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Acionamentos e Instrumentação Industrial
Acionamentos e Instrumentação Industrial
Ementa do Curso:
Fundamentos de hidráulica e pneumática. Produção, preparação e distribuição do ar comprimido. Elementos geradores de energia fluida. Transformadores de energia. Acumuladores e intensificadores de pressão. Válvulas: tipos e aplicações. Simbologias. Circuitos, projetos e aplicação de sistemas. Circuitos eletro-hidráulicos e eletropneumáticos.
 Bibliografia Recomendada:
PALMIERI, A. C., Sistemas hidráulicos industriais e móveis: Operação, manutenção e projeto, São Paulo: Nobel, 1989.
PALMIERI, A. C., Manual de Hidráulica Básica, 9ª ed. Porto Alegre: Albarus Sistemas Hidráulicos, 1994.
PARKER TRAINING, Tecnologia Hidráulica Industrial, Apostila M2001-1BR, São Paulo: Parker Hannifin Corporation, 1999.
PARKER TRAINING, Tecnologia Pneumática Industrial, Apostila M1001BR, São Paulo: Parker Hannifin Corporation, 2000.
PARKER TRAINING, Tecnologia Eletropneumática Industrial, Apostila M1002-2BR, São Paulo: Parker Hannifin Corporation, 2001.
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Acionamentos e Instrumentação Industrial
		 Calendário
Centro Universitário de Belo Horizonte
20/08:Início de Semestre
23 a 26:Semana da Engenharia- CM
08/10:D1
12/11:D2
20 a 22/11: Circuito Acadêmico
03/12: D3
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Distribuição de Pontos: 100 Pontos
A1-20 Pontos assim distribuídos:
10 Pontos –% Atividades de Classe entregues
10 Pontos – % de Presença no laboratório 
A2-20 Pontos
Labirinto Hidráulico
D1-20 Pontos		03/10
D2-20 Pontos		28/11
D3-20 Pontos		03/12
			
Atenção: Entrega de atividade de classe fora da data estipulada perde % de nota.
Critério de nota: Criatividade, Funcionamento, voto popular.
16/12:Substitutiva - 40 pontos: Substitui as 2 menores notas entre D1,D2 e D3.
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Conceitos básicos 
Hidráulica:
O termo hidráulica deriva
da raiz grega hidro que significa água.
 Hoje, entende-se por hidráulica a transmissão, controle de forças e movimentos por meio de fluidos líquidos (óleos minerais e sintéticos) ou a ciência que estuda os fluidos em escoamento e sob pressão e divide-se
em duas:
Hidrostática: estuda os fluidos sob pressão.
 Hidrodinâmica: estuda os fluidos em escoamento.
Pneumática:
Dos antigos gregos provém a expressão pneuma,
que significa fôlego, vento
e, filosoficamente, a alma.
Derivando da palavra pneuma,
surgiu, entre outros, o
conceito de “pneumática”:
A matéria dos movimentos
dos gases e fenômenos dos
gases.
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 Características dos Sistemas 
Hidráulico
Dimensões reduzidas e pequeno peso com relação à potência instalada;
Sensível à influências externas como altas e baixas temperaturas;
 Acionamentos, ao serem sobrecarregados, simplesmente param;
Transformação da energia, tanto em movimento linear, como rotativo;
Pneumático
Facilidade de obtenção e armazenamento.
Proteção natural contra explosão;
Insensível contra influências externas como altas e baixas temperaturas (ambientes hostis);
Acionamentos podem ser sobrecarregados até a parada.
Transformação da energia, tanto em movimento linear como rotativo;
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 Características dos Sistemas- Continuação 
Hidráulico
Velocidade e força facilmente controlados com alta precisão;
 Energia hidráulica não deve ser transmitida por grandes distâncias;
 Difícil manutenção dos componentes devido a sua precisão, dimensão e peso;
Pneumático
Energia pode ser transmitida por grandes distâncias;
Manutenção simples dos componentes devido às construções simples;
Grande confiabilidade, segurança de operação e durabilidade de acionamentos e componentes de comando;
Necessidade de preparação do ar;
 Perdas por vazamento reduzem a eficiência econômica.
Poluição sonora ao escapar.
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 Comparação entre sistemas 
Tabela 1:Comparação da tecnologia de acionamento para os sistemas elétrico,hidráulico e pneumático Fonte:Nelli Silva,2002.
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Áreas de aplicação 
Sistemas Hidráulicos e Pneumáticos
Máquinas para Construção Civil
Engenharia Médica
Indústria Alimentícia
Manufatura
Indústria Automobilística
Indústria Têxtil
Robótica
Mineração
Indústria Madeireira
Indústria do plástico
Construção de navios e tecnologia de embarcações
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 Exemplos 
Sistema de Freios de Montanha russa
Pistola para pesca submarina
Correio Pneumático
Molas Pneumáticas
Retroescavadeiras
Suspensão hidráulica 
Perfuratrizes
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 Grandezas físicas: Pressão e Vazão 
Pressão relativa(manométrica):é a pressão registrada no manômetro.
Pressão absoluta: A pressão absoluta é a soma da pressão manométrica com a pressão atmosférica.
