TRABALHO AUTOMAÇÃO REDE DE AR OK

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UNIVERSIDADE DA REGIÃO DE JOINVILLE – UNIVILLE
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA
REDE DE AR COMPRIMIDO
GRAZIELLI MATIOSKI
LUCAS AUGUSTO FERNANDES WERNER
PROFESSOR: MARCOS FRANCISO IETKA
JOINVILLE-SC
2020
SUMÁRIO
1.0 INTRODUÇÃO...............................................................................................4
2.0 PROBLEMA...................................................................................................5
3.0 OBJETIVO GERAL........................................................................................6
3.1 OBJETIVO ESPECÍFICO..............................................................................6
4.0 REVISÃO DE LITERATURA.........................................................................7
4.1 Propriedades físicas do ar.............................................................................7
4.2 Componentes de uma rede de ar comprimido...............................................8
4.2.1 Compressor...............................................................................................9
4.2.1.1 Compressor a pistão................................................................................9
4.2.1.2 Compressor a parafuso.........................................................................10
4.2.2 Resfriamento Intermediário...................................................................12
4.2.2.1 Resfriamento intermediário a água........................................................12
4.2.2.2 Resfriamento intermediário a ar.............................................................13
4.2.3 Pós resfriador (After cooler)..................................................................13
4.2.4 Reservatório de ar comprimido.............................................................14
4.2.5 Purgador..................................................................................................15
4.2.6 Pré Filtro Coalescente............................................................................16
4.2.7 Secador de ar..........................................................................................17
4.2.7.1 Secador por refrigeração.......................................................................18
4.2.7.2 Secador por absorção............................................................................19
4.2.7.3 Secador por adsorção............................................................................20
4.2.8 Tubulação................................................................................................21
4.2.9 Unidade de condicionamento................................................................24
4.2.9.1 Lubrifil....................................................................................................24
4.2.10 Atuadores..............................................................................................24
4.2.10.1 Vantagem dos Atuadores....................................................................26
5.0 Materiais aplicados na rede de ar comprimido.......................................27
6.0 Dimensionamento da linha.......................................................................28
6.1 Cálculo principal do diâmetro interno da tubulação da linha...............28
6.2 Cálculo da Vazão........................................................................................28
6.3 Cálculo do comprimento da linha................................................................29
6.4 Cálculo da perda de carga na tubulação.....................................................29
6.5 Cálculo da pressão do regime.....................................................................30
7.0 Conclusão...................................................................................................31
8.0 Referências.................................................................................................32
1.0 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 atender perfeitamente as necessidades requeridas através de um bom projeto e dimensionamento correto dos equipamentos utilizados, visando sempre à 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.
2.0 PROBLEMA
Um mau dimensionamento na rede de ar comprimido pode acarretar em diversas consequências, ela deve ser planejada e deve considerar diferentes parâmetros de forma a garantir o atendimento de sua planta, como a economia e a segurança dos funcionários.
O dimensionamento inadequado dos equipamentos também é uma causa comum de problemas na produtividade, pois é de extrema importância entender qual pressão deve ser utilizado para cada equipamento pneumático, para que não haja danificações e excesso de consumo de energia.
A má qualidade do ar comprimido acarretando em uma alta temperatura é apenas um dos fatores que prejudicam a qualidade do ar comprimido, a umidade e o óleo estão entre os principais contaminantes que reduzem a eficiência energética e a vida útil dos equipamentos pneumáticos.
Para evitar todos esses problemas e manter uma temperatura adequada para a rede de ar comprimido é importante limpar os refrigeradores do compressor, garantir que o compressor esteja instalado num ambiente arejado, utilizar dutos para direcionar o ar quente do compressor para fora da sala, utilizar equipamentos resfriados a água caso as condições não permitam um bom resfriamento a ar.
3.0 OBJETIVO GERAL
Mostrar e explicar os componentes de uma rede de ar comprimido
3.1 OBJETIVO ESPECÍFICO
 Realizar a pesquisa sobre máquinas e equipamentos necessários para uma rede de ar comprimido, mostrando a funcionalidade de cada elemento necessário e ter uma breve noção de cálculos para o dimensionamento do sistema. 
