Apostila Pneumatica

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CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO 
 TECNOLÓGICA DE GOIÁS - CEFET/GO 
 
 
Disciplinas: 
 
 
ELEMENTOS DE MÁQUINAS 
E 
COMANDOS INDUSTRIAIS 
 
 
Tópicos: 
 
ACIONAMENTOS PNEUMÁTICOS 
 
E 
 
ELETROPNEUMÁTICOS 
 
 
“Notas e Apontamentos de Aula” 
 
Prof. Luís Fernando Pagotti 
 
Agosto de 1999 
 
 
Sumário 
 
Parte I – Elementos Pneumáticos 
 
 
1 – Introdução . . . . . . . . . . 003 
 
2 – Características do Ar Comprimido . . . . . . 003 
 
3 – Obtenção e Produção de Ar Comprimido . . . . . 006 
 
4 – Elementos Pneumáticos de Trabalho . . . . . . 016 
 
5 – Válvulas . . . . . . . . . . 025 
 
6 – Comandos Seqüenciais . . . . . . . . 
 
7 – Comandos Pneumáticos e Eletropneumáticos . . . . 
 
Parte II – Elementos Eletropneumáticos 
 
8 – Elementos Elétricos e Eletropneumáticos . . . . . 040 
 
9 – Conversores Pneumáticos - Elétricos . . . . . 
 
10 – Comparação entre Circuitos Pneumáticos e Eletropneumáticos . 
 
11 – Resolução de Circuitos Eletropneumáticos . . . . 
 
Parte III – Automação de Elementos Eletropneumáticos 
 
12 – Introdução ao C.L.P. . . . . . . . . 
 
13 – Soluções através de C.L.P. . . . . . . . 
 
14 – Comandos Básicos . . . . . . . . 
 
 
 
Prefácio 
 
 
Aos Alunos do Curso de Eletrotécnica 
do 
Centro Federal de Educação Tecnológica de Goiás - CEFET / GO 
 
 
A nossa disciplina de “Elementos de Máquinas” sofreu modificações 
consideráveis nestes últimos dois anos. Como todos nós podemos observar, os setores 
industriais e comerciais também vêm apresentando mudanças significativas no campo da 
“Automação”. Todas estas implementações tecnológicas são fundamentais para o 
desenvolvimento de nosso País, neste Mundo Globalizado. Desse modo, todos os 
avanços tecnológicos necessitam, cada vez mais, de mão-de-obra técnica especializada. 
Com o intuito de preencher as lacunas na formação técnica destes futuros 
profissionais, e prepará-los para enfrentar este rigoroso e emergente mercado de 
trabalho, nossa disciplina passa a abordar os fundamentos dos “Acionamentos 
Pneumáticos e Eletropneumáticos”, amplamente utilizados nos processos de Automação 
Industrial e Comercial. 
Dessa forma, este “Apontamentos de Aula” procura apresentar os fundamentos 
básicos desta área da Eletrotécnica, e num futuro próximo, poderemos transformá-la em 
uma apostila para a nova disciplina “Comandos Industriais”. 
Assim, é de fundamental importância a participação dos alunos de “Elementos 
de Máquinas” na elaboração de críticas sobre este material. 
Aguardamos ansiosos suas colaborações ! 
 
Prof. Luís Fernando Pagotti 
Coordenador de Produção e Pesquisa do CEFET-GO 
 
 
Referências Bibliográficas 
 
1 – “Automação Pneumática”; Centro Didático de Automação, Scharader 
Bellows / Parker Pneumatic. 
2 – “Técnicas de Automação Industrial – Parte I”; Festo Didatic, 
FESTO. 
3 – “Técnicas de Automação Industrial – Parte II”; Festo Didatic, 
FESTO. 
4 – “Técnicas de Automação Industrial – Parte III”; Festo Didatic, 
FESTO. 
5 – “Manual Prático de Hidráulica e Pneumática”; Associação Brasileira 
de Hidráulica e Pneumática, Artmarketing Empresa Jornalística. 
6 – “Especialização em Projetos de Sistemas Pneumáticos” ; Festo 
Didatic, FESTO, 1988. 
7 – “Automação Eletropneumática” ; Bonacorso, Nelson G.; Noll, Valdir; 
Editora Érica, São Paulo, 1997 
8 – “Fundamentos de Automação Industrial Pneutrônica - Projeto de 
Comandos Binários Eletropneumáticos” ; Bollmann, Arno; 
editado pela ABHP (Associação Brasileira de Hidráulica e Pneumática) -
1997 
9 – “Método Seqüencial para Automatização Eletropneumática” 
Novais, José; Fundação Calouste Gulbenkian - 1983, Lisboa / Portugal 
 
 
Apostila de Comandos Eletropneumáticos Parte I - Elementos Pneumáticos 
 
CEFET / GO - Goiânia , 1999 Página 1 
 
PARTE I 
 
Elementos Pneumáticos 
 
 
 
 palavra “Automação” é freqüentemente utilizada no linguajar de 
Engenheiros e Técnicos responsáveis pelos setores de produção e manutenção das 
plantas industriais. A bem da verdade, a preocupação com a produtividade tem sido um 
agente acelerador do desenvolvimento tecnológico e alavancou a automatização dos 
processos industriais. A busca incansável pelo aumento qualitativo e quantitativo da 
produção e conseqüente redução do custo final, é a artéria principal que sustenta a 
sobrevivência das empresas neste mundo globalizado. 
Além de possibilitar a criação de máquinas que substituem a força muscular 
humana, os processos automatizados têm a possibilidade de serem autocontrolados, 
sendo capazes de corrigir seus próprios erros. Desse modo, a automação ganha espaço 
nestes ambientes, e coloca-nos novamente à condição de aprendizes, para explorarmos 
as vantagens que nos oferece : 
· Substituição do homem em trabalhos insalubres, de alta periculosidade e 
repetitivos; 
· Garantia de qualidade da produção em serviços de precisão; 
· Flexibilidade na alteração das formas de produção, a ex. via software; 
 
Sem dúvida, a automação trouxe transformações no mercado de trabalho e, 
portanto, a mão-de-obra deve ser treinada e qualificada para desempenhar novas 
atividades de maior responsabilidade e complexidade. O avanço tecnológico deve 
sempre contribuir para a melhoria das condições de trabalho e do nível de vida da 
sociedade, ao contrário do que aparenta : desilusão e desemprego. O prejuízo de se 
interromper a automatização será maior do que o seu advento. 
A 
Apostila de Comandos Eletropneumáticos Parte I - Elementos Pneumáticos 
 
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Face aos desenvolvimentos tecnológicos, a automatização dos processos de 
produção tem um caráter multidisciplinar. Sendo assim, nenhum profissional, seja ele da 
área elétrica, mecânica ou química, pode-se considerar completamente apto a 
desenvolver tais atividades. 
A partir das características multidisciplinares da automação, este trabalho tem por 
objetivo oferecer os subsídios básicos da automação dos processos pneumáticos aos 
profissionais da área eletromecânica. Assim, esta primeira parte abordará as 
características gerais das máquinas pneumáticas, cujo processo de automação poderá ser 
estendido de forma análoga às máquinas hidráulicas. Na segunda parte, serão abordados 
os processos da automação eletropneumática, a partir da elaboração de diagramas de 
comandos elétricos. Finalmente, a terceira parte concluirá o processo de automação, 
através da utilização dos controladores lógicos programáveis (CLP’s) no controle das 
máquinas pneumáticas. 
Apostila de Comandos Eletropneumáticos Parte I - Elementos Pneumáticos 
 
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1 – INTRODUÇÃO 
 
termo Pneumática é derivado do grego Pneumos ou Pneuma (respiração, 
sopro) e é definida como parte da Física responsável pelo estudo da Dinâmica e dos 
Fenômenos Físicos relacionados com os Gases e os Vácuos. Além disso, estuda a 
conversão de Energia Pneumática em Energia Mecânica. 
 
 
2 – CARACTERÍSTICAS D O AR COMPRIMIDO 
 
Ar, apesar de insípido, inodoro e incolor, pode ser facilmente percebido 
através dos ventos e dos pássaros que nele flutuam e se movimentam. Apresenta 
algumas propriedades importantes, as quais podem favorecer ou limitar sua aplicação 
nos ambientes industriais. 
 
COMPRESSIBILIDADE : O ar, assim como todos os gases, tem a propriedade de 
ocupar todo o volume de qualquer recipiente que o contenha. Desse modo, ao encerrá-lo 
em um recipiente seu volume pode ser reduzido pela ação de uma força externa. 
 
ELASTICIDADE : Uma vez, tido seu volume reduzido pela aplicação de uma força 
externa, este voltará ao volumeinicial, quando a ação desta força cessar. 
 
DIFUSIBILIDADE : O ar pode misturar-se homogeneamente com qualquer meio 
gasoso que não esteja saturado. 
 
O 
O 
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EXPANSIBILIDADE : Propriedade que possibilita o ar de ocupar totalmente o volume 
de qualquer recipiente, adquirindo o seu formato. 
 
