Apostila Automação Pneumática Industrial API 01 (2)

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A SMC Corporation é a empresa de origem japonesa, líder mundial no mercado mundial de 
automação pneumática, com participação de 27% no segmento. Ou seja, a cada 4 produtos 
pneumáticos vendidos no mundo, 1 deles é fornecido pela SMC. 
 
Em um segmento pulverizado, este número revela a superioridade da empresa, que realiza 
altos investimentos em tecnologia, visando sempre atender seus clientes com o que há de mais 
moderno em automação pneumática. 
 
Através destes constantes investimentos, a SMC oferece ao mercado a maior linha de produtos 
do segmento, com mais de 11 mil itens básicos que possibilitam a configuração de mais de 640 
mil modelos diferentes. 
 
Tamanha variedade demonstra a busca diária da empresa pela superação, não apresentando 
apenas uma solução e, sim, as melhores soluções para os problemas que seus clientes 
enfrentam no cotidiano. 
 
 
 
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Conceitos de Automação Industrial 
 
 
Introdução 
 
 
 
Podemos dizer que as operações relacionadas a métodos de controle de processos existem na natureza 
desde o surgimento da primeira criatura na face terrena, alguns exemplos disso podemos encontrar em 
nós mesmos como a pressão sangüínea, a intensidade de luz na retina, o equilíbrio de líquidos no corpo, 
etc. 
 
Com o passar do tempo, o homem para melhorar suas condições de vida, foi sentindo cada vez mais a 
necessidade de aperfeiçoar suas invenções a começar pelos sistemas de produção com máquinas 
completamente manuais, depois máquinas que produzem com a supervisão e algumas interferências 
humanas até o ponto de criar sistemas de produção com máquinas que trabalham sozinhas e dependem 
do homem somente para algumas manutenções preventivas. 
 
No início da industrialização, os processos industriais utilizavam o máximo da força de mão-de-obra 
humana, a produção era composta por etapas ou estágios nos quais as pessoas desenvolviam sempre as 
mesmas funções, especializando-se em uma certa tarefa ou etapa de produção dando assim o princípio 
da produção seriada. 
 
Com os avanços tecnológicos, o homem foi aperfeiçoando cada vez mais a construção das máquinas, 
claro que num processo lento, estas cada vez mais iam tornando-se automáticas o que até hoje vem 
caminhando para um sistema perfeito onde a intervenção humana seja zero. 
 
Quando afirmamos que uma máquina ou sistema produz tomando sozinha suas próprias decisões e as 
vezes até se comunica com outras máquinas, estamos falando de um sistema automático, para tal foi 
necessário transformar essas ações e decisões que eram manuais (de controle humano) em ações e 
decisões que agora são realizadas automaticamente (de controle automático). 
 
Para que essas mudanças ocorram em máquinas e sistemas, são aplicadas técnicas de Automação, 
palavra que já traz consigo seu significado, Autom + ação, ou seja , tornar automática uma ação. 
 
Essas técnicas de automação ou automatização (flexionando o verbo) são aplicadas em máquinas ou 
sistemas através de algumas etapas que em princípio de uma maneira bem prática e genérica podemos 
classificar em: 
 
• Definição do tipo de trabalho a se realizar, com o máximo de detalhes possíveis 
• Tipo de controle ou sistema de controle 
• Definição do controlador a ser utilizado 
 
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Automação Industrial 
 
O que é Automação 
 
 Automação (do inglês Automation), é um sistema automático de controle pelo qual os mecanismos 
verificam seu próprio funcionamento, efetuando medições e introduzindo correções, sem a necessidade 
da interferência do homem. 
 Existem diversas maneiras de explicar o que é pneumática, mas basicamente, observando as atuais 
aplicações, pneumática é a técnica de transformar a pressão e o deslocamento de ar em movimentos 
mecânicos . 
 Automação pneumática, é utilizar de componentes pneumáticos (movidos por ar comprimido), para criar 
sistemas automáticos que facilitarão/dispensarão o auxílio do homem em processos de produção. 
 
