ART UFG 2014 Dimensionamento de um sistema de distribuição de ar comprimido

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS 
Escola de Engenharia Elétrica, Mecânica e de Computação 
Curso de Graduação em Engenharia Mecânica 
Disciplina: SAHP-Sistemas de Aut. Hid. e Pneumática 
Prof.: Felipe Pamplona Mariano 
 
 
DIMENSIONAMENTO DE UM SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DE AR-
COMPRIMIDO 
 
Brunno Fernandes, brunnof2@gmail.com 
Geovanne Silva Faria, geovanne@hotmail.com 
John Vitor Constant, johnvitorconstant@gmail.com 
Mário Silva Neto, marioneto00@hotmail.com 
 
Resumo: Este trabalho descreve as características e a metodologia do desenvolvimento de projeto de uma rede de ar 
comprimido, segundo atividade proposta em sala de aula. São apresentadas as fórmulas e motivações para o 
dimensionamento e escolha dos equipamentos e materiais, assim como o layout do sistema. 
 
Palavras-chave: ar-comprimido, compressor, pneumática. 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
 A necessidade e utilização de ar-comprimido nas instalações industriais, oficinas mecânicas e outros 
estabelecimentos comerciais é hoje uma realidade cada vez mais presente no dia-a-dia das pessoas que executam as 
mais diferentes atividades desde produção até a manutenção. Diante dessa realidade é importante que se obtenha a 
maior rentabilidade de um sistema que possa anteder perfeitamente as necessidades requeridas através de um bom 
projeto e dimensionamento correto dos equipamentos utilizados, visando sempre a segurança das pessoas e a economia 
de energia, que é um fator de peso nos custos. 
 Com este entendimento o presente trabalho se propõe a oferecer uma solução de projeto para uma rede de 
distribuição de ar comprimido do galpão onde serão as futuras instalações dos laboratórios das disciplinas das áreas de 
fabricação e materiais do curso de engenharia mecânica da Universidade Federal de Goiás. 
 
2. DIMENSIONAMENTO DO COMPRESSOR 
 
 Antes de fazer a escolha de um compressor checou-se a possibilidade de utilizar o compressor disponível no 
laboratório da micro – usina. Para isso quantificou-se o consumo de ar-comprimido das ferramentas a serem utilizadas 
no galpão. A quantidade de ar consumido pelas ferramentas assim como os fatores de utilização foram em sua maioria 
retirados de Rollins et al (2004), e sugestões com base na experiência técnica de profissionais da área. A Tab. (1) mostra 
os consumos individuais e totais das ferramentas. 
 
CONSUMO DE AR COMPRIMIDO DOS EQUIPAMENTOS 
ITEM EQUIPAMENTOS QTD UNITÁRIO (l/min) TOTAL (l/min) FATOR CARGA REAL (l/min) 
1 ESMERILHADEIRA 2" 2 540 1080 0,15 162 
2 LIXADEIRA ROTATIVA 7" 2 840 1680 0,15 252 
3 APERTADEIRA DE POCAS 10MM 2 540 1080 0,25 270 
4 PISTOLA DE PINTURA MÉDIA 2 540 1080 0,5 540 
5 REBITADEIRA 2 960 1920 0,15 288 
6 FURADEIRA PARA AÇO 6 A 10MM 2 1080 2160 0,25 540 
7 FURADEIRA PARA AÇO 12 A 19MM 2 1920 3840 0,25 960 
8 BICO DE LIMPEZA 3 432 1296 0,3 388,8 
9 MORSA MECANICA 3 600 1800 0,2 360 
10 TALHA 3 1700 5100 0,2 1020 
11 MAQUINA DE CORTE PLASMA 1 227 227 0,5 113,5 
12 CENTRO DE USINAGEM 1 100 100 0,5 50 
13 CNC 1 150 150 0,5 75 
TOTAL 26 9629 21513 5019,3 
Dim e n s i o n am e n t o d e u m s is t em a d e d i s t r i b u i ç ã o de a r c om pr im i d o 
 
 
CONSUMO REAL ESTIMADO (considerando expansão de 100%) 
l/min 4437 
m³/h 266,22 
 
Tabela 1. Consumo de ar comprimido de máquinas e ferramentas pneumáticas. 
 
