Apostila hidraulica (Mara Nilza PUC)

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COMANDOS 
HIDRÁULICOS 
PNEUMÁTICOS  
 
 
 
 
 
 
 
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 11ºº sseemmeessttrree 22000099 
 
 
PREFÁCIO 
 
 
Aos meus (minhas) queridos (as) alunos (as). 
 
O material a seguir é o resultado da compilação do conteúdo de vários livros, 
apostilas, artigos, etc. e da experiência acumulada ao longo dos anos dentro da área de 
COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS. De maneira alguma, este material busca 
esgotar todo o conteúdo relacionado no programa da disciplina, nem tampouco é fonte única 
para o desenvolvimento de atividades futuras, mesmo dentro da disciplina, mas antes, é uma 
forma de orientar o estudo de tal disciplina fornecendo um ponto de partida para consultas e 
direcionamentos. Este material dá suporte às aulas teóricas da disciplina COMANDOS 
HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS do curso de Engenharia Mecânica, sendo 
desenvolvidas e complementadas em sala de aula. 
O conteúdo apresentado nas aulas expositivas deve ser enriquecido nas práticas de 
laboratório, visitas técnicas e através da bibliografia e referências recomendadas. 
O programa da disciplina acompanha o dinamismo das tecnologias, impondo revisões 
periódicas para atualização deste material. 
Espero que esta compilação oferecida a vocês possa abrir os horizontes dentro da área 
de COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS em geral e ajude-os (as) no dia-a-dia 
profissional de cada um (a). 
Atenciosamente, 
 
Prof.a. Mara Nilza Estanislau Reis 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ÍNDICE 
 
1ª PARTE – PNEUMÁTICA 14
 15
1 – Considerações Gerais 15
2 – Características do Ar Comprimido 15
2.1 – Vantagens 16
2.2 – Desvantagens 16
3 – Produção do Ar Comprimido 16
3.1 – Compressores 17
3.2 – Simbologia 17
3.3 – Tipos de Compresssores 17
3.3.1 – Compressor de Embolo 18
3.3.1.1 – Compressor de Embolo com Movimento Linear 18
3.3.1.2 – Compressores de Membrana 20
3.3.2 – Compressor Rotativo 20
3.3.2.1 – Compressor Rotativo Multicelular 20
3.3.2.2 – Compressor Rotativo de Duplo Parafuso (2 Eixos) 21
3.3.2.3 – Compressor Roots 22
3.3.3 – Turbo Compressores 22
3.4 – Diagrama de Volume e Pressão Fornecida 22
3.5 – Refrigeração 23
3.6 – Lugar de Montagem 24
3.7 – Regulagem da Capacidade 24
3.7.1 – Readmissão do Ar By-Pass 25
3.7.2 – Partida e Parada Automática do Motor Elétrico 25
3.7.3 – Alívio nas Válvulas de Adminissão 26
3.8 – Manutenção 27
4 – Resfriamento 27
4.1 Resfriamento do Ar 27
4.1.1 – Intercooler 28
4.1.2 – Aftercooler 28
5 – Armazenamento e Distribuição do Ar Comprimido 29
5.1 – Reservatório de Ar Comprimido 29
5.1.1 – Localização 30
5.2 – Rede de Distribuição de Ar Comprimido 31
5.2.1 – Vazamentos 33
5.2.2 – Material da Tubulação 34
5.2.2.1 – Tubulações Principais 34
5.2.2.2 – Tubulações Secundárias 35
5.2.3 – Conexões para Tubulações 35
5.2.3.1 – Conexões para Tubos Metálicos 35
6 – Preparação do Ar Comprimido 36
6.1 – Impurezas 36
6.1.1 – Secagem por Absorção 37
6.1.2 – Secagem por Adsorção 38
6.1.3 – Secagem por Resfriamento 39
6.1.4 – Filtro de Ar Comprimido 40
6.1.4.1 – Funcionamento do Dreno Automático 42
6.1.5 – Regulador de Pressão com Orifício de Escape 43
6.1.6 – Regulador de Pressão sem Orifício de Escape 44
6.1.7 – Lubrificador 45
6.1.7.1 – Funcionamento do Lubrificador 45
6.1.8 – Unidades de Conservação 46
6.2 – Manutenção 47
7 – Elementos Pneumáticos de Trabalho 48
7.1 – Elementos Pneumáticos de Movimento Retilíneo 48
7.1.1 – Cilindros de Simples Ação 48
7.1.2 – Cilindro de Dupla Ação 50
7.1.2.1 – Cilindro de Dupla Ação com Haste Passante 50
7.1.2.2 – Cilindro Tandem 51
7.1.2.3 – Cilindro de Dupla Ação com Amortecimento 51
7.1.2.4 – Cilindro Rotativo com Amortecimento 52
7.1.2.5 – Cilindro de Múltiplas Posições 53
7.1.2.6 – Cilindro de Membrana 54
7.1.3 – Tipos de Fixação 54
7.1.4 – Vedações 56
7.2 – Elementos Pneumáticos com Movimento Giratório 57
7.2.1 – Motores de Pistão 57
7.2.2 – Motor de Palhetas 58
7.2.3 – Motores de Engrenagem 59
7.2.4 – Turbo Motores 59
7.2.5 – Características dos Motores Pneumáticos 60
8 – Válvulas 60
8.1 – Válvulas Direcionais 61
8.1.1 – Simbologia das Válvulas 61
8.1.2 – Tipos de Acionamentos de Válvulas 64
8.1.3 – Funcionamento 67
8.1.4 – Características de Construção das Válvulas Direcionais 68
8.1.4.1 – Válvulas de Sede ou de Assento 68
8.1.4.1.1 – Válvula de Sede Esférica 68
8.1.4.1.2 – Válvula de Sede de Prato 69
8.1.4.2 – Válvulas Corrediças 76
8.1.4.2.1 – Válvula Corrediça Longitudinal 77
 8.1.4.2.2 – Válvula Corrediça Giratória 80
8.2 – Válvulas de Bloqueio 82
8.2.1 – Válvula de Retenção 82
8.2.2 – Válvula Alternadora ou de Isolamento (Elemento “ou”) 83
8.2.3 – Válvula de Escape Rápido 84
8.2.4 – Expulsor Pneumático 84
8.2.5 – Válvula de Simultaneidade 85
8.3 – Válvula de Fluxo 86
8.3.1 – Válvula Reguladora de Fluxo Unidirecional 86
8.4 – Válvulas de Pressão 88
8.4.1 – Válvula de Sequência 88
8.5 – Combinações Especiais 89
8.5.1 – Acionamento Pneumático com Comutação Retardada 89
8.5.1.1 – Temporizador (Normalmente Fechado) 89
8.5.1.2 – Temporizador (Normalmente Aberto) 90
9 – Simbologia 91
10 – Comandos Pneumáticos 104
10.1 – Introdução 104
10.2 – Classificação dos Grupos 104
10.3 – Cadeia de Comandos 105
11 – Circuitos Complexos 112
11.1 – Circuito para Desligamento de Sinais 122
11.2 – Métodos Sistemáticos de Esquemas 126
11.3 – Condições Marginais 142
EXERCÍCIOS 151
 