4.0 REVISÃO DA LITERATURA
4.1 PROPRIEDADES FÍSICAS DO AR
Para entender como é possível comprimir o ar e transforma-lo em energia, é necessário entender a física por trás disso, sendo assim, as três principais propriedades físicas do ar que fazem com que ela possa ser utilizado na pneumática, são a compressibilidade, expansibilidade e elasticidade.
Pode-se dizer que a compressibilidade é uma característica que o ar apresenta de reduzir o seu volume, ocorre quando a matéria sofre ação de uma força, assim ela acaba se comprimindo, ou seja, forças essas que produzem um aumento de pressão e uma diminuição do volume ocupado por ele. Esta propriedade física relacionada ao ar atmosférico, talvez seja para a pneumática a mais significativa, por fato de que é por meio da compressão do ar atmosférico que é produzida a energia pneumática, que em seguida é transformada em transmissão de potência ou trabalho pelos atuadores.
Figura 1 - Exemplo da propriedade de compressibilidade do ar
Fonte: Fialho (2011)
A expansibilidade conforme Fialho (2011), é uma característica do ar de adquirir a forma do recipiente que o contém, ocupando totalmente seu volume podendo assim mudar a forma em um pequeno esforço;
Figura 2 – Exemplo da propriedade de expansibilidade do ar do ar
Fonte: Fialho (2011)
E a elasticidade, segundo Fialho (2011), é a propriedade que possibilita ao ar retornar ao seu volume inicial, uma vez que o esforço que o comprimiu cessa.
Figura 3 – Exemplo da propriedade de elasticidade do ar
Fonte: Fialho (2011)
4.2 COMPONENTES DE UMA REDE DE AR COMPRIMIDO 
Para transformar o ar atmosférico em ar comprimido e manter a qualidade do ar da rede de ar comprimido até as unidade consumidoras (atuadores) é preciso dediversas máquinas e dispositivos, como purgadores, pós resfriadores, secadores, filtros entre outros componentes. Com o objetivo de realizar o dimensionamento da rede de ar comprimido de forma mais eficiente possível, é necessário conhecer esses componentes e suas funções.
4.2.1 Compressor
O compressor é basicamente um equipamento eletromecânico, capaz de captar o ar que está no meio ambiente e armazená-lo sob alta pressão num reservatório próprio do mesmo, ou seja, eles são utilizados para proporcionar a elevação da pressão do ar.
Os compressores de ar para sistemas industriais destinam-se às centrais encarregadas do suprimento de ar em unidades industriais. Embora possam chegar a ser máquinas de grande porte e custo aquisitivo e operacional elevados, são oferecidos em padrões básicos pelos fabricantes. Isso é possível porque as condições de operação dessas máquinas costumam variar pouco de um sistema para outro, há exceção talvez da vazão.
Figura 4 - Compressor
Fonte: citisystems.com.br
4.2.1.1 Compressor a pistão
Os Compressores de Ar de Pistão são equipamentos extremamente versáteis. Eles geram ar comprimido através da movimentação de pistões, que ficam localizados dentro de um cilindro.
O movimento de vai-e-vem do pistão gera o fluxo de ar, que pode ser utilizado imediatamente ou armazenado em reservatórios, que são acoplados diretamente no Compressor de Ar.
Os Compressores a Pistão podem ser com reservatórios ou sobre base sem reservatório.
Outro diferencial destes produtos é que eles possuem Válvulas Unidirecionais, que impedem que o ar comprimido vá para outro sentido, evitando assim que o ar retorne para bomba, aumentando assim a vida útil dos Compressores.
O Pistão é uma das formas mais antigas de geração de Ar Comprimido, mas continua sendo o mais versátil do mercado, graças a grande variedade de tamanhos de Pistões disponíveis no mercado.
O Compressor de Pistão é indicado também para a Compressão de Gases em altas pressões. Isso torna estes equipamentos ideais para Compressão de Oxigênio.
Figura 5 – Compressor a pistão
Fonte: mtibrasil.com.br
 
4.2.1.2 Compressor a parafuso
O compressor a parafuso, que é um compressor de ar que funciona a partir de um mecanismo de deslocamento positivo ou rotativo. Para que o compressor a parafuso funcione, ele possui um processo de movimento de varredura, fazendo com que haja pouca pulsação ou fluxo.
O compressor a parafuso faz uso de dois parafusos helicoidais articulados, que são conhecidos como rotores, com a função de fazer a compressão do ar.