 Para o dimensionamento do compressor e tubulações, é interessante que se observe o consumo real, e que se 
preveja uma determinada expansão dessa vazão. No caso estudado, o consumo real não foi apenas estabelecido com 
base nos fatores de carga, mas também na quantidade de operadores disponíveis. Tendo em vista a quantidade de 
técnicos (dois) que estarão diretamente envolvidos na operação destas máquinas na maior parte do tempo e 
considerando as máquinas que funcionam automaticamente, é aceitável que não ocorrerá o uso simultâneo de todos os 
equipamentos instalados. 
 Diante da condição de que apenas parte dos equipamentos poderão ser ligados simultaneamente, foi 
considerado que além dos equipamentos automáticos (centro de usinagem, torno CNC, e corte plasma), outros 5 
equipamentos poderiam ser ligados ao mesmo tempo. Escolheu-se então os equipamentos de maior consumo para o 
cálculo das dimensões do compressor e da tubulação primária. Foi utilizado um fator de expansão de 100%. 
 A análise dos dados da Tab.(1) nos permite concluir que o compressor do laboratório da micro - usina, não 
atende as necessidades principalmente de vazão dos equipamentos. É possível com a ajuda do gráfico da Fig. (1) 
observar os tipos de compressores que melhor atendem a determinadas vazões e pressões. 
 
 
 
Figura 1. Aplicação de alguns tipos de compressores para determinadas vazões e pressões. 
 
 Considerando uma pressão de regime de 9 bar, e a vazão requerida, cogitou-se as alternativas mais disponíveis 
no mercado, que são compressores de pistão e compressores de parafuso. Para a vazão requerida observou-se que um 
compressor do tipo parafuso é o que melhor atende as necessidades, tendo em vista a portabilidade do conjunto. Para 
tamanhos aproximados, nota-se que os compressores de parafusos possuem maiores capacidades de produção. 
 O modelo escolhido foi um Rotor Plus 025 da marca Metalplan, as especificações técnicas são mostradas na 
Tab.(2). 
 
Equipamento 
Potência Vazão 
efetiva 
(m³/h) 
Pressão 
(bar) 
Dimenssões(mm) Reservatório 
(l) hp KW Comp Altura Largura 
Rotor Plus 025 25 18,5 148,9 11 848 1770 1388 220 
 
Tabela 2. Especificações técnicas do compressor. 
Dim e n s i o n am e n t o d e u m s is t em a d e d i s t r i b u i ç ã o de a r c om pr im i d o 
 
 
 Como se pode ver na Tab.(1) vazão requerida pelo sistema é de 266,22 m³/h, o que implica em ter que se usar 
um conjunto de 2 compressores trabalhando paralelamente. Com essa montagem é possível gerar 297,8 m³/h, que é uma 
capacidade cerca de 12% maior do que o requisitado. A Fig.(2) mostra o modelo do compressor escolhido. 
 
 
 
Figura 2. Compressor RotorPlus025. 
 
3. TRATAMENTO DO AR COMPRIMIDO 
 
 Obter um ar seco e isento de óleo é muitas vezes importante para que se evite a corrosão dos metais e o 
transporte de impurezas, que podem danificar os equipamentos de uso final. 
 
3.1. ESCOLHA DOS FILTROS 
 
 O processo de geração de ar comprimido adotado é representado pela Fig.(3), que é um sistema idêntico ao 
utilizado no projeto proposto por este trabalho. 
 
 
 
Figura3. Diagrama de rede que utiliza tratamento de ar comprimido. http://www.mecatronicaatual.com.br 
 
 Os filtros que fazem parte da etapa de geração e condicionamento do ar são basicamente os representados na 
Fig.(3), sendo um filtro de partículas integrado ao compressor. No processo de secagem do ar, o equipamento adotado 
possui integrado a ele dois filtros, um antes e outro depois do processo, como colocado no diagrama da Fig.(3). 
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 O filtro grau A0 corresponde a um filtro coalescente capaz de reter partículas de 1µm e deixar um residual de 
óleo de 0,5 mg/m³. O filtro grau AA é um filtro coalescente fino capaz de reter partículas de 0,01 µm, e deixar um 
residual de óleo de 0,01 mg/m³. O filtro grau AC é um filtro absorvedor composto de carvão ativado ligado na saída 
para a linha tronco capaz de reter vapores de óleo, deixando um residual de 0,003mg/m³ de óleo e retendo partículas de 
0,01 µm. 
 Optou-se por utilizar filtros coalescentes para partículas de 1µm nas linhas das máquinas CNC e unidades 
lubrifil em parte dos terminais de alimentação. 
 
