Física Hidráulica

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DO RIO GRANDE DO SUL 
UNIDADE UNIVERSITÁRIA EM TAPES 
BACHARELADO EM GESTÃO AMBIENTAL 
 
 
 
 
 
 
 
MATEUS MENEZES STRACEIONE 
CONCEITOS DE HIDRÁULICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TAPES 
2014 
 
Hidráulica 
A hidráulica trabalha com o princípio de fluidos pressurizados forçando uma ação 
mecânica. Um sistema hidráulico instalado sobre uma máquina é chamado de circuito 
hidráulico. Circuitos hidráulicos são compostos de uma bomba para comprimir o fluido, 
as tubulações para transportar o fluido, um cilindro onde o fluido é bombeado e um pistão 
movido pelo fluido sob pressão no interior do cilindro. Também podem atuar eixos para 
gerar energia aos motores de potência hidráulica e transportadores. 
Ciência que estuda o comportamento e as aplicações dos fluídos para 
transformação e condução de energia. Máquinas de todos os tipos precisam de energia. A 
energia permite que as máquinas façam certos tipos de trabalho. Duas das formas mais 
eficientes e compactas de energia para máquinas são os sistemas hidráulicos e 
pneumáticos. Sistemas hidráulicos e pneumáticos podem ser configurados em diferentes 
tipos de fontes de energia para levantar, abaixar, puxar, empurrar, virar, girar e mover 
máquinas que transportam cargas enormes. Ferramentas também podem ser energizadas 
para quebrar pedra, unir aço e cortar madeira. Hidráulica e pneumática fornecem a energia 
para fazer o trabalho acontecer. 
Pneumática 
A pneumática é semelhante à hidráulica, mas com uma grande diferença: em vez 
de fluido, faz uso de gás (geralmente ar). O ar é puxado para dentro de um compressor e 
então forçado através de tubulações para diferentes ferramentas. O ar comprimido atua 
em pistões e eixos e os obriga a se mover. A pneumática é muitas vezes usada para 
diferentes tipos de ferramentas manuais e também máquinas que realizem movimentos 
repetitivos. A britadeira é um bom exemplo de ferramenta pneumática repetitiva. 
Diferenças 
Além da diferença de líquido e gás, existem outras diferenças entre pneumática e 
hidráulica. A hidráulica é um circuito fechado: o fluido é enviado para o cilindro, 
movendo então o pistão e, em seguida, circula de volta para a bomba. Na pneumática, por 
outro lado, "respira", e não circula o ar. O ar comprimido é enviado para a ferramenta que 
faz o trabalho e expelido por meio de uma porta de escape. Mais ar é puxado para o 
compressor quando realizar mais trabalho. 
Instalações hidráulicas 
A hidráulica é instalada para fazer o trabalho pesado em uma variedade de 
veículos e máquinas de produção. O fluido hidráulico sob pressão pode suportar cargas 
enormes. Circuitos relativamente pequenos podem levantar e mover muitas toneladas de 
material. Também é usada para fazer máquinas de estampagem, prensagem e trabalho 
que exija rolamento, como em uma fábrica ou em uma usina de aço. Circuitos hidráulicos 
são usados em carros, caminhões e aeronaves, para acionar vários sistemas, como freios, 
elevadores e superfícies de controle (flaps). 
 
Instalações pneumáticas 
Sistemas pneumáticos são utilizados em todos os tipos de instalações de 
fabricação e de montagem. O suprimento de ação repetitiva pneumática é ideal para 
ferramentas como furadeiras, martelos e talhadeiras. Também são instalados sistemas 
pneumáticos para mover itens em linhas de montagem e em instalações de manutenção, 
tal como garagens e hangares de aviões. 
Prensa Hidráulica 
Não é comum, mas sempre que paramos em um posto de combustível, nos deparamos 
com elevadores enormes, como o da figura acima. Esse tipo de equipamento recebe o 
nome de elevador hidráulico ou prensa hidráulica. Seu funcionamento se baseia no 
Princípio de Pascal e ajuda a levantar grandes massas. 
As prensas hidráulicas constituem-se de um tubo preenchido por um líquido confinado 
entre dois êmbolos de áreas diferentes. Quando aplicamos uma força no êmbolo de área 
A1, surge uma pressão na região do líquido em contato com esse êmbolo. Como o 
incremento de pressão é transmitido integralmente a qualquer ponto do líquido, podemos 
dizer que ele também atua no êmbolo de A2 com uma força de intensidade proporcional 
à área do êmbolo 2. Vejamos a figura abaixo: 
 
 
Na figura podemos identificar: 
F1 – força aplicada no êmbolo 1; 
F2 – força que surge no êmbolo 2; 
A1 – área da seção transversal do cilindro 1; 
A2 – área da seção transversal do cilindro 2. 
O acréscimo de pressão (Δp) é dado a partir do Princípio de Pascal. Portanto, temos: 
∆p1= ∆p2 
Onde: 
 
 
De acordo com essa relação, vemos que força e área são grandezas diretamente 
proporcionais. Dessa forma, dizemos que o êmbolo menor recebe uma força de menor 
intensidade, enquanto que o êmbolo de maior área recebe maior força. 
Em decorrência da equação enunciada acima (Princípio de Pascal), inúmeros 
equipamentos foram construídos de forma a facilitar o trabalho humano. Podemos 
encontrar a prensa hidráulica em freios hidráulicos, na direção de um automóvel, em 
aviões, máquinas pesadas, etc. 
Para o deslocamento do êmbolo podemos dizer que o decréscimo de volume no êmbolo 
1 é igual ao acréscimo do volume no êmbolo 2. Então, temos: 
∆V1= ∆V2 
Sabendo que a variação do volume é dada em função da área e do deslocamento do 
êmbolo, temos: 
∆V = A.d 
Como a variação do volume é igual, temos: 
A1.d1= A2.A2 
 
 
POTÊNCIA HIDRÁULICA E POTÊNCIA DE ACIONAMENTO 
A potência de um circuito hidráulico normalmente é concebida a partir do atuador para 
o motor de acionamento e para cálculos rápidos considera-se o rendimento total do 
sistema em torno de 65%. Daí a potência hidráulica pode ser definida a partir da 
seguinte expressão: Onde; 
Ph=FxV 
Ph= Potência hidráulica (Watt) 
F = Força desenvolvida considerando uma segurança de ± 10% na carga (Newton) 
V = Velocidade de movimentação da carga (m/s) Considerando as grandezas envolvidas 
num circuito hidráulico a expressão para cálculo da potência hidráulica é: 
 
 
Referências: Disponível em: < http://www.fatecc.com.br/ead-
moodle/hidraulicaindustrial/apostilas/conceitosbasicoshidraulica.pdf> Acesso em: 15 out 2014 
Disponível em: <http://www.ehow.com.br/definicao-sistemas-hidraulicos-
pneumaticos-sobre_5750/> Acesso em: 15 out 2014 
Disponível em: <http://www.mundoeducacao.com/fisica/prensa-hidraulica.htm> 
Acesso em: 15 out 2014