na medida em que as pessoas
confundem a redução na disponibilidade de oxigênio (nível de oxigênio no ar) com a ideia de pressão. Muitos
acreditam que, ao subirem uma montanha, o cansaço excessivo que sentem vem do aumento da pressão e
não da redução da quantidade de oxigênio disponível para a respiração.
 
Quanto mais alto subirmos, em relação à superfície da Terra, mais rarefeita fica a atmosfera. Uma atmosfera
rarefeita representa uma atmosfera com baixa pressão atmosférica e pouca concentração de gases, dentre
eles, o oxigênio.
Relação entre a pressão e a altitude
Dessa maneira, é possível estender o conceito de pressão para outros sistemas, como, por exemplo, os
sistemas pneumáticos.
 
Quando um compressor injeta uma coluna de ar dentro de uma tubulação, essa coluna de ar exerce uma
pressão sobre a área da seção reta da tubulação e, consequentemente, uma pressão é exercida:
Pressão da coluna de ar
Lei dos Gases Perfeitos
As Leis de Boyle-Mariotte, Charles e Gay-Lussac relacionam as três variáveis físicas do gás, fazendo
referência às transformações de estado dos gases, dependendo das variáveis físicas temperatura, volume e
pressão.
Atenção
Essas leis levam em consideração que uma das variáveis permanecerá constante durante o processo.Em geral, as transformações entre estados físicos (de um estado para o outro) envolvem uma relação entre
todas as três variáveis. Sendo assim, é possível estabelecer a lei geral dos gases perfeitos como a equação 4:
Por essa relação, é possível notar que as três variáveis apresentam dependência entre si e que, caso qualquer
uma delas que sofra alteração, o efeito será percebido nas outras e, pela equação 4, poderá ser previsto.
 
A imagem a seguir ilustra a situação em que a temperatura em um balão de gás é mantida constante. Caso
seu volume seja reduzido > , sua pressão sofrerá uma alteração no sentido contrário:
Lei dos gases - temperatura constante
Por meio da equação dos gases, é possível perceber que, com a temperatura constante, a relação
estabelecida será:
Equação 4
Com essa relação, é possível observar que um aumento na pressão promove uma redução no volume .
E que o volume reduzido é acompanhado de um aumento na pressão .
 
Caso o volume seja mantido constante, a pressão e a temperatura terão uma relação direta entre si, ou seja,
caso a temperatura aumente, a pressão aumentará e vice-versa, como pode ser visto na imagem:
Lei dos gases - volume constante
A equação dos gases permite definir a relação entre a temperatura e a pressão quando o volume for
constante:
A relação estabelecida permite observar que, com o aumento da temperatura ocorre um aumento da
pressão . Caso a temperatura seja maior que a temperatura , a pressão será maior do que a
pressão .
 
Por fim, a relação em que a pressão é mantida constante. Nessa situação, especificamente, a relação entre a
temperatura e o volume pode ser observada na imagem:
Lei dos gases - pressão constante
Nessa situação, é possível observar que, caso haja um aumento na temperatura ( maior do que ), o
volume será maior do que o volume .
 
Como pode ser observado na equação:
Outras características relacionadas aos gases são importantes e precisam ser conhecidas por serem
fundamentais em sistemas pneumáticos.
Princípio de Blaise-Pascal
O princípio de Blaise-Pascal diz que:
A pressão exercida em um fluido confinado em forma estática (em repouso) atua em todos os sentidos e
direções, com a mesma intensidade, exercendo forças iguais em áreas iguais.
Blaise-Pascal
Na imagem, é possível observar uma aplicação do princípio de Pascal:
Princípio de Pascal
0 sistema a seguir ilustra que uma força aplicada sobre uma área exerce uma pressão 
que se distribuirá igualmente por todo o fluido e igualmente será aplicada sobre a área produzindo a força
.
Compressibilidade
O ar, assim como todos os gases, ocupa todo o volume disponível em dado recipiente, por não possuir forma
própria. Assim, é possível preencher determinado recipiente com dado fluido e, depois, comprimi-lo por uma
força externa F, reduzindo seu volume, conforme pode ser observado na imagem:
Princípio de compressibilidade
Atenção
É possível observar que, com uma força F sendo aplicada sobre o recipiente, uma redução no volume
pode ser observada . 
Como existe um limite no quanto a compressibilidade pode ser exercida, no princípio de Pascal, a força 
promoverá a compressão do fluido até o limite permitido e, então, começará a exercer a força .
Elasticidade
Esse princípio permite que o volume original seja retomado quando a força externa (F) exercida sobre o
recipiente é removida, como pode ser visto na imagem:
Princípio da elasticidade
Difusibilidade
Essa propriedade permite que o ar seja misturado com qualquer meio gasoso, desde que este não esteja
saturado, conforme pode ser visto na imagem:
Princípio da difusibilidade
Com a abertura da válvula, todo o ar contido no volume é misturado ao gás do volume .
Expansibilidade
É devido a essa propriedade que o ar pode ocupar totalmente o volume de qualquer recipiente e, por esse
motivo, adquirir o formato desse recipiente, como pode ser visto na imagem:
Princípio da expansibilidade
Com a abertura da válvula, o gás contido no reservatório se expande e ocupa todos os recipientes conectados
ao reservatório, igualmente.
Verificando o aprendizado
Questão 1
Por ser uma fonte de energia limpa e de fácil implementação, os sistemas de ar comprimido são extensamente
utilizados no meio industrial. A percepção de pressão do ar comprimido está atrelada à aplicação da força da
coluna sob pressão à área da seção transversal da tubulação. Uma das características dos fluidos utilizados
na pneumática é sua distribuição de maneira uniforme em todos os sentidos e direções, exercendo a mesma
força em áreas iguais. Sendo assim, considere um elevador pneumático como o da imagem abaixo. 
Aplicando-se uma força igual a 10 N sobre uma área igual a , a força percebida na outra
extremidade do elevador pneumático, que possui uma plataforma com o dobro do tamanho ,
será igual a
A 20N.
B 10N.
C 5N.
D 1N.
E 4N.
A alternativa A está correta.
Considerando o princípio de Blaise-Pascal, é possível considerar que a pressão será igual nas duas
extremidades do elevador. Sendo assim:
Então, pela definição de pressão:
Como a relação entre as áreas é definida por , então:
Assim:
Como 
Questão 2
A Lei dos Gases Perfeitos define a relação entre as três variáveis físicas, que são fundamentais na análise dos
gases, utilizados nos sistemas de ar comprimido. A temperatura, a pressão e o volume de um gás são
relacionados entre si de tal maneira que, quando uma dessas variáveis é mantida constante, as demais podem
variar de uma maneira que poderá ser prevista. Sendo assim, é correto afirmar que
A mantendo-se a temperatura constante, o aumento no volume promoverá uma redução na pressão
.
B mantendo-se a temperatura constante, o aumento no volume não promoverá alterações na
pressão .
C mantendo-se o volume constante, o aumento na temperatura promoverá uma redução no volume 
.
D mantendo-se a pressão constante, o aumento no volume promoverá uma redução na pressão 
.
E mantendo-se a pressão constante, o aumento no volume promoverá um aumento na temperatura 
.
A alternativa E está correta.
Observando-se a Lei dos Gases Perfeitos, é possível notar que:
A condição de pressão constante leva a uma relação direta entre a pressão e a temperatura:
Dessa maneira, é fácil notar que a relação entre o volume e a temperatura é diretamente
proporcional, ou seja, um aumento no volume promoverá um aumento na temperatura, desde que a pressão
seja mantida constante.
Isso é possível porque um volume maior permite maior grau de agitação das moléculas do gás, o que,
fisicamente, corresponde a um aumento da temperatura.
2. Principais características e propriedades dos sistemas pneumáticos
A importância do ar comprimido para os sistemas
pneumáticos
Características de um sistema pneumático
Assista ao vídeo sobre as características de um sistema pneumático.
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O ar comprimido é uma forma de energia de grande importância que já é conhecida pela humanidade desde a
Antiguidade. Desde o conhecimento da existência do ar e do uso do ar comprimido como fonte de energia, o
uso de suas propriedades e sua aplicação como fonte de energia data de 2550 a.C., com a utilização de foles
e órgãos que empregavam o uso do ar na produção de sons baseados no escoamento desse ar sob pressão
em tubos com furos.
 