3.2. ÁGUA CONDENSADA 
 
 Para os cálculos dequantidade de água condensada foram utilizados os dados das tabelas 4.6 e 4.7 de Rollins et 
al (2004). Considerou-se o caso de 8 horas de trabalho levando em conta os fatores de utilização descritos na Tab.(1). 
Para as condições ambiente se considerou os casos extremos onde a temperatura máxima seria de 37,8 ºC e umidade 
relativa de 95%, com isso obteve-se um conteúdo de 0,498 de litros por 10 m³ de ar. 
 Considerando-se que o pós- resfriador deixa o ar a temperatura ambiente e que o ar nesta fase do processo se 
encontra a 9 bar, temos um conteúdo de água saturado de 0,050 litros por 10 m³ de ar. 
A quantidade de ar consumida calculada para um dia de trabalho 2.129,76 m³. Para esta quantidade de ar temos que a 
quantidade de água condensada gerada é de 95,41 litros. Desta quantidade de água 70% é retirada pode ser retirada no 
separador de condensado do pós-resfriador (dados do fabricante), que por sua vez deve ter instalado um purgador 
eletrônico. 
 O restante dos 30% da água condensada deve ser retirada pelo secador de ar refrigerado que além de conter 
filtros integrados, deve possuir um purgador. O modelo de secador escolhido foi o da marca Metalplan modelo Titan 
Plus 110 capaz de atender uma vazão de 187 m³/h, compatível com a vazão do compressor utilizado. O pós-resfriador 
utilizado também é da Metalplan, modelo TURBO AIR 100, capaz de atender uma vazão de 170m³/h. 
 
3.3. UTILIZAÇÃO DE LUBRIFICADORES 
 
 A utilização das unidades lubrifil se restringem as ferramentas rotativas e com atuadores. As máquinas CNC 
tem integradas a elas a suas próprias unidades de filtragem e lubrificação, para as linhas de alimentação destas máquinas 
é necessário apenas um filtro coalescente sem lubrificação. Portanto as unidades lubrifil estarão distribuídas pelas linhas 
de alimentação para as máquinas que necessitam. Outros equipamentos como bicos de limpeza, pistola de pintura não 
necessitam de lubrificação. 
 
4. DIMENSIONAMENTO DAS TUBULAÇÕES 
 
 Com base nas vazões apresentadas na Tab.(1), foram dimensionadas as linhas de ar principal, secundária e de 
alimentação. Optou-se por um sistema de rede de circuito fechado, sendo que a linha principal contorna todo o 
perímetro do galpão a uma altura superior a das janelas e portões. As linhas secundárias são fixadas na vertical rentes 
aos pilares com as linhas de alimentação conectadas a elas. 
 
4.1. DIMENSIONAMENTO ATRAVÉS DO EQUACIONAMENTO TÉCNICO 
 
 A determinação dos diâmetros neste caso foi dada através da fórmula apresentada na Eq.(1), retirada de Fialho 
et al (2011). O procedimento consiste em encontrar um diâmetro a partir de uma primeira aplicação da Eq.(1) sem 
considerar a existência das singularidades, com este diâmetro de referência consulta-se as perdas por singularidades, e 
então novamente se aplica a Eq.(1) considerando as perdas. 
 
𝑑 = [ √
1,663785.10−3.(480
𝑚3
ℎ
).(444,56)
(0,3
𝑘𝑔𝑓
𝑐𝑚²
.9
𝑘𝑔𝑓
𝑐𝑚²
)
5
] (1) 
 
4.1.1 LINHA PRINCIPAL 
 
A Tab.(3) mostra os resultados da aplicação da Eq.(1) para o cálculo do diâmetro da linha principal em duas 
etapas, a primeira considerando apenas o comprimento linear da tubulação e a segunda considerando o comprimento 
equivalente das singularidades apresentado na Tab.(4). Para linha principal foram considerados tubos com conexões 
flangeadas, por sua menor perda de carga. 
 
 
 
 
 
 
Dim e n s i o n am e n t o d e u m s is t em a d e d i s t r i b u i ç ã o de a r c om pr im i d o 
 
DIÂMETRO INTERNO DA TUBULAÇÃO 
VARIÁVEIS S/ SINGULARIDADE C/ SINGULARIDADE 
Pressão de regime (kgf/cm²) 9 9 
Perda de carga admitida (kgf/cm²) 0,3 0,3 
Volume de ar corrente (m³/h) 266,22 266,22 
Comprimento da tubulação (m) 100,83 139 
 
 
 
VALOR CALCULADO (mm) 45,29 48,29 
VALOR TABELADO (mm) 52,5 52,5 
 
Tabela 3. Diâmetro interno da tubulação principal. 
 
Singularidades (todos flangeados) 2" QTD 
Comp. Equivalente 
(metros) 
Unit Total 
Tes de fluxo ramal 16 2 32 
Curva 90º raio longo 4 0,83 3,32 
cotovelo comum 90º 3 0,95 2,85 
Válvula gaveta 2" 3 0,8 2,4 
TOTAL 38,17 
 
Tabela 4. Comprimento equivalente das singularidades tubo de 2”. 
 
 Como visto na Tab.(3) o diâmetro calculado foi de 47,91 mm. Consultando a tabela A.5 apresentada em Fialho 
et al (2011), temos um diâmetro nominal de 2” para a tubulação principal. 
 
4.1.2 LINHAS SECUNDÁRIAS 
 
Para as tubulações da linha secundária foi utilizada a mesma metodologia, porém reconsiderando comprimento 
e vazões para cada caso, para tanto foram projetados tubulações específicas para as máquinas fixas e um modelo de 
tubulação para uso geral dos outros equipamentos. As Tabelas 5,6,7 e 8 mostram os resultados da aplicação da Eq.(1). 
 