2ª PARTE – HIDRÁULICA 177
 
12.1 – Introdução à Hidráulica 178
12.2 – Sistema Óleo Hidráulico 179
12.3 – Exemplos de Aplicações 179
12.3.1 – Hidráulica Industrial 180
12.3.2 – Hidráulica em Construções Fluviais, Lacustres e Marítimos 180
12.3.3 – Hidráulica em Aplicações Técnicas Especiais I 180
12.3.4 – Hidráulica em Aplicações Técnicas Especiais II 180
12.3.5 – Hidráulica na Indústria Naval 180
12.4 – Classificação 180
12.4.1 – Quanto à Pressão 180
12.4.2 – Quanto à Aplicação 180
12.4.3 – Quanto ao Tipo de Bomba 180
12.4.4 – Quanto ao Controle de Direção 181
12.5 – Esquema Geral de um Sistema Hidráulico 181
12.6 – Transmissão de Energia Hidráulica 181
12.7 – Vantagens e Desvantagens do Sistema Hidráulico 182
12.7.1 – Vantagens do Sistema Hidráulico 182
12.7.2 – Desvantagens do Sistema Hidráulico 183
12.8 – Um Pouco de História 183
12.8.1 – A Lei de Pascal 184
12.9 – Definição de Pressão 186
12.10 – Pressão em uma Coluna de Fluido 186
12.11 – Princípio da Multiplicação de Pressão 187
12.12 – Conservação de Energia 187
12.13 – Como é Gerada a Pressão 189
12.14 – Fluxo em Paralelo 189
12.15 – Fluxo em Série 190
12.16 – Princípio de Fluxo 191
12.16.1 – Vazão de Velocidade 191
12.16.1.1 – Velocidade 191
12.16.1.2 – Vazão 192
12.16.2 – Atrito e Escoamento 194
12.16.3 – Queda de Pressão através de uma Restrição (Orifício) 195
12.16.4 – Tipos de Escoamento 197
12.16.4.1 – Fluxo Laminar 197
12.16.4.2 – Fluxo Turbulento 197
12.17 – Princípio de Bernoulli 198
12.18 – Perda de Carga na Linha de Pressão de um Sist. Hidráulico 199
12.18.1 – Determinação do Fator “f” 200
12.18.2 – Determinação de Ls,L1 e L 201
12.18.3 – Determinação de “D” 201
12.18.4 – Determinação de v 202
12.18.5 – Determinação de γ 202
12.18.6 – Procedimento de Cálculo 202
12.18.7 – Perda Térmica 203
12.18.8 – Tabela de Perda de Carga 204
12.19 – Trabalho e Energia 205
12.19.1 – Potência Hidráulica 205
12.20 – Fluidos Hidráulicos 206
12.20.1 – Funções dos Fluidos Hidráulicos 206
12.20.2 – Propriedade dos Fluidos Hidráulicos 208
12.20.2.1 – Índice de Viscosidade 209
12.20.2.1.1 – Conversão de Viscosidades 209
12.20.2.2 – Ponto de Fluidez 209
12.20.2.3 – Capacidade de Lubrificação 209
 12.20.2.4 – Resistência à Oxidação 211
12.20.2.4.1 – Prevenção da Ferrugeme Corrosão 211
12.20.2.5 – Demulsibilidade 212
12.20.2.6 – Uso de Aditivos 212
12.20.3 – Fluidos Resistentes ao Fogo 213
12.20.3.1 – Características 213
12.20.3.2 – Água Glicóis 214
12.20.3.3 – Emulsões de Água em Óleo 215
12.20.3.4 – Óleo em Água 216
12.20.3.5 – Outras Características 216
12.20.4 – Fluidos Sintéticos Resistentes ao Fogo 217
12.20.4.1 – Características 217
12.20.5 – Manutenção do Fluido 218
12.20.6 – Armazenagem e Manipulação 219
12.20.7 – Cuidados durante a Operação 219
12.21 – Tubulação e Vedação Hidráulica 219
12.21.1 – Tubulação 219
12.21.2 – Tubos Rígidos 220
12.21.2.1 – Vedações para Tubos Rígidos 220
12.21.2.2 – Conexões 221
12.21.3 – Tubulação semi-Rígida 222
12.21.3.1 – Especificação de Tubulação 222
12.21.3.2 – Conexões para Tubos Semi-Rígidos 223
12.21.4 – Mangueira Flexível 224
12.21.4.1 – Conexões para Mangueiras 225
12.21.5 – Consideração de Pressão e Fluxo 225
12.21.6 – Considerações sobre o Material 227
12.21.7 – Recomendações de Instalação 227
12.21.8 – Retentores de Vazamento 230
12.21.9 – Materiais de Vedação 238
12.21.10 – Como Evitar Vazamentos 240
12.22 – Reservatórios 242
12.22.1 – Armazenamento de Óleo 243
12.22.2 – Construção do Reservatório 243
12.22.3 – Acessórios 244
12.22.3.1 – Respiro 244
12.22.3.2 – Chicana 244
12.22.3.3 – Local de Enximento 245
12.22.3.4 – Indicadores de Nível 245
12.22.3.5 – Magnetos 246
12.22.4 – Conexões e Montagens de Linha 246
12.22.5 – Dimensionamento de um Reservatório 246
12.22.6 – Regra da Altura do Filtro de Sucção 247
12.22.7 – Resfriamento do Fluido 247
12.22.8 – Circulação Interna de Ar 248
12.23 – Filtros 249
12.23.1 – Filtros para Linhas de Sucção 250
12.23.2 – Filtros para Linhas de Pressão 252
12.23.3 – Filtros para Linhas de Retorno 253
12.23.4 – Materiais Filtrantes 255
12.23.5 – Os Tipos de Elementos Filtrantes 255
12.23.6 – Filtros de Fluxo Total 256
12.23.7 – Filtros Tipo Indicador 256
12.24 – A Pressão Atmosférica Alimenta a Bomba 257
12.25 – Bombas Hidráulicas 258
12.25.1 – Especificações de Bombas 259
12.25.1.1 – Pressão Nominal 259
12.25.1.2 – Deslocamento 260
12.25.1.3 – A Vazão (lpm) 260
12.25.1.4 – Rendimento Volumétrico 261
12.25.2 – Classificação e Descrição das Bombas 261
12.25.3 – Tipos de bombas 265
12.25.3.1 – Bombas Manuais 266
12.25.3.2 – Bombas de Engrenagens 267
12.25.3.3 – Bombas de Rotores Lobulares 268
12.25.3.4 – Bombas de Palhetas 269
12.25.3.4.1 – Bombas Tipo Não Balanceado 270
 12.25.3.4.2 – Bombas Tipo Balanceado 270
 12.25.3.4.3 – Bombas Duplas Redondas 271
12.25.3.4.4 – Bombas de Palhetas Tipo “Quadrado” 271
12.25.3.4.5 – Bombas de Palhetas de Alto Rendimento 273
 12.25.3.4.5.1 – Intrapalhetas 274
12.25.3.4.5.2 – Conj. Rotativo Pré-Montado “cartucho” 275
12.25.3.4.5.3 – Posições dos Pórticos 276
12.25.3.4.5.4 – Carac. de Op. de Bombas de Palhetas 276
12.25.3.5 – Bombas de Pistão Axial com Placa Inclinada 277
12.26 – Válvulas de Pressão 280
12.26.1 – Válvula de Segurança (Alívio de Pressão) 282
12.26.1.1 – Válvula de Alívio e Seg. de Op. Direta (Simples) 283
12.26.1.2 – Válvula de Alívio e Segurança Diferencial 285
12.26.1.3 – Válvula de Alívio e Seg. de Operação Indireta 286
12.26.1.4 – Válvula de Segurança Pré-Operada 287
12.26.1.5 – Válvula Limtadora de Pressão Pré-Operada com 
Descarga Por Solenóide 291
12.26.2 – Válvula de Descarga 292
12.26.3 – Válvula de Sequência 292
 12.26.3.1 – Válvula e Sequência de Pressão Pré-Operada 293
12.26.4 – Válvula de Contrabalanço 294
12.26.5 – Válvula Redutoras de Pressão 294
 12.26.5.1 – Válvula Redutoras de Pressão de Ação Direta 295
 12.26.5.2 – Válvula Redutoras de Pressão Pré-Operadas 296
12.27 – Válvulas Direcionais 297
12.27.1 – Válvulas Centradas por Molas, com Molas Fora de Centro e 
Sem Mola 297
12.27.1.1 – Tipos de Centros Dos Carretéis 298
12.27.2 – Válvulas de Desaceleração 300
12.28 – Válvulas de Bloqueio 301
12.28.1 – Válvulas de Retenção 301
12.28.1.1 – Válvulas de Retenção em Linha 302
12.28.1.2 – Válvulas de Retenção em Ângulo Reto 303
12.28.1.3 – Válvulas de Retenção com Desbloqueio Hidráulico 304
12.28.2 – Válvula de Sucção ou de Pré-Enximento 310
12.29 – Controle de Vazão 312
12.29.1 – Os Métodos de Controlar o Fluxo 312
12.29.2 – Válvulas de Controle de Vazão 314
12.29.3 – Válvula Contr. de Vazão com Compensação de Temp. 316
12.30 – Pressão Induzida em um Cilindro 317
12.31 – Vazão Induzida em um Cilindro 318
12.32 – Sistema Regenerativo 319
12.33 – Cálculos 320
SIMBOLOGIA 323
EXERCÍCIOS 336
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 368
 
 
 
 
 
Figuras e Tabelas 
Pneumática 
 
Figuras 
Figura 1 - Equipamentos e acessórios ideais na geração de ar comprimido 17
Figura 2 - Tipos de compressores 18
Figura 3 – Compressor de êmbolo de 1 estágio 19
Figura 4 – Compressor de dois estágios com refrigeração intermediária 19
Figura 5 – Compressor de membrana 20
Figura 6 – Compressor rotativo multicelular 21
Figura 7 – Compressor duplo parafuso 21
Figura 8 – Compressor Roots 21
Figura 9 – Compressor axial 22
Figura 10 – Compressor radial 22
Figura 11 – Diagrama de Volume e Pressão fornecido 23
Figura 12 – Aletas de refrigeração 24
Figura 13 – Readmissão do ar ou by-pass 25
Figura 14 – Partida e parada automática do motor elétrico 26
Figura 15 – Alívio nas válvulas de admissão 26
Figura 16 - Intercooler 28
Figura 17 - Aftercooler 29
Figura 18 – Reservatório de ar comprimido 30
Figura 19 – Rede de distribuição de circuito aberto 31
Figura 20 – Tubulação com circuito fechado 32
Figura 21 – Rede combinada 32
Figura 22 – Tomada de ar 33
Figura 23 - Conexão com anel de corte permite várias montagens e 
desmontagens 35
Figura 24 - Conexão com anel de pressão para tubos de aço e cobre com 
anel interno especial serve também para tubos plásticos 36
Figura 25 - Conexão com reborbo prensado 36
Figura 26 - Conexão com reborbo flangeado 36
Figura 27 – Secagem por absorção 38
Figura 28 – Secagem por adsorção 39
Figura 29 – Secagem por resfriamento 40
Figura 30 – Filtro 41
Figura 31 – Dreno automático 42
Figura 32 – Regulador de pressão com orifício de escape 43
Figura 33 – Regulador de pressão sem orifício de escape 44
Figura 34 – Princípio de Venturi 45
Figura 35 – Lubrificador 46
Figura 36 – Conjunto lubrefil 47
Figura 37 – Conjunto lubrefil (detalhado/simplificado) 47
Figura 38 – Cilindro de simples ação 49
Figura 39 – Cilindro de simples ação 49
Figura 40 – Cilindro de dupla ação 50
Figura 41 – Cilindro de dupla ação com haste passante 51
Figura 42 – Cilindro Tandem 51
Figura 43 - Cilindro de dupla ação com amortecimento nos fins de curso 52
Figura 44 - Cilindro rotativo com amortecimento nos fins de curso 53
Figura 45 – Cilindro de múltiplas posições 53
Figura 46 – Cilindro de membrana 54
Figura 47 – Tipos de fixação 55
Figura 48 – Tipos de vedações para êmbolos 57
Figura 49 – Motor radial e motor axial 58
Figura 50 – Motor de palhetas - sentido de rotação 59
Figura 51– “Esqueleto” de uma válvula direcional 67
Figura 52 – Válvulas direcionais – de sede esférica 69
Figura 53 - Válvulas direcionais (NA) – de sede de prato 69
Figura 54 - Válvulas direcionais (NF) – de sede de prato 70
Figura 55 – Válvula direcional de 3 vias por 2 posições (normal aberta) 70
Figura 56 - Válvula direcional de 3 vias (3/2) (sede de prato) acionada 
pneumaticamente 71
Figura 57 – Válvula direcional de 3 vias por 2 posições (acionamento 
pneumático) 71
Figura 58 - Válvula direcional de 3 vias por 2 posições com princípio de 
assento de prato 72
Figura 59 - Válvula direcional de 5 vias por 2 posições (Princípio de 
assento). 73
Figura 60 - Válvula direcional de 3 vias com 2 posições (acionamento 
eletromagnético) 73
Figura 61 – Válvula direcional de 4 vias por 2 posições (solenóide e 
servocomando) 74
Figura 62 – Válvula direcional de 3 vias por duas posições,com 
acionamento por rolete, servocomandada (normal fechada) 75
Figura 63 – Válvulas direcionais de 3 vias por duas posições, com 
acionamento por rolete, servocomandada (normal aberta) 76
Figura 64 – Válvula direcional de 4 vias por 2 posições (servopilotada) 76
Figura 65 – Válvula direcional de 5 vias por 2 posições (princípio de 
corrediça longitudinal) 77
Figura 66 – Tipos de vedação entre êmbolo e corpo da válvula 78
Figura 67 – Válvula corrediça longitudinal manual. Válvula direcional de 3 
vias por duas posições 79
Figura 68 – Válvula direcional corrediça plana longitudinal de 4/2 vias 
comando por alívio bi-lateral de pressão 80
Figura 69 - Esquema de comando por impulso negativo 80
Figura 70 – Válvulas corrediça giratória 81
Figura 71 – Válvula de retenção 83
Figura 72 – Válvula alternadora 83
Figura 73 – Válvula de escape rápido 84
Figura 74 – Expulsor pneumático 85
Figura 75 – Válvula de simultaneidade 86
Figura 76 – Válvula reguladora de fluxo unidirecional 87
Figura 77 – Válvula reguladora de fluxo unidirecional com acionamento 
mecânico regulável (com rolete) 87
Figura 78 – Válvula de seqüência 88
Figura 79 - Temporizador (normalmente fechado) 89
Figura 80 - Temporizador (normalmente aberto) 90
Figura 81 – Disposição segundo o esquema da cadeia de comando 106
Figura 82 – Esquema pneumático 108
Figura 83 – Representação de um elemento de sinal 110
Figura 84 – Rolete escamoteável 122
Figura 85 –Circuito temporizado 125
Figura 86 – Circuito para desligamento de sinais 125
Figura 87 - Válvulas de inversão (memória) 126
Figura 88 – “Caixa preta” 126
 
 
 
Tabelas 
Tabela1 27
Tabela 2 – Vazamentos e perda de potência em furos 34
2. Forma de tabela 113
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Hidráulica 
 