O primeiro relato da utilização do ar comprimido em um equipamento vem da Grécia, com o desenvolvimento
de uma catapulta que utilizava o ar comprimido na transmissão da energia.
Saiba mais
As catapultas são equipamentos utilizados para lançamentos de objetos a grandes distâncias. As mais
antigas trabalhavam com a propriedade elástica dos materiais. Mas Ctesíbio, há mais de 2000 anos,
construiu uma versão mais moderna da catapulta, e sua evolução passou a utilizar ar comprimido para
lançamento, dando origem aos sistemas balísticos usados até hoje. Ctesíbio foi um matemático e
engenheiro grego que viveucerca de 285-222 a.C. em Alexandria. Foi o primeiro engenheiro da história
que inventou uma série de aparelhos. Pelo seu trabalho sobre a elasticidade do ar Ctesíbio, é chamado
pai da pneumática. 
A origem da palavra pneumática vem da expressão "pneuma", que significa fôlego ou vento, em grego, dando
origem ao estudo dos movimentos e usos do ar e dos gases.
 
De maneira simplificada, a pneumática é a ciência que estuda a aplicação do uso do ar comprimido e de
outros gases de instrumentação, como o nitrogênio. Essa ciência estuda a utilização do ar comprimido na
atuação de dispositivos mecânicos ou eletromecânicos, produzindo movimentos lineares (vai e vem),
rotacionais ou combinados.
Exemplo
Um caso simples e bastante ilustrativo do ar comprimido consiste no abrir e fechar das portas de ônibus
e outros transportes coletivos. Um acionamento manual (especificamente muscular, pois depende da
ação direta do operador que, nesse caso, é o motorista) é responsável pela liberação ou não do ar sob
pressão que faz com que a porta abra ou feche, dependendo da lógica utilizada no sistema pneumático.
É possível observar que os movimentos são acompanhados do som (ruído) característico do movimento
de escape do ar. Essa tecnologia também é utilizada nos sistemas de freio a ar e em brinquedos de
grande porte, como os de parques de diversões. 
Primeiras aplicações dos sistemas pneumáticos
O ar comprimido era originalmente produzido pelos pulmões, por meio do sopro direcionado por bambus
(semelhante ao sopro dentro de um canudo). A limitação da capacidade pulmonar foi compensada pelo
desenvolvimento de sistemas mecânicos como foles e grande balões, permitindo o desenvolvimento de
sistemas de fundição de metais e outros.
 
O desenvolvimento das máquinas a vapor tornou possível o aproveitamento da energia produzida pelo vapor
sob pressão.
 
As máquinas a vapor foram utilizadas originalmente na substituição dos sistemas impulsionados por cavalos,
que apresentavam baixa eficiência. James Watt (1736-1819) aperfeiçoou as máquinas que revolucionaram a
atividade industrial, culminando na Revolução Industrial.
Funcionamento de uma máquina a vapor
O funcionamento de uma máquina a vapor consiste na evaporação da água por transferência de calor. Isso é
possível através da queima de um material combustível (carvão, lenha, óleo, entre outros), conforme a
imagem:
Produção de vapor
A queima desse combustível produz calor, que transfere energia para a água do reservatório. A água aquecida
muda de estado e se transforma em vapor.
O vapor produzido é injetado em um cilindro com um pistão. A movimentação desse pistão é promovida pelo
acúmulo do vapor dentro do cilindro. Quanto mais vapor é colocado dentro do pistão, sem que a saída desse
vapor seja liberada, maior é o deslocamento do pistão, como pode ser visto na imagem:
Movimento do pistão
Quando o pistão atinge o máximo de sua excursão, o vapor é liberado de dentro do cilindro e o pistão recua
até a origem. Então, um novo movimento é iniciado, conforme a imagem:
Esquema de uma máquina a vapor
Na imagem, é possível observar uma máquina a vapor responsável pela movimentação de uma roda. Um
sistema similar pode ser utilizado na movimentação das rodas de uma locomotiva a vapor ou de uma bomba
de água. O vapor sob pressão é responsável pelo funcionamento do sistema.
 
A partir daí, o ar comprimido começou a ser utilizado como principal forma de energia para o funcionamento
de um conjunto de sistemas mecânicos, sendo produzido por compressores e conduzido até atuadores, tais
como cilindros e motores pneumáticos.
 