DIÂMETRO INTERNO DA TUBULAÇÃO (TORNO CNC) 
VARIÁVEIS S/ SINGULARIDADE C/ SINGULARIDADE 
Pressão de regime (kgf/cm²) 9 9 
Perda de carga admitida (kgf/cm²) 0,3 0,3 
Volume de ar corrente (m³/h) 13,5 13,5 
Comprimento da tubulação (m) 4,1 6,84 
 
 
 
VALOR CALCULADO (mm) 7,92 8,77 
VALOR TABELADO (mm) 15,8 15,8 
 
Tabela 5. Diâmetro interno tubulação secundária (torno CNC). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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DIÂMETRO INTERNO DA TUBULAÇÃO (CENTRO USINAGEM) 
VARIÁVEIS S/ SINGULARIDADE C/ SINGULARIDADE 
Pressão de regime (kgf/cm²) 9 9 
Perda de carga admitida (kgf/cm²) 0,3 0,3 
Volume de ar corrente (m³/h) 6 6 
Comprimento da tubulação (m) 4,1 6,84 
 
 
 
VALOR CALCULADO (mm) 5,87 6,50 
VALOR TABELADO (mm) 15,8 15,8 
 
Tabela 6. Diâmetro interno tubulação secundária (Centro Usinagem). 
 
DIÂMETRO INTERNO DA TUBULAÇÃO (PLASMA) 
VARIÁVEIS S/ SINGULARIDADE C/ SINGULARIDADE 
Pressão de regime (kgf/cm²) 9 9 
Perda de carga admitida (kgf/cm²) 0,3 0,3 
Volume de ar corrente (m³/h) 9 9 
Comprimento da tubulação (m) 4,1 6,84 
 
 
 
VALOR CALCULADO (mm) 6,82 7,55 
VALOR TABELADO (mm) 15,8 15,8 
 
Tabela 7. Diâmetro interno tubulação secundária (Corte Plasma) 
 
DIÂMETRO INTERNO DA TUBULAÇÃO (GERAL) 
VARIÁVEIS S/ SINGULARIDADE C/ SINGULARIDADE 
Pressão de regime (kgf/cm²) 9 9 
Perda de carga admitida (kgf/cm²) 0,3 0,3 
Volume de ar corrente (m³/h) 115,2 115,2 
Comprimento da tubulação (m) 4,1 5,8 
 
 
 
VALOR CALCULADO (mm) 17,51 18,77 
VALOR TABELADO (mm) 21 21 
 
Tabela 8. Diâmetro interno tubulação secundária (Geral) 
 
 Observando as Tabelas 5,6,7 e 8 vemos que os diâmetros escolhidos para os tubos da linha secundária variam 
para as diferentes vazões. No caso das máquinas fixas (torno e centro de usinagem CNC, e corte plasma) temos que o 
menor diâmetro para as singularidades disponíveis é de ½”. Já para as linhas secundárias gerais, que atendem aos outros 
equipamentos o diâmetro requisitado foi de ¾”. As Tabelas 9 e 10 mostram os comprimentos equivalentes das 
singularidades utilizadas nos diferentes diâmetros de tubo. Lembrando que nesse caso as singularidades são rosqueadas 
o que facilita a montagem e desmontagem. 
 
Singularidades (1/2") QTD 
Comp. Equivalente (metros) 
Unit Total 
Curva 180 raio longo 1 1,1 1,1 
Válvula gaveta roscada 2 0,17 0,34 
Tê fluxo pelo ramal roscado 1 1,3 1,3 
TOTAL 2,74 
 
Tabela 9. Comprimento equivalente das singularidades tubo de diâmetro de ½”. 
 
Dim e n s i o n am e n t o d e u m s is t em a d e d i s t r i b u i ç ã o de a r c om pr im i d o 
 
Singularidades (3/4) QTD 
Comp. Equivalente (metros) 
Unit Total 
Curva 180 raio longo 1 1,3 1,3 
Válvula gaveta roscada 2 0,2 0,4 
TOTAL 1,7 
 
 Tabela 10. Comprimentoequivalente das singularidades tubo de diâmetro de ¾”. 
 
4.1.3 LINHA DE ALIMENTAÇÃO 
 
As linhas de alimentação consistem em tubos de 0,8 m conectados por meio de um tê a linha secundária, com 
finalidade alimentar até 2 equipamentos, sendo uma de suas saídas com unidade lubrifil. A forma de calcular é a mesma 
para os outros casos, considerando se para esta linha os equipamentos de maior consumo. A Tab.(11) apresenta os 
resultados dos cálculos obtidos a partir da Eq.(1). 
 