Quando está em funcionamento, o compressor a parafuso faz com que as engrenagens que distribuem o ar façam um alinhamento preciso dos rotores macho e fêmea. O compressor a parafuso pode ser ainda lubrificado a óleo ou isento do mesmo. Porém, quando faz uso do óleo para lubrificação, ele proporciona um tipo de vedação hidráulica e de transferência da energia mecânica durante o tempo de condução do rotor.
No compressor a parafuso, ocorre a entrada no ar no lado de sucção e vai se movendo por meio das roscas dos parafusos. Para ter eficiência, esse mecanismo depende das folgas que estão presentes na montagem entre os rotores.
Uma das características do compressor a parafuso é que ele é muito mais compacto e possui um funcionamento quase que livre de vibração, o que não causa incômodo. Alguns compressores a parafuso são fabricados fazendo uso da vibração elastômero, que faz com que o compressor absorva as vibrações de alta frequência, principalmente em compressores que funcionam em alta velocidade.
Figura 6 – Compressor a parafuso
 
Fonte: mtibrasil.com.br
4.2.2 Resfriamento Intermediário
	O resfriamento intermediário é um processo que se vê normalmente em instalações de múltiplos estágios de compressão. Sua função é reduzir a temperatura do vapor na saída de um estágio antes de ser aspirado pelo compressor do estágio seguinte, pois os compressores ficam em altas temperaturas podendo prejudicar sua eficiência e danificar seus componentes internos. Isso pode ocorrer de três formas: circulação livre de ar pelo compressor, ventilação forçada ou resfriamento a agua, sendo o ideal pois provoca a condensação de umidade presente no ar a altas temperaturas.
4.2.2.1 Resfriamento intermediário a água
Os blocos dos cilindros são dotados de paredes duplas, entre as quais circula água, a água deve estar a baixas temperaturas, estar livre de impurezas e de sais de cálcio ou outras substâncias. A superfície que exige um melhor resfriamento é o cabeçote, pois permanece em contato com o gás ao fim da compressão. O processo de resfriamento se inicia pela circulação de água através da câmara de baixa pressão, entrando em contato com o resfriador intermediário, além de provocar o resfriamento do ar, uma considerável quantidade de umidade é retida, em consequência da queda da temperatura provocada no fluxo de ar proveniente do estágio de baixa pressão. Em seguida, a água é dirigida para a câmara de alta pressão, sendo eliminada do interior do compressor, indo para as torres ou piscinas de resfriamento onde todo o calor adquirido é eliminado da água, para que haja condições de reaproveitamento por isso é considerado o tipo ideal de resfriamento.
4.2.2.2 Resfriamento intermediário a ar
Uma alternativa que possa ser vantajosa e conveniente para compressores pequenos e médios que possam ser instalados em locais onde o calor possa ser retirado facilmente das dependências, o resfriamento intermediário a ar pode ser realizado de duas formas: circulação onde os cilindros e cabeçotes do compressor são aletados proporcionando maior troca de calor por meio da circulação do ar ambiente e com auxílio de hélices nas polias de transmissão. Outra forma é a ventilação forçada onde a refrigeração interna dos cabeçotes e o resfriador intermediário é conseguida através de ventilação forçada ocasionada por uma ventoinha, expulsando uma parcela do calor gerado pela compressão do ar.
4.2.3 Pós resfriador (After cooler) 
Todo o ar atmosférico contém algumas quantidades de vapor de água principalmente quando o ar é comprimido aumentando a quantidade de água, para evitar problemas na instalação do compressor, é preciso tratar o ar comprimido utilizando pós resfriador.
Após a compressão e saída do compressor, o ar comprimido apresenta altas temperaturas e com isso a umidade presente nele está em estado gasoso, sendo muito difícil de realizar a sua retirada, o pós resfriador busca realizar da diminuição da temperatura do ar comprimido proveniente do compressor antes da entrada do mesmo no reservatório, com a diminuição da temperatura do ar, a umidade em estado gasoso presente no ar se condensa, acumulando-se na superfície da tubulação, podendo fazer sua remoção de modo a não provocar danos às unidades consumidoras do ar comprimido.
Um pós resfriador é constituído basicamente por duas partes: um corpo cilíndrico, onde se encontram feixes de tubos confeccionados com materiais de boa condução de calor, por onde a água de refrigeração irá circular. A segunda parte é um separador de condensado dotado de dreno onde o ar do compressor passa pelo meio dos tubos, fazendo com que ocorra troca de calor entre os fluídos e a precipitação da umidade que em seguida é eliminada da rede por meio do dreno.