Desde então, o uso do ar comprimido como fonte de energia para o desenvolvimento de trabalho passou a ser
explorado em diversos segmentos, tais como:
Na indústria automotiva
Por meio dos freios a ar, acionamento de
portas, entre outros.
Nos processos industriais
Sendo empregado na movimentação de
máquinas, prensagem, elevadores de carga,
controle etc.
Na indústria marítima
No acionamento de válvulas pneumáticas e
sinais sonoros.
Nas indústrias providas de áreas
classificadas
Para controle de fluidos e acionamento de
equipamentos em ambientes potencialmente
explosivos.
Na área médica e científica
Com equipamentos de menor porte e outros
que envolvem vácuo.
Algumas características tornam o ar comprimido um fluido propício para fornecimento de energia e produção
de trabalho.
Propriedades do ar comprimido
As propriedades do ar comprimido o tornam propício para aplicação em diferentes meios, seja no
fornecimento de energia seja na produção de trabalho. Entre as principais propriedades do ar comprimido,
podem ser destacadas:
Suprimento Como o ar é abundante na atmosfera do planeta Terra, é fácil de
conseguir em grande quantidade.
Transporte O ar comprimido pode ser transportado ao longo de grandes
distâncias por meio de tubulações.
Armazenamento
O ar comprimido pode ser facilmente armazenado, para uso
convencional ou emergencial, sem apresentar grandes riscos. Uma
exceção é o armazenamento sob alta pressão que, nos casos de
escape, pode provocar danos.
Temperatura
Os sistemas de ar comprimido apresentam baixa sensibilidade às
variações de temperatura, podendo funcionar em situações de
temperaturas extremas.
Segurança O ar comprimido, apesar de ser um comburente, não é combustível,
não apresentando índice de inflamabilidade ou risco de explosão.
Escape
O ar comprimido é limpo, com exceções para utilização de
lubrificantes aspersos ou borrifados, empregados para redução do
efeito da umidade nas partes mecânicas do sistema pneumático.
Dessa maneira, o escape utilizado no funcionamento dos sistemas
pneumáticos não precisa ser direcionado, podendo ser descartado no
ar.
Velocidade O ar comprimido é rápido, permitindo alcançar altas velocidades
durante as atividades.
Regulagem de
força e velocidade
A força e a velocidade com que o ar comprimido interage com os
sistemas pode ser regulado por meio da pressão e da vazão (fluxo).
 
Entretanto, algumas características negativas também podem ser apontadas quanto ao uso do ar comprimido
em determinadas atividades. Entre elas, destacam-se:
Produção
A produção do ar comprimido para uso requer alguns cuidados
específicos. A remoção de impurezas e do máximo da umidade
(partículas de água em suspensão) é fundamental para a boa
conservação dos equipamentos e tubulações, evitando obstruções,
corrosões, entre outros problemas.
Compressibilidade
Essa característica do ar e dos gases torna bastante complicado o uso
do ar comprimido em determinadas atividades, além de limitar a
velocidade disponível.
Força
Para determinadas cargas, a compressibilidade do ar pode tornar o uso
desse sistema inviável. Seu relativo baixo custo é considerável até
determinadas forças e velocidades.
Escape de ar O escapamento é ruidoso, tornando necessário o uso de silenciadores
para amenizar o problema.
Custo
Dependendo da localidade, a produção do ar comprimido pode ser
muito cara, levando à necessidade de utilização de peças de aço
inoxidável para redução dos efeitos da corrosão, entre outros. Contudo,
esse custo pode ser atenuado com o baixo custo de outras partes da
instalação e a rentabilidade da produção.
Viscosidade O ar comprimido possui baixa viscosidade, sendo bastante difícil a
contenção de vazamentos.
 
Sendo assim, as características dos sistemas pneumáticos precisam ser cuidadosamente analisadas antes de
seu efetivo uso.
Exemplo
A presença de vapor de água (umidade) pode representar um grande limitador na utilização desse tipo
de sistema. A água em suspensão pode limitar o uso do ar comprimido em determinadas temperaturas,
pois pode haver condensação da água ao longo da linha pneumática, dependendo das condições de
temperatura e pressão. Além disso, a presença das partículas de água em suspensão pode promover a
corrosão dos equipamentos e de tubulações. Para evitar tal problema, utilizam-se depuradores e drenos. 
A baixa viscosidade do ar comprimido (a viscosidade representa a facilidadede um fluido em escoar) permite
que ele flua por orifícios mesmo que muito pequenos, tornando complicada a redução de vazamentos.
 
No funcionamento de um sistema pneumático, a compressibilidade aparece como um dos limitadores de seu
uso, não apenas na força e na velocidade. Em virtude dessa característica, não é possível o desenvolvimento
de sistemas intermediários.
 
Ou seja, na utilização de um pistão, ele só apresentará as posições recuado e avançado, não sendo possível o
seu posicionamento em pontos intermediários. Isso ocorre porque, em um sistema acionado por ar
comprimido, o esforço na haste do pistão comprime o ar em seu interior promovendo seu deslocamento da
posição inicial para a posição final.
Sistemas pneumáticos
Uma das maiores aplicações dos sistemas pneumáticos é na automatização de processos. A utilização de
sistemas pneumáticos permite a redução do esforço humano na execução de atividades, reduzindo
significativamente a carga de trabalho sobre operadores humanos.
 
Uma maneira simples de transformar o esforço do ar comprimido em trabalho consiste na utilização de
pistões, como já mencionado nas máquinas a vapor. Outra utilização dos pistões é nas bombas de ar para
bolas e pneus.
Vantagens no uso do ar comprimido
Existem vantagens significativas na utilização de sistemas pneumáticos para automatização de processos,
tais como:
Aumento da produtividade com baixo custo de implementação. Esse aumento da produtividade se
reflete no aumento do ritmo de trabalho através do rápido movimento dos cilindros pneumáticos.
 
Baixa sensibilidade a vibrações devido à compressibilidade do ar.
 
Facilidade de implementação pela simples adaptação dos sistemas ao uso de ar comprimido.
 
Resistência a ambientes hostis, podendo ser utilizado inclusive em determinadas áreas classificadas.
 
Simplicidade de manipulação, não necessitando de alta capacitação para os operadores.
 
A instalação e operação são consideradas seguras para equipamentos e operadores.
 
Redução do esforço repetitivo por parte dos operadores, o que, inclusive, tornou o desenvolvimento
das máquinas a vapor uma das grandes revoluções da era industrial.
Limitações quanto ao uso do ar comprimido
Algumas limitações também são impostas à utilização dos sistemas pneumáticos e ao uso do ar comprimido
de maneira geral. Entre elas, pode-se destacar:
A elevada presença de umidade e impurezas pode danificar, desgastar e/ou obstruir os sistemas,
tornado indispensável a adoção de um sistema de condicionamento do ar antes e após a compressão.
 
Grandes esforços são quase inviáveis, devido à necessidade de uma pressão excessiva para o sistema,
o que limita sua aplicação quanto ao uso com cargas mais elevadas.
 