Figuras 
Figura 1 - A pressão (força por unidade área) é transmitida em todos os 
sentidos de um líquido confinado 184
Figura 2 - A alavanca hidráulica 185
Figura 3 - Pressão hidrostática 186
Figura 4 - Multiplicador de pressão 197
Figura 2.1 – A energia não pode ser criada nem destruída 188
Figura 5 - Pressão causada por uma restrição e limitada por uma válvula 
controladora de pressão 189
Figura 6 - Fluxo em paralelo 190
Figura 7 - Fluxo em série 191
Figura 8 - Leis da vazão 193
Figura 9 - Vazão e velocidade 194
Figura 10 - Atrito e queda de pressão 194
Figura 11 - Queda de pressão e fluxo de óleo através de uma restrição 196
Figura 12 - Fluxo laminar 197
Figura 13 - Fluxo turbulento 198
Figura 14 - A altura das colunas de fluido representa as pressões em cada 
posição 199
Figura 15 – Propriedades de lubrificação dos óleos 210
Figura 16 - Vedações para canos 221
Figura 17 - Tipos de conexões 221
Figura 18 - Conexões flangeadas para tubos rígidos de grande diâmetro 222
Figura 19 - Conexões e adaptadores rosqueados usados com tubos semi-
rígidos 223
Figura 20 - Construção das mangueiras (tubos flexíveis) 225
Figura 21 – Retentores 232
Figura 22 – Anel de secção redonda 233
Figura 23 - Anel de encosto 234
Figura 24 - Retentores de secção retangular (cortados em torno) 234
Figura 25 - Anel tipo "T" 235
Figura 26 - Retentor labial 235
Figura 27 - Retentor tipo copo 236
Figura 28 - Anéis de pistão 236
Figura 29 - Gaxetas de compressão 237
Figura 30 - Retentor de face 238
Figura 31 - Partes de reservatório 244
Figura 32 - Chicana vertical 245
Figura 33 - Bujões magnéticos 250
Figura 34 - Filtro de sucção 251
Figura 35 – O filtro de sucção (entrada) protege a bomba 252
Figura 36 - Filtro de pressão 253
Figura 37 - O filtro para linha de pressão é instalado na saída das bombas 253
Figura 38 - Filtro de retorno 254
Figura 39 - O filtro de retorno é instalado no retorno para o reservatório 254
Figura 40 - Elemento filtrante (tipo de superfície) 255
Figura 41 - Filtro de fluxo total 256
Figura 42 - Filtro tipo indicador 257
Figura 43 - Bombas centrífugas 258
Figura 44 - Bomba de êmbolo de simples efeito 263
Figura 45 - Bomba de êmbolo de simples efeito 263
Figura 46 - Bomba alternativa de pistão de simples efeito 264
Figura 47 - Bomba alternativa de pistão de duplo efeito 264
Figura 48 - Bombas rotativas 265
Figura 49 - Bomba manual de dupla ação 266
Figura 50 - Bomba de engrenagens externas 267
Figura 51 - Bombas de engrenagens internas 267
Figura 52 - Bomba de rotores lobulares 268
Figura 53 - Funcionamento de uma bomba de palhetas não balanceadas 269
Figura 54 - Deslocamento de uma bomba de palhetas 269
Figura 55 - Bomba de palhetas de deslocamento variável compensado por 
pressão 270
Figura 56 - Princípio de balanceamento em uma bomba de palhetas 271
Figura 57 - Bomba dupla redonda 271
Figura 58 - Bomba de palheta tipo "quadrado" 272
Figura 59 - Princípio de funcionamento 272
Figura 60 - Bomba dupla "quadrada" 273
Figura 61 - Bomba de palhetas de alta eficiência 274
Figura 62 - Construção de bomba dupla de alto rendimento 274
Figura 63 - Princípio de funcionamento 275
Figura 64 - Conjunto rotativo pré-montado 276
Figura 65 e 66 - Bomba de pistões em linha 277
Figura 67 - Princípio de funcionamento 278
Figura 68 - Variação do deslocamento da bomba de pistões em linha 279
Figura 69 - Funcionamento do compensador 280
Figura 70 – Símbolo e válvula de segurança 283
Figura 71 - Válvula de segurança composta 285
Figura 72 – Operação de válvula de segurança de pistão balanceado 287
Figura 73 - "Ventagem" de uma válvula de segurança 289
Figura 74 - Válvula de segurança simples acoplada ao pórtico de 
ventagem 289
Figura 75 - Válvula limitadora de pressão tipo DB, pré-operada 290
Figura 76 - Válvula limitadora de pressão pré-operada com descarga por 
solenóide 291
Figura 77 - Válvula de seqüência de pressão pré-operada 293
Figura 78 - Válvula redutora de pressão 295
Figura 79 – Válvula redutora de pressão operada por piloto 296
Figura 80 -Válvula redutora de pressão com válvula de retenção integral 297
Figura 81 - Válvula com mola fora de centro 298
Figura 82 - Tipos de centros dos carretéis 299
Figura 83 - Posição dos êmbolos 300
Figura 84 - Princípio de funcionamento e simbologia de uma válvula de 
retenção 301
Figura 85 - Válvula de retenção em linha 302
Figura 86 - Princípio de funcionamento de uma válvula de retenção em 
linha 302
Figura 87 - Válvula de retenção em ângulo reto 303
Figura 88 - Funcionamento de uma válvula de retenção em ângulo reto 303
Figura 89 - Placa retificadora com 4 válvulas de retenções e válvula 
reguladora 304
Figura 90 - Corte de uma placa retificadora tipo Z4S com indicação do 
sentido do fluxo 304
Figura 91 a) a esquerda: Válvula de retenção pilotada, com conexão por 
roscas 305
Figura 92 - Construção sem conexão para dreno 305
Figura 93 - Construção com conexão para drenos externos 308
Figura 94 - Válvula de retenção com desbloqueio hidráulico geminada 309
Figura 95 - Válvula de sucção 310
Figura 96 - Válvula de sucção em corte 311
Figura 97 - Controle de vazão na entrada (Meter-in) 312
Figura 98 - Controle de vazão na saída do atuador (Meter-Out) 313
Figura 99 - Controle de vazão em desvio (Bleed-off) 314
Figura 100 - Válvula controladora de vazão não compensada 315
Figura 101 - Válvula controladora de vazão compensada por pressão 315
Figura 102 - Válvula controladora de vazão com válvula de retenção 
incorporada 316
Figura 103 - Funcionamento de uma válvula controladora de vazão 
compensada por pressão e temperatura 317
 
 
 
Tabelas 
Tabela de perda de carga 204
Tabela 1- Compatibilidade entre os tipos de materiais e os fluidos 
hidráulicos 218
Tabela 2 - Tabela para selecionar diâmetro interno dos tubos 226
Tabela 3 - Dimensionamento de tubos 227
Tabela 4 – Tabela Típica de Especificações 260
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Pontifícia Universidade Católica de Minas GeraisIPUC - Departamento de Engenharia Mecânica 
C d Hid á li P á i
 
 
 
 
Hidráulica 
(2ª PARTE) 
 
 
 
Professora: Mara Nilza Estanislau Reis 
 
 
 
 
 
12.1- Introdução à Hidráulica 
HIDRÁULICA 
 
A palavra hidráulica é definida da raiz grega “hidro” que significa água, “aulos” que 
significa cano. Compreendia-se, antigamente, por isso, todas as leis e 
comportamentos relativos à água. Hoje, entende-se, por hidráulica, a transmissão, 
controle de forças e movimentos, por meio de um fluido. No nosso estudo tratamos 
apenas do óleo hidráulico que é um ramo da hidráulica que utiliza o óleo como 
fluido. 
A Hidráulica consiste no estudo das características e usos dos fluidos. Desde o início, 
o homem serviu-se dos fluidos para facilitar o seu trabalho. A história antiga registra que 
dispositivos engenhosos, como bombas e rodas d'água já eram conhecidos desde épocas 
remotas. Entretanto, só no século XVII, o ramo da hidráulica que nos interessa, foi utilizado. 
Experiências têm mostrado que a hidráulica é agora indispensável como um método 
moderno de transmissão de energia. 
Acionamentos e comandos hidráulicos ganharam importância através dos tempos, 
com a automatização e mecanização. 
Grande parte das modernas e mais produtivas máquinas e instalações são hoje parcial 
ou totalmente comandadas por sistemas hidráulicos. Um fluido é usado como meio de 
transmissão de energia. Na maior parte dos casos, são usados óleo mineral, podendo, 
entretanto, ser um fluido sintético, ou uma emulsão óleo-água. 
 
Óleo Hidráulico ou hidráulico industrial: meio de transmitir energia através de líquido 
confinado sob pressão. 
Atualmente há milhares de máquinas operadas por pressão, que dividem a hidráulica 
em duas ciências: 
 
Hidrostática: mecânica dos fluidos estáticos, teoria das condições de equilíbrio dos fluidos 
sob pressão. A energia é transmitida empurrando um líquido confinado. O líquido precisa se 
mover ou fluir para causar o movimento, porém, esta é uma decorrência da força aplicada 
(energia potencial) ⇒ sistemas de óleo hidráulicos estáticos. 
 
Hidrodinâmica: é a ciência dos líquidos em movimento. Uma roda d’água ou turbina 
representa um dispositivo hidrodinâmico. A energia é transmitida pelo impacto do fluido em 
movimento contra lâminas ou palhetas (energia cinética, ou energia do movimento que o 
líquido contém) ⇒ sistemas óleo hidráulicos cinéticos. Mecânica dos fluidos em movimento 
(teoria da vazão). 
Um exemplo de hidrodinâmica pura é a transformação de energia dinâmica da água, nas 
usinas hidrelétricas. 
 
12.2- Sistema Óleo Hidráulico 
 
São sistemas transmissores de potência ou movimento, utilizando óleo com o 
movimento transmissor que é praticamente incompressível (transmite força 
instantaneamente). Podem ser classificados de duas formas: 
Estáticos: onde a energia utilizada é a potencial, com o fluido sob alta pressão e baixa 
velocidade (+ ou – 1000bar). Nosso estudo se voltará mais aos sistemas estáticos aplicados, 
por exemplo, em prensas, guindastes, máquinas, ferramentas, injetoras de plásticos, etc. 
Cinéticos: onde a energia utilizada é cinética, para a transmissão de potência, altas 
velocidades em torno de 50m/s (180km/h). 
 
12.3- Exemplos de aplicações 
 
Para que se possa, inicialmente, fazer uma idéia geral sobre os vários campos de 
aplicação da hidráulica, os mesmos foram divididos em 5 setores como segue: 
 
12.3.1 - Hidráulica Industrial 
Injetoras de plástico e outros materiais; Prensas; Indústria pesada (metalúrgica 
laminação; máquinas-ferramentas). 
 
 
12.3.2 - Hidráulica em construções fluviais, lacustres e marítimas. 
Comportas e eclusas; Acionamento de pontes; Máquinas de mineração; Turbinas; 
Usinas nucleares. 
 
12.3.3 - Hidráulica em aplicações técnicas especiais. 
Escavadeiras, dragas e gruas; Máquinas rodoviárias e agrícolas; Mecânica 
automobilística. 
 