Figura 8 – Esquema mostrando o pós resfriador
Fonte: Iesa
4.2.4 Reservatório de ar comprimido 
O reservatório de ar comprimido é essencial para os sistemas de ar comprimido, pois tem a função de equilibrar e armazenar a pressão entre o compressor e o sistema de consumo.
Como a capacidade máxima do compressor é maior que o consumo máximo do sistema e muito maior que o consumo mínimo, o compressor possui dispositivos que fazem variar a sua produção e essa alternância acarreta em variações de pressão no sistema de ar comprimido que são absorvidos pelo reservatório de ar comprimido.
Os reservatórios de ar comprimido têm algumas funções tais como: 
· Diminuir a temperatura do ar comprimido 
· Aumentar a duração entre a carga e alívio do compressor· Expandir o ar para efetuar a troca de calor 
· Igualar a variação de pressão a partir das variações geradas pelo compressor de ar comprimido
Além dessas funções, ele possui também, como a maioria dos equipamentos de tratamento de ar comprimido, tem a função de separar o condensado presente no ar comprimido, que será drenado por um purgador que preferencialmente deve ser automático, conforme mostrado na figura a seguir.
Figura 9 - Reservatório de ar comprimido
Fonte: ftp
4.2.5 Purgador
Purgadores são drenos de descarga do condensado que são distribuídos ao longo da rede de ar comprimido. O principal ponto de instalação é no reservatório do compressor, em seguida, quando houver, no pós resfriador, secador e todos os pontos onde há probabilidade de acumulação do condensado. Existem dois tipos de purgadores o manual e o automático sendo com o automático pode-se regular a frequência e duração da descarga do dreno.
 
Figura 10 – Purgador automático
Fonte: Schulz
4.2.6 Pré Filtro Coalescente 
O filtro coalescente é um filtro que tem a capacidade de reter partículas sólidas, porém a disposição de suas fibras permite a retenção de aerossóis, eles são eficientes também para reter o óleo proveniente do compressor.
Quando o ar comprimido sai pelo compressor possui, além da umidade, partículas micrométricas e óleo proveniente do compressor, que, se não retiradas podem acarretar em danos às máquinas e equipamentos que farão uso do ar comprimido, o filtro coalescente consegue eliminar partículas menores que 1 mícron, enquanto filtros normais conseguem eliminar no máximo em 2 mícron.
O funcionamento do filtro coalescente é dividido em três partes: difusão, onde os contaminantes sólidos presentes no ar, ao se chocar com o elemento filtrante ficam presos pela força de Van Der Waals e os líquidos coalescem e caem pela ação da gravidade, a intercepção, que é o mecanismo utilizado para eliminar partículas de dimensões de 0,2 a 2 mícron e o impacto direto, utilizado para retirada de contaminantes acima de 2 mícron, que ocorre pela colisão dos contaminantes na parede do filtro e consequente retirada dos mesmos.
Os elementos filtrantes coalescentes típicos apresentam uma porosidade de 8 a 10 mícron na superfície interna, com uma redução para poros de 0,5 mícron no interior do elemento, e aumentando para poros de 40 a 80 mícron na superfície externa.
 Figura 11 – Pré-filtro coalescente
 Fonte: Schulz
4.2.7 Secador de ar
A principal função de um secador de ar comprimido é deixar o ar seco, eliminando a água do sistema, ele também tem a função de retirar a umidade do ar comprimido, e ele funciona levando a temperatura do ar comprimido ao ponto de orvalho da água (condensação da umidade).
Um secador de ar comprimido é composto de compressor, condensador, evaporador e ventilador, esses quatro componentes são as principais peças de um secador de ar comprimido, porém para obter uma performance na qualidade do ar comprimido, os secadores precisam contar com um filtro coalescente, o pressostato que serve para proteger o secador de ar caso ocorra um aumento na pressão, o separador de líquidos e óleo que separa as impurezas e a água do ar comprimido e a válvula solenoide que tem a função de retirar a agua para fora do secador de ar comprimido, eliminando as impurezas e os condensados que são formados dentro do secador.