O controle de velocidade, principalmente para velocidades muito baixas, é bastante difícil, tornando
necessário para uso em velocidades mais baixas o emprego de um sistema misto, ou seja, um sistema
hidráulico e pneumático.
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Composição de um sistema pneumático
De maneira geral, um sistema pneumático é composto por:
Compressor
Um sistema capaz de comprimir o ar disponível
na atmosfera e direcioná-lo para
armazenamento.
Tanque
Responsável pelo armazenamento do ar
comprimido para sua posterior utilização.
Sistema de condicionamento
Capaz de tratar o ar comprimido de maneira a
permitir sua utilização com o mínimo de
impurezas e umidade.
Como os sistemas pneumáticos podem atuar com baixa ou alta pressão, a versatilidade de seu custo é
grande, tendo em vista poderem ser utilizados equipamentos e materiais mais finos e menos robustos, ou
mais delicados.
 
Existem diversas aplicações dos sistemas pneumáticos em atividades como:
Calibração
 
Fixação
 
Lixamento
 
Pintura
 
Pulverização
 
Rosqueamento
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Esses sistemas podem ser empregados em ferramentas diversas, tais como:
Britadeiras
 
Esmerilhadeiras
 
Grampeadoras
 
Parafusadeiras
 
Talhadeiras
Verificando o aprendizado
Questão 1
Os sistemas a ar comprimido são utilizados desde a antiguidade. A possibilidade de utilização do ar
comprimido como fonte de energia revolucionou o desenvolvimento das máquinas e permitiu a implementação
da revolução das máquinas no meio industrial. Dentre as principais vantagens na utilização do ar comprimido
pode-se destacar
A o transporte e a distribuição.
B a produção, visto não requerer muitos cuidados.
C a compressibilidade, que facilita o uso do ar comprimido.
D o escape, que é silencioso e limpo.
E a viscosidade, que facilita a contenção de vazamentos.
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A alternativa A está correta.
O transporte e a distribuição do ar comprimido podem ser realizados em longas distâncias, por meio de
tubulações e mangueiras flexíveis, aproveitando-se as características de expansibilidade do ar.
Questão 2
O uso de sistemas pneumáticos apresenta algumas desvantagens em relação à sua aplicação em um
processo produtivo. Embora a utilização de máquinas pneumáticas possa contribuir para o processo
produtivo, existem algumas desvantagens na utilização do ar comprimido como principal fonte de energia,
como, por exemplo,
A alta presença de umidade.
B alta sensibilidade a vibrações.
C dificuldade de implementação.
D aumento da produtividade com baixo custo.
E elevada complexidade na manipulação.
A alternativa A está correta.
A presença de umidade (partículas de água em suspensão) pode danificar, promover abrasão ou obstruir as
tubulações (pela formação de condensado), dificultando a distribuição ou até mesmo inviabilizando o
processo produtivo. Por outro lado, esses sistemas são de simples implantação e operação, resistentes à
vibração e proporcionam aumento da produtividade a baixo custo.
3. Geração de ar comprimido e sistemas utilizados na produção do ar comprimido
A importância do condicionamento do ar comprimido
Assista ao vídeo sobre a importância do condicionamento do ar comprimido.
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O ar atmosférico é, basicamente, uma mistura de gases, entre eles: oxigênio, nitrogênio, ozônio e hélio. Além
dos gases que compõem a atmosfera, é possível encontrar em suspensão no ar alguns tipos de poluentes ou
contaminantes.
Entre os poluentes ou contaminantes mais comuns encontrados no ar, pode-se destacar a poeira, os
resíduos de óleo e a água.
Poeira
A poeira suspensa no ar pode se acumular nas tubulações de ar comprimido
e provocar obstruções, além do entupimento de filtros e a abrasão das
estruturas, na medida em que as partículas de poeira, em suspensão no ar,
circulando em alta velocidade quando em contato com os equipamentos,
podem provocar seu desgaste pela fricção (desgaste por abrasão).
Resíduos de óleo
Os resíduos de óleo, provenientes da queimada dos óleos lubrificantes
utilizados no compressor, podem promover a contaminação do ar comprimido
e gerar a contaminação da produção ou a mancha dos produtos produzidos.
Água
A água representa um dos grandes problemas a serem contornados na
utilização do ar comprimido.
Esses contaminantes e poluentes são preocupantes quando o compressor, no momento da aspiração do ar,
carrega essas partículas com o ar de instrumentação e, na compressão, esses componentes podem mudar de
estado físico.
Exemplo
Os gases tendem a permanecer em seu estado gasoso nas temperaturas e pressões normais.
Entretanto, durante a compressão, partículas de água podem sofrer condensação, ou seja, podem mudar
do estado gasoso para o estado líquido. Esse problema aumenta quanto maior for a umidade relativa do
ar, ou seja, quanto maior for a presença de partículas de água em suspensão no ar atmosférico. 
A presença das partículas de água presentes no ar comprimido, seja pela compressão seja pela redução da
temperatura (resfriamento), pode produzir consequências severas, tais como:
 
Oxidação (ferrugem) da estrutura (tubulação e equipamentos).
 
Destruição da película lubrificante, presente em toda a estrutura e que é utilizada para redução do
efeitodo atrito entre as partes mecânicas e consequente redução no seu desgaste prematuro.
 
Variações nas pressões durante o processo produtivo e na vazão, o que causa uma perturbação que
não pode ser controlada, conhecida como golpe de aríete.
Saiba mais
Enquanto a contaminação produzida por água ou poeira é promovida pelo próprio ar atmosférico, a
contaminação provocada pelo óleo é gerada pelo próprio equipamento. 
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Partes que compõem um sistema de ar comprimido
Existe a necessidade de um condicionamento na produção do ar comprimido, antes que o mesmo possa ser
fornecido para os sistemas pneumáticos. De modo simplificado, as partes que compõem um sistema de ar
comprimido podem ser vistas na imagem:
Sistema de produção de ar comprimido
Na imagem, é possível observar um sistema de compressão de ar comprimido. Esse sistema é composto de
diversas etapas distintas, cada uma com uma função específica na produção do ar comprimido a ser utilizado
pelo sistema pneumático.
 