DIÂMETRO INTERNO DA TUBULAÇÃO (GERAL) 
VARIÁVEIS S/ SINGULARIDADE C/ SINGULARIDADE 
Pressão de regime (kgf/cm²) 9 9 
Perda de carga admitida (kgf/cm²) 0,3 0,3 
Volume de ar corrente (m³/h) 115,2 115,2 
Comprimento da tubulação (m) 0,8 4,4 
 
 
 
VALOR CALCULADO (mm) 12,63 17,76 
VALOR TABELADO (mm) 21 21 
 
Tabela 11. Diâmetro interno tubulação de alimentação. 
 
Singularidades (3/4) QTD 
Comp. Equivalente (metros) 
Unit Total 
Válvula gaveta roscada 2 0,2 0,4 
Tê fluxo pelo ramal roscado 2 1,6 3,2 
TOTAL 3,6 
 
Tabela 12. Comprimento equivalente das singularidades tubo de ¾”. 
 
4.2. DIMENSIONAMENTO ATRAVÉS DA EQUAÇÃO DE COLEBROOK E PROCESSOS ITERATIVOS 
 
Para analisar-se o quão exatas são as fórmulas técnicas dadas para calcular o diâmetro das tubulações principal, 
secundárias e de alimentação, utilizou-se iterações entre cinco equações dadas pela mecânica dos fluidos, são elas: 
as equações de Colebrook, a equação do número de Reynolds, a equação que relaciona a vazão com a área e a 
velocidade, a equação que relaciona a queda de pressão com a perda de carga, e a equação da perda de carga, dadas 
respectivamente a seguir pelas Equações 2,3,4,5,6. 
 
1
√𝑓
= −2log (
𝜖/𝑑
3,7
+ 
2,51
𝑅𝑒𝑓1/2
) (2) 
 
𝑅𝑒 = 
𝜌𝑉𝐷
𝜇
 (3) 
 
𝑉 =
𝑄
𝐴
=
𝑄
𝜋𝐷2/4
 (4) 
 
 ∆ℎ = 
∆𝑝
𝜌𝑔
 (5) 
 
 ∆ℎ𝑓 = 𝑓 
𝐿
𝐷
 
𝑉2
2𝑔
 (6) 
 
Dim e n s i o n am e n t o d e u m s is t em a d e d i s t r i b u i ç ã o de a r c om pr im i d o 
 
Onde: 
f é o fator de atrito; 
𝜖 é a rugosidade; 
D é o diâmetro; 
Re é o número de Reynolds; 
ρ é a massa específica; 
V é a velocidade; 
Q é a vazão volumétrica; 
A é a área; 
Δh é a perda de carga; 
Δp é a queda de pressão; 
g é a aceleração gravitacional; 
L é o comprimento da tubulação. 
 Substituindo-se a perda de carga da eq. 5 na eq. 6 e isolando-se a queda de pressão, obtêm-se a Eq.(7). 
 
Substituindo-se a velocidade da eq. 4 na eq. 3, e sabendo-se que a massa especifica sobre a viscosidade 
dinâmica é igual a viscosidade cinemática (ν), obtêm-se a eq. 8. Dada as equações 2, 7 e 8 mostradas abaixo, foram 
feitas interpolações considerando um fator de atrito (f) inicial de 0,03. Para todas as tubulações (principal, secundárias e 
de alimentação). 
 
∆𝑝 = 𝑓 .
𝐿
𝐷
 .
𝜌𝑉2
2
 (7) 
 
𝑅𝑒 = 
4𝑄
𝜋𝐷ν
 (8) 
 
 Dá-se início às iterações arbitrando um valor de 0.03 para o fator de atrito, e jogando esse valor na Eq.(7), 
excetuando-se o diâmetro, todas as outras variáveis já possuem valores determinados, sendo assim, encontra-se um 
valor para o diâmetro. Com esse valor de diâmetro jogado na Eq.(8), obtêm-se um valor para o número de Reynolds, 
uma vez que novamente todas as outras variáveis já são conhecidas. Com os valores de Reynolds e diâmetro, jogados na 
Eq.(2), obtêm-se um novo valor para o fator de atrito. O processo é repetido até que se note que os valores de Reynolds, 
diâmetro e fator de atrito se tornem constantes. 
 