O secador de ar deve ser instalado idealmente após o pós resfriador, a fim de aumentar sua eficiência. Existem três tipos principais de secadores: por refrigeração, por absorção e por adsorção.
4.2.7.1 Secador por refrigeração 
O secador de ar por refrigeração possui um sistema frigorífico que provoca, por meio de um trocador de calor, a redução da temperatura do ar comprimido para uma determinada temperatura podendo variar entre 3 a 5 graus célsius, essa temperatura mínima é chamado de “ponto de orvalho”, ou seja, se você tiver um secador com ponto de orvalho em 3 graus célsius, só terá condensação de água no sistema de ar comprimido se a temperatura for menor ou igual a 3 graus.
Nesse sistema o ar comprimido passa por um pré-filtro de partícula de 30 ou 50 mícrons, entrando na sequência um trocador de calor ar ̸ ar que tem a função de pré esfriar o ar. Em sequência passa em outro trocador de calor ar ̸ fluído refrigerante e é nessa parte que a temperatura chega ao ponto de orvalho, provocando assim a condensação da água. Por fim o ar passa por um filtro coalescente que consegue reter água condensada que deverá ser drenada de tempos em tempos.
O secador de ar por refrigeração é um equipamento muito eficaz, mas, no entanto é limitado, pois 3 graus célsius é o limite do secador. 
Figura 12 – Secador por Refrigeração
Fonte: ArBrasil
4.2.7.2 Secador por absorção 	
A secagem por absorção é um processo puramente químico no qual o vapor de água é ligado ao material de absorção, podendo ser sólido ou líquido, combinando quimicamente com ele e diluindo na forma de uma combinação elemento secador ̸ água. O cloreto de sódio e o ácido sulfúrico são frequentemente usados nesse sistema, podendo assim levar a corrosão caso não haja uma reposição regular e também por ser um processo puramente químico essa mistura deve ser removida periodicamente do absorvedor, caso contrário o processo torna-se deficiente. A umidade retirada e a substância diluída são depositadas na parte inferior, junto a um dreno, de onde são eliminadas para a atmosfera. 
Figura 13 – Esquema de funcionamento de um secador por absorção
Fonte: Apostila M1004 da Parker Training
4.2.7.3 Secador por adsorção
O secador de ar por adsorção consiste basicamente de duas câmaras com dessecante, o dessecante pode ser de vários tipos e normalmente sua escolha depende muito do ponto de orvalho desejado, o dessecante possui maior atração pelo vapor de água do que pelo ar comprimido, e quando maior a capacidade de retenção de água do dessecante, menores pontos de orvalho podem ser obtidos, porém os custos do dessecante também são maiores.
O funcionamento consiste do ar atravessando uma das câmaras a partir da entrada, que fica sempre localizada na parte inferior da câmara, e é forçado a atravessar todo o conteúdo do dessecante até atingir o topo da câmara onde fica localizada a saída de ar. Durante esse trajeto o dessecante fica saturado com vapor de água. Ao mesmo tempo a segunda torre esta desativada, e recebe parte do ar seco que acabou de atravessar a torre. Esse ar seco pressuriza a câmara desativada e abre uma válvula solenoide que fica localizada na parte inferior da câmara. Dessa forma toda a umidade que havia na câmara desativada, do ciclo anterior, é purgada e esta câmara ficará disponível para ser utilizada no próximo ciclo.
O consumo do secador por adsorção é muito baixo, já que apenas os purgadores eletrônicos (válvulas solenoides) consomem energia elétrica e por um curto período de tempo.
Figura 14 – Esquema de funcionamento de um secador por adsorção
Fonte: Docplayer
4.2.8 Tubulação
As tubulações do ar comprimido são consideradas como as veias do sistema, pois um dimensionamento errôneo da tubulação pode acarretar em diversos problemas, como vazamentos, que levam a perda de carga e vazão, muito prejudiciais à rede.
A tubulação pode ser aplicada em diversos tipos de materiais, tais como plástico, cobre, alumínio, aço inox e também com os aços sem costura, tudo depende das características requeridas e apropriadas para cada tipo de aplicação, sendo assim é de extrema importância selecionar corretamente o tipo de tubulação para ar comprimido, pois uma escolha errada poderá afetar de maneira direta o fluxo, a pressão e até mesmo a qualidade do ar, ocasionando problemas em seu funcionamento, além de gastos com energia elétrica, com as instalações e com manutenção.