12.3.4 - Hidráulica em aplicações técnicas especiais. 
Acionadores de telescópios; antenas; bóias de investigação marítima; trens de 
aterrissagem e controle de aeronaves; máquinas especiais. 
 
12.3.5 - Hidráulica na Indústria Naval. 
Acionamento de lemes; Guindastes de bordo; Gruas; Plataformas; Escotilhas de cargas. 
 
12.4- Classificação 
 
12.4.1- Quanto a pressão: 
 
00 - 14 bar = baixa pressão 
14 - 35 bar = média pressão 
35 - 85 bar = média-alta pressão 
85 - 210 bar = extra-alta pressão 
 
12.4.2- Quanto a aplicação: 
 
Classificados em sistema de pressão contínua ou sistema de pressão intermitente. 
 
12.4.3- Quanto ao tipo de bomba: 
 
Vazão constante ou vazão variável. 
 
12.4.4- Quanto ao controle de direção: 
 
Controlado por válvulas. 
Controlado por bombas reversíveis. 
 
12.5- Esquema geral de um sistema hidráulico 
 
De acordo com o tipo de aplicação, existe uma grande infinidade de tipos de circuitos 
hidráulicos, porém, todos eles seguem sempre um mesmo esquema, que poderíamos dividir 
em três partes principais. 
 
Sistema de Geração 
 ⇒ 
Sistema de distribuição 
e controle ⇒ 
Sistema de aplicação de 
energia 
 
⇓ 
 
 
⇓ 
 
⇓ 
Reservatório Válvulas Atuadores: 
Filtros controladoras Cilindro-linear 
Bomba de vazão, pressão Motor hidráulico-rotativo 
Motor de acionamento e direcionais 
Acumulador 
Intensificador de pressão e 
outros acessórios 
 
 
12.6- Transmissão de energia hidráulica 
 
O componente de entrada de um sistema hidráulico chama-se bomba e o de saída 
atuador. 
O sistema hidráulico não é uma fonte de energia. A fonte de energia é o acionador, tal como, 
o motor que gira a bomba. Então porque não esquecer a hidráulica e ligar a parte mecânica 
diretamente ao acionador principal? Devido a versatilidade de um sistema hidráulico, o qual 
oferece algumas vantagens sobre outros meios de transmissão de energia. 
12.7- Vantagens e Desvantagens do sistema hidráulico 
 
12.7.1- Vantagens do sistema hidráulico 
Faremos uma rápida comparação dos sistemas hidráulicos com os sistemas mecânicos ou 
elétricos equivalentes. 
 
- Velocidade: 
Consegue-se, num sistema bem dimensionado, uma variação contínua e precisa de 
velocidade, seja cilindro ou motor hidráulico, bastando para isto mudar a vazão da bomba ou 
controlá-la através da válvula adequada. 
 - Reversibilidade: 
Sem desligar a máquina, bastando apenas alterar a posição do êmbolo da válvula 
direcional, ocorre a inversão do movimento do atuador, enquanto que para se obter, por 
exemplo, a inversão do sentido de rotação de um motor elétrico, é necessário desligá-lo, 
inverter os fios (pólos) e dar nova partida. Existem chaves especiais para este fim, mas 
apesar da rapidez da operação, a inversão não é suave e o pico de consumo de partida do 
motor não é evitado. 
 - Proteção contra sobrecarga: 
Quando a carga excede os limites de trabalho ocorre o aumento da pressão do fluido a 
um valor limitado pela válvula de segurança, que nessa situação se abre impedindo qualquer 
dano ao sistema. 
 - Limitação de força (ou torque): 
Há possibilidade de se limitar a força máxima de um cilindro, ou torque máximo de 
um motor, pela válvula de segurança, e se existir a necessidade de um limite mais baixo para 
um movimento do que para outro, pode-se utilizar uma válvula redutora de pressão. 
- Dimensões reduzidas: 
Como a força e a velocidade dos atuadores dependem apenas de pressão e vazão 
respectivamente, o peso e o tamanho dos componentes hidráulicos são reduzidos em relação 
aos equivalentes equipamentos mecânicos e elétricos da mesma potência.- O óleo hidráulico é um excelente condutor de calor, o que inclusive é um fator importante 
no dimensionamento do reservatório que poderá servir como trocador de calor, etc. 
- Fácil instalação dos diversos elementos, oferecendo grande flexibilidade, inclusive em 
espaços reduzidos. O equivalente em sistemas mecânicos já não apresenta esta 
flexibilidade. 
- São sistemas auto-lubrificados, não ocorrendo o mesmo com os mecânicos ou elétricos. 
- Tem pequeno peso e tamanho com relação a potência consumida em comparação aos 
sistemas elétrico e mecânicos. 
- Parada instantânea. Se pararmos instantaneamente um motor elétrico, podemos danificá-
lo ou queimar o fusível. Da mesma forma as máquinas não podem ser paradas 
bruscamente e ter seu sentido de rotação invertido, sem a necessidade de se dar a partida 
novamente. Entretanto, um atuador hidráulico pode ser parado sem danos quando 
sobrecarregado, e começar imediatamente assim que a carga for reduzida. Durante a 
parada, a válvula de segurança simplesmente desvia, a vazão da bomba ao tanque. 
 
12.7.2- Desvantagens do sistema hidráulico 
 
- Seu custo inicial é mais alto em comparação aos sistemas mecânicos e elétricos. 
- Perigos de incêndios, pois o óleo, normalmente é inflamável. Atualmente tem-se 
empregado em certos casos fluidos resistentes ao fogo que, na realidade, apenas evitam a 
propagação do fogo. 
- O rendimento global de um sistema hidráulico, sem levar em consideração o rendimento do 
motor que aciona a bomba, varia, em função dos componentes especificados, de 80% a 90%. 
São três os fatores responsáveis pela variação do rendimento: 
 - Vazamentos internos em todos os componentes, esses vazamentos 
são necessários para promover a lubrificação das partes móveis dos diversos componentes. 
 - Perda de energia provocada pelas perdas de carga nos tubos e 
válvulas, com o conseqüente aquecimento do óleo. 
 - Várias transformações do estado da potência, a bomba recebe em seu 
eixo potência mecânica, a transforma em potência hidráulica e o atuador recebe a potência 
hidráulica e a transforma novamente em mecânica. 
 
12.8- Um pouco de História 
 
A hidráulica data de milhares de anos atrás, em sistemas de abastecimento de água e 
irrigação. Compreendia-se, antigamente, por isso, todas as leis e comportamentos 
relativos a água. 
Antes do século XV, época que Leonardo da Vinci era o gênio da Europa, o conceito 
de pressão era virtualmente desconhecido. Embora ele tivesse apresentado várias sugestões 
de projetos de máquinas hidráulicas, não conseguiu desenvolver um conceito claro de 
pressão. Mais de cem anos depois o italiano Torricelli observou o princípio de barômetro de 
mercúrio e relacionou ao peso da atmosfera. Baseando-se na descoberta de Torricelli, o 
cientista francês Blaise Pascal descobriu o princípio da alavanca hidráulica conhecido como 
Lei de Pascal (sec. XVII). 
 
12.8.1- A lei de Pascal: 
 
"A Pressão exercida em um ponto qualquer de um fluido em repouso transmite-se 
integralmente a todos os pontos do fluido e atua perpendicularmente contra as paredes do 
recipiente que o contém". 
Este preceito explica o fato de uma garrafa de vidro quebrar-se caso sua rolha seja 
forçada a entrar, com o recipiente completamente cheio: o fluido, praticamente 
incompressível, transmite a pressão aplicada pela rolha ao fundo da garrafa, como a área do 
fundo é muito maior que a rolha, produz-se uma força no fundo, excessivamente alta a ponto 
de quebrá-la. 
 
Figura 1 - A pressão (força por unidade área) é transmitida em todos os sentidos de um 
líquido confinado. 
 
Talvez, pela simplicidade da Lei de Pascal, é que o homem não percebeu o seu 
enorme potencial por dois séculos. Somente, no princípio da Revolução Industrial, é que um 
mecânico britânico, Joseph Bramah, veio a utilizar a descoberta de Pascal para desenvolver 
uma prensa hidráulica. 
Bramah, conclui que, se uma força moderada aplicada a uma pequena área, produz-se 
proporcionalmente, uma força maior numa área maior, o único limite à força de uma 
máquina seria a área em que se aplicasse a pressão. A figura demonstra como Bramah 
aplicou o princípio de Pascal à prensa hidráulica. 
 
Figura 2 - A alavanca hidráulica. 
 
A força aplicada é a mesma utilizada na rolha e o pistão menor tem a mesma área, ou 
seja, 1cm². O pistão maior tem 10cm². 
O pistão maior é empurrado com 10kgf numa área de 1cm², para que possa suportar 
um peso de 100kgf. Observa-se que as forças que equilibram este sistema são proporcionais 
às áreas dos cilindros. Assim sendo, se a área de saída for de 200 cm², a força de saída será 
de 200 kgf (no caso, a cada cm² correspondem 10 kgf). Este é o princípio de operação de um 
macaco hidráulico ou de uma prensa hidráulica. É interessante notar a semelhança entre a 
prensa simples e uma alavanca mecânica (vista B). 
12.9- Definição de pressão 
 
Somente para sistemas estáticos: 
 
A
FP = 
 
Unidades: bar; 2cm
kgf ; 2m
N = Pa; 2ft
lbf ; 2in
lbf = psi ; atm ; mmHg ; mca 
 
12.10- Pressão numa coluna de fluido 
 
Em uma coluna de fluido ocorre uma pressão como conseqüência do peso da massa 
de fluido sobre uma determinada área. A pressão é dependente da altura (h) da coluna, da 
densidade (ρ) e da aceleração da gravidade(g). 
 
Pressão de coluna = ρ. g. h = h . γ 
 
Figura 3 - Pressão hidrostática. 
 
Tomando recipientes de formas diferentes, cheios com o mesmo fluido, a pressão, em um 
determinado ponto, dentro do fluido, depende apenas da altura da coluna acima do ponto. 
A pressão hidrostática exerce uma força sobre o fundo do reservatório. 
Caso a pressão, conforme mostra a figura, atua sobre superfícies iguais ( A1 = A2 = A3 ), as 
forças resultantes serão também iguais. (F1 = F2 = F3). 
 
12.11- Princípio da multiplicação de pressão 
 
Figura 4 - Multiplicador de pressão. 
 
Dois êmbolos de diâmetros diferentes são unidos entre si por uma haste. Atuando-se 
com a pressão P1 sobre a área A1, temos no êmbolo maior a força F1. A força F1 é 
transmitida pela haste ao êmbolo menor. Essa força age sobre a superfície A2 e provoca a 
pressão P2. Eliminando o atrito, teremos: 
 
F1 = F2 = F 
 
P1 . A1 = P2 . A2 
 
Com isso teremos: P1 . A1 = F1 
 
 P2 . A2 = F2 
 
Ou então: 
2
1
P
P
 = 
1
2
A
A
 
 
Em um multiplicador de pressão, as pressões são inversamente proporcionais às áreas. 
 