Entre as partes que compõem o sistema, podem ser destacadas: filtro de entrada, compressor, válvula de
escape, resfriador, dreno, receptor de ar, secador, distribuição e tomadas de ar. Veremos mais sobre cada uma
dessas partes a seguir.
Filtro de entrada
É o filtro instalado no ponto de entrada do sistema, onde ocorre a captação do ar. Ele é responsável pela
remoção de impurezas contaminadoras presentes no ar drenado pelo compressor, veja na imagem.
Filtro de entrada
Compressor
É o coração do sistema. Principal parte do sistema de produção do ar comprimido, é responsável por
comprimir o ar aspirado, reduzindo seu volume e, consequentemente, aumentando a pressão sobre ele, veja a
imagem.
Compressor
Válvula de escape
Responsável pela manutenção da operação segura do compressor. Em condições de pressão acima do
permitido pelo compressor (especificado pelo fabricante), permite que o ar escape, promovendo a redução na
pressão, veja a imagem.
Válvula de escape
Vale destacar que alguns compressores são equipados com pressostatos, também conhecidos
como chaves de pressão. Essas chaves são responsáveis por detectar quando a pressão ultrapassa
um determinado limite superior e desarmam o compressor. Dessa maneira, o compressor
permanecerá desligado até que a pressão fique abaixo de um valor mínimo.
Também é interessante observar que alguns compressores são equipados com chaves de temperatura ou
relés térmicos em seus motores. Dessa maneira, quando os compressores permanecem ligados por muito
tempo, ou são ligados e desligados sucessivas vezes, a chave térmica desarma, e o compressor permanecerá
impossibilitado de ser ligado até que a sua temperatura fique abaixo de um valor mínimo.
Resfriador
Durante o processo de compressão, enquanto a pressão do ar aumenta, sua temperatura também sobe
(relação direta estabelecida pela Lei dos Gases). Dessa maneira, é fundamental que seja realizada a
refrigeração do ar após a compressão, veja a imagem.
Resfriador
Esse resfriador também é chamado de after cooler e é utilizado prioritariamente na tentativa de redução da
água presente no ar comprimido.
Saiba mais
O resfriador consiste, basicamente, em um trocador de calor. Ele pode ser utilizado para permitir a
redução média de cerca de 75% a 90% das partículas de água contidas no ar, além das partículas de
óleo. 
Também é possível apontar que a maior temperatura do ar comprimido é na descarga do compressor. Assim, o
resfriador evita a dilatação da tubulação pela elevada temperatura na descarga do compressor.
Dreno
Vale destacar que a redução da temperatura do ar pode provocar a condensação das partículas de água
presentes no ar. Por esse motivo, um dreno é adicionado próximo ao resfriador, permitindo a remoção da água
condensada pelo resfriador, veja a imagem:
Dreno
Receptor de ar
Também chamado de tanque de estocagem (armazenamento) ou reservatório, é utilizado para permitir o
acúmulo do ar comprimido, que será disponibilizado para o sistema pneumático, veja a imagem.
Receptor de ar
Esse reservatório possui funções como:
 
Armazenar o ar comprimido.
 
Auxiliar na remoção da água condensada.
 
Ajudar na redução das flutuações de pressão (amortecimento).
 
Estabilizar o fluxo de ar.
Saiba mais
Os reservatórios são construídos de acordo com a norma ABNT (PNB-109) e não devem operar acima da
pressão máxima de trabalho permitida (PMTP). Para isso, são equipados com uma válvula de segurança. 
Dependendo das dimensões do reservatório, ele deve possuir diversos drenos, conexões e aberturas de
inspeção.
 
Os reservatórios devem ser equipados com:
 
Manômetros para indicação da pressão em seu interior.
 
Válvulas de bloqueio.
 
Entrada de ar.
 
Saída de ar.
 
Válvula de alívio.
 
Dreno.
 
Janela de visita (para inspeção), dependendo das dimensões do reservatório.
Atenção
O reservatório não deve ser enterrado ou mantido em local de difícil acesso. Preferencialmente, deve ser
localizado fora do local em que o compressor está instalado e abrigado do sol (para facilitar a
condensação). 
Secador
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• 
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• 
Mesmo após a etapa de drenagem, o ar acumulado no receptor ainda carrega certa quantidade de umidade.
Esse ar pressurizado pode conter uma quantidade razoável de partículas de água e de contaminantes que
precisa ser eliminada antes que seja disponibilizado para utilização pelo sistema de pneumático. Por esse
motivo, antes de sua utilização, o ar passa por um secador, veja a imagem.
Secador
É interessante observar que, antes e após o secador, são utilizados dois drenos. Um para remoção de
partículas de água condensada que tenham se acumulado no tanque de armazenamento e que sejam
carregadas (por arraste) na direção do secador e outro para as que tenham conseguido ultrapassar a etapa de
secagem.
Saiba mais
O ar seco industrial não é o ar totalmente isento de água, mas o ar que passou por um processo de
desidratação (secagem). 
O custo associado com a instalação de um secador é compensando pela redução:
 
Na substituição de trechos de tubulação oxidados (enferrujados).
 
Na substituição de partes dos equipamentos pneumáticos.
 
No aumento da produtividade.
 