A tubulação para ar comprimido é um meio que facilita o transporte do ar comprimido por longos trechos, o que é benéfico de uma forma geral para a instalação de uma central, assim é possível abastecer o ar em diversos pontos em que é necessário paraser consumido.
Vale ressaltar que o consumo do ar deva ser submetido a uma análise adequada para cada tipo de equipamento para verificar a amplitude necessária para cada local.
O layout da rede é feito de duas formas: circuito aberto ou anel fechado, sendo o anel fechado mais comum e vantajoso, devido à redução da perda de carga na rede, além da possibilidade de realizar a manutenção sem que seja necessário interromper todo o fornecimento de ar da rede.
Figura 15 – Layouts mais utilizados nas redes de ar
 Fonte: Apostila M1004 da Parker Training
Os tubos das redes de ar comprimido geralmente são feitos de aço (galvanizado ou inoxidável) para evitar a corrosão, ou tubulações de alumínio anoizado (liga de metal resistente à oxidação) oferecem mais rendimento e longevidade aos equipamentos, porém como a engenharia está se desenvolvendo muito rápido em questões de pesquisa e tecnologia, a tendência é que o aço seja substituído por plásticos de engenharia, principalmente o PPRC (propileno copolímero random), devido a menor perda de carga e capacidade de oxidação dos plásticos.
Outra característica das redes de ar comprimido é a inclinação de 0,5 a 2 graus, que serve para caso ocorra à precipitação de água durante o percurso do ar ou a formação de óxido (caso seja uma tubulação metálica), fazendo com que seja levado para baixo, onde possa ser removido pelos drenos. Esses drenos são purgadores, que devem ser instalados nos pontos baixos das redes e devem ser idealmente instalados abaixo de “bolsões”, que são tubos do mesmo diâmetro da rede montados verticalmente com o intuito de armazenar o condensado para sua conseguinte eliminação por meio do purgador.
Outro ponto importante é que a tubulação de ar é instalada na parte superior da tubulação, também com o objetivo de evitar que o condensado chegue à unidade consumidora, conforme a figura a seguir.
Figura 16 – Instalação ideal da tubulação de ar
Fonte: Apostila M1004 da Parker Training
4.2.9 Unidade de condicionamento
 É composto por Filtro de ar, Válvula reguladora de pressão e Lubrificador.
O condicionamento do ar comprimido consiste em: filtragem, regulagem da pressão e lubrificação. O Filtro de Ar, que executa a filtragem do ar, é empregado para reter as impurezas suspensas no fluxo de ar, e suprimir ainda mais a umidade presente no ar.  A Válvula Reguladora de Pressão que efetua a regulagem de pressão tem a função de compensar automaticamente o volume de ar requerido pelos equipamentos pneumáticos; manter constante a pressão de trabalho dos consumidores; e funcionar como válvula de segurança. O Lubrificador realiza a lubrificação das partes mecânicas internas móveis que estão em contato direto com o ar.
4.2.9.1 Lubrifil
O Lubrifil é chamado também de unidade de preparação de ar (ou unidade de conservação pneumática) porque é utilizado para preparar o ar comprimido para uma aplicação. Primeiro o ar comprimido passa pelo regulador onde a pressão pode ser ajustada para a desejada em sua aplicação.
O regulador já vem com um manômetro acoplado. Depois o ar comprimido passa pelo filtro de ar, que tem o objetivo de remover impurezas do ar comprimido, que se não forem removidas vão danificar os componentes da aplicação. Por fim a unidade lubrificadora que coloca uma leve nevoa de ar no ar comprimido. Lubrificar o sistema é (em alguns casos, não todos) importante para aumentar a vida útil dos componentes ou ferramentas pneumáticas.
Figura 17 - Partes de um Lubrifil
Fonte: mtibrasil.com.br
4.2.10 Atuadores
Atuador Pneumático é um dispositivo que converte a energia armazenada no ar comprimido (energia pneumática) em movimento mecânico. Geralmente consistem de um cilindro ou câmara em que o ar atmosférico, ou um gás pressurizado ou a mistura de ambos, é contido e deixado expandir. À medida que o gás se expande, a diferença de pressão entre o interior da câmara e a pressão atmosférica natural faz com que o gás acumule energia. O gás é então liberado do interior da câmara de maneira controlada, de modo que seja direcionados para um pistão, engrenagem ou algum outro dispositivo mecânico. O pistão é então usado para realizar o trabalho real a ser feito. Dependendo de como o gás é direcionado para o pistão e como o atuador é projetado, o pistão pode ser conduzido em linha reta (movimento linear) ou em círculo (movimento rotativo) ou oscilante (movimento limitado por um determinado número de graus).