Pressão
É o resultado da ação de uma força agindo sobre uma determinada área.
Tipos:
Pressão atmosférica:As camadas de ar exercem uma força (peso) sobre a superfície da Terra.A pressão resultante desta força é denominada pressão atmosférica, que varia com a altitude,pois em grandes alturas, a massa de ar é menor que ao nível do mar.
P=F/A
P=Pressão
F=Força
A=Área
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 Grandezas físicas: Pressão e Vazão-continuação 
Classificação de sistemas de pressão
Unidades de Pressão:
Atm: Atmosferas
Kgf/cm2 : Quilograma força por centímetro quadrado.
Bar:Báreas
PSI:Pounds per square inches- libra por polegada quadrada (lb/pol2 ).(Sistema inglês).
Pa:N/m2 :Newton por metro quadrado (Sistema Internacional)
Tabela 2:Classificação dos sistemas quanto a pressão.
Fonte:Racine (1987)
bar
Pressão
0 a 14 bar
Baixa Pressão
14a 35 bar
Média Pressão
35 a 84 bar
Média Alta Pressão
84 a 210 bar
Alta Pressão
Acima de 210
Extra Alta Pressão
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 Grandezas físicas: Pressão e Vazão-continuação 
Vazão
É o volume deslocado em função do tempo
A norma Brasileira (NBR10138) da ABHP(Associação brasileira de Hidráulica e Pneumática) utiliza as unidades do SI.No entanto o uso de outras unidades é comum.
Tabela 2: unidades de vazão para Pneumática.
Fonte: Senai/Sc 100p.(p.15)
Unidade
Símbolo
Litrospor segundo
L/s
Litros por minuto
L/min
Metros cúbicos por segundo
m3/s
Metros cúbicos por minuto
m3/min
Metros cúbicos por hora
m3/h
Pés cúbicos por minuto
(cubicmetersfeetfor minutes)
ft3/min(cfm)
Q=V/t
Q=Vazão
V=Volume
t=Tempo
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Princípios Básicos 
Princípio de Pascal
Blaise Pascal, em 1648, enunciou a lei que rege os princípio hidráulicos e pneumáticos: A pressão exercida em um ponto qualquer de um fluido estático é a mesma em todas as direções e exerce forças iguais, em áreas iguais, sempre perpendiculares à superfície do recipiente.
Princípio da multiplicação da energia
Figura 1:Princípio de Pascal.
Fonte: Uggione (2002,p.11).
Figura 2:Princípio da multiplicação da energia
Fonte:Racine (1987,p.14).
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 Comparação entre sistemas Hidráulicos e Pneumáticos
Hidráulico
Pneumático
Fluido: Óleo
Estado: Líquido
Circuito: Fechado
Trabalha com altas pressões e baixa velocidade
Fluido: Ar
Estado: Gasoso
Circuito: Aberto
Trabalha com baixa pressão e alta velocidade
Custo de Energia:
Elétrica<Pneumática<Hidráulica
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 Características dos fluidos de trabalho 
Quantidade: Ilimitada.
Transporte: Facilmente transportável, sem preocupação com retorno.
Armazenamento: Em reservatórios. O compressor não precisa estar o tempo todo em funcionamento.
Temperatura: Insensível as oscilações de temperatura.
Segurança: Não há risco de explosão ou de incêndio.
Limpeza: É limpo. Em caso de vazamento não polui
Construção: simples, o que gera custo vantajoso.
Pneumático-Ar
Velocidade: É muito veloz e permite alcançar altas velocidades de trabalho.
Regulagem: Reguláveis em escala.
Seguro contra sobrecarga: Os elementos e ferramentas são carregáveis até a parada final, portanto, seguros contra sobrecarga.
Preparação: Requer retirada e impurezas e umidade.
Compressibilidade: Não é possível manter uniforme e constante as velocidades dos pistões mediante o ar comprimido.
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 Características dos fluidos de trabalho
Quantidade:limitada de origem mineral ou sintética e alto custo.
Transporte:Devido a viscosidade não é de fácil transporte.Há preocupação com retorno.
Armazenamento:A bomba que garante a vazão de óleo no sistema têm de estar ligada todo o tempo.
Temperatura:Sensível a variações.
Segurança:Existe risco de explosão, se ultrapassado o limite máximo e temperatura.
Limpeza:É poluente.
Construção:Construção complexa, alto custo.
Hidráulico-Óleo
Velocidade: Devido a viscosidade não é veloz.
Regulagem: As velocidades e forças dos elementos são reguláveis em escala com precisão.
Seguro contra sobrecarga: Há a necessidade de controle da pressão máxima de trabalho.
Preparação: Para sistemas convencionais o óleo já vem pronto. Para servo sistemas há a necessidade de filtragem prévia.
Compressibilidade: É possível manter as velocidades dos atuadores constantes.
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 Princípios físicos do Ar
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Fonte: Parker Training –Apostila M1001_1
Fonte: Parker Training –Apostila M1001_1
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Fonte: Parker Training –Apostila M1001_1
Fonte: Parker Training –Apostila M1001_1
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Fonte: Parker Training –Apostila M1001_1