12.12- Conservação de energia 
 
Uma lei fundamental da física afirma que a energia não pode ser nem criada nem 
destruída. 
A energia provém da natureza. Podemos fazer a transformação da energia. 
Um princípio anunciado por Lavoisier: “Na natureza nada se cria e nada se perde 
tudo se transforma”. 
É comum vermos em sistemas hidráulicos a energia elétrica transformada em 
mecânica e esta última transformada em hidráulica. 
A multiplicação de forças não é o caso de se obter alguma coisa por nada. O pistão 
maior, movido pelo fluido deslocado do pistão menor, faz com que a distância de cada pistão 
se movimente inversamente proporcional às suas áreas. O que se ganha com relação a força 
tem que ser sacrificado em distância ou velocidade. 
Observa-se que a hidráulica obedece ao “Princípio da Alavanca”. 
 
 Figura 2.1 – A energia não pode ser criada nem destruída. 
 
 
 
 
 
 
 
12.13- Como é gerada a pressão? 
 
A pressão resulta da restrição ou resistência oferecida ao fluxo do fluido ou da 
resistência à força que tenta fazer o líquido fluir. A resistência é função de: 
- da carga de um atuador; 
- de umarestrição (ou orifício) na tubulação; 
- estreitamento da passagem ou de obstáculos nos elementos de trabalho e nas 
seções de passagem dos condutores e aparelhos. 
 
Figura 5 - Pressão causada por uma restrição e limitada por uma válvula controladora 
de pressão. 
 
12.14- Fluxo em paralelo 
 
Quando houver duas vias de fluxo paralelas, cada qual com resistências ao 
escoamento diferentes, a pressão aumentará até vencer a resistência menor, quando ocorrerá 
fluxo pela via correspondente. Costuma-se dizer que os fluidos "escolhem os caminhos mais 
fáceis". 
 
 
Figura 6 - Fluxo em paralelo. 
 
12.15- Fluxo em série 
 
Quando resistências ao fluxo, estão ligadas em série, somam-se pressões. 
A figura mostra as mesmas válvulas da figura anterior, porém ligadas em série. Os 
manômetros, localizados nas linhas, indicam a pressão suficiente para superar cada 
resistência da válvula, mais a contrapressão que cada válvula sucessiva oferece. A pressão no 
manômetro da bomba indica a soma das pressões necessárias para abrir cada válvula 
individualmente. 
 
 
Figura 7 - Fluxo em série. 
 
12.16- Princípio de fluxo 
 
Num sistema hidráulico a força é transmitida só pela pressão, o fluxo provoca o 
movimento dos atuadores. A bomba é responsável pelo fornecimento de óleo, produzindo-se 
assim um fluxo. 
Há duas maneiras para medir fluxo de um fluido: 
 
12.16.1- Vazão e velocidade 
 
12.16.1.1- Velocidade: É a distância que as partículas percorrem em uma unidade de tempo. 
Sua unidade no Sistema Internacional é (m/s). 
- Velocidade de um atuador: 
A velocidade com que um cilindro se desloca ou um motor gira depende de seu 
tamanho e da vazão de óleo que está recebendo. 
Velocidade (V) depende da vazão (Q) e independe da pressão (P) 
Força (F) depende da pressão (P) e independe da vazão (Q). 
- Velocidade na tubulação: 
A velocidade com que o fluido hidráulico passa pela tubulação é um fator importante 
de projeto, pelo efeito que a velocidade causa sobre o atrito. 
Geralmente, a faixa de velocidade recomendada pelo fabricante é: 
 
VICKERS 
- Linha de sucção = 6 a 12 dm/s 
- Linha de pressão e retorno = 20 a 60 dm/s 
 
RACINE 
- Sucção e preenchimento: 60,96 a 121,92 cm/s 
- Retorno: 304,8 a 457,20 cm/s 
- Para pressão abaixo de 210 bar: 762,2 a 914,14 cm/s 
- Para pressão acima de 210 bar: 457,2 a 509,6 cm/s 
 
12.16.1.2- Vazão: É o volume que atravessa uma seção de tubo em uma unidade de tempo. 
Sua unidade no Sistema Internacional é (m3/s). Conforme varia a seção transversal de uma 
tubulação a velocidade média das partículas do fluido varia inversamente, apesar de a vazão 
ser constante. 
Se um fluido flui por um tubo com vários diâmetros, o volume que passa em uma unidade de 
tempo é o mesmo, independente da seção. A velocidade do fluxo varia, a vazão não. 
 
t
VQ = 
Onde: 
Q = vazão (L3/t) 
V = volume (L3) 
t = tempo (t) 
A = área da seção transversal (L2) 
s = curso (L) 
v = velocidade (L/t) 
V = (A. s) 
 
 
 
Substituindo na fórmula da vazão: 
t
sAQ ×= 
O curso s na unidade de tempo t é: 
t
sv = 
De onde podemos ter, com: 
vAQ ×= Equação da continuidade. 
2211 vAvA ×=× 
21 QQ = 
 
Figura 8 - Leis da vazão. 
 
 
Figura 9 - Vazão e velocidade. 
 
12.16.2- Atrito e Escoamento: 
 
- Atrito: A energia hidráulica ao ser transmitida pela tubulação acarreta sempre uma perda 
de carga. Visto que nas paredes do tubo e no próprio líquido se produz atrito, que por sua 
vez, gera calor. Uma perda de energia hidráulica significa uma perda de pressão do 
líquido hidráulico. 
 
Figura 10 - Atrito e queda de pressão. 
 
A determinação da perda de carga é importante para saber se a pressão fornecida ao 
sistema é ou não suficiente para aquilo que o sistema se propõe. 
As restrições (curvas, estrangulamentos, etc.) contribuem grandemente para a perda 
de carga no sistema e conseqüentemente aquecimento do óleo. 
Influem na perda de carga: 
- Velocidade do fluxo. 
- Tipo de fluxo (laminar ou turbulento). 
- Diâmetro do tubo. 
- Viscosidade do líquido. 
- Rugosidade do tubo. 
- Volume de passagem. 
- Restrições (válvulas, acessórios, etc.). 
 
O atrito cria turbulência no fluido oferecendo resistência ao fluxo, o que resulta numa 
queda de pressão ao longo da linha. 
O ideal para circuitos óleo hidráulicos é que o regime de escoamento seja laminar, (R 
≤ 2000, menor perda de carga), pois, em escoamento de regime turbulento, as perdas de 
carga são maiores, sempre que possível, deve-se evitar o emprego de restrições ou curvas 
abruptas nos circuitos. 
 
12.16.3 - Queda de pressão através de uma restrição (orifício): 
 
Esta perda de pressão nas restrições ou estreitamentos, devido a conversão de energia 
de pressão em energia térmica, são provocadas em alguns casos, deliberadamente (p.ex.: na 
válvula redutora de pressão), mas não se deseja que nos estreitamentos, haja perda de 
pressão por aquecimento. Todo líquido hidráulico se aquece, pois durante o trabalho, o 
líquido passa por muitos estreitamentos que existem nos elementos hidráulicos. 
Na interrupção do fluxo, o líquido para: estando em repouso, não se produz atrito. 
Conseqüentemente, a pressão é a mesma antes e depois do ponto de estrangulamento. 
Quanto maior for o fluxo maior será a queda de pressão (P). 
 
 
Figura 11 - Queda de pressão e fluxo de óleo através de uma restrição. 
 
Nos líquidos em movimento, podemos notar que os processos são mais complexos, 
pois podemos verificar que o dobro da diferença de pressão (P), não significa que a vazão se 
duplique como ocorre na eletrotécnica, onde o dobro da tensão significa o dobro da corrente. 
Uma expressão que demonstra a relação da vazão e a queda da pressão é: 
 
Onde: 
α = Fator hidráulico (0,6 a 0,9), valor dependente da viscosidade e da forma do 
estreitamento. 
A = Superfície do estreitamento em (m²). 
p = Queda de pressão em (Pa). 
ρ = Massa específica ou densidade absoluta em (kg/m³). 
Podemos também usar a seguinte expressão reduzida: 
 
Ou seja, a vazão em um estreitamento não tem um comportamento linear em relação a queda 
de pressão. Notamos que a curva característica é uma parábola. 
 
Conclusão: O valor exato da vazão a ser ajustada é obtido de forma experimental. 
 
12.16.4- Tipos de escoamentos: 
São dois tipos de fluxos de fluidos: 
 
 12.16.4.1- Fluxo laminar: 
Em um fluxo laminar, as moléculas do fluido se movem até determinadas 
velocidades, de uma forma mais ou menos ordenada, em camadas estáveis. Não há 
interferência entre as moléculas, nem tampouco influem em seu movimento. 
 
Figura 12 - Fluxo laminar. 
 
12.16.4.2- Fluxo turbulento: 
Caso a velocidade aumenta a seção de passagem não varia, a partir de certa 
velocidade (velocidade crítica) o fluxo se transforma em um movimento desordenado, 
turbulento. As moléculas já não se movem mais ordenadamente em uma direção geral, mas 
sim de forma irregular, influenciando o movimento das outras. 
 
 
Figura 13 - Fluxo turbulento. 
 
As resistências ao fluxo aumentam e as perdas hidráulicas crescem. Por esses 
motivos, o fluxo turbulento é indesejável em instalações hidráulicas. 
 
12.17- Principio de Bernoulli 
 
A lei da conservação da Energia nos diz que em um fluxo, a energia permanece 
constante, enquanto não houver troca de energia com o exterior. 
Deixando de lado as formas de energia que não se modificam no fluxo de um fluido, 
podemos dividir a energia total desta forma. 
 
Energia potencial: energia de posição em função da altura da coluna de fluido. Energia de 
pressão(pressão estática). 
 
Energia cinética: energia de movimento em função da velocidade do fluxo (pressão 
dinâmica). 
 
Equação de Bernoulli. 
teconsHvgzP tan
2
2
==⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛ ++ρ 
 
 
Com relação à energia de pressão estática teremos: 
2
2
vPhgPP stt ⋅+⋅⋅+= ρ 
Onde: 
Pt = pressão total. 
 Pst = pressão estática. 
 ρ.g.h = pressão da coluna de fluido. 
 2
2
vP ⋅ = pressão dinâmica. 
 
Observando-se a equação da continuidade e a equação de energia, podemos deduzir 
que quando se diminui a seção transversal de passagem, a velocidade aumenta, com isso 
aumenta também a energia cinética. 
Já que a quantidade de energia total permanece constante, é necessário que se 
reduzam a energia de posição ou de pressão, ou ambas. 
A energia de posição, no entanto, varia de forma desprezível nestes casos. 
Com isso a pressão estática tem que variar em função da pressão dinâmica e esta em 
função da velocidade. 
 
 
Figura 14 - A altura das colunas de fluido representa as pressões em cada posição. 
 
12.18- Perda de carga na linha de pressão de um sistema hidráulico 
 
 Durante o escoamento do fluido através do sistema hidráulico, pode ocorrer uma 
perda de pressão (mais comumente denominada perda de carga), que é devida a vários 
fatores. Todos esses fatores entram no cálculo de perda de carga no sistema hidráulico que é 
feito da seguinte maneira: 
 
215915
1.
9266
...
2 ρv
D
Lf=∆Ρ 
 
Onde: 
∆P = perda de carga do sistema em (bar) 
f = fator de fricção (número puro) 
L = L1 + Ls = comprimento total da tubulação em (cm) 
L1 = comprimento da tubulação retilínea em (cm) 
Ls = comprimento equivalente das singularidades em (cm) 
D = diâmetro interno da tubulação em (cm) 
v = velocidade de escoamento do fluido em (cm/s) 
ρ = massa específica ou densidade absoluta do fluído em (kg/m 3 ). 
215915x9266 = fator de conversão para a uniformização das unidades. 
 