Na redução ou eliminação dos golpes de aríete.
Entre as formas mais comuns de secagem, destacam-se:
Secagem por refrigeração
O ar é submetido a uma temperatura suficientemente baixa, de maneira a promover a condensação
das partículas de água para sua posterior remoção. Também pode auxiliar na remoção do óleo em
suspensão.
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• 
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• 
Secagem por absorção
A secagem do ar ocorre por reações químicas. O ar é injetado em um tanque, e substâncias
higroscópicas (cloreto de cálcio, cloreto de lítio, entre outras) absorvem esse vapor de água e se
liquefazem, permitindo sua remoção.
Secagem por adsorção
Similar ao processo de absorção, entretanto é regenerativo. Uma substância adsorvente (sílica gel,
por exemplo) absorve a água até sua saturação. Depois, ela é aquecida e libera a água para sua
eliminação.
Distribuição e tomadas de ar
Após a etapa de secagem, o ar é direcionado por tubulações que permitem que seja conduzido para diversas
áreas do parque industrial, sendo disponibilizado nos pontos de uso. Essa distribuição pode conter ainda
válvulas abre e fecha, drenos, filtros, entre outras unidades de conservação, veja a imagem.
Distribuição e tomadas de ar
As tomadas de ar ou pontos de uso são os locais em que os equipamentos serão conectados. Geralmente,
possuem conexões para encaixe dos equipamentos ou mangueiras flexíveis que permitirão a utilização do ar
comprimido disponibilizado. Também podem possuir reguladores que permitem que a pressão do ar seja
regulada pelo usuário.
Verificando o aprendizado
Questão 1
A produção de ar comprimido para sua utilização em sistemas pneumáticos demanda certos cuidados
fundamentais para a garantia da qualidade do ar comprimido. A remoção de impurezas indesejáveis na
captação do ar a ser comprimido é realizada pelo(a)
A secador.
B resfriador.
Cválvula de escape.
D dreno.
E filtro de entrada.
A alternativa E está correta.
A presença de partículas em suspensão (poeiras e contaminantes) pode provocar inúmeros problemas ao
sistema de ar comprimido, desde a obstrução da tubulação até danos severos às partes que compõem o
sistema, ocasionados por abrasão. Dessa maneira, a utilização de filtros na entrada do compressor é de
grande utilidade, na medida em que auxiliam na remoção dessas partículas e protegem o sistema.
Questão 2
A remoção das partículas de água é uma das principais etapas do condicionamento do ar comprimido. A
principal etapa responsável por essa remoção é a secagem. Ela é realizada logo após a estocagem do ar,
devido à precipitação da água em suspensão. Uma das formas mais comuns de secagem e que utiliza a
redução da temperatura para remoção das partículas de água é chamada de
A secagem por absorção.
B secagem por adsorção.
C secagem por refrigeração.
D secagem com sílica gel.
E secagem com cloreto de cálcio.
A alternativa C está correta.
No processo de secagem por refrigeração, o ar é submetido a uma significativa redução de temperatura de
maneira a produzir a condensação das partículas de água suspensas no ar, possibilitando sua remoção por
uma filtragem simples.
4. Sistemas de distribuição de ar comprimido e sua utilização nos projetos pneumáticos
Sistema de distribuição de ar comprimido
O processo de distribuição do ar comprimido
Assista ao vídeo sobre o processo de distribuição do ar comprimido.
Conteúdo interativo
Acesse a versão digital para assistir ao vídeo.
As redes de distribuição do ar comprimido para equipamentos e máquinas são fundamentais para o bom
desempenho de um sistema pneumático. Caso não haja uma rede disponível ou funcional de ar comprimido, é
necessária a utilização de um compressor para cada equipamento, o que pode tornar o processo altamente
custoso não apenas na implementação, como também em sua manutenção.
 
Por esse motivo, o processo mais comum é a utilização de um sistema de produção de ar comprimido, capaz
de produzir um volume razoável de ar comprimido, suficiente para atender à demanda de toda a planta
industrial. Esse sistema deve ser equipado com vários pontos de distribuição, com pontos de conexão para os
equipamentos facilmente acessíveis.
Uma rede de distribuição de ar comprimido engloba desde as tubulações que saem do tanque
principal (reservatório de ar) e passam pelo secador, até sua chegada aos pontos de utilização pelos
operadores dos equipamentos.
Os tubos da rede de distribuição são, geralmente, fabricados de aço carbono ou aço galvanizado. Em alguns
casos, é possível a utilização de redes de ar comprimido com conexões e tubos de PVC especiais para essa
finalidade e polímeros específicos, como o polipropileno copolímero random (PPR).
A
A conexão entre o sistema de produção de ar
comprimido e os equipamentos.
B
Sua utilização como reserva local, no
atendimento de necessidades que demandem
pouco volume de ar.
Características de uma rede de distribuição de ar comprimido
Uma rede de distribuição de ar comprimido bem estruturada e pronta para atender às demandas do processo
industrial deve ser capaz de:
 
Apresentar uma pequena perda de pressão entre o compressor e a tomada de ar, de maneira que seja
possível manter a pressão dentro de limites toleráveis, de acordo com as exigências do processo
industrial.
 
Não apresentar vazamentos ou escapes de ar, pois podem ser os principais responsáveis pela perda de
energia.
 
Apresentar filtros adequados (em modelo e quantidade) para a remoção eficiente do condensado.
Saiba mais
O desenvolvimento de uma rede de distribuição sem levar em consideração os pontos listados pode
representar um prejuízo ao processo produtivo, ao invés de um ganho. Isso ocorre porque uma grande
quantidade de energia pode ser desperdiçada sem que a planta atenda à demanda do processo
industrial. 
Documentação
Entre os documentos apresentados para as redes de distribuição de ar comprimido está o layout da rede de
distribuição. Esse diagrama apresenta toda a rede principal, suas ramificações, os pontos de consumo e as
possíveis alterações para expansão. Também é informada a pressão dos pontos de consumo, a posição das
válvulas de fechamento, as conexões, curvaturas e os separadores de condensados.
Tipos de redes de distribuição
O tipo de rede de distribuição pode ser em anel fechado ou circuito aberto. Cada situação deve levar em
consideração as instalações e o processo industrial a que se deseja atender.
 
A instalação mais comum é a rede de distribuição do tipo circuito fechado (com formato de anel). Os pontos
de consumo (tomadas de ar) partem de ramificações originadas desse anel.
 
Entre as vantagens da instalação em circuito fechado, pode-se destacar:
A
Manutenção de uma pressão constante.
B
Distribuição uniforme do ar comprimido, no
caso de consumos intermitentes.
Contudo, essa instalação apresenta maior dificuldade na remoção da umidade, tendo em vista que o ar circula
em diferentes caminhos, podendo percorrer mais de uma direção (consumos em pontos diferentes).
• 
• 
• 
Dica
A instalação em circuito aberto é indicada para pontos isolados ou muito distantes. 
Dois exemplos de layouts de redes de distribuição em anel podem ser vistos na imagem:
Layouts de redes de distribuição: (a) rede com derivações do anel e (b) rede com
derivações transversais
Medidas de segurança
As válvulas de bloqueio localizadas na linha de transmissão são previstas na rede de distribuição de maneira a
permitir que seja feita a divisão em seções devidamente isoladas. Essa medida é particularmente importante
para grandes instalações, facilitando as atividades de inspeção, modificações e manutenções, pois permitem
o isolamento de uma seção da outra, veja a imagem.
Válvulas de bloqueio para isolamento de uma rede de distribuição
Conexões e ramificações
As conexões entre trechos de tubulações e derivações são realizadas por rosca, solda, flanges, engates
rápidos, entre outros componentes. O mais importante é que tais conexões apresentem uma boa vedação,
sem perda de energia. Veremos mais sobre essas conexões a seguir.
Conexões do tipo rosca
As conexões do tipo rosca são as mais comuns. Apresentam custo reduzido e fácil montagem e
desmontagem. A vedação é realizada com fita do tipo teflon.
Junções do tipo soldadas
As junções do tipo soldadas são menos propícias ao vazamento. Contudo, o custo é um pouco maior quando
comparado ao das roscas. As etapas de montagem e desmontagem são mais complexas, pois cuidados
particulares devem ser tomados para que uma solda bem-feita seja realizada.
Conexões com flange
As conexões com flange também são bastante utilizadas, sendo necessários os anéis de vedação para a
garantia de uma boa vedação, como pode ser visto na imagem.
Tubulação com solda e flange
Em alguns casos, a instalação pode ser integralmente feita em PPR, apresentando também conexões em solda
e com rosca, veja a imagem:
Rede de ar comprimido em PPR
Curvatura
As curvas na rede de distribuição devem possuir o maior raio possível, evitando perdas excessivas de energia.
A curvatura mínima deve possuir um raio mínimo de duas vezes o diâmetro externo do tubo, veja a imagem.
Curvatura da tubulação
Inclinação da rede de distribuição
As tubulações devem possuir uma inclinação, no sentido do fluxo, de 0,5 a 2%. Essa inclinação tem por
objetivo direcionar os condensados para os pontos de coleta, evitando a formação de pontos de acumulação.
 