PESO : Um litro de ar, a temperatura de 0° Celsius e ao nível do mar pesa 
aproximadamente : 1,293 gramas. Em função do peso do ar e do volume da atmosfera 
terrestre, todos nós sofremos a ação de uma força em todos os sentidos e direções, 
estando associada a uma pressão : 
Pressão = 
][
][
2mÁrea
NNewtonForça - [Pa (N/m2) – Pascal] 
onde 1kgf = 9,8 N 
 A pressão pode ser mensurada em várias unidades, a saber: 
Kgf/cm2 PSI Bar / Atm KPa [kN/m2] Torr [mmHG] Coluna H2O[m] 
(15,55°°C) 
1,00000 14,22249 0,96778 98,06028 735,51258 10,00000 
0,07031 1,00000 0,06805 6,89476 51,71495 0,70311 
1,03329 14,69600 1,00000 101,32500 760,00000 10,33293 
0,01020 0,14500 0,00987 1,00000 7,50062 0,10198 
0,00136 0,01934 0,00132 0,13332 1,00000 0,01360 
0,10000 1,42225 0,09678 9,80606 73,55126 1,00000 
 
Os processos industriais utilizam diversas formas de energia para a produção de 
trabalho, como a pneumática, a hidráulica e a eletricidade. A concepção das máquinas 
tem como fatores principais a eficiência técnica e a redução de custos. Assim o ar 
comprimido apresenta vantagens e desvantagens, das quais podem ser verificadas as 
seguintes : 
 
 
 
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Tabela 1 – Comparação entre as técnicas de automação 
Pneumática Força Limitada pelo uso de baixas pressões (35.000 – 40.000 N) 
Hidráulica Grandes Forças com a utilização de pressões elevadas Força Linear 
Elétrica Pequenas Forças, pequena eficiência, não permite sobrecarga 
Pneumática Pequenos Torques , mas c/ possibilidade de travamento nos motores s/ cons. de energia adicional 
Hidráulica Altos Torques , c/ possibilidade de travamento c/ alto cons. Energia Torque 
Elétrica Altos Torques , mas sem possibilidade de travamento 
Pneumática Simples obtenção e c/ altas velocidades e acelerações. Controle de parada e velocidade com limitações. 
Hidráulica Simples obtenção, velocidades menores que a pneumática e bom controle de velocidade e parada Movimentos Lineares 
Elétrica Obtenção direta complexa, alto custo e a partir de adaptações mecânicas para pequenas forças 
Pneumática Altas velocidades de Rotação, baixa potência (<500.000 rpm) 
Hidráulica Velocidades baixas, com altos torques e bom controle 
Movimentos 
Reotativos 
Elétrica Larga faixa de potências com bom controle 
Pneumática Força e velocidades reguláveis 
Hidráulica Possibilidade de regulagens com maior precisão e boa característica de controle Regulagem 
Elétrica Controle preciso, com sofisticação nos circuitos de controle 
Pneumática Armazenamento simples e fácil , com transporte até 1000 m 
Hidráulica Armazenamento e transporte limitado 
Armazen. e Transp. de 
Energia 
Elétrica Diretamente através de acumuladores, transporte a longas distâncias viável 
Pneumática Suporta variações de Temperatura, não há risco de explosão 
Hidráulica Sensível à variação de Temp. e risco de explosão e contaminação Influências Ambientais 
Elétrica Pouca influência, risco de explosões por faiscamento 
Pneumática Relativamente alto se comparados a eletricidade 
Hidráulica Altos custos se comparados a eletricidade Custo da Energia 
Elétrica Baixo custo se comparadas às formas acima 
Pneumática Simples manuseio c/ pequenos riscos 
Hidráulica Risco alto, por trabalhar em alta pressão 
Manipulação do 
Equipamento 
Elétrica Perigosa e necessita de pessoal especializado 
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3 – OBTENÇÃO E PRODUÇÃO DO AR COMPRIMIDO 
 
3.1 – Introdução 
 
produção de ar comprimido é possível graças ao uso de compressores, os 
quais comprimem o ar para a pressão de trabalho desejada. Na maioria dos 
acionamentos e comandos pneumáticos, uma estação central é responsável pela 
produção e distribuição de ar comprimido. Instalações móveis de produção de ar 
comprimido também podem ser usadas, entretanto, sua aplicação é mais restrita à 
industria de mineração ou máquinas móveis. No projeto destas instalações, devem ser 
previstas as ampliações futuras, sobredimensionando os equipamentos, pois uma 
ampliação posterior torna-se geralmente muito cara. Outro fator importante, é o índice 
de pureza do ar comprimido. O ar limpo, garante uma longa vida útil à instalação. 
Diversos tipos de compressores são utilizados para a produção de ar comprimido e 
alguns destes são descritos na seqüência. 
 
 
3.2 – Tipos de Compressores 
 
Em função das necessidades industriais, da pressão de trabalho e do volume de ar 
comprimido requerido, são utilizados compressores de diversos tipos de construção. Os 
compressores podem ser de Deslocamento Positivo ou Deslocamento Dinâmico. 
Compressores que operam segundo o princípio do Deslocamento Positivo, operam 
de forma a obter pressão a partir da redução de volume. O ar é admitido em uma câmara 
isolada do meio exterior, onde seu volume é gradualmente diminuído, processando-se a 
compressão. 
A 
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O processo de Deslocamento Dinâmico baseia-se na obtenção de pressão a partir da 
conversão da energia cinética, durante a passagem do ar através do compressor. O ar é 
posto em alta velocidade por aceleradores mecânicos (impulsionado), posteriormente 
seu fluxo é retardado pela ação de difusores, resultando em aumento de pressão. 
Os diversos tipos de compressores podem ser melhor visualizados pelo 
organograma abaixo: 
 
Figura 1 - Tipos de Compressores 
 
3.2.1 – Compressor de Êmbolo 
 
 Os compressores de êmbolo caracterizam-se pelo tipo mais comumente utilizado 
para a obtenção de ar comprimido, e a partir de movimentos lineares é apropriado para 
todo o tipo de compressão (pressões de trabalho entre 1 a 10 [bar]). Estes podem ser de 
"Simples" ou "Duplo" Efeito. 
 
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O compressor de simples efeito apresenta somente uma 
câmara de compressão. Iniciado o movimento descendente, o ar 
é aspirado pela válvula de admissão, preenchendo a câmara de 
compressão. A compressão do ar tem início com o movimento 
de subida do pistão, e após atingir um valor de pressão 
suficiente para abrir a válvula de escape, o ar é expelido para o 
sistema (tanque ou reservatório, ex.). 
 
Compressor de Simples Efeito 
 
Compressor de Duplo Efeito 
Já os compressores de duplo efeito ou "Tipo cruzeta" têm 
esta denominação por apresentarem duas câmaras de 
compressão. As duas faces do êmbolo aspiram e comprimem o 
ar alternadamente. Desse modo, o êmbolo efetua o movimento 
descendente e o ar é admitido na câmara superior, enquanto 
que o ar contido na câmara inferior é comprimido e expulso. 
Na seqüência, com o movimento oposto, a câmara que havia 
realizado a admissão, efetua a compressão do ar. 
 
Os compressores de êmbolo podem ainda se caracterizar por um ou mais estágios. 
Os compressores de um único estágio, comprimem o ar à pressão final através de um 
único cilindro, atingindo pressões de até 12 [bar]. Para atingir pressões mais elevadas e 
com maior rendimento e eficiência, são utilizadoscompressores de dois ou mais 
estágios. O aumento do rendimento é obtido a partir da refrigeração do ar comprimido 
entre os estágios de compressão ("Intercooler") por meio de circulação de água ou ar 
frio. O ar é admitido inicialmente pela câmara de baixa pressão, onde sofre a primeira 
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compressão, em seguida, passa através do resfriador e é aspirado pela câmara de alta 
pressão, onde é submetido a nova compressão. 
 
Com Êmbolo de Simples Efeito 
 
Compressor de Dois Estágios com refrigeração interna (Intercooler) 
 
Com Êmbolo de Duplo Efeito 
 
Para pressões mais elevadas são utilizados múltiplos estágios, a exemplo : 
N° de Estágios Pressão de Trabalho Pressão c/ baixo Rendimento 
1 estágio 400 [kPa] - 4 [bar] 1200 [kPa] - 12 [bar] 
2 estágios 1500 [kPa] - 15 [bar] 3000 [kPa] - 30 [bar] 
3 ou mais estágios Acima de 1500 [kPa] Acima de 22000 [kPa] 
 
 
3.2.2 – Compressores Rotativos 
 
Os compressores rotativos operam sobre o princípio de redução de volume, onde 
este é obtido através de rotação (movimento circular). Podem ser classificados em : 
i) Compressor de Palhetas; 
ii) Compressor Parafuso; 
iii) Compressor Roots; 
iv) Compressor de Anel Líquido. 
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3.2.2.1 – Compressor Rotativo Multicelular ou de Palhetas 
 
É constituído de uma carcaça, na qual gira excentricamente, um rotor cilíndrico. 
Este rotor é dotado de ranhuras, onde se alojam palhetas, possibilitando que estas se 
movimentem radialmente em seu interior. 
Quando o rotor gira, as palhetas por ação de força 
centrífuga acompanham as paredes da carcaça, 
formando-se câmaras ou células. No setor onde o 
volume aumenta, o ar é aspirado para o interior das 
células e é comprimido ao longo do caminho, até ser 
expelido pela outra extremidade sob pressão 
Nestes compressores, o ar comprimido é 
produzido de forma mais contínua e sem pulsações. Compressor de Palhetas 
O campo mais usual de aplicação deste compressor está entre 6 a 85 m3 / mim de 
vazão, e pressões da ordem de 0,5 a 10,5 kgf / cm2. 
 