4.2.1 LINHA PRINCIPAL 
 
Seguindo-se o processo descrito na sessão 4.2, para a linha principal, utilizando-se uma planilha de dados, 
obtiveram-se os seguintes resultados: 
 
Resultados Iterações (Colebrook/Perda de carga/Queda de pressão/Reynolds) 
LINHA PRINCIPAL 
Valores constantes Iteração Re d (m) f 
Q (m³/s) 0,07395 0 0,03 
g (m/s²) 9,81 1 650906,3 0,09463 0,02273 
L (m) 139 2 688056,1 0,08952 0,02303 
ν (m²/s) 1,5287E-6 3 686264,7 0,08975 0,02301 
f* 0,03 4 686349,5 0,08974 0,02301 
ρ (kg/m3) 12,0758 VALOR CALCULADO (mm) 89,74 
Δp (Pa) 29419,95 VALOR TABELADO (mm) 90,1 
* valores arbitrados 
 
Tabela 13. Resultados das iterações para a Linha principal 
 
Após as diversas iterações chegou-se a um valor de diâmetro calculado de 89,74 mm e um valor tabelado de 90,1 
mm para a linha principal. 
 
4.2.2. LINHAS SECUNDÁRIAS 
 
O torno CNC, a máquina de plasma e o centro de usinagem serão fixos, assim sendo, terão linhas secundárias 
dimensionadas especificamente para eles, enquanto que o restante das ferramentas serão móveis, e podem ser usadas em 
qualquer uma das linhas, assim sendo, o restantes das linhas secundárias deverão ser de caráter geral, devendo 
comportar qualquer ferramenta que seja ligada. Portanto, todas as linhas secundárias gerais foram dimensionadas 
considerando a ferramenta de maior vazão, ou seja, a Furadeira para aço 12 a 19mm, com uma vazão de 1920 l/ min. 
Dim e n s i o n am e n t o d e u m s is t em a d e d i s t r i b u i ç ã o de a r c om pr im i d o 
 
Novamente arbitrando o fator de atrito de 0,03. O resultado das iterações pode ser visualizado na Tabelas 14, 15, 16 e 
17 a seguir. 
 
Resultados Iterações (Colebrook/Perda de carga/Queda de pressão/Reynolds) 
TORNO CNC 
Valores constantes Iteração Re d (m) f 
Q (m³/s) 0,00375 0 0,03 
g (m/s²) 9,81 1 120292,5 0,02596 0,03307 
L (m) 6,84 2 194852,5 0,01603 0,03819 
ν (m²/s) 1,5287E-6 3 189320,6 0,01645 0,03784 
f* 0,03 4 189670,6 0,01647 0,03786 
ρ (kg/m3) 12,0758 VALOR CALCULADO (mm) 16,47 
Δp (Pa) 29419,95 VALOR TABELADO (mm) 21 
* valores arbitrados 
 
Tabela 14. Iteração para a linha secundária do Torno CNC 
 
Após as diversas iterações chegou-se a um valor de diâmetro calculado de 16,47mm e um valor tabelado de 21 mm 
para a linha do torno CNC. 
 
Resultados Iterações (Colebrook/Perda de carga/Queda de pressão/Reynolds) 
CENTRO USINAGEM 
Valores constantes Iteração Re d (m) f 
Q (m³/s) 0,00166667 0 0,03 
g (m/s²) 9,81 1 122141,1 0,01137 0,0431 
L (m) 6,84 2 113605,1 0,01222 0,0421 
ν (m²/s) 1,5287E-6 3 114161,5 0,01216 0,0421 
f* 0,03 4 114124,2 0,01216 0,0421 
ρ (kg/m3) 12,0758 VALOR CALCULADO (mm) 12,16 
Δp (Pa) 29419,95 VALOR TABELADO (mm) 15,18 
* valores arbitrados 
 
Tabela 15. Iteração para a linha secundária do Centro de Usinagem 
 
Após as diversas iterações chegou-se a um valor de diâmetro calculado de 12,16 mm e um valor tabelado de 15,18 
mm para a linha do centro de usinagem 
 
Resultados Iterações (Colebrook/Perda de carga/Queda de pressão/Reynolds) 
PLASMA 
Valores constantes Iteração Re d (m) f 
Q (m³/s) 0,0025 0 0,03 
g (m/s²) 9,81 1 155779,9 0,01337 0,04066 
L (m) 6,84 2 146586,5 0,0142 0,03986 
ν (m²/s) 1,5287E-6 3 147174,6 0,01415 0,03991 
f* 0,03 4 147136,2 0,01415 0,03991 
ρ (kg/m3) 12,0758 VALOR CALCULADO (mm) 14,15 
Δp (Pa) 29419,95 VALOR TABELADO (mm) 15,18 
* valores arbitrados 
 
Tabela 16. Iteração para a linha secundária da máquina de plasma 
 
Após as diversas iterações chegou-se a um valor de diâmetro calculado de 14,15 mm e um valor tabelado de 15,18 
mm para a linha a máquina à plasma. 
 