Esses pontos de coleta são denominados de drenos. Eles são conectados a pontos mais baixos na tubulação
de maneira a permitirem a remoção do condensado. Se possível, devem ser automáticos. Casos as redes
sejam muito grandes, pontos regulares de coletas devem ser instalados (20 ou 30 metros de distância entre
si), conforme a imagem:
Inclinação da rede de distribuição e pontos de coleta
Tomadas de ar comprimido
É fundamental que os pontos de fornecimento de ar comprimido (pontos deconexão com os equipamentos
pneumáticos) sejam derivados da parte superior da tubulação principal de suprimento de ar. Isso é necessário
para evitar que os pontos de suprimento acabem funcionando como coletores de condensados ou drenos.
Essa derivação é popularmente chamada de pescoço de cisne, veja a imagem.
Tomadas de ar tipo pescoço de cisne.
Perdas de energia
Os vazamentos de ar comprimido representam grandes perdas de energia. Mesmo em pequenos furos,
acoplamentos malfeitos, folgas em vedações, anéis de vedação defeituosos, representam grandes
vazamentos de ar comprimido e, consequentemente, grandes perdas de energia. É estimado que, mesmo em
redes com boa manutenção, esses "pequenos problemas" podem apresentar uma perda considerável de
energia.
 
Essa perda torna-se economicamente relevante quando a perda de ar comprimido afeta o desempenho de
equipamentos na realização de uma determinada tarefa.
Atenção
Eliminar todos os vazamentos é praticamente impossível, mas é fundamental reduzi-los ao máximo. 
Tipos de tubos
Os tubos podem ser metálicos ou não metálicos, cada tipo sendo adequado a um tipo de instalação e uma
funcionalidade específica.
Metálicos
São tubos do tipo latão, aço inoxidável, cobre e aço trefilado. Possuem até 1 polegada de diâmetro, quando
utilizados em instalações especiais. São montados em estruturas rígidas, como pode ser visto na imagem. Seu
uso mais comum é em locais com alta temperatura, elevada pressão, possível agressão química, abrasão,
choque mecânico, entre outros.
Tubos metálicos - tubos de cobre
São tubos do tipo latão, aço inoxidável, cobre e aço trefilado. Possuem até 1 polegada de diâmetro, quando
utilizados em instalações especiais. São montados em estruturas rígidas, como pode ser visto na imagem. Seu
uso mais comum é em locais com alta temperatura, elevada pressão, possível agressão química, abrasão,
choque mecânico, entre outros.
Atenção
Vale destacar que os tubos de cobre e latão possuem certo grau de flexibilidade. 
Materiais para tubos metálicos
Os tubos metálicos podem ser fabricados em diversos materiais. Alguns são formados por combinações de
metais, as chamadas ligas. Alguns exemplos de materiais para tubos são: aço carbono e aços de alta liga. Os
aços de alta liga de cromo/níquel, também chamados de aço inoxidável, são divididos principalmente em:
 
AISI 304.
 
AISI 304L - muito parecido com o AISI 304, mas com menor teor de carbono.
 
AISI 316 - muito parecido com o AISI 304, mas com adição de molibdênio (maior resistência a
corrosão).
 
AISI 316Ti - muito parecido com o AISI 304, mas com adição de titânio (maior resistência a corrosão
intergranular).
 
AISI 310S - tolerância a altas temperaturas.
 
AISI 317 - maior resistência a corrosão que o AISI 316.
 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
AISI 446 - toleram temperaturas acima de 700° C.
Não metálicos
Também conhecidos como mangueiras, são confeccionados em materiais sintéticos, como polietileno,
poliuretano, nylon e borracha revestida com lona. Apresentam alta flexibilidade e boa resistência química e ao
estresse mecânico, como pode ser visto na imagem. Apresentam diâmetros que variam entre 4 e 16mm. São
largamente utilizados em montagens complexas.
Tubos não metálicos
Conexões
As conexões são os terminais nas tomadas de ar nos quais serão conectados os equipamentos.
 
Para tubos metálicos, essas conexões costumam ser de solda, rosca ou de cravação (extremidades para
roscas diversas).
 
Para tubos não metálicos, essas conexões são mais comumente de engate rápido, o que facilita o processo de
montagem e desmontagem, auxilia manutenção e apresenta grande durabilidade.Essas conexões podem ser
de materiais sintéticos, aço inoxidável, alumínio e ligas de cobre, veja a imagem.
• 
Conectores do tipo engate rápido.
Verificando o aprendizado
Questão 1
Os sistemas de distribuição de ar comprimido devem ser capazes de atender a toda a planta industrial,
fornecendo ar comprimido o suficiente para todos os equipamentos e ferramentas utilizados na execução das
atividades desenvolvidas. Entre as características das redes de distribuição de ar comprimido pode-se
destacar
A a elevada perda de pressão entre o compressor e as tomadas de ar.
B a manutenção dos níveis de pressão bem acima de limites toleráveis.
C os escapes de ar constantes para alívio da pressão.
D a não necessidade de filtros para remoção do condensado.
E a boa vedação para evitar vazamentos de ar.
A alternativa E está correta.
Os escapes ou vazamentos de ar são responsáveis por causarem perdas de energia entre o compressor e
as tomadas de ar. Esses vazamentos são provocados por furos, roscas mal vedadas, anéis de vedação
gastos, ou conexões mal presas. A demais alternativas não representam relevantes de sistemas de ar
comprimido. A perda de energia é indesejável para as redes de distribuição de ar e devem ser tomados
todos os cuidados para eliminá-la.
Questão 2
A documentação de uma planta industrial precisa ser o mais completa possível, de maneira a permitir sua
correta operação, além de garantir a segurança dos operadores e maquinários envolvidos no processo.
Também é importante que as informações contidas nas plantas auxiliem as atividades de manutenção e
possibilitem sua expansão. Entre as informações fundamentais para uma rede de distribuição de ar
comprimido, pode-se destacar
A o tipo de válvula de fechamento utilizada.
B o material utilizado nas ramificações.
C a pressão dos pontos de consumo.
D o tipo de conexão utilizada nos equipamentos.
E a frequência de remoção de condensado dos filtros.
A alternativa C está correta.
Algumas informações, como a pressão das tomadas de ar e a posição de filtros e separadores de
condensadores, são fundamentais, tendo em vista sua importância para a operação segura do processo e
para a manutenção da unidade. Contudo, a temperatura do ar no interior da tubulação não pode ser
especificada no layout da planta, tendo em vista que ela varia com as condições ambientes e com a
temperatura do ar puxado pelo compressor.
5. Conclusão
Considerações finais
Estudamos os conceitos básicos aplicáveis a sistemas pneumáticos e suas funcionalidades.
 
Tratamos dos princípios físicos, específicos para o correto entendimento da pneumática e para a
compreensão de como o ar pode ser comprimido. Apresentamos os efeitos e as alterações nas características
do ar promovidas pela compressão, como as mudanças no volume, na pressão e na temperatura, com o
objetivo de elucidar a importância das etapas de tratamento e dos cuidados a serem adotados com a
compressão do ar. Além disso, compreendemos as etapas para geração de ar comprimido, desde a produção
ao condicionamento.
 
Por fim, discutimos sobre a distribuição do ar comprimido e os detalhes pertinentes ao projeto das redes de
distribuição, bem como sobre os cuidados necessários para evitar danos estruturais, obstrução e formação de
condensado.
Podcast
Agora, o especialista Raphael de Souza dos Santos encerra o tema falando sobre os principais tópicos
abordados.
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Leia o artigo O uso eficiente do ar comprimido na indústria, de João de Souza Silva, Walkyria Krystie
Arruda Gonçalves e Ronan Marcelo Martins.
 
Aprenda mais sobre a Lei dos Gases Ideais, consultando o livro Físico-química, volumes 1 e 2, de Walter
John Moore, da editora Blucher, 1976.
 
Para conhecer melhor os sistemas pneumáticos, leia o livro Sistemas pneumáticos, de Ilo da Silva
Moreira, da editora Senai-SP, 2012.
Referências
BOLLMANN, A. Fundamentos de Automação Industrial Pneutrônica. São Paulo: ABHP, 1997.
 
BRUNETTI, Franco. Mecânica dos Fluidos. 2. ed. revisada. São Paulo: Pearson Universidades, 2008.
 
FESTO. Painel Simulador de Pneumática e Eletropneumática. (s.d.). Consultado na internet em 5 jul. 2021.
 
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PARKER HANIFIN. Manual de Eletropneumática Industrial. São Paulo: Parker Training, 2005. Consultado na
internet em 5 jul. 2021.
 
PARKER HANIFIN.Tecnologia Hidráulica Industrial. São Paulo: Parker Training, (s.d.). Consultado na internet
em 5 jul. 2021.
 
PARKER HANIFIN. Tecnologia Pneumática Industrial - Apostila M1001 BR. São Paulo: Parker Training, 2000.
Consultado na internet em 5 jul. 2021.
 
PARKER HANIFIN. Tecnologia Pneumática Industrial - Apresentação M1001-1 BR. São Paulo: Parker Training,
2000. Consultado na internet em 5 jul. 2021.
	Introdução aos sistemas pneumáticos
	1. Itens iniciais
	Propósito
	Preparação
	Objetivos
	Introdução
	Conteúdo interativo
	1. Sistemas pneumáticos e princípios físicos aplicados à pneumática
	Funcionamento de sistemas pneumáticos
	Os princípios físicos aplicados à pneumática
	Conteúdo interativo
	Pressão
	Atenção
	Força
	Atenção
	O peso do ar
	Saiba mais
	Pressão atmosférica
	Lei dos Gases Perfeitos
	Atenção
	Princípio de Blaise-Pascal
	Compressibilidade
	Atenção
	Elasticidade
	Difusibilidade
	Expansibilidade
	Verificando o aprendizado
	Questão 1
	2. Principais características e propriedades dos sistemas pneumáticos
	A importância do ar comprimido para os sistemas pneumáticos
	Características de um sistema pneumático
	Conteúdo interativo
	Saiba mais
	Exemplo
	Primeiras aplicações dos sistemas pneumáticos
	Funcionamento de uma máquina a vapor
	Na indústria automotiva
	Nos processos industriais
	Na indústria marítima
	Nas indústrias providas de áreas classificadas
	Na área médica e científica
	Propriedades do ar comprimido
	Exemplo
	Sistemas pneumáticos
	Vantagens no uso do ar comprimido
	Limitações quanto ao uso do ar comprimido
	Composição de um sistema pneumático
	Compressor
	Tanque
	Sistema de condicionamento
	Verificando o aprendizado
	3. Geração de ar comprimido e sistemas utilizados na produção do ar comprimido
	A importância do condicionamento do ar comprimido
	Conteúdo interativo
	Poeira
	Resíduos de óleo
	Água
	Exemplo
	Saiba mais
	Partes que compõem um sistema de ar comprimido
	Filtro de entrada
	Compressor
	Válvula de escape
	Resfriador
	Saiba mais
	Dreno
	Receptor de ar
	Saiba mais
	Atenção
	Secador
	Saiba mais
	Secagem por refrigeração
	Secagem por absorção
	Secagem por adsorção
	Distribuição e tomadas de ar
	Verificando o aprendizado
	4. Sistemas de distribuição de ar comprimido e sua utilização nos projetos pneumáticos
	Sistema de distribuição de ar comprimido
	O processo de distribuição do ar comprimido
	Conteúdo interativo
	A
	B
	Características de uma rede de distribuição de ar comprimido
	Saiba mais
	Documentação
	Tipos de redes de distribuição
	A
	B
	Dica
	Medidas de segurança
	Conexões e ramificações
	Conexões do tipo rosca
	Junções do tipo soldadas
	Conexões com flange
	Curvatura
	Inclinação da rede de distribuição
	Tomadas de ar comprimido
	Perdas de energia
	Atenção
	Tipos de tubos
	Metálicos
	Atenção
	Materiais para tubos metálicos
	Não metálicos
	Conexões
	Verificando o aprendizado
	5. Conclusão
	Considerações finais
	Podcast
	Conteúdo interativo
	Explore+
	Referências