3.2.2.2 – Compressor Rotativo Duplo Parafuso 
 
 
Este compressor é caracterizado por uma câmara em forma de "oito" onde giram 
dois rotores helicoidais em sentidos contrários. 
 
Compressor Rotativo Duplo Parafuso 
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 Um dos rotores possui lóbulos convexos, enquanto seu par apresenta depressões 
côncavas e são denominados de rotor macho e fêmea, respectivamente. 
 Nas extremidades da câmara existem aberturas para a admissão e descarga do ar. O 
ar á pressão atmosférica é aprisionado entre os parafusos e a carcaça, e conduzido a 
outra extremidade onde sofre gradualmente uma redução de volume. O ar comprimido é 
descarregado continuamente e livre de pulsações. 
As pressões de trbalho variam de 0,3 kgf / cm2 a 17 kgf / cm2 normalmente, com 
produção de 18 a 600 m3 / mim. 
 
 
3.2.2.3 – Compressor de Lóbulos ou Roots 
 
 
São compressores basicamente constituídos de dois 
rotores entrelaçados em uma câmara duplamente 
cilíndrica. O ar admitido é descarregado radialmente sem 
compressão interna. O movimento de rotação é feito por 
engrenagens de sincronização, não existindo contato 
entre os rotores e a carcaça. Desta forma, o ar 
comprimido produzido é isento de óleo. 
 
Compressor Roots 
Seu campo de aplicação está entre pressões de 0,1 a 1,0 kgf / cm2, e deslocamento 
de 3 a 300 m3 / mim. 
 
 
3.2.3 – Turbocompressores 
 
Estes tipos operam segundo o princípio de fluxo e são adequados para a obtenção 
de grandes vazões. Os turbo compressores são caracterizados por : Turbocompressores 
Radias e Axiais. 
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Em ambos os equipamentos, o ar comprimido é produzido a partir do seu 
movimento por turbinas. A compressão processa-se pela aceleração do ar aspirado. 
 
 
3.2.3.1 – Turbocompressor Axial 
 
O sentido de aceleração do ar processa-se 
axialmente ao eixo de rotação da turbina ou de lâminas 
rotativas. As vazões mínimas obtidas são de 900 m3 / 
mim. 
 
Turbocompressor Axial 
 
3.2.3.2 – Turbocompressor Radial 
 
 
Turbo Compressor Radial de 5 estágios 
O ar é acelerado a partir do centro de 
rotação, em direção à periferia, ou seja, é 
admitido pela primeira hélice axialmente, e 
é acelerado radialmente pelos vários 
estágios contidos no interior da carcaça. 
Utilizado em aplicações onde são 
necessárias grandes vazões de ar. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3.3 – Condicionamento e Regulação do Ar comprimido 
 
 O ar comprimido produzido pelos compressores não deve ser utilizado 
diretamente pelas máquinas pneumáticas. Após a compressão do ar, gotículas de óleo 
lubrificante e partículas sólidas encontram-se dispersas juntamente com água 
condensada. Estas impurezas devem ser retiradas e a pressão do ar comprimido regulada 
para os níveis adequados de operação das máquinas. Desse modo, antes de ser utilizado, 
o ar comprimido deve ser preparado por um conjunto denominado de condicionador de 
ar. 
 O Condicionador é composto de Filtro de Ar, Regulador de Pressão e 
Lubrificador. 
 
3.3.1 – Filtro de Ar Comprimido 
A função do Filtro é de reter as 
partículas sólidas e impurezas como o 
óleo e a água condensada. O processo 
consiste em centrifugar e filtrar o ar 
comprimido, durante a sua passagem 
pelo elemento, separando os materiais 
mais densos. Estas impurezas são 
depositadas na parte inferior de um 
reservatório (copo coletor) e 
posteriormente drenadas após atingir o 
nível máximo permissível. 
 
 
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 3.3.2 – Regulador de Pressão 
 
 
Em geral, um sistema de ar 
comprimido atende a demanda de 
vários equipamentos pneumáticos, 
onde, freqüentemente, não são 
utilizados os mesmos níveis de 
pressão. 
Nestes casos, são utilizados 
os reguladores de pressão que tem 
por função: 
· Compensar automaticamente o 
volume de ar requerido; 
 
· Manter constante a pressão de 
trabalho, independente das 
flutuações de pressão na entrada; 
 
· Operar como válvula de 
Segurança 
 
A pressão de saída é alterada pela atuação sobre a manopla de regulagem. O 
sentido de giro que acarreta em aumento da compressão da força de mola, resulta em 
aumento na pressão de saída e vice versa. 
A pressão é regulada por meio de um diafragma. Uma das faces do diafragma é 
submetida à pressão de trabalho, enquanto a outra é pressionada por uma mola cuja 
pressão é ajustável por meio de um parafuso de regulagem. Com o aumento da pressão 
de trabalho, o diafragma movimenta-se contra a força da mola. Com isso a secção 
nominal de passagem na sede do escape diminui até o fechamento completo. Isto 
significa que a pressão é regulada pela vazão. 
 
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 3.3.3 – Lubrificador de Ar Comprimido 
 
Os sistemas pneumáticos e seus componentes são constituídos de partes móveis, 
estando portanto, sujeitas a desgastese redução de vida útil. Afim de reduzir estes 
efeitos e diminuir as forças de atrito dos movimentos, os equipamentos devem ser 
lubrificados convenientemente, a partir do próprio ar comprimido. 
A lubrificação consiste em 
mesclar ao ar comprimido utilizado 
pela máquina, uma quantidade ideal 
e suficiente de óleo lubrificante 
específico. Esta lubrificação é feita 
pela lubrificador por meio da 
suspensão das partículas de óleo no 
ar (nebulização). 
A partir de uma demanda de 
ar, uma parcela é desviada para um 
tubo de venturi, onde acarreta uma 
subpressão no Tubo de Elevação 
(acima do venturi). Assim, o óleo é 
sugado pelo Tubo Pescador e 
obrigado a gotejar no venturi, 
seguindo-se a imediata nebulização. 
O óleo pulverizado mescla-se com o restante do fluxo de ar e é transferido para a 
saída. 
Este equipamento permite o abastecimento do óleo, mesmo durante a operação do 
sistema. A retirada do bujão possibilita a reposição do óleo, graças a uma válvula de 
retenção. 
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4 – ELEMENTOS PNEUMÁTICO S DE TRABALHO 
 
 
energia armazenada na forma de pressão através do ar comprimido, é 
transformada em trabalho (movimentos lineares e circulares) pela ação de elementos 
denominados de atuadores. Estes elementos são conhecidos por cilindros e podem ser 
divididos em dois grupos principais : Cilindros de Movimento Retilíneo e Cilindros de 
Movimento Giratório. 
 
· Cilindros de Movimento Retilíneo ou Lineares : São constituídos de elementos que convertem 
energia pneumática ou hidráulica em movimento angular ou linear. São representados pelos 
cilindros pneumáticos e em função das características da aplicação (força e velocidade) devem 
ser dimensionados adequadamente. 
· Cilindros de Movimento Giratório ou Rotativos : Convertem a energia pneumática ou hidráulica 
em movimento giratório contínuo (motores pneumáticos) ou limitado ( cilindros giratórios). 
 
Em geral, os Cilindros de Movimento Retilíneo são os mais utilizados na 
automação de máquinas e dispositivos, e suas características principais são abordadas na 
seqüência. 
 
4.1 – Tipos de Cilindros Pneumáticos 
 
Os diversos tipos de cilindros diferenciam-se entre si por detalhes construtivos, 
em função de suas características de operação e utilização. Basicamente, os cilindros 
podem ser: 
· Cilindros de Simples Efeito ou Simples Ação; 
· Cilindros de Duplo Efeito ou Dupla Ação, dentre os quais : 
· Cilindros de haste dupla; 
· Cilindros Duplex; 
· Cilindros Giratórios; 
· Cilindros sem Haste 
· Cilindros Telescópicos; 
 
A 
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4.1.1 – Cilindros Pneumáticos de Simples Ação ou Simples Efeito 
 
 
Estes cilindros têm a 
característica de produzir trabalho em 
um único sentido de movimento, seja 
para avanço ou retorno. 
Cilindros de simples ação 
possuem somente um orifício por 
onde o ar comprimido entra e sai da 
câmara de compressão, controlado 
pela ação de uma válvula. Na 
extremidade oposta, um pequeno 
orifício é responsável pelo "respiro", 
visando impedir o surgimento de uma 
contrapressão internamente. O retorno 
do pistão à posição inicial é efetuado 
por ação de uma Mola, no momento 
em que o ar comprimido é retirado do 
orifício de entrada. 
 