Os atuadores pneumáticos podem ser de Simples Ação ou de Dupla Ação. Os atuadores de Simples Ação são dotados de molas encapsuladas instaladas em seu interior, estas molas podem atuar no movimento de abertura ou de fechamento. Nesse caso, o ar comprimido se encarrega de movimentar o mecanismo apenas em um dos sentidos, comprimindo as molas que, após o trabalho da energia pneumática cessar, voltará a seu estado original distendido. Devido ao fato do movimento do ar ser apenas num sentido, dá-se o nome de Simples Ação. Então, suas características são: Consumo de ar num sentido; Forças de avanço reduzidas (em 10%) devido à mola; Maior comprimento e cursos limitados; Baixa força de retorno (devido à mola).
Os atuadores de Dupla Ação, também chamados Ar/Ar, usa a energia pneumática contida no ar comprimido para movimentar o mecanismo em ambos os sentidos, seja para abertura que para o fechamento. Então, suas características são: Atuação de força nos dois sentidos, porém com força de avanço maior do que a de retorno; Não permite cargas radiais na haste.
4.2.10.1 Vantagem dos Atuadores
Componentes – Uma vantagem oferecida pelos atuadores pneumáticos é a simplicidade de seus componentes e de seu design. Além de serem encontrados com facilidade no mercado eles possuem um custo relativamente baixo.
Cargas pesadas – Esses atuadores podem facilmente tolerar cargas pesadas e, portanto, são bastante usados ​​em diversas aplicações.
Alta força e velocidade – Quando usados ​​em aplicações de controle de movimento linear, onde a alta precisão não é um parâmetro muito essencial, esses atuadores oferecem alta força e velocidade, o que é difícil de encontrar em qualquer outro atuador, exceto nos hidráulicos.
Fácil acessibilidade da fonte – Para qualquer sistema pneumático funcionar, o ar é uma fonte importante. A fácil disponibilidade desta fonte faz com que os atuadores pneumáticos sejam a escolha preferida de muitos.
Canalização fácil – Além de ser abundante no meio ambiente, o ar também pode ser facilmente canalizado e direcionado de um lugar para outro.
Segurança no uso – Os atuadores pneumáticos são seguros, pois não apresentam risco de faíscas em ambientes explosivos, em contraste com os atuadores elétricos.
Armazenamento fácil – É ótimo entender que, como os atuadores pneumáticos contêm apenas gases comprimidos, eles podem ser armazenados mesmo na ausência de eletricidade ou energia.
Tecnologia limpa – Esses tipos de atuadores oferecem uma tecnologia limpa aos usuários, pois são menos propensos à contaminação. Devido ao uso de ar, que é livre de substâncias químicas nocivas, os sistemas pneumáticos são bastante utilizados nas indústrias alimentícia e farmacêutica. 
Não apresenta problema de superaquecimento – Os atuadores pneumáticos não sobreaquecem com uso excessivo, portanto, favorecem os usuários em aplicações que exigem longo tempo de uso.
Substituto econômico – Um atuador pneumático é considerado uma ferramenta econômica para sistemas. Com sua fácil instalação e manutenção, tornou-se uma ótima opção quando se procura por atuadores de baixo custo.
Alta durabilidade – Outro benefício de ter atuadores pneumáticos é que eles oferecem alta durabilidade. É bom notar que atuadores pneumáticos podem suportar facilmente pressões constantes comparado com os outros tipos de atuadores.
Figura 18 - Atuador Pneumático
Fonte: Parker training
5.0 Materiais aplicados na rede de ar comprimido
Umas das decisões mais importantes para a montagem de um sistema de ar comprimido é a escolha de materiais empregados nas tubulações e conexões por onde o ar será conduzido,da geração ao ponto de uso. Para fazer a escolha correta é necessário conhecer os tipos de rede de ar comprimido, a pressão que será empregada, assim como a temperatura. Pequenos detalhes podem fazer grandes diferenças e também grandes economias, por isso é bom realizar uma boa pesquisa antes de tomar uma decisão tão importante.