Corpo humano x automação 
 
Podemos comparar a automação à uma pessoa. 
 
 O tato, a visão e a audição representam os sensores 
 O cérebro, por sua vez, representaria um processador de sinais. 
 Os braços e pernas, em atividade, representariam os movimentos dos atuadores e dos motores. 
 
 
Vantagens do Controle Automático x Humano 
 
 Maior número de aquisições para processamento 
 Maior velocidade de processamento e decisão 
 Produção constante na mesma qualidade 
 Maior confiabilidade 
 Maior segurança 
 
 
Tipos de Automação 
 
 
 
Parâmetros para a escolha 
correta da tecnologia para 
projetos: 
 
 Segurança de funcionamento 
 Custo de energia 
 Durabilidade 
 Força 
 Velocidade 
 Precisão 
 
 
Tecnologias para transmissão 
de energia 
 
 Mecânica 
 Hidráulica 
 Pneumática 
 Elétrica/Eletrônica 
 
 
 
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Comparação qualitativa: força, velocidade e precisão 
 
 Mecânica - boa força, ótimas velocidades e ótima precisão. 
 Hidráulica - ótima força, baixas velocidades e boa precisão. 
 Pneumática - forças limitadas, boas velocidades e precisão limitada. 
 
Comparação das várias formas de energia (resumo) 
 
Energia Hidráulica Elétrica Pneumática 
 Transmissão Limitado e muito caro 
 Bem rápida e longas 
distâncias 
 Limitada e lenta 
 Distância econômica Até aprox. 100m Praticamente sem limites Até aprox. 1000m 
 Velocidade de 
transmissão 
 Aprox. 2 a 6 m/s Aprox. 300.000 km/s Aprox. 10 a 50 m/s 
 Rotações Limitado Boas Até 500.000 rpm 
 Torque Bem alto Alto Baixo 
 Proteção contra sobre 
carga 
 Excelente Não tão boas Excelente 
 
 
Propriedades do ar atmosférico 
 
A composição percentual de elementos que estão presentes no ar atmosférico seco varia de região para região. Os 
engenheiros e cientistas utilizam nos cálculos o que denominam ar seco padrão, que apresenta as composições 
mostradas na tabela abaixo. 
 
Um fato interessante de se observar é que a composição do ar varia conforme a latitude. Ao contrário do que se 
pensa o ar atmosférico não é apenas uma mistura de gases, pois nele se encontram também vapor de água, 
partículas sólidas e poluentes. 
O ar aspirado durante o processo respiratório nos animais contém, aproximadamente, 4,5% de dióxido de 
carbono. 
 
Propriedades físicas do ar 
 
 Insípido 
 Inodoro 
 Incolor 
 Difusibilidade 
 
 
 
 Compressibilidade 
 
 
 Expansibilidade 
 
 
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Propriedades físicas do ar 
 
Como todos os gases, o ar comprimido não tem forma definida. O ar se altera à menor resistência, ou seja, ele se 
adapta à forma do ambiente. O ar se deixa comprimir, mas tende sempre a se expandir. 
 
Isso é demonstrado pela lei de BOYLE-MARIOTTE que diz: sob temperatura constante, o volume de um gás fechado 
em um recipiente é inversamente proporcional à pressão absoluta, quer dizer, o produto da pressão absoluta e o 
volume é constante para uma determinada quantidade de gás. 
 
Portanto: p1 . V1 = p2 . V2 = p3 . V3 = constante 
Pressão (Pascal) 
 
Pressão é a relação entre a força dividida pela área onde está sendo aplicada. E é ar natural confinado em um 
ambiente sob pressão. 
 
 
 
 
 
 
 
Pressão atmosférica 
 
A pressão atmosférica está relacionada à umidade do ar. Quanto mais seco estiver o ar, maior será o valor desta 
pressão. 
 
Sistemas de unidades 
 
Apesar da recomendação para que sejam usadas as unidades do sistema métrico internacional, o texto 
mencionará outras unidades de medidas, considerando seu uso já consagrado entre os profissionais. Abaixo as 
unidades mais comuns. 
 