 
 
 
Dim e n s i o n am e n t o d e u m s is t em a d e d i s t r i b u i ç ã o de a r c om pr im i d o 
 
Resultados Iterações (Colebrook/Perda de carga/Queda de pressão/Reynolds) 
GERAL 
Valores constantes Iteração Re d (m) f 
Q (m³/s) 0,032 0 0,03 
g (m/s²) 9,81 1 743297,9 0,03586 0,02949 
L (m) 5,6 2 745854,7 0,03573 0,02952 
ν (m²/s) 1,5287E-6 3 745707,1 0,035740,02952 
f* 0,03 4 745715,6 0,03574 0,02952 
ρ (kg/m3) 12,0758 VALOR CALCULADO (mm) 35,74 
Δp (Pa) 29419,95 VALOR TABELADO (mm) 40,9 
* valores arbitrados 
 Tabela 17. Iteração para a linha secundária geral 
 
Após as diversas iterações chegou-se a um valor de diâmetro calculado de 35,74 mm e um valor tabelado de 40,9 
mm para a linha secundária geral. 
 
4.2.3. LINHAS DE ALIMENTAÇÃO 
 
Foram feitas também iterações para o dimensionamento da linha de alimentação, assim como feito anteriormente 
para as linhas principal e secundárias. Os resultados obtidos podem ser visualizados na tab. 18 
 
Resultados Iterações (Colebrook/Perda de carga/Queda de pressão/Reynolds) 
LINHAS DE ALIMENTAÇÃO 
Valores constantes Iteração Re d (m) f 
Q (m³/s) 0,032 0 0,03 
g (m/s²) 9,81 1 785521,3 0,03393 0,02996 
L (m) 0 2 785703,4 0,03392 0,02997 
ν (m²/s) 1,5287E-6 3 785692,8 0,03392 0,02997 
f* 0,03 
ρ (kg/m3) 12,0758 VALOR CALCULADO (mm) 33,92 
Δp (Pa) 29419,95 VALOR TABELADO (mm) 35,1 
* valores arbitrados 
 
 Tabela 18. Iteração para a linha de alimentação 
 
Após as diversas iterações chegou-se a um valor de diâmetro calculado de 33,92 mm e um valor tabelado de 35,1 
mm para a linha de alimentação. 
 
4.3. COMPARAÇÃO ENTRE OS RESULTADOS OBTIDOS ATRAVÉS DO DIMENSIONAMENTO 
TÉCNICO E O DIMENSIONAMENTO ATRAVÉS DA EQUAÇÃO DE COLEBROOK E PROCESSOS 
ITERATIVOS 
 
Houve uma diferença bastante significativa entre os diâmetros obtidos nos itens 4.1 (Dimensionamento Técnico) e 
4.2 (Dimensionamento Iterativo). Sendo que o dimensionamento iterativo é considerado mais exato por se usar para 
obter um valor de diâmetro, fórmulas já tradicionais trazidas da Mecânica dos Fluidos. O valor do diâmetro obtido pelas 
iterações foi cerca de 86 a 90% maior que o diâmetro obtido pelo dimensionamento técnico, como pode ser observado 
comparando os valores de diâmetro calculado nas tabelas 3, 5, 6, 7, 8, 11, 13, 14, 15, 16, 17 e 18. 
O preocupante é que, sendo as fórmulas de dimensionamento iterativo mais exatas, os valores do diâmetro 
calculado deveriam através dessas deveriam ser menores, pois devia haver um superdimensionamento do diâmetro 
calculado através das fórmulas técnicas. Esse fato não ocorre, deixando uma dúvida sobre uma possível falta de 
segurança e risco de falhas em uma instalação que segue o dimensionamento técnico, que é muito mais simples de ser 
realizado. 
 
5. EQUIPAMENTOS E MATERIAIS UTILIZADOS PARA EXECUÇÃO E LAYOUT DO PROJETO 
 
A Tab.(19) traz a listagem dos principais equipamentos e materiais necessários a execução do projeto com 
algumas especificações técnicas. A seguir a Fig.(4) é a representação do layout da linha de distribuição. 
Dim e n s i o n am e n t o d e u m s is t em a d e d i s t r i b u i ç ã o de a r c om pr im i d o 
 