12.18.1- Determinação do fator “f”: 
 
 Esse fator “f” é devido a temperatura do fluido e rugosidade interna do duto, isto é 
quanto mais rugoso for internamente o duto, maior dificuldade terá o óleo para escoar. 
 
R
Xf = 
 
X = 64 para tubos rígidos e temperatura constante. 
X = 75 para tubos rígidos e temperatura variável ou para tubos flexíveis e temperatura 
constante. 
X = 90 para tubos flexíveis e temperatura variável. 
 
Re = número de Reynolds 
Re = υ
Dv. , onde: 
v = velocidade do fluido em (cm/s). 
D = diâmetro interno da tubulação em (cm). 
ν = viscosidade cinemática do fluido em Stokes (cm²/s). 
 
0 ≤ Re ≤2300 escoamento laminar. 
2300 ≤ Re ≤ 4000 zona de transição. 
Re ≥4000 escoamento turbulento. 
 
12.18.2- Determinação de Ls, L1 e L: 
 
 Como salientamos anteriormente, restrições, curvas, bifurcações, etc., causam perda 
de carga e aquecimento do fluido. A esse tipo de perda de carga, damos o nome de perda de 
carga localizada. 
 Podemos observar, então, que as curvas de 90,45° ou 30°, bifurcações, cotovelos, 
etc., também fornecem certa resistência ao fluxo de óleo, ocasionando, portanto, outra perda 
de carga localizada. Como é muito difícil se estabelecer uma queda de pressão para cada tipo 
de cotovelo ou curva, etc., o que se costuma fazer é transformar, em cálculos, esse cotovelo 
ou curva em um “comprimento equivalente” de canalização retilínea, e para tal, existem 
tabelas que nos auxiliam nestas transformações. 
 Saliente-se que estes cotovelos, curvas, registros, etc., são denominados de 
singularidades. 
 
12.18.3- Determinação de “D”: 
 
 O diâmetro da tubulação é determinado a partir do cálculo da área da seção do duto 
“A” obtido através da vazão e velocidade do fluxo do fluido. Assim, temos que: 
 
 Q = v. A ∴ A = 
v
Q 
 
 Como a perda de carga que está nos interessando ocorre em linhas de pressão, 
adotamos a velocidade “v” recomendada de 15 ft/s ou 457,20 cm/s. 
 
 Portanto, 
 
 A = 
20,457
)/( 
15
)/( 33 scmQAousftQ = 
 Uma vez determinado “A”, sabemos que: 
 
 A = π π π
. . .D D A D A
2
2
4
4 4∴ = ∴ = 
Ou ainda, 
 D = 1,128 A 
 
12.18.4- Determinação de v: 
 
 A velocidade do fluido deverá ser aquela recomendada (15ft/s ou 457,20cm/s em 
linhas de pressão). 
 Existe um motivo para essa recomendação. Como vimos anteriormente, para que não 
ocorra uma grande perda de carga no sistema, o escoamento deverá ser laminar e o número 
de Reynolds deverá estar abaixo de 2300. Experimentalmente verificou-se que para que essa 
condição seja observada, as velocidades deveriam ser aquelas recomendadas pelos 
fabricantes. 
 
12.18.5- Determinação de γ : 
 
Gama (γ ) é o peso específico do fluido em (Kgf/m 3 ). 
 
12.18.6- Procedimento de cálculo: 
 
1. Determine “f”. 
2. Determine “Ls” e as perdas localizadas em válvulas especiais, através dos catálogos 
do fabricante. Adicione “Ls” a “L1” para obter “L”. 
3. Determine P e efetue a soma deste cálculo com as perdas de carga localizadas nas 
válvulas especiais para obter a perda de carga total no sistema. 
4. Uma vez determinada a perda de carga total, verifique se a mesma não influirá no 
sistema. Por exemplo, se nosso sistema precisa de 190 bar para executar um 
determinado trabalho enquanto que fornecemos 210 bar e temos uma perda de carga 
de 30 bar a pressão útil disponível será: P = 210 - 30 = 180 bar, insuficiente para o 
trabalho que o sistema hidráulico se propõe a fazer, pois é menor do que a pressão 
necessária de 190 bar. 
 
12.18.7- Perda térmica: 
 
A perda térmica gerada em um sistema hidráulico caracteriza-se pela perda de 
potência que pode ser vista em termos de taxa de calor gerada devido às perdas de carga. 
 É importante salientar que essa taxa de calor propaga-se pelas tubulações por meio do 
sistema, elevando a temperatura do fluido em movimento. Daí a necessidade das chicanas 
(aletas) no interior do reservatório. Porém, se a magnitude dessa taxa de calor atinge valores 
relativamente grandes e não consegue ser dissipada na recirculação pelo tanque, tornar-se-á 
necessário o uso de um trocador de calor, que pode ser dimensionado a partir dessa taxa de 
calor conhecida. Assim: 
 
 q = 1,434 * ∆PT* QB 
Em que: 
 
• ∆PT = Perda de carga total [bar] 
• QB = Vazão fornecida pela bomba hidráulica [l/min] 
• q = Perda térmica [Kcal/h] 
• 1,434 = Fator de Conversão 
• 
Observação: Apesar de parecer trabalhoso efetuar o dimensionamento dos atuadores, 
tubulações e perda de carga, de acordo com esses procedimentos, é certo que eles conduzem 
a uma completa otimização do sistema. Em outras palavras, o sistema resultará mais 
compacto e certamente de custo menor. 
 
 
 
 
 
12.18.8- Tabela de perda de Carga: 
 
Comprimentos Equivalentes a perdas localizadas 
(em polegadas de canalização retilínea) 
 
DIÂMETRO 
Cotovelo 
90º 
Raio 
Longo 
Cotovelo 
90º 
Raio 
Médio 
Cotovelo
90º 
Raio 
Curto 
Cotovelo
45º 
Curva 
90º 
Raio 
Longo 
Curva 
90º 
Raio 
Curto 
Curva 
45º 
Entrada 
normal 
Entrada 
de borda 
mm Pol. 
3,175 1/8 3,94 3,94 3,94 3,94 3,94 3,94 3,94 3,94 3,94 
6,350 1/4 7,87 7,87 11,81 3,94 3,94 7,87 3,94 3,94 7,87 
9,525 3/8 7,87 11,81 15,75 7,87 7,87 7,87 7,87 7,87 11,81 
12,700 1/2 11,81 15,75 19,69 7,87 7,87 11,81 7,87 7,87 15,75 
15,875 5/8 11,81 19,69 23,62 7,87 7,87 11,81 7,87 7,87 15,75 
19,050 3/4 15,75 23,62 27,56 11,81 11,81 15,75 7,87 7,87 19,76 
22,225 7/8 15,75 23,62 27,56 11,81 11,81 15,75 7,87 7,87 23,62 
25,400 1 19,69 27,56 31,50 15,75 11,81 19,69 7,87 11,8127,56 
28,575 1,1/8 23,63 31,50 39,37 19,69 15,75 23,62 11,81 15,75 31,50 
31,750 1,1/4 27,56 35,43 43,31 19,69 15,75 23,62 11,81 15,75 35,43 
34,925 1,3/8 31,50 39,37 47,24 23,62 19,69 27,50 11,81 15,75 39,37 
38,100 1,1/2 35,43 43,31 51,18 23,62 19,69 27,50 11,81 19,96 39,37 
41,275 1,5/8 39,37 47,24 55,12 27,56 19,69 31,50 11,81 23,62 43,31 
44,450 1,3/4 43,31 51,18 59,06 27,56 23,62 31,50 15,75 23,62 51,18 
47,625 1,7/8 43,31 51,18 62,99 31,50 23,62 35,43 15,75 27,56 55,12 
50,800 2 43,31 55,12 66,93 31,50 23,62 35,43 15,75 27,56 59,06 
57,150 2,1/4 47,24 62,99 74,80 35,43 27,56 39,37 19,69 31,50 66,93 
63,500 2,1/2 51,18 66,93 78,74 35,43 31,50 39,37 19,69 35,43 74,80 
69,850 2,3/4 59,06 74,80 90,55 43,31 35,43 47,24 23,62 39,37 82,68 
76,200 3 62,99 82,68 98,43 47,24 39,37 51,18 23,62 43,31 86,61 
82,550 3,1/4 66,93 86,61 106,30 51,18 43,31 55,12 23,62 47,24 98,43 
88,900 3,1/2 74,80 94,49 118,11 55,12 47,24 59,06 27,56 55,12 106,30 
95,250 3,3/4 78,74 98,43 125,98 55,12 47,24 59,06 27,56 59,06 118,11 
101,600 4 82,68 102,36 133,86 59,06 51,18 62,99 27,56 62,99 125,98 
107,950 4,1/4 90,55 110,24 141,73 62,99 55,12 66,93 31,50 66,93 133,86 
114,300 4,1/2 94,49 125,98 149,61 66,93 59,06 74,80 31,50 70,87 141,73 
120,650 4,3/4 102,36 133,86 157,48 70,87 59,06 78,74 35,43 74,80 149,61 
127,000 5 107,75 145,67 165,35 74,80 62,99 82,68 35,43 78,74 157,48 
 
 
 
 
 
 
 