Unidade Símbolo Sistema internacional SI Sistema Técnico (MKS) 
 Comprimento L Metro (m) Cm 
 Massa m Kilograma (kg) Kg 
 Tempo t Segundos (s) S 
 Força F Newton (N) - N = kg . m/s2 Kgf 
 Área A Metro quadrado (m2) cm2 
 Volume V Metro cúbico(m3) cm3 
 Vazão Q Metro cúbico por segundo (m2/s cm3/s 
 Pressão p Pascal (Pa) - 1 Pa = N/m2 Bar ou kg/cm2 
 
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Gráfico das Pressões 
 
 
A pressão do ar não é sempre constante. Ela muda de acordo com a situação geográfica e as condições 
atmosféricas. 
 
Definições das pressões 
 
No sistema pneumático são 2 as pressões importantes: 
 
 Pressão de regime é a pressão fornecida pelo compressor, bem como a pressão do reservatório e a 
pressão da rede de distribuição até o consumidor. 
 
 Pressão de trabalho é a pressão necessária nos pontos de trabalho. 
 
Na maioria dos casos, a pressão de trabalho é de 600 a 700 kPa (6 a 7 bar). 
 
Os elementos pneumáticos estão construídos para essa faixa de pressão que é considerada quase que como 
“pressão normalizada” ou “pressão econômica”. 
 
Nota: 
Para que haja um perfeito fornecimento da pressão, mesmo que a variação da pressão de trabalho seja grande, é 
aconselhável que a pressão de regime seja no mínimo 2 vezes maior que a pressão de trabalho. 
 
Ar comprimido 
 
O ar comprimido é um produto dotado de alta energia, resultado de uma transformação termodinâmica sofrida 
pelo ar atmosférico por meio do consumo de trabalho mecânico de compressão realizado por uma máquina 
térmica, denominada compressor. 
 
A realização de qualquer tipo de trabalho só é possível se o agente for dotado de capacidade; ou seja, tiver energia 
para tal fim. 
 
O compressor para produzir o “ar comprimido” deverá consumir um tipo de energia. No caso mais comum, a 
energia elétrica é usada para produzir o “ar comprimido” , que é um produto dotado de alta energia, portanto, 
dotado da capacidade de produzir trabalho mecânico no sistema em que for utilizado. 
 
 
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Vantagens do ar comprimido 
 
 Quantidade: Se encontra na natureza em quantidades ilimitadas. 
 Transporte: Facilmente transportável, mesmo para longas distâncias. 
 Armazenamento: Fácil armazenamento. 
 Temperatura: O trabalho pode ser realizado em qualquer temperatura. 
 Segurança: Não existe perigo de explosão. 
 Velocidade: é o meio de trabalho mais rápido, atingindo velocidades que oscila entre 0,5 a 2 m/seg. (mov. 
retilíneo) - 500.000 rpm (mov. Giratório) 
Limitações do ar comprimido 
 
 Preparação: O ar comprimido requer uma boa preparação. Impurezas e umidades devem ser eliminadas. 
Provocam desgastes nos elementos. 
 Compressibilidade: Não é possível manter uniforme e constante as velocidades dos cilindros e motores 
mediante uso do ar comprimido. 
 Forças: É econômico até uma determinada força, limitado pela pressão normal de trabalho de 7 bar e 
também pelo curso e velocidade. O limite está fixado entre 2000 a 5000 kgf. 
 Escape de ar: O escape e barulhento. Com o desenvolvimento de silenciadores, este problema está 
atualmente solucionado. Aproximadamente 70%. 
 Perda de carga por vazamentos: Essa perda de carga por vazamento representa o escape de ar que 
ocorre nas tubulações onde existem orifícios com vazamentos. 
 
Perda de ar comprimido por vazamentos 
 
Conseqüências de um Sistema Ineficiente 
 
Um sistema de ar comprimido ineficiente poderá acarretar um aumento significativo nos custos de operação. Os 
prejuízos resultantes dessa situação decorrem de uma baixa pressão de trabalho, aumento do ciclo de operação 
dos equipamentos, baixa qualidade do ar e vazamentos. 
 