 
Diagrama esquemático de um cilindro de Simples Ação 
 
O comprimento destes cilindros (curso de êmbolo) é limitado pelo tamanho da 
mola, assim, por esta razão, fabricam-se cilindros com comprimento de curso de até 10 
[cm]. 
Os cilindros de simples ação são muito utilizados em operações de fixação, 
marcação, rotulação, expulsão de peças e alimentação de dispositivos. Alguns cilindros 
com retorno por ar comprimido a avanço por mola, são freqüentemente empregados em 
alguns sistemas de freios, segurança e posições de travamento e bloqueio. 
Apostila de Comandos Eletropneumáticos Parte I - Elementos Pneumáticos 
 
CEFET / GO - Goiânia , 1999 Página 18 
 
 
4.1.2 – Cilindros Pneumáticos de Dupla Ação ou Duplo Efeito 
 
 
Os cilindros de dupla ação utilizam o ar comprimido para produzir trabalho em 
ambos sentidos de movimento. São o tipo mais comum de aplicação de atuadores. 
Entretanto, devido a detalhes construtivos, apresentam diferenças entre os esforços 
desenvolvidos no avanço e retorno da haste. Isto ocorre devido à variação da área efetiva 
entre as câmaras traseira e dianteira. A área de atuação da pressão na câmara traseira é 
ligeiramente maior que a superfície dianteira, devido a presença da haste. 
O ar comprimido deve ser 
admitido e liberado 
alternadamente entre dois 
orifícios presentes nos cabeçotes, 
localizados na parte traseira e 
dianteira do cilindro. Assim, 
quando uma câmara admitir ar 
comprimido, a outra deverá estar 
em conexão com a atmosfera. 
 
Estrutura interna de um Cilindro de Dupla Ação 
 
CILINDROS COM AMORTECIMENTO 
Ao final de cada curso de avanço ou recuo, o choque freqüente entre êmbolo e 
cabeçotes, algumas vezes agravado pelo deslocamento de grandes massas, pode 
provocar um desgaste excessivo e reduzir a vida útil do cilindro. Desse modo, são 
utilizados amortecimentos de fim de curso em cilindros de diâmetros superiores a 30 
mm e cursos acima de 50 mm. 
O amortecimento é obtido através do aprisionamento de certa parcela de ar ao 
final do movimento da haste. Isto ocorre pelo acoplamento de um colar, sobre a haste, e 
uma guarnição no cabeçote. O ar aprisionado, impossibilitado de fluir pelo orifício 
Apostila de Comandos Eletropneumáticos Parte I - Elementos Pneumáticos 
 
CEFET / GO - Goiânia , 1999 Página 19 
 
principal, escapa com uma vazão menor através de uma restrição fixa ou variável. Este 
processo provoca uma desaceleração gradativa na velocidade da haste, reduzindo o 
esforço do choque. 
 
CILINDROS NORMALIZADOS 
Para possibilitar um intercâmbio mundial entre equipamentos pneumáticos, a 
tendência mundial dos fabricantes é de produzir componentes que atendam a normas 
técnicas internacionais ( ISO 6431 e DIN 24335), abrangendo desde o material 
construtivo até suas dimensões. 
 
CILINDROS DERIVADOS 
Embora apresentem o mesmo 
princípio de operação, os cilindros de 
dupla ação podem diferenciar-se em suas 
formas e dimensões em função de uma 
variada gama de aplicações. 
Desse modo, destacaremos alguns dos tipos mais comuns de cilindros de Dupla 
Ação: 
 
CILINDROS DE DUPLA HASTE 
 
Este cilindro possui duas hastes 
unidas ao mesmo êmbolo. Desse modo, 
enquanto uma haste realiza trabalho, a 
outra pode ser utilizada para o comando de 
fins de curso ou dispositivos de regulagem 
do curso de avanço. 
 
 
Apostila de Comandos Eletropneumáticos Parte I - Elementos Pneumáticos 
 
CEFET / GO - Goiânia , 1999 Página 20 
 
 
CILIN DROS DUPLEX CONTÍNUOS OU CILINDRO TANDEM 
 
Dotado de dois êmbolos (com 
orifícios independentes) unidos por uma 
única haste, estes cilindros permitem 
dispor de maior força em ambos os 
movimentos. 
 
São utilizados em aplicações que necessitam de grandes forças, entretanto, em 
locais onde cilindros de maior diâmetro não seriam possíveis, ou ainda com a 
impossibilidade de aplicar pressões mais elevadas. 
 
 
CILINDROS DUPLEX GEMINADOS OU MULTIPOSICIONAIS 
 
 
Constituem-se de dois ou mais cilindros de 
dupla ação unidos entre si. Cada um possui 
orifícios de entrada e saída de ar 
independentes. Esta estrutura possibilita a 
obtençãode três, quatro ou mais posições 
diferentes. 
 
São aplicados em dispositivos de 
seleção, distribuição e posicionamento de 
peças. 
 
 
 
Apostila de Comandos Eletropneumáticos Parte I - Elementos Pneumáticos 
 
CEFET / GO - Goiânia , 1999 Página 21 
 
CILINDROS GIRATÓRIOS OU ROTATIVOS 
Basicamente, a atuação dos cilindros pneumáticos consiste em proporcionar 
movimentos retilíneos do tipo "vaivém". Entretanto, variações do seu aspecto 
construtivo ou adaptações, possibilitam a obtenção de torques. Existem dois tipos 
principais destes cilindros: Cilindro de Aleta Giratória ou Cilindro Rotativo e Atuador 
Rotativo. 
 
O cilindro de aleta giratória tem sua aplicação em movimentos rotativos de 
pequeno torque e giros de até 300°. Apresentam um dispositivo para ajuste mecânico do 
ângulo de giro. São pequenos e robustos. 
 
 
Cilindro de Aleta 
Giratória 
Utilizados em equipamentos 
de manipulação de peças, de testes 
de duração e resistência, e em 
abertura e fechamento de pequenas 
portas e válvulas. 
 
 
 
Os Atuadores Rotativos são constituídos por cilindros lineares de haste dentada. 
Esta haste aciona uma engrenagem. 
Este dispositivo apresenta 
torque mais elevado, em função da 
dimensão do cilindro e das pressões 
envolvidas. Pode apresentar giros 
superiores a 360°. 
 
São utilizados para girar grandes peças, curvar tubos, e acionar dispositivos de 
engrenagens. 
Apostila de Comandos Eletropneumáticos Parte I - Elementos Pneumáticos 
 
CEFET / GO - Goiânia , 1999 Página 22 
 
 
CILINDROS SEM HASTE 
 
Os cilindros sem haste são constituídos apenas de um êmbolo que desloca-se 
internamente à câmara de compressão. Sem haste, o acoplamento entre êmbolo e 
exterior, para a realização de trabalho, pode ser realizado da seguinte forma: 
 
· Acoplamento Magnético: 
internamente, o êmbolo magnético 
acopla-se ao dispositivo de fixação da 
carga (externo). São utilizados para 
forças pequenas (<400 [N]). 
 
· Tração por cabos : Para aplicações 
onde necessita-se de cursos longos e 
economia de espaço, a haste dos 
cilindros foi substituída por cabos de 
aço ou tiras de aço revestidas. 
 
 
· Fixação por Tiras e Seção Oval : 
Neste tipo, as roldanas encontram-se 
dispostas internamente ao cilindro e a 
seção é oval, anti-giro. O atrito neste 
tipo moderno de cilindro é pequeno e o 
coloca como boa opção para servo 
posicionamentos. 
 
Apostila de Comandos Eletropneumáticos Parte I - Elementos Pneumáticos 
 
CEFET / GO - Goiânia , 1999 Página 23 
 
 
 
CILINDROS TELESCÓPICOS 
 
São raramente utilizados em ar comprimido devido ao custo elevado, entretanto, 
com fluídos hidráulicos é largamente empregado. Basicamente, são constituídos de 
vários cilindros embutidos entre si, sendo comuns apresentarem de 2 a 6 estágios. Seu 
emprego reside no fato de que ocupam pouco espaço, relativo ao curso de trabalho. 
 
 
Apostila de Comandos Eletropneumáticos Parte I - Elementos Pneumáticos 
 
CEFET / GO - Goiânia , 1999 Página 24 
 
SIMBOLOGIA DE CILINDROS PNEUMÁTICOS 
Em função da variedade de formas e aplicações dos cilindros pneumáticos, sua 
representação é normalizada. Desse modo, a tabela abaixo ilustra as representações dos 
diversos tipos de cilindros pneumáticos. 
 