 
DIÂMETRO 
Registro
de gaveta
Registro 
de globo 
Registro
de ângulo
Tê de 
passagem
direta 
Tê de 
saída 
lado 
Tê de 
saída 
bi-lateral
Válvula 
de 
pé e 
crivo 
Saída 
de 
Canali- 
zação. 
Válvula 
de 
Retenção 
tipo 
leve 
Válvula 
de 
Reten- 
ção tipo
pesada
mm Pol. 
3,175 1/8 3,94 31,50 27,56 3,94 11,81 11,81 35,43 3,94 11,81 15,75 
6,350 1/4 3,94 94,49 51,18 3,94 19,69 19,69 70,87 7,87 19,69 31,50 
9,525 3/8 3,94 145,67 78,74 7,87 31,50 31,50 106,30 11,81 31,50 47,24 
12,700 1/2 3,94 192,91 102,36 11,81 39,37 39,37 141,73 15,75 43,31 62,99 
15,875 5/8 3,94 228,35 122,05 11,81 47,24 47,24 181,10 15,75 55,12 78,74 
19,050 3/4 3,94 263,78 141,73 15,75 55,12 55,12 220,47 19,69 70,87 94,48 
22,225 7/8 3,94 291,34 161,42 15,75 59,06 59,06 251,97 19,69 74,80 110,24 
25,400 1 7,87 322,63 181,10 19,69 66,93 66,93 287,40 19,69 82,62 125,98 
28,575 1,1/8 7,87 385,83 220,47 23,62 78,74 78,74 342,52 27,56 94,45 141,73 
31,750 1,1/4 7,87 444,88 220,47 27,56 90,55 90,55 393,70 35,43 106,30 157,48 
34,925 1,3/8 11,81 488,19 263,78 31,50 106,36 106,36 425,20 39,37 118,11 173,23 
38,100 1,1/2 11,81 527,56 263,78 35,43 110,24 110,24 456,69 39,37 125,98 188,98 
41,275 1,5/8 11,81 566,93 283,46 39,37 118,11 118,11 480,31 43,31 137,80 204,72 
44,450 1,3/4 15,75 606,30 299,21 39,37 125,98 125,98 492,18 51,18 145,67 220,47 
47,625 1,7/8 15,75 645,67 318,90 43,31 129,92 129,92 511,81 55,12 157,48 236,22 
50,800 2 15,75 685,04 334,65 43,31 137,80 137,80 551,18 59,06 465,35 251,97 
57,150 2,1/4 15,75 755,90 366,14 47,24 153,54 153,54 610,24 66,93 185,04 287,40 
63,500 2,1/2 15,75 826,77 393,70 51,18 169,29 169,29 669,29 74,80 204,72 318,90 
69,850 2,3/4 19,69 944,88 452,75 59,06 188,98 188,98 728,35 82,68 228,35 350,39 
76,200 3 19,69 1.023,62 511,81 62,99 204,72 204,72 787,40 86,61 248,03 381,89 
82,550 3,1/4 23,62 1.102,36 551,18 66,93 220,47 220,47 818,90 98,43 267,72 413,39 
88,900 3,1/2 23,62 1.181,10 590,55 74,80 236,22 236,22 846,46 106,30 291,34 444,88 
95,250 3,3/4 27,56 1.259,84 629,92 78,74 248,06 248,06 885,83 118,11 311,02 476,38 
101,600 4 27,56 1.338,58 669,29 82,68 263,78 263,78 905,51 125,98 330,71 507,87 
107,950 4,1/4 31,50 1.429,13 708,66 90,55 279,53 279,53 976,38 133,86 350,39 539,37 
114,300 4,1/2 31,50 1.515,75 748,03 94,49 299,21 299,21 1.043,31 141,73 370,08 570,87 
120,650 4,3/4 35,43 1.606,30 787,40 102,36 314,96 314,96 1.114,17 146,61 389,76 602,36 
127,000 5 35,43 1.692,91 826,77 106,30 330,71 330,71 1.181,10 157,48 409,45 633,86 
 
12.19- Trabalho e energia 
 
W = F.d (movimenta uma força a uma certa distância) 
t
WP = (velocidade em que o W é realizado) 
t
dFP = VFP ⋅= 
 
12.19.1- Potência Hidráulica: 
 
No motor elétrico: 
 
P(W) = V (volts). I (Ampéres) 
 
Na bomba: 
 
t
smQPaPWP η
)/()()(
3⋅= 
ηt = ηv x ηhm 
ηt = rendimento total. 
ηv = rendimento volumétrico (devido a fuga de líquido nas bombas e motores). 
ηhm = rendimento hidráulico-mecânico ( devido ao atrito nas bombas). 
 
426
)()/()(
2 lpmQcmkgfPcvP ⋅= 
1 cv = 4500 Kgfm/min = 75 Kgfm/s = 736 W = 10,52 Kcal/min = 41,8 Btu/min 
 
12.20- Fluidos Hidráulicos 
 
A escolha e o cuidado com o fluido hidráulico para uma máquina terão um efeito 
importante no seu desempenho e na vida dos seus componentes. 
Aqui, encontraremos os fatores básicos envolvidos na escolha de um fluido e sua 
utilização adequada. 
O fluido no uso geral em hidráulica se refere ao líquido utilizado com meio de 
transmitir energia, seja ele um óleo mineral especialmente composto ou um fluido especial 
resistente ao fogo, que pode ser um composto sintético. 
 
12.20.1- Funções dos fluidos hidráulicos: 
 
O fluido hidráulico tem 4 funções básicas: 
- Transmissão de Energia 
Como meio de transmitir energia, o fluido precisa circular livremente nas linhas e 
passagens dos componentes. Muita resistência ao fluxo, cria uma perda de energia 
considerável. O fluido também precisa ser o mais incompressível possível para que a ação 
seja instantânea a partir de um comando. 
- Lubrificação das Peças Móveis 
Na maioria dos componentes hidráulicos, o fluido fornece a lubrificação interna. Os 
elementos da bomba e outras peças de desgaste deslizam sobre uma película de fluido. 
Para maior durabilidade dos componentes o óleo precisa possuir os aditivos 
necessários para assegurar as características antidesgaste. Nem todos os óleos hidráulicos 
contêm esses aditivos. 
A Vickers recomenda a nova geração de óleos hidráulicos industriais por conterem 
quantidades adequadas de aditivos antidesgaste. 
Para serviço geral em hidráulica, estes óleos oferecem proteção superior contra o 
desgaste de bombas, motores e durabilidade no serviço. 
Além disso, fornecem boa demulsibilidade (capacidade de isolar água) além de 
proteção contra a ferrugem. 
Esses óleos são conhecidos geralmente como óleos hidráulicos do tipo antidesgaste. 
A experiência demonstrou que o óleo automotivo tipo "MS" (viscosidade SAE 10 W E 20 
W) é excelente para o serviço hidráulico severo onde deve ter ausência ou pouca presença de 
água. 
O único efeito adverso é que seu aditivo detergente tende a manter a água em 
emulsão e impedir a separação desta, mesmo em longo prazo. 
É preciso notar que são poucos os problemas causados pela água no uso desses óleos 
nos sistemas hidráulicos. 
A condensação normal não tem sido um problema. Os óleos "MS" são altamente 
recomendados para os sistemas hidráulicos de equipamento móbil (tratores, 
guindastes, empilhadeiras etc). 
- Vedação das folgas entre estas peças 
Em muitos casos, o fluido é a única vedação contra a pressão dentro de um 
componente hidráulico. O ajuste mecânico preciso e a viscosidade de óleo determina o 
índice de vazamento. 
- Resfriar ou dissipar o calor 
 A circulação do óleo através das linhas e ao redor das paredes do reservatório, 
dissipa o calor gerado no sistema. 
 Complementando essas funções básicas, o fluido hidráulico, deverá ter vários outros 
requisitos de qualidade, que freqüentemente resultam de uma composição especial e nem 
sempre existentes em todos os fluidos, tais como: 
- Impedir ferrugem. 
- Impedir a formação de lodo, goma e verniz. 
- Diminuir a formação de espuma. 
- Manter-se estável e conseqüentemente reduzir o custo de manutenção. 
- Manter umíndice de viscosidade relativamente estável, numa ampla faixa de temperaturas. 
- Impedir a corrosão e erosão. 
- Separar a água. 
- Compatibilidade com as vedações e gaxetas. 
 
12.20.2- Propriedades dos fluidos hidráulicos 
 
 Vamos considerar as propriedades de um fluido hidráulico, que permitem executar as 
funções primárias e satisfazer alguns ou todos os requisitos de qualidade. 
 Viscosidade é um termo que classifica os fluidos em função de sua fluidez. 
 Se um fluido escoa facilmente, sua viscosidade é baixa. Pode-se dizer que o fluido é 
fino ou pouco encorpado. 
 Um fluido que escoa com dificuldade tem alta viscosidade. Pode-se dizer que seja 
grosso ou muito encorpado. 
Para qualquer máquina hidráulica, a viscosidade do fluido deve ser um compromisso. 
É desejável uma alta viscosidade para manter a vedação entre superfícies justapostas. 
Entretanto, uma viscosidade muito alta aumenta o atrito, resultando o seguinte: 
- Alta resistência ao fluxo. 
- Aumento de consumo de energia devido as maiores perdas do atrito. 
- Alta temperatura causada pelo atrito. 
- Maior queda de pressão devido a resistência. 
- Possibilidade de operação vagarosa. 
- Dificuldade em separar o ar do óleo no reservatório. 
Se a viscosidade for baixa demais: 
- O vazamento interno aumenta. 
- Desgaste excessivo ou talvez engripamento, sob carga pesada, devido à decomposição 
química da película de óleo entre as peças móveis. 
- Pode reduzir o rendimento da bomba, com uma operação mais lenta do atuador. 
- Aumento de temperatura devido a perdas por vazamento. 
 
12.20.2.1- Índice de viscosidade: 
 
O índice de viscosidade é uma medida relativa da mudança de viscosidade de um 
fluido com relação às variações de temperatura. 
Um fluido que tem uma viscosidade relativamente estável à variação de temperaturas, 
tem uma alto índice de viscosidade. Um fluido que é espesso, quando frio, e fino, quando 
quente, tem um baixo índice de viscosidade. 
A escala original de índice de viscosidade varia de 0 a 100, representando as 
características desde o pior até o melhor óleo, até então conhecidos. 
 
12.20.2.1.1- Conversão de viscosidades: 
 
Hoje, os aditivos e a técnica de refinaria aumentaram o índice de viscosidade de 
certos óleos até acima de 100. 
Um alto índice de viscosidade é desejável quando o equipamento opera com 
temperaturas extremas. Entretanto, numa máquina que funciona a temperatura relativamente 
constante, o índice de viscosidade do fluido é menos crítico. 
 
12.20.2.2- Ponto de fluidez: 
 
O ponto de fluidez é a temperatura mínima em que um líquido fluirá. É uma 
especificação muito importante se o sistema hidráulico estiver exposto a uma temperatura 
extremamente baixa. Como regra geral, o ponto de fluidez deverá estar 10°C abaixo da 
temperatura mínima de trabalho. 
 
12.20.2.3- Capacidade de lubrificação: 
 
As peças móveis de um sistema hidráulico necessitam uma folga suficiente para se 
movimentarem numa película de fluido. 
Esta condição se chama película de lubrificação. Enquanto o fluido estiver com 
viscosidade adequada, as imperfeições mínimas nas superfícies das peças não se tocam. 
Entretanto, em certos equipamentos de alto rendimento, o aumento da velocidade e 
pressão juntamente com as tolerâncias exigidas, fazem com que a película de fluido fique 
ainda mais fina. Originando-se então a condição limite de lubrificação. Neste ponto, poderá 
haver contato direto do metal com metal nas imperfeições das duas superfícies ajustadas; 
assim, um óleo com propriedades químicas especiais tornara-se necessário. 
 
 
 
Lubrificação de peças com pequenas tolerâncias necessitam de aditivos químicos. 
Figura 15 – Propriedades de lubrificação dos óleos. 
12.20.2.4- Resistência a oxidação: 
 
A oxidação, ou a reação química com oxigênio reduz sensivelmente a vida útil de um 
fluido. Óleos de petróleo são facilmente sujeitos à oxidação, já que o oxigênio se combina 
rapidamente com o carbono e o hidrogênio presentes na composição destes óleos. 
A maioria dos derivados da oxidação são solúveis no óleo, quando então reações 
posteriores ocorrem, formando goma, lodo e verniz. 
Dos produtos da primeira reação, que permanecem no óleo, tem-se ácido em estado 
natural que causa a corrosão no sistema inteiro e aumenta a viscosidade do óleo. A goma 
solúvel, o lodo e o verniz entopem os orifícios, aumentam o desgaste e prendem as válvulas. 
Há sempre um número de catalisadores de oxidação num sistema hidráulico. Calor, 
pressão, água, superfícies metálicas e agitação, são alguns fatores que aceleram a oxidação 
tão logo a mesma se inicie. A temperatura é particularmente importante. 
Os testes demonstram que em temperaturas abaixo de 56°C, a oxidação do óleo é 
lenta. Porém, a faixa de oxidação (ou qualquer outra reação química) duplica 
aproximadamente, para cada aumento de 10°C de temperatura. 
Os fabricantes de óleos hidráulicos incorporam aditivos para que estes resistam à 
oxidação, já que muitos sistemas operam as temperaturas mais altas. 
Esses aditivos: 
- Impedem a oxidação logo no início, ou, 
- Reduzem o efeito dos catalisadores de oxidação. 
 
12.20.2.4.1 - Prevenção da ferrugem e corrosão: 
 
A ferrugem é a reação química do ferro (ou aço) com o oxigênio. A corrosão é reação 
química entre o metal e um produto químico, geralmente um ácido. Os ácidos resultam da 
união química da água com certos elementos. 
Como não é possível evitar que o ar e a umidade penetrem em um sistema hidráulico, 
sempre há condição favorável a ocorrência de ferrugem e corrosão. Durante a corrosão, 
partículas de metal são dissolvidas e se separam do componente. 
A ferrugem e a corrosão contaminam o sistema e aceleram o desgaste, como 
conseqüência ocorre vazamento excessivo nas partes afetadas e podem até causar 
engripamento dos componentes. 
A ferrugem e a corrosão podem ser inibidas pela incorporação de aditivos que 
revestem as superfícies do metal, evitando que estas sejam atacadas quimicamente. 
 
12.20.2.5- Demulsibilidade: 
 
Uma pequena quantidade de água pode ser tolerada na maioria dos sistemas. De fato, 
alguns aditivos contra a ferrugem promovem um grau de emulsificação, ou a mistura com 
alguma água que entra no sistema. Isto impede que a água se assente e penetre através da 
película antiferrugem. Entretanto, muita água no óleo gera uma reunião de contaminantes, 
prendendo válvulas acelerando o desgaste. 
Um óleo hidráulico bem refinado deve ter um alto grau de demulsibilidade, ou 
capacidade de isolar a água. 
 
12.20.2.6- O uso de aditivos: 
 
Como a maioria de propriedades desejáveis de um fluido é devida aos aditivos, pode-
se pensar que os aditivos comerciais deveriam ser incorporados em qualquer óleo para torná-
lo adequado para um sistema hidráulico. 
Os fabricantes, entretanto, advertem esclarecendo que os aditivos têm que ser 
compatíveis com o fluido bem como entre si e mais ainda, que esta compatibilidade não pode 
ser determinada no campo. Salvo se houver laboratório para verificar a compatibilidade, a 
aditivação é competência do fabricante do fluido. 
O óleo derivado de petróleo é, até agora, o mais usado como fluido hidráulico. As 
características ou propriedades dos fluidos de petróleo dependem de 3 fatores: 
- O tipo do óleo cru que é usado. 
- O grau e o método de refinação. 
- Os aditivos usados. 
Geralmente, o petróleo tem uma excelente lubricidade. Alguns óleos crus têm 
propriedades melhores do que o normal, de lubrificação ou antidesgaste. Dependendo do 
trato, alguns óleos crus se destacam em melhor demulsibilidade, mais resistência contra 
oxidação a temperaturas elevadas ou maioríndice de viscosidade que outros. 
O óleo protege naturalmente contra a ferrugem, veda bem, dissipa facilmente o calor 
e é fácil mantê-lo limpo pela filtragem ou separação por gravidade dos contaminantes. A 
maioria das propriedades desejáveis de um fluido, se já não está inclusa no óleo cru, pode ser 
incorporada através de refinação ou aditivação. 
Uma desvantagem do óleo de petróleo é a sua combustibilidade. 
Para aplicações onde há risco de incêndio, tais como tratamento térmico, solda 
elétrica, fundição, forja e muitos outros, vários tipos de fluidos incombustíveis são 
disponíveis. 
 
12.20.3- Fluidos resistentes ao fogo 
 
Entre os fluidos resistentes ao fogo encontramos, mais comumente, os fosfatos de 
ésteres, cloridratos de hidrocarbonos, água glicóis e água em óleo. 
Além de ser resistente ao fogo, esse tipo de fluido possui muitas outras características 
que o difere do óleo mineral. Essas características devem ser levadas em considerações 
quando esse fluido é utilizado. Entre elas podemos incluir: 
 
12.20.3.1 - Características: 
 
Os glicóis com água geralmente têm boas características de resistência contra 
desgaste, desde que as altas velocidades sejam evitadas. 
O fluido tem uma alta densidade (é mais pesado que o óleo), o que pode exigir maior 
depressão na entrada das bombas. Certos metais como zinco, cádmio e magnésio reagem 
com os glicóis e devem ser evitados nos sistemas. 
A maioria dos materiais sintéticos para retentores são compatíveis com o glicol com 
água. Evita-se o uso de asbestos, couro e materiais impregnados de cortiça nos retentores 
rotativos, pois esses tendem a absorver água. 
 
Algumas desvantagens desses fluidos são: 
 
- Necessidade de se verificar com freqüência a porcentagem de água e compensar sua 
evaporação a fim de se conservar a viscosidade desejada. 
- Redução de viscosidade através do uso normal; 
- Ocorre a evaporação de alguns aditivos, reduzindo-se assim a vida útil do fluido e a dos 
componentes. 
- As temperaturas de trabalho precisam ser baixas para que a evaporação seja mínima. 
- O custo inicial e de manutenção, é maior que o dos óleos minerais. 
- Aumento do desgaste do equipamento quando da utilização de base aquosa; 
- Deterioração de pinturas (internas no reservatório) vedações, metais e isolantes térmicos; 
- Separação da base aquosa através das partes móveis dos componentes do sistema. 
Este fluido não combate o fogo, mas impede sua propagação, devido a evaporação da 
água que impede o contato do oxigênio com as chamas. 
 
12.20.3.2- Água glicóis: 
 
As soluções de água glicóis vêm, geralmente, na mistura de 24 a 50% de água com 
etileno ou propileno de glicol. A resistência ao fogo, evidentemente, é devida a água, porém, 
essa resistência decresce e a viscosidade aumenta com a evaporação da água. Assim sendo, 
análises constantes do fluido devem ser feitas a fim de que o sistema hidráulico não seja 
afetado. 
Certos tipos de aditivos auxiliam na lubrificação e agem contra a corrosão que pode 
ser provocada pela evaporação da água. A temperatura de operações do fluido deve ser 
limitada a 50º C a fim de se prevenir uma evaporação excessiva da água, aparecimento de 
espuma e evaporação dos aditivos. Altas temperaturas tendem a formar compostos pastosos 
do fluido que, mesmo com a redução da temperatura, não voltarão à fase líquida. Esses 
compostos pastosos causarão entupimento do filtro e a sucção da bomba será afetada. 
A vida útil da água glicol é bem menor do que a do óleo mineral ou do fluido 
sintético. 
A água adicionada ao sistema deve ser destilada e desionizada a fim de se prevenir a 
falência de metais como o ferro, devido à formação de corrente galvânica no sistema. Por 
essa razão, metais como zinco, cádmio, manganês e outros, não podem estar presentes no 
sistema. 
As impurezas, geralmente, ficam em suspensão, dessa forma uma boa filtragem deve 
ser feita. Em certos casos entretanto, não podemos usar uma malha menor do que 25 µ no 
filtro para evitar problemas de sucção. 
Quando se muda de óleo a base de petróleo para glicol com água num sistema, este 
deve ser inteiramente limpo e enxaguado. Recomenda-se remover a tinta original do interior 
do reservatório substituindo-se as peças de zinco, as banhadas de cádmio e certas conexões 
fundidas. 
Pode ser necessário inclusive substituir as peças de alumínio, a não ser que estas 
estejam bem tratadas, assim como qualquer equipamento que não for compatível com o 
fluido. 
 
12.20.3.3- Emulsões de água em óleo: 
 
Os fluidos do tipo emulsão são os fluidos incombustíveis mais econômicos. Como os 
glicóis, estes dependem do conteúdo de água para torná-los resistentes ao fogo. Além da 
água e do óleo, as emulsões contêm: emulsificadores, estabilizadores e outros aditivos. 
As emulsões de água em óleo são as mais comuns. Partículas de água ficam em 
suspensão numa base predominante de óleo. 
Com o óleo, esses fluidos têm excelente lubricidade e consistência. E mais ainda, a 
água dispersa fornece ao fluido uma melhor capacidade de resfriamento. 
Inibidores da ferrugem são incorporados para ambas as bases, a de água e a de óleo. 
Aditivos antiespumantes são também usados sem dificuldades. 
Essas emulsões geralmente contêm 40% de água. Entretanto, alguns fabricantes 
fornecem um fluido concentrado e o cliente adiciona água quando da instalação. 
Esse tipo de fluido é geralmente uma solução de óleo, água (geralmente a 40%) e um 
emulsificador. A emulsão de água em óleo é o fluido menos dispendioso dos resistentes ao 
fogo. 
Pequenas variações na percentagem de água causam grandes variações na 
viscosidade da solução. 
Algumas considerações levantadas no água glicol também devem ser observadas nas 
emulsões de água em óleo como, por exemplo, os efeitos da temperatura, a ação solvente dos 
emulsificantes e aditivos e a qualidade da água adicionada. 
Os emulsificantes tendem a isolar as impurezas e mantê-las em suspensão, sendo que, 
uma boa filtragem, é recomendada. Filtros químicos não devem ser usados, pois, poderiam 
reter qualquer emulsificante ou aditivo. Os filtros, em geral, não podem ser de malha muito 
fina, pois, separariam o óleo da água. 
Podem ser usados os mesmos tipos de vedação e metal, presentes em circuitos com 
óleo mineral, salientando-se, apenas, que no caso de certos tipos de metais, o desgaste seria 
mais acelerado devido a presença da água nesse tipo de fluido (corrente galvânica). 
Verificamos, portanto, que podemos esperar uma redução da vida útil do componente 
hidráulico quando aplicamos emulsões de água em óleo. A aceleração ou não da redução 
dessa vida útil irá depender do ciclo de trabalho, temperatura e volume em percentagem de 
água contida no fluido. 
 
12.20.3.4- Óleo em água: 
 
As emulsões de óleo em água contêm partículas de óleo especialmente refinado, 
espalhadas na água. Dizemos que a água está em base contínua e as características do fluido 
são mais devidas à água do que ao óleo. 
É altamente resistente ao fogo, tem baixa viscosidade e características de esfriamento 
excelentes. Pode-se incorporar aditivos para melhorar má lubricidade e para proteção contra 
ferrugem. No passado este fluido só era usado com bombas de baixa velocidade. Agora as 
bombas hidráulicas convencionais também podem ser usadas com este tipo de fluido. 
 
12.20.3.5- Outras características: 
 
As temperaturas de operação precisam ser mantidas baixas em qualquer emulsão 
água-óleo para evitar a evaporação e a oxidação. O fluido precisa circular e não deve ser 
congelado e descongelado seguidamente, pois as duas fases podem se separar. As condições 
de sucção devem ser cuidadosamente escolhidas