LISTAGEM DE EQUIPAMENTOS/MATERIAIS UTILIZADOS 
ÍTEM DESCRIÇÃO QTD UND MODELO MARCA 
DIMENSÕES (mm) 
COMP LARG ALT 
GERAÇÃO E TRATAMENTO DE AR 
1 
Compressor de ar (vazão 148,9m³/h, pressão: 11 bar, 
reserv. 220 l, 25hp,) 
2,0 PC Rotor Plus 025 Metalplan 848 1388 1770 
2 Resfriador posterior (vazão: 170 m³/h) 2,0 PC TURBO-AIR 100 Metalplan 350 655 840 
3 
Secador por refrigeração (vazão: 187m³/h, pressão 
máx. 12,5 bar, filtros coalescentes integrados) 
2,0 PC Titan Plus 110 Metalplan 500 580 625 
4 
Filtro absorvedor de carvão ativado retenção de 
particulas 0,01 µm, residual de oleo de 0,003mg/m³ 
2,0 PC MA Metalplan 
5 Purgador eletrônico (vazão de cond: 576l/h) 2,0 PC CRONOMÁTIC 6000 Metalplan 
LINHA PRINCIPAL 
6 Tubo aço de baixo carbono galvanizado 2" 100,8 m 
7 Tê fluxo ramal flangeado 2" aço galvanizado 16,0 PC 
8 Curva 90º 2" raio longo aço galvanizado 4,0 PC 
9 Cotovelo comum 90º 2" aço galvanizado 3,0 PC 
10 Válvula gaveta flangeada 2" aço galvanizado 3,0 PC 
LINHAS SECUNDÁRIAS 3/4" 
11 Tubo aço de baixo carbono galvanizado 3/4" 45,1 m 
12 Válvula gaveta roscada 3/4" aço galvanizado 11,0 PC 
13 Curva 180º 3/4" raio longo aço galvanizado 11,0 PC 
LINHAS SECUNDÁRIAS 1/2" 
14 Tubo aço de baixo carbono galvanizado 1/2" 12,3 m 
15 Válvula gaveta roscada 1/2" aço galvanizado 6,0 PC 
16 Curva 180º 1/2" raio longo aço galvanizado 3,0 PC 
17 Tê fluxo ramal roscado 1/2" 3,0 PC 
18 
Purgador magnético (vazão de cond: 200l/h, pressão 
max. 16 bar) 
3,0 PC ZEROMATIC Metalplan 
19 
Filtro coalescente (retenção de partículas de 1µm, 
residual de oleo de 0,5 mg/m³) 
3,0 PC M40 Metalplan 
LINHAS DE ALIMENTAÇÃO 
20 Tubo aço de baixo carbono galvanizado 3/4" 8,8 m 
21 Válvula gaveta roscada 3/4" aço galvanizado 33,0 PC 
22 Tê fluxo ramal roscado 3/4" 22,0 PC 
23 
Unidade lubrifil (para vazões de até 1110 l/min, 
pressão até 10 bar) 
11,0 PC Mini Pressure 
24 
Purgador magnético (vazão de cond: 200l/h, pressão 
max. 16 bar) 
11,0 PC ZEROMATIC Metalplan 
Tabela 19. Equipamentos e matérias necessários para construção rede de distribuição de ar comprimido. 
 
Dim e n s i o n am e n t o d e u m s is t em a d e d i s t r i b u i ç ã o de a r c om pr im i d o 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4. Representação do Layout da rede de distribuição de ar comprimido. 
 
Dim e n s i o n am e n t o d e u m s is t em a d e d i s t r i b u i ç ã o de a r c om pr im i d o 
 
 
 
Figura 5. Especificações Técnicas compressor. 
Dim e n s i o n am e n t o d e u m s is t em a d e d i s t r i b u i ç ã o de a r c om pr im i d o 
 
 
 
 
Figura 6. Especificações técnicas secador de ar. 
 
 
 
 
 
 
 
Dim e n s i o n am e n t o d e u m s is t em a d e d i s t r i b u i ç ã o de a r c om pr im i d o 
 
 
 
 
Figura 7. Especificações técnicas pós resfriador de ar. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dim e n s i o n am e n t o d e u m s is t em a d e d i s t r i b u i ç ã o de a r c om pr im i d o 
 
 
 
 
Figura 8. Especificações técnicas purgador eletrônico. 
Dim e n s i o n am e n t o d e u m s is t em a d e d i s t r i b u i ç ã o de a r c om pr im i d o 
 
 
 
 
 
Figura 9 .Especificações técnicas filtros. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dim e n s i o n am e n t o d e u m s is t em a d e d i s t r i b u i ç ã o de a r c om pr im i d o 
 
 
 
 
Figura 10. Especificações técnicas purgador magnético. 
 
 
6. REFERÊNCIAS 
 
Fialho, Arivelto Bustamante, 2011, “Automação Pneumática: Projetos, Dimensionamento e Analise de Circuitos”, 
ed.:7, Érica, São Paulo, Brasil. 
 
Rollins, John P., 2004, “Manual do ar comprimido/Compressed Air and Gas Institute”, ed.: 1, Pearson Education do 
Brasil, São Paulo, Brasil. 
 
White, Frank M., 2011, “Mecânica dos fluidos”, ed.: 6, AMGH, São Paulo, Brasil. 
 
http://metalplan.com.br/, in 15/09/2014, 09:00h. 
 
http://www.airparts.com.br/tratamento-de-ar-airparts.php, in 15/09/2014, 09:00h. 
 
http://www.lucapel.com.br/424200corpo.htm, in 15/09/2014, 09:00h. 
 
http://www.mecatronicaatual.com.br/educacao/788-economize-dinheiro-na-manuteno, in 15/09/2014, 09:00h.