Descrição Simbologia 
Cilindros de Simples Ação ou Efeito 
Retorno por Mola 
 
Retorno por Força não definida 
 
Avanço por Mola 
 
Cilindros de Dupla Ação ou Efeito 
Com Haste Simples 
 
Com Amortecimento no 
retorno, fixo 
 
Com Amortecimento no 
avanço, fixo 
 
Com Duplo Amortecimento, 
fixo 
 
Com Duplo Amortecimento, 
variável 
 
Com Dupla Haste 
 
Cilindros de Dupla Ação ou Efeito Derivados 
Cilindro Duplex Contínuo ou 
Tandem 
 
Cilindro Duplex Geminado ou 
Múltiplas Posições 
 
Cilindro Telescópico de 
Simples Efeito ou Ação 
 
 
Apostila de Comandos Eletropneumáticos Parte I - Elementos Pneumáticos 
 
CEFET / GO - Goiânia , 1999 Página 25 
 
5 – Elementos de Comando e Controle Pneumáticos - VÁLVULAS 
 
 
acordo com o que foi exposto no capítulo anterior, a energia 
armazenada na forma de pressão através do ar comprimido, é transformada em trabalho 
(movimentos lineares e circulares) pela ação de elementos pneumáticos de trabalho - Os 
cilindros, por exemplo. Entretanto, a obtenção destes movimentos de forma ordenada e 
controlada, só é possível através da utilização de Válvulas. 
As válvulas são utilizadas para a partida, parada, direção e regulagem dos 
atuadores. Simultaneamente, comandam a pressão e a vazão do ar armazenado nos 
reservatórios. Devido a variada gama de funções, as válvulas podem ser classificadas em 
cinco grupos principais: 
1. Válvulas Direcionais; 
2. Válvulas de Bloqueio 
3. Válvulas de Fluxo ou Vazão; 
4. Válvulas de Pressão; 
5. Combinações de Válvulas 
 
 
5.1 – Válvulas Direcionais 
 
 
As válvulas direcionais atuam diretamente na trajetória do fluxo de ar 
comprimido, nas partidas e paradas dos atuadores. 
Para a representação destas e das demais válvulas nos diagramas de comando 
pneumático, são utilizados símbolos, de forma análoga aos cilindros. Sendo assim, estes 
símbolos não representam exatamente a construção interna das válvulas, mas ilustram de 
forma simplificada a função desempenhada por elas. 
 
De 
Apostila de Comandos Eletropneumáticos Parte I - Elementos Pneumáticos 
 
CEFET / GO - Goiânia , 1999 Página 26 
 
 
 
5.1.1 – Simbologia das Válvulas Direcionais 
 
As válvulas direcionais são classificadas e simbolizadas segundo o número de vias 
(conexões - entradas e saídas de ar comprimido) e de posições (normalmente 
abertas/fechadas). 
Uma válvula direcional geralmente apresenta uma posição de repouso, onde os 
elementos móveis encontram-se inicialmente posicionados, sem a ação de um elemento 
externo. Já a posição inicial ou de partida representa a posição em que encontram-se 
os elementos móveis, após a instalação ou aplicação de pressão na montagem do circuito 
pneumático. 
A posição das válvulas é representada por um quadrado, e o número de posições 
por um número igual de quadrados dispostos lado a lado. Em cada quadrado são 
ilustradas uma ou mais setas, representativas das direções dos fluxos de ar comprimido 
ou exaustão. Os bloqueios à passagem do fluxo de ar são representados por pequenos 
"tes - T" . 
A identificação das conexões ou vias , por onde ocorrerão as ligações com os 
atuadores e reservatórios de ar comprimido, dar-se-á por pequenos traços externos a uma 
dada posição da válvula. O número de traços externos representará o número de vias ou 
conexões disponíveis na válvula. Para a identificação da função desenvolvida pelas vias, 
é utilizado um sistema de numeração, de acordo com a norma DIN ISO 5599 : 
Conexão Representação DIN/ISO 5599 
Representação 
por Letras 
Pressão 1 P 
Exaustão 3, 5, 7 - ímpares R, S, T 
Acionamento 2, 4, 6 - pares A, B,C 
Piloto de 1 para 2 12 Z, Y 
Piloto de 1 para 4 14 Z, Y 
 
Apostila de Comandos Eletropneumáticos Parte I - Elementos Pneumáticos 
 
CEFET / GO - Goiânia , 1999 Página 27 
 
Em função destas nomenclaturas a identificação de uma válvula direcional 
dependerá do número de vias e de posições. Sempre, a primeira identificação 
corresponderá ao número de vias e posteriormente o número de posições: 
 
Número de Vias / Posições Simbologia 
2/2 
vias / posições 
 
3 / 2 - NF 
vias / posições 
 
3 / 2 - NA 
vias / posições 
 
5 / 2 
vias / posições 
 
5 / 3 
vias / posiçõesApostila de Comandos Eletropneumáticos Parte I - Elementos Pneumáticos 
 
CEFET / GO - Goiânia , 1999 Página 28 
 
As válvulas direcionais podem ser acionadas de variadas formas: manual (botão, 
alavanca, pedal, etc.), ar comprimido (piloto e vácuo) e eletricidade (solenóides). De 
maneira análoga à simbologia das válvulas direcionais, os diversos tipos de 
acionamentos também são representados por símbolos. Os símbolos dos elementos de 
acionamento são desenhados horizontalmente às posições (quadrados) das válvulas, 
conforme a ilustração a seguir: 
Tipo de Acionamento Símbolo 
1 - Mecânico 
Geral 
 
Botão 
Alavanca 
 
Alavanca c/ trava 
 
Pedal 
 
Retorno por Molas 
 
Centragem por Molas 
Rolete 
Rolete Escamoteável 
2 - Pneumática 
Piloto Direto 
Piloto Indireto 
Servo - piloto 
Decréscimo de Pressão 
3 - Elétrico 
Simples Solenóide 
 
Duplo Solenóide 
4 - Combinados 
Duplo Solenóide c/ 
atuação manual 
auxiliar 
 
 
Apostila de Comandos Eletropneumáticos Parte I - Elementos Pneumáticos 
 
CEFET / GO - Goiânia , 1999 Página 29 
 
5.1.2 – Tipos de Válvulas Direcionais e as suas Características de 
Construção 
 
 
As características de construção das válvulas pneumáticas determinam a sua vida 
útil, força de acionamento, possibilidades de ligação e tamanhos nominais. 
Segundo o princípio de construção, as válvulas direcionais distinguem-se pelos 
seguintes tipos: 
 
i) Válvulas de Assento 
Ä Com Sede Esférica, 
Ä Com Sede tipo Prato; 
 
ii) Válvulas Corrediças 
Ä De tipo Longitudinal, 
Ä De tipo Giratória; 
 
 
i) Válvulas de Assento 
 
As válvulas de assento são abertas por intermédio de esferas, cones ou pratos. A 
vedação das sedes das válvulas é realizada de maneira muito simples, geralmente com 
elemento elástico de vedação. Estas válvulas possuem poucas peças de desgaste e têm 
uma longa vida útil. São robustas e insensíveis à sujeira. 
Necessitam de uma força de acionamento relativamente alta, sendo necessário 
vencer a força da mola de reposição e a força ocasionada pela presença de ar 
comprimido. 
 
 
Apostila de Comandos Eletropneumáticos Parte I - Elementos Pneumáticos 
 
CEFET / GO - Goiânia , 1999 Página 30 
 
 
A construção 
das válvulas de sede 
esférica é muito 
simples, e apresentam 
custo vantajoso. Estas 
válvulas caracterizam 
-se por possibilitarem 
dimensões reduzidas. 
 
Ø Válvula 2/2 vias 
 
Ao contrário das de sede esférica ou cônicas, as válvulas de sede tipo Prato 
apresentam um tempo de comutação curto. 
 
Um simples 
movimento do prato, 
libera uma grande 
área para a passagem 
do fluxo de ar. Têm 
uma vedação simples 
e boa. 
 
Ø Válvula 2/2 vias 
 
 
 
Apostila de Comandos Eletropneumáticos Parte I - Elementos Pneumáticos 
 
CEFET / GO - Goiânia , 1999 Página 31 
 
 
Ø Válvula 3/2 vias 
de Assento 
tipo Cone 
 
 
 
Ø Válvula 3/2 vias 
de Assento 
tipo Esfera 
 
 
 
Apostila de Comandos Eletropneumáticos Parte I - Elementos Pneumáticos 
 
CEFET / GO - Goiânia , 1999 Página 32 
 
Ø Válvula 3/2 vias 
de Assento 
tipo Disco ou Prato 
 
 
ii) Válvulas Corrediças 
 
As interligações do fluxo de ar comprimido entre as vias das válvulas corrediças 
serão realizados por intermédio de carretéis corrediços, ao invés de esferas, pratos ou 
cones, conforme foi observado anteriormente. 
O elemento central deste tipo de válvula é um pistão (carretel), o qual seleciona a 
passagem do fluxo de ar mediante seu movimento. A força de acionamento é pequena, 
uma vez que, não é necessário suplantar a força exercida pela pressão do ar ou de molas. 
Este tipo de válvula possibilita o acoplamento de qualquer tipo de acionamento. 
Entretanto, o curso de acionamento e o tempo de comutação são superiores aos das 
válvulas de assento. 
 
Ø Válvula 2/2 vias 
Corrediça 
 
 
 
Apostila de Comandos Eletropneumáticos Parte I - Elementos Pneumáticos 
 
CEFET / GO - Goiânia , 1999 Página 33 
 
 
 
 
 
 
 
Ø Válvula 3/2 vias 
Corrediça 
 
 
 
 
Ø Válvula 5/2 vias 
Corrediça 
 
 
 
 
 
 
 
Apostila de Comandos Eletropneumáticos Parte I - Elementos Pneumáticos 
 
CEFET / GO - Goiânia , 1999 Página 34 
 
 
5.2 – Válvulas de Bloqueio 
 
As válvulas de bloqueio têm por função interromper a passagem do fluxo de ar, 
geralmente em um determinado sentido. A pressão em uma das vias atua sobre um 
elemento vedante. As válvulas de bloqueio atuam de forma "digital" (com ou sem 
fluxo), e são utilizadas como elementos lógicos em circuitos de ar comprimido, podendo 
ser de três tipos principais: 
1. Válvulas de Retenção; 
2. Válvulas Alternadoras; 
3. Válvulas de Simultaneidade; 
 
 
 
5.2.1 – Válvulas de Retenção Simbologia 
 
 
Atuam de modo a 
impossibilitar o fluxo de ar em 
uma dada direção. Em direção 
contrária, o fluxo de ar deve 
fluir com a mínima queda de 
pressão. A vedação em um 
determinado sentido pode ser 
realizada por uma esfera, cone 
ou membrana. 
 
 
 
 
Apostila de Comandos Eletropneumáticos Parte I - Elementos Pneumáticos 
 
CEFET / GO - Goiânia , 1999 Página 35 
 
 
 
5.2.2 – Válvulas Alternadoras 
 
 
Simbologia 
 
 
 
 
Esta válvula desempenha uma função lógica do tipo "OU". Apresenta duas 
entradas denominadas de "X" ou "P1" e "Y" ou "P2", e uma saída "A". 
 
 
 
Num dado instante, o ar 
comprimido presente em uma 
das entradas pressiona e esfera 
contra o orifício oposto, 
vedando a sua passagem pela 
via. Simultaneamente, encontra 
caminho livre para o fluxo de ar 
através do acionamento "A". 
 
 
 
 
 
 
Apostila de Comandos Eletropneumáticos Parte I - Elementos Pneumáticos 
 
CEFET / GO - Goiânia , 1999 Página 36 
 
5.2.3 – Válvulas de Simultaneidade 
 
 
Simbologia 
 
 
Esta válvula desempenha uma função lógica do tipo "E" ou "AND". Apresenta 
duas entradas denominadas de "X" ou "P1" e "Y" ou "P2", e uma saída "A". 
Neste tipo de válvula o fluxo de ar 
comprimido será transferido ao acionamento 
"A", quando ambas as entradas "X" e "Y" 
apresentarem simultaneamente pressões. O 
primeiro fluxo de ar bloqueia seu próprio 
caminho, assim, somente o fluxo de ar 
posterior é transferido para o acionamento. 
 
 
 
 
5.3 – Válvulas de Fluxo ou Vazão 
 
 
As válvulas de fluxo interferem 
na vazão do ar comprimido que flui por 
uma tubulação. A vazão poderá ser 
regulada em ambas ou em uma única 
direção do fluxo de ar. Estas válvulas 
são conhecidas como "reguladoras de 
velocidade" ou "reguladoras de fluxo 
unidirecional". 
 
Válvula Reguladora de Fluxo 
 
Atuam de forma a reduzir ou aumentar a área da seção transversal interna da 
válvula. Desse modo, controlam a vazão do fluxo de ar. 
 
Apostila de Comandos Eletropneumáticos Parte I - Elementos Pneumáticos 
 
CEFET / GO - Goiânia , 1999 Página 37 
 
Em algumas aplicações, como o 
controle de velocidade no avanço ou 
retorno de cilindros pneumáticos, é 
necessário apenas o controle em um dos 
sentidos de movimentos. Desse modo, é 
utilizada a válvula reguladora de fluxo 
Unidirecional. Nesta válvula, a 
regulagem do fluxo é obtida em apenas 
uma direção. Uma válvula de retenção 
permite a passagem do ar comprimido 
no sentido oposto. 
 
Válvula Reguladora de Fluxo Unidirecional 
No emprego deste tipo de válvula para a regulação do movimento de cilindros de 
dupla ação, deve ser preferencialmente realizado pelo controleda saída do ar 
comprimido, ao invés da inclusão sobre o orifício de entrada do cilindro. Assim, o 
êmbolo fica submetido a duas pressões de ar, apresentando uma melhor característica no 
movimento do cilindro. 
 
5.4 – Válvulas Reguladoras de Pressão 
 
 
Estas válvulas mantém constante a 
pressão em circuitos pneumáticos de trabalho. A 
pressão de entrada mínima deve ser sempre 
superior ao valor de ajuste. O acréscimo da 
pressão de entrada é expelido por orifícios de 
escape automaticamente. A regulagem da 
pressão é obtida por um ajuste sobre a força de 
uma mola e um diafragma de vedação. 
 
 
Apostila de Comandos Eletropneumáticos Parte I - Elementos Pneumáticos 
 
CEFET / GO - Goiânia , 1999 Página 38 
 
 
5.5 – Combinações de Válvulas 
 
 
Diferentes grupos de válvulas podem ser combinadas para realizarem funções 
mais complexas. Válvulas deste tipo são representadas pelos símbolos das válvulas 
utilizadas, envoltos por um bloco pontilhado. 
 
5.5.1 – Válvulas de Tempo ou Temporizadas 
 
 
 
 
São componentes pneumáticos onde o tempo de acionamento das válvulas pode 
ser controlado. Estas válvulas são constituídas de uma válvula direcional de 3/2 vias, 
válvula de retenção e um reservatório de ar. 
Geralmente, a variação do tempo de 
acionamento pode ocorrer entre 0 e 30 
segundos. É realizado pelo ajuste no 
controle de fluxo de ar que preenche o 
reservatório. A medida que o reservatório é 
ocupado pelo ar comprimido, ocorre o 
aumento da pressão, e esta é aplicada ao 
acionamento tipo piloto da válvula de 3/2 
vias. 
 A ação de temporização ocorre no momento em que a pressão aplicada ao piloto, 
for suficiente para acionar a válvula. Para o rearme da válvula, é necessária a retirada do 
ar comprimido da entrada de comando da válvula temporizada. 
Apostila de Comandos Eletropneumáticos Parte I - Elementos Pneumáticos 
 
CEFET / GO - Goiânia , 1999 Página 39 
 
 
5.5.2 – Válvulas Binárias ( tipo FLIP-FLOP) 
 
 
Caracterizado também como uma válvula 3/2 vias, 
adicionalmente a um êmbolo, uma haste e um came. Com a 
ausência de pressão no orifício do piloto, a haste encontra-se 
distanciada do came e a válvula 3/2 permanece fechada. Ao 
aplicar-se pressão ao piloto Z, o conjunto êmbolo e haste giram 
o came, acionando a válvula. Retirando-se a pressão do piloto 
Z, a válvula permanecerá aberta, e somente voltará a posição 
inicial, após uma nova aplicação de pressão no piloto Z. 
Esta válvula é utilizada para promover movimentos alternados 
de retorno e avanço em cilindros de dupla ação. Como retém a 
válvula 3/2 vias acionada após um pulso de pressão em Z, 
também pode ser utilizada como um elemento digital 
(memória) em circuitos pneumáticos complexos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Apostila de Comandos Eletropneumáticos Parte II - Elementos Eletropneumáticos 
 
CEFET / GO - Goiânia , 1999 Página 40 
 
 
 
PARTE II 
 
Elementos Eletropneumáticos 
 
 
 
 energia elétrica apresenta-se como uma alternativa vantajosa no projeto de 
circuitos pneumáticos no tocante a parte de comando, face as vantagens de ótima 
velocidade de operação, baixo custo dos equipamentos elétricos e a redução de volume 
dos componentes, em relação aos dispositivos tradicionais. 
Dentre os expoentes dessa modernização dos circuitos pneumáticos, 
responsáveis pela possibilidade de automatizar as máquinas acionadas por ar 
comprimido, destacam-se : 
i) Os Solenóides; 
ii) As Eletroválvulas; 
iii) Os Relês e Contatores; 
iv) Os Sensores; 
 
A introdução destes elementos nos circuitos pneumáticos é sem dúvida uma ação 
irrevogável e irreversível. 
 
 
 
 
 
 
 
A 
Apostila de Comandos Eletropneumáticos Parte II - Elementos Eletropneumáticos 
 
CEFET / GO - Goiânia , 1999 Página 41 
 
 
1 – SOLENÓIDES 
 
 
 
solenóides são utilizados como elementos de acionamentos, tanto em 
válvulas como também tradicionalmente em relês, contatores ou outros tipos de chaves 
magnéticas. Caracterizam-se simplesmente uma bobina e um núcleo magnético, o qual é 
atraído para o interior da bobina, quando da sua energização. 
Os solenóides podem ser acionados por corrente contínua ou alternada, e 
apresentam-se comercialmente disponíveis nas seguintes tensões: 
 
· 220 Vcc / Vca 
· 120 Vcc / Vca 
· 48 Vcc / Vca 
· 24 Vcc / Vca 
 
 
Solenóides de Corrente Contínua : Apresentam elevada resistência elétrica e 
núcleo maciço. Têm baixo nível de ruído; 
 
Solenóides de Corrente Alternada : Devido ao efeito da reatância apresentam 
baixa resistência elétrica, entretanto, necessita de um núcleo laminado. 
Apresentam um certo nível de ruído, característico de circuitos de corrente 
alternada. 
 
 
 
 
Os 
Apostila de Comandos Eletropneumáticos Parte II - Elementos Eletropneumáticos 
 
CEFET / GO - Goiânia , 1999 Página 42 
 
 
2 – ELETROVÁLVULAS 
 
 
 tradicionais válvulas direcionais passam a ser comandadas por solenóides, 
em substituição aos acionamentos do tipo piloto ou mecânico. Desse modo, todo o 
circuito de comando pneumático pode ser substituído por relês, botões e sensores 
eletrônicos, possibilitando a automação dos processos. 
Na seqüência, podemos observar as ilustrações de válvulas direcionais acionadas 
por solenóides. 
 
Válvula 2/2 vias - Acionamento Direto 
 
Válvula direcional 2/2 vias acionada por solenóide 
 
Observando a figura acima, pode-se verificar que ao energizar o solenóide, o 
núcleo é atraído para o seu interior e permitindo a passagem do ar entre as vias "P" e 
"A". 
As 
Apostila de Comandos Eletropneumáticos Parte II - Elementos Eletropneumáticos 
 
CEFET / GO - Goiânia , 1999 Página 43 
 
 
Válvula 3/2 vias - Acionamento Direto 
 
 
Válvula direcional 3/2 vias acionada por solenóide 
 
 
Os solenóides são elementos elétricos que não dispõem de uma força mecânica 
compatível com a exigência de acionamento da maioria das válvulas. Assim, quase a 
totalidade das eletroválvulas são servo-acionadas por solenóides. Entretanto, este servo- 
acionamento encontra-se implícito nas eletroválvulas. A atenção especial deve ser 
dedicada a casos em que pretende-se acoplar um solenóide a uma válvula preexistente. 
A seguir podemos visualizar as ilustrações de algumas válvulas direcionais 
servo-acionadas por solenóides: 
 
 
Apostila de Comandos Eletropneumáticos Parte II - Elementos Eletropneumáticos 
 
CEFET / GO - Goiânia , 1999 Página 44 
 
 
Válvula 3/2 vias - Acionamento Indireto 
 
Válvula direcional 3/2 vias servo-acionada por solenóide 
 
Válvula 5/2 vias - Acionamento Indireto 
 
Válvula direcional 3/2 vias servo-acionada por solenóide 
 
Apostila de Comandos Eletropneumáticos Parte II - Elementos Eletropneumáticos 
 
CEFET / GO - Goiânia , 1999 Página 45 
 
 
 
Válvulas Proporcionais 
 
As válvulas direcionais em geral apresentam dois estados de operação: acionada 
(passagem de ar livre) ou desacionada (passagem de ar bloqueada). Assim sendo, ha 
apenas a alternativa de energizar ou isolar os solenóides. 
Já as válvulas proporcionais possibilitam o controle da vazão ou da pressão do ar 
comprimido que flui por elas. Isto é possível, a partir da utilização de uma válvula e um 
solenóide especial. O solenóide é denominado de solenóide proporcional. O conjunto é 
controlado por um dado valor de tensão e/ou corrente elétrica. 
 
· Vazão 
 
As válvulas proporcionais de vazão são utilizadas para a obtenção precisa de 
posicionamento de atuadores e controle develocidade de motores pneumáticos, e são 
ilustradas pela figura abaixo: 
 
 
Ilustração de uma Válvula proporcional de vazão de 5/3 vias 
 
 
 
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CEFET / GO - Goiânia , 1999 Página 46 
 
 
· Pressão 
 
Para o controle da força de atuação de cilindros e do torque em motores 
pneumáticos são utilizadas válvulas proporcionais de pressão. A figura abaixo ilustra 
este tipo de válvula. 
 
Válvula proporcional de pressão 3/2 vias 
 
 
 
3 – SENSORES 
 
 
 
São elementos de sinal responsáveis pela indicação de estados e posições das 
máquinas pneumáticas e hidráulicas. 
Neste trabalho serão enfocados os sensores eletrônicos, uma vez que tendem a 
ocupar integralmente as funções dos tradicionais elementos mecânicos - "micro-
switches" e fins de curso. 
Os elementos de sinal eletrônicos convertem as grandezas físicas em sinais 
elétricos proporcionais ou do tipo "on-off". Apresentam a vantagem de serem rápidos, 
não produzem faiscamento e não necessitam de estabelecer contato físico com o objeto 
alvo. 
Apostila de Comandos Eletropneumáticos Parte II - Elementos Eletropneumáticos 
 
CEFET / GO - Goiânia , 1999 Página 47 
 
Os principais sensores utilizados em automação pneumática podem ser 
classificados na seguinte ordem : 
 
i) Sensores Magnéticos; 
ii) Sensores Indutivos; 
iii) Sensores Capacitivos; 
iv) Sensores Ópticos; 
v) Sensores de Pressão; 
 
A seleção destes elementos, a partir da sua variedade, é determinada pelas 
características dos objetos a serem monitorados, pela distância de observação e pela 
precisão dos resultados. 
 
 
 
3.1 - Sensores Magnéticos 
 
 
Constituem-se por elementos sensíveis a presença de campo magnético. Dentre os 
mais utilizados destacam-se os sensores de efeito "Hall" e os sensores tipo "Reed". 
Ambos têm a vantagem de ocuparem pequenos volumes e apresentarem elevada vida 
útil. Em função da amplitude do campo magnético a ser detectado, geralmente devem 
estar fixados próximos ao alvo. 
 
 
· Sensor Hall 
 
O efeito Hall pode ser melhor entendido a partir da ilustração abaixo, onde a 
passagem de corrente elétrica por um condutor, sofre a ação de um campo magnético 
externo, provocando uma distribuição desigual da corrente no interior do condutor. 
Apostila de Comandos Eletropneumáticos Parte II - Elementos Eletropneumáticos 
 
CEFET / GO - Goiânia , 1999 Página 48 
 
 
Ilustração do fenômeno de Efeito Hall 
 
A distribuição desigual ou variação na densidade de corrente provoca o 
aparecimento de uma diferença de potencial elétrico na direção perpendicular ao campo 
magnético e ao sentido da corrente elétrica. 
 
 
Sensores Eletrônicos de Efeito Hall 
 
 
A vantagem da aplicação de um sensor do tipo Hall é a possibilidade de utilizar 
sinais proporcionais. 
 
 
 
Apostila de Comandos Eletropneumáticos Parte II - Elementos Eletropneumáticos 
 
CEFET / GO - Goiânia , 1999 Página 49 
 
 
· Sensor Reed 
 
O sensor tipo Reed constitui-se de uma ampola de vidro, onde encontram-se dois 
contatos elétricos imersos em um meio inerte. A aproximação de um campo magnético 
provoca a atração dos contatos elétricos. 
 
 
Ilustração de um sensor magnético tipo Reed 
 
 
 
 
Sensores Magnéticos tipo Reed 
 
 
Ao remover o campo magnético das proximidades do sensor, as lâminas separam-
se novamente, interrompendo o contato elétrico. 
 
 
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CEFET / GO - Goiânia , 1999 Página 50 
 
 
3.2 - Sensores Indutivos 
 
Os sensores indutivos apresentam a característica de sensibilizarem-se com 
elementos metálicos e/ou condutores de eletricidade. Estes elementos eletrônicos 
produzem um campo magnético, e com a aproximação de um objeto metálico são 
induzidas correntes elétricas no mesmo. Este fenômeno provoca um acoplamento 
magnético entre sensor e alvo, proporcionando assim, a detecção. Basicamente são 
constituídos de um circuito oscilador, um disparador do tipo "schimidt trigger" e um 
amplificador. 
 
 
Diagrama em blocos de um sensor Indutivo 
 
 
 
Sensores Eletrônicos do tipo Indutivos 
 
A distância de acionamento para este tipo de sensor é pequena e devem ser 
observados o tipo de material a ser monitorado e a distância necessária. Estes sensores 
podem alcançar distâncias mais elevadas em função de uma maior área sensora. A área 
sensora geralmente é a seção transversal do elemento eletrônico (a maioria destes 
sensores tem formato cilíndrico). 
 
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CEFET / GO - Goiânia , 1999 Página 51 
 
 
3.3 - Sensores Capacitivos 
 
 
De forma similar aos sensores indutivos, os elementos capacitivos apresentam a 
característica de sensibilizarem-se com a presença de matéria ou material dielétrico. 
Estes elementos eletrônicos produzem um campo elétrico ao redor do sensor, e com a 
aproximação de qualquer tipo de objeto são induzidas cargas elétricas neste material. 
Este fenômeno provoca o incremento de uma capacitância equivalente entre sensor e 
alvo, proporcionando assim, a detecção. Os sensores Capacitivos também são 
constituídos de um circuito oscilador, um disparador do tipo "schimidt trigger" e um 
amplificador. 
 
 
Diagrama em blocos de um sensor Capacitivo 
 
De forma análoga, distância de 
acionamento para este tipo de sensor é 
pequena, e deve ser dada atenção especial 
ao acúmulo de material ou pó nas 
proximidades do sensor de forma a evitar o 
acionamento por engano. 
 
 
 
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3.4 - Sensores Ópticos 
 
 
Os sensores Ópticos têm a característica de detectar qualquer material a distâncias 
elevadas, sem a necessidade de estarem em contato mecânico com as partes envolvidas. 
 
 
 
Tipos de Sensores Ópticos disponíveis comercialmente 
O princípio de 
funcionamento de um 
sensor Óptico está funda- 
mentado na presença de 
um emissor e um 
receptor. A luz gerada 
pelo emissor deverá 
atingir ou iluminar o 
 
receptor em intensidade suficiente, para possibilitar a detecção. Com o intuito de 
impedir acionamentos indesejáveis por outras fontes de luz de mesmo espectro, os 
sensores ópticos emitem luz de forma modulada. Assim, somente seu receptor estará 
apto a reconhecer a sua luz emitida. A ilustração abaixo, em diagrama de blocos, pode 
representar de uma forma geral o princípio de operação dos sensores ópticos. 
 
 
 
Diagrama em blocos de um sensor óptico 
 
 
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CEFET / GO - Goiânia , 1999 Página 53 
 
Dentre os diversos tipos de sensores eletrônicos, os ópticos apresentam a maior 
variedade. Para cada tipo de aplicação encontra-se um elemento adequado. Os diversos 
tipos de sensores ópticos podem ser divididos em categorias a saber : 
· Sensores Ópticos de Reflexão Difusa; 
· Sensores Ópticos de Retro - reflexão; 
· Sensores Ópticos de Barreira; 
· Sensores Ópticos de Fibra Óptica; 
 
· Sensores Ópticos de Reflexão Difusa 
 
 
Os sensores ópticos de reflexão difusa possuem o emissor e o receptor instalados 
no mesmo corpo. Desse modo, a luz produzida pelo emissor determina uma região 
iluminada onde a eventual presença de um objeto, provoca a reflexão de forma difusa da 
luz incidente, iluminando o próprio receptor e ativando o sensor. A ilustraçãoabaixo, 
representa o princípio de operação deste sensor. 
 
 
Princípio de operação de um sensor óptico de reflexão difusa 
 
Em função de sua potência e características construtivas, estes sensores podem 
detectar materiais a até 60 cm de distância. Este alcance pode variar em função das cores 
e do tipo de material que compõe o objeto monitorado. Por apresentar emissor e receptor 
inseridos em uma única estrutura, apresentam tamanho reduzido e simplicidade de 
operação. 
Apostila de Comandos Eletropneumáticos Parte II - Elementos Eletropneumáticos 
 
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· Sensores Ópticos de Retro - Reflexão 
 
Semelhante ao sensor de reflexão difusa, o retro- reflexivo também apresenta 
instalados em um único corpo o emissor e o receptor de luz. Entretanto, a luz produzida 
pelo emissor deve refletir em um espelho e retornar ao receptor, como ilustra a figura 
abaixo. 
 
 
Princípio de operação de um sensor óptico de retro- reflexão 
 
 Devido a utilização de um espelho refletor este tipo de sensor pode ser utilizado 
para distâncias de até 2 metros. Apresenta ainda tamanho reduzido, todavia, devem ser 
tomados cuidados na instalação do refletor em relação ao foco de operação. 
 
 
· Sensores Ópticos de Barreira de Luz 
 
 
Este tipo de sensor apresenta o emissor e o receptor instalados em corpos 
separados . Estes dois elementos, após serem alinhados criam entre si um feixe ou 
barreira de luz. A presença de qualquer objeto que bloqueie o feixe de luz provocará o 
acionamento do sensor, conforme ilustra a figura abaixo. 
 
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CEFET / GO - Goiânia , 1999 Página 55 
 
 
 
Princípio de operação de um sensor óptico de Barreira 
 
 Os sensores ópticos do tipo barreira de luz apresentam um feixe luminoso 
bastante direcionado, possibilitando a utilização em distâncias de até 6 metros. Tem a 
capacidade de detectar pequenos objetos, mas necessita de muito cuidado na instalação 
para o ajuste do foco. 
 
 
· Sensores Ópticos de Cabos de Fibra Óptica 
 
 
Os sensores de cabos de fibras ópticas formam o conjunto mais complexo desta 
categoria. Os cabos de fibra óptica são um acessório do sensor óptico. O sensor deve ser 
apropriado para possibilitar o acoplamento das fibras e o emissor de luz deve ser 
preferencialmente do tipo "laser". O princípio de operação é semelhante aos demais 
sensores, onde há a possibilidade de utilizar os cabos de fibra óptica com reflexão difusa 
até distâncias de 12 cm, e como barreira de luz até 40 cm. 
A facilidade de instalação em curvas de raio reduzido e o pequeno tamanho 
dos cabos de fibra óptica proporcionam uma gama de aplicações bastante variada. 
Entretanto, os sensores de fibra óptica ainda apresentam custos relativamente 
altos, e a instalação deve ser realizada com o cuidado no ajuste do foco. 
 
 
 
 
Apostila de Comandos Eletropneumáticos Parte II - Elementos Eletropneumáticos 
 
CEFET / GO - Goiânia , 1999 Página 56 
 
 
3.5 - Sensores de Pressão 
 
 
Os elementos eletrônicos para a monitoração de pressões constituem-se dos 
pressostatos tradicionais, elementos tipo "on-off". Todavia, com o advento das válvulas 
proporcionais e o constante aumento da automatização das máquinas pneumáticas, 
torna-se necessário a monitoração de pressão de forma linear ou analógica. Os sensores 
que realizam tal tarefa também são denominados de "Transmissores Eletrônicos de 
Pressão", e neste trabalho designaremos apenas por sensores. 
Os sensores de pressão baseiam-se em sua maioria na tecnologia piezoresistiva. 
Seu princípio de construção consiste em instalar um "strain gauges" (medição de 
deformação) em uma pastilha de silício muito fina (0,4 mm de espessura). 
Com a aplicação de pressão sobre a pastilha, esta deforma-se proporcionalmente 
ao valor da pressão, alterando a resistência elétrica do "strain gauges". Um circuito 
eletrônico em ponte, mede esta variação e converte para um valor de tensão ou corrente 
proporcional, conforme ilustra a figura abaixo. 
 
 
Princípio de operação de um sensor de Pressão Eletrônico 
 
 
 
Apostila de Comandos Eletropneumáticos Parte II - Elementos Eletropneumáticos 
 
CEFET / GO - Goiânia , 1999 Página 57 
 
 
3.6 - Conexão dos Sensores Eletrônicos 
 
 
Quanto à característica de suprimento elétrico, os sensores eletrônicos podem ser 
utilizados de duas formas : Corrente Contínua e Corrente Alternada. 
Sensores de Corrente Contínua apresentam duas formas de ligações distintas em 
função dos circuitos amplificadores que os compõem : Ligações tipo NPN e PNP. Já os 
sensores em corrente alternada têm suas ligações do tipo TRIAC. 
 
· Sensores que operam em Corrente Contínua - CC 
 
Os sensores de corrente contínua têm suas saídas configuradas a partir de 
transistores do tipo NPN e PNP. Esta diferença é fundamental no momento da conexão 
com o circuito elétrico de comando ou com um cartão de entrada de um CLP. 
Sensores de corrente contínua apresentam comumente três fios de ligação. Sendo 
eles: Alimentação (+), Carga e Neutro (-). 
As ligações envolvendo sensores do tipo NPN devem ser realizadas, considerando 
a carga conectada aos terminais : Alimentação (+) e Carga. Para os sensores do tipo 
PNP, as conexões da carga devem estar entre os terminais: Carga e Neutro (-), conforme 
ilustra a figura abaixo. 
 
 
 
Apostila de Comandos Eletropneumáticos Parte II - Elementos Eletropneumáticos 
 
CEFET / GO - Goiânia , 1999 Página 58 
 
 
· Sensores que operam em Corrente Alternada - CA 
 
Os sensores de corrente alternada apresentam geralmente dois fios de conexão : 
fase (F) e neutro (N). Por se tratarem de elementos eletrônicos, seu circuito amplificador 
de saída é composto por um TRIAC. Assim, sua ligação com a carga do circuito de 
comando ou com um cartão de entrada de um CLP, é do tipo série; conforme ilustra a 
figura abaixo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Apostila de Comandos Eletropneumáticos Parte II - Elementos Eletropneumáticos 
 
CEFET / GO - Goiânia , 1999 Página 59 
 
 
3.7 - Simbologia dos Sensores Eletrônicos 
 
 
De forma análoga aos elementos pneumáticos como as válvulas e os cilindros, os 
sensores também apresentam uma simbologia específica. Abaixo, são ilustradas as 
principais simbologias de sensores eletrônicos :