 
Vazamentos 
 
Os vazamentos merecem uma atenção especial, pois desperdiçam grande quantidade de energia. Na prática é 
impossível eliminar totalmente os vazamentos de um sistema, no entanto ele não deve exceder a 5% da 
capacidade instalada. 
 
As tabelas a seguir apresentam o desperdício de energia provocado por vazamentos: 
 
Diâmetro do furo Vazamento a 6 bar 
Potência Requerida 
para compressão 
mm l/s m3/min kW 
1 1 0,06 0,3 
3 10 0,6 3,1 
5 27 1,62 8,3 
10 105 6,3 33 
 
 
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Pressão Manométrica (bar) 
(kgf/cm2) 
Descarga de ar em l/s através de diferentes orifícios 
0,5 mm 1 mm 2 mm 3 mm 5 mm 10 mm 12,5 mm 
0,5 0,06 0,22 0,92 2,1 5,7 22,8 35,5 
1,0 0,08 0,33 1,33 3,0 8,4 33,6 52,5 
2,5 0,14 0,58 2,33 5,5 14,6 58,6 91,4 
5,0 0,25 0,97 3,92 8,8 24,2 97,5 152,0 
7,0 0,33 1,50 5,19 11,6 32,5 129,0 202,0 
 
O gráfico a seguir apresenta o desperdício de energia provocado por vazamentos: 
 
 
Exemplo - Perda de ar comprimido por vazamentos 
 
Orifício de diâmetro = 3,5 mm 
Perda: 0,5 m3/min a uma pressão de 6 bar 
0,5 m3/min x 7,6 (fator p/ custo em horas) = 3,80 m3/h 
3,80 m3/h x 24 horas x 26 dias x 12 meses = 28.454,4 m3/ano 
28.454,4 m3/ano x R$ 0,12/m3 = R$ 3.414,53/ano 
 
Perdas por vazamentos aumentam o custo operacional !!! 
 
Principais aplicações da pneumática 
 
 Atuação de válvulas de processo para vapor, água, produtos químicos, etc. 
 Movimentação de portas pesadas e/ou quentes 
 Siderurgia 
 Industria de mineração 
 Industrias automobilística 
 Industrias Navais 
 Industrias Alimentícias 
 Industrias Químicas e farmacêuticas 
 Manipulações de peças e equipamentos nas indústrias em geral e muito mais... 
 
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“A Limitação está vinculada à criatividade do usuário”. 
 
 
 
 
 
 
Utilização na Indústria 
 
Na automação de movimentos na indústria, pode-se utilizar energia de diferentes formas, a energia elétrica em 
suas formas tradicionais, a energia hidráulica quando a necessidade de grandes esforços e a pneumática quando 
precisamos de esforço moderado e grandes velocidades, quando o ambiente limpo é de fundamental importância, 
a exemplo da indústria alimentícia, ou quando o ambiente é inflamável ou hostil, na presença de pó ou vapor. 
 
O ar comprimido possibilita uma rápida movimentação de atuadores, com velocidade controlada e uma razoável 
precisão de posicionamento e apesar de não ter a mesma velocidade de processamento de informações que a 
elétrica ou a eletrônica pode, em ambientes que assim o permitem, receber estas formas de comando, permitindo 
com isso uma redução de custos e incremento na versatilidade. Pode também ser associado a circuitos hidráulicos 
dando a este maior versatilidade, reduzindo-lhe o custo e aumentando o campo de utilização. 
 
Muito embora o ar seja facilmente encontrado na natureza, o ar comprimido é uma fonte de energia que esta 
longe de ser econômica. Já que para comprimi-lo é necessário um grande investimento inicial em compressores, 
preparação como filtros, secadores, outros equipamentos que lhe dão a qualidade adequada ao uso e a 
distribuição dele na indústria. 
 