A escolha do material das tubulações ainda interfere na vazão do sistema, na qualidade do próprio ar e na ocorrência de vazamentos, a seleção errada do tipo de material empregado, irá afetar diretamente no fluxo, pressão e qualidade, resultando perda e desempenho, maior consumo de energia e por final, um aumento dos custos de instalação e manutenção.
6.0 Dimensionamentos da linha
Para dimensionarmos a linha de ar comprimido, têm-se três pontos principais:
· Pressão de trabalho da linha.
· Perda de carga da linha.
· Seleção do compressor.
6.1 Cálculo principal do diâmetro interno da tubulação da linha
 
Onde:
· Q = Volume de ar corrente: Vazão total das máquinas, mais futura ampliação, em m³/s.
· = Comprimento total da linha: Somatório do comprimento linear da tubulação e do comprimento equivalente originado das singularidades (Ts, curvas, registros, etc.), em m.
· = Queda de pressão admitida: Perda de carga em função dos atritos internos da tubulação e singularidades, em kgf/cm².
· Pressão de regime: Pressão do ar armazenado no reservatório, em kgf/cm².
6.2 Cálculo da Vazão
Para fazer esse cálculo, é necessário calcular primeiro o Q.
Onde:
 velocidade do ar [m/s]
6.3 Cálculo do comprimento da linha
O comprimento da linha depende muito do projeto em que se está trabalhando, levando em conta as singularidades e o tipo da linha: circuito fechado, circuito aberto e circuito misto.
 Para o cálculo do utiliza-se a seguinte equação:
Onde:
 = Comprimento da tubulação
 = Somatória dos comprimentos das singularidades
6.4 Cálculo da perda de carga na tubulação
Quando se trata de tubulação sempre haverá uma perda de carga, e é necessário calcular o quanto essa perda afetará a linha de ar comprimido, e para calcular utiliza-se a seguinte equação:
Onde:
 = Coeficiente de atrito
 = Comprimento total da tubulação
 = Velocidade do ar [m/s]
 = Densidade do ar [kg/m³]
 = Diâmetro interno da tubulação
6.5 Cálculo da pressão do regime
A pressão de regime é encontrada no reservatório de ar. Essa pressão tem que estar sempre um pouco acima da pressão que estará na linha, pois há alguns picos e perdas na linha.
Considerando que a temperatura de trabalho do fluído seja constante, podemos simplificar a equação:
Onde:
 = Pressão do reservatório
 = Velocidade do fluído no reservatório
 = Pressão na linha
 = Velocidade do fluído na linha
Após os dimensionamentos, deve-se procurar valores próximos, normalizados no mercado, para facilitar a execução do projeto.
7.0 Conclusão
Neste trabalho mostramos e explicamos a importância de conhecer todos os itens para a montagem de uma rede de ar comprimido, a escolha dos equipamentos, tubulações, dimensionamento de toda a rede, para que ela tenha um bom funcionamento e desempenho, e nos deixa claro também a necessidade de uma sólida base teórica dos fundamentos da Engenharia Mecânica.
Foi possível observar com as pesquisas que cada elemento do sistema de rede de ar comprimido é fundamental para a qualidade do resultado do sistema, visando um grande investimento necessário para realizá-la a montagem e o tratamento do ar comprimido, e esses elementos tem que estar dentro do padrão para não prejudicar os operários e a própria empresa com custos de manutenção e energia.
8.0 Referências 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 10.520: informação e documentação: apresentação de citações em documentos. Rio de Janeiro, 2002.
PARKER TRAINING. Dimensionamento de redes de ar comprimido. Jacareí, 2007.
FIALHO, Arivelto B. Automação Pneumática: Projetos, Dimensionamentos e Análise de Circuitos. 7 Edição. São Paulo: Érica, 2012.
PARKER. Tecnologia Eletropneumática Parker Industrial. Jacareí, 2005.
SILVA, E. C. N. Apostila de Pneumática. São Paulo: Departamento de Engenharia Mecatrônica e de Sistemas Mecânicos da Poli (USP), 2002.
METALPLAN. Manual de ar comprimido. 4 ed. 2010.
BOSCH. Tecnologia de ar comprimido. Campinas: Bosch, 2008.
BUCK, B. Manual de ar comprimido e gases. São Paulo: Prentice Hall, 2004.
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