Produção, preparação e distribuição do ar 
 
Para a produção de ar comprimido são necessários compressores, os quais comprimem o ar para a pressão de 
trabalho desejada. Na maioria dos acionamentos e comandos pneumáticos encontra-se, geralmente, uma estação 
central de distribuição de ar comprimido. 
 
Após o ar natural ser transformado na forma de ar comprimido, seguem-se algumas etapas na preparação do ar. 
 
Impurezas em forma de partículas de sujeira ou ferrugem, restos de óleo e umidade provocam falhas e danos nas 
instalações e equipamentos pneumáticos. Afim de que os equipamentos e componentes pneumáticos possam 
funcionar de modo confiável, com bom rendimento e se possíveis poucas falhas, é necessário assegurar 
determinadas exigências da qualidade do ar comprimido. 
 
A representação simbólica abaixo, nos mostra essas etapas a serem seguidas para que se tenha um ar comprimido 
à altura dos equipamentos que o utilizarão. 
 
 
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Representação simbólica, estações, funções, descrição 
 
 
 
Compressores, uma breve história 
 
A primeira máquina que a espécie humana usou para comprimir ar foram os próprios pulmões. Aliás, nos dias de 
hoje, vez por outra ainda é usado para essa finalidade. Os pulmões humanos podem comprimir até cerca de 0,08 
atm, o que é muito pouco para a metalurgia do ouro, cobre e outros metais, que se estima ter começado por volta 
de 3000 AC. 
 
Compressoressão equipamentos que elevam a pressão do ar através de acionamento mecânico, em geral motor 
elétrico ou de combustão interna. Não é nosso propósito dar informações detalhadas. Quase todos os fabricantes 
de compressores disponibilizam boas e variadas informações em seus catálogos ou websites. Aqui são comentados 
apenas os tipos e dados genéricos dos mais comuns. 
 
 
Compressor de pistão de simples estágio 
 
Quando o pistão faz o movimento de descer, é criado um vácuo 
dentro da camisa do pistão, forçando o ar atmosférico preencher 
o volume interno da camisa do pistão. Quando o pistão faz o 
movimento de subir, o deslocamento do ar faz com que a válvula 
de retenção feche, forçando o ar a se dirigir para o 
reservatório de ar comprimido. 
 
Para pressão de saída de 7 bar, encontram-se modelos com 
vazões de aproximadamente 2 nm3/h até 10000 nm3/h (0,4 a 
900 kW de potência do motor). Em geral, os de maior porte 
fazem a compressão em dois ou mais estágios, com resfriamento intermediário em trocador de calor (intercooler). 
 
 
 
Compressor de Pistão de Duplo Estágio 
 
O ar é tomado da atmosfera e passa por dois estágios de compressão. E entre 
eles o ar é refrigerado, para eliminar o calor excessivo criado pelo atrito 
proveniente dos pistões. 
 
 
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Compressor de membrana 
 
Seu funcionamento é similar ao do compressor de pistão, porém, o ar atmosférico não tem 
contato com as partes mecânicas do pistão, tão pouco com os componentes lubrificados de 
um compressor. Desta forma o ar comprimido gerado pelo compressor por diafragma é 
mais limpo que o do compressor de pistão. 
 
Este tipo de compressor é bastante utilizado na indústria farmacêutica e alimentícia. 
 
 
 
Compressor por Palheta 
 
A força centrípeta promoverá o deslocamento das palhetas, que irão sugar 
o ar atmosférico para dentro do compressor. 
 
O compressor por palheta tem como principal característica, ser 
um compressor com capacidade de gerar um grande volume de ar 
comprimido com baixa pressão. 
 
 
 
Compressor de Parafusos 
 
É o tipo de compressor rotativo mais usado. Podem ser encontrados 
com vazões de aproximadamente 50 a 5000 Nm3/h. Alguns são de 
dois estágios para maiores pressões. Podem ter lubrificação com 
óleo ou ser isentos de óleo, resfriamento a ar ou a água, etc. A 
instalação é mais simples pois não há vibrações como nos 
alternativos. 
 
Através do movimento rotativo de dois parafusos, um côncavo e outro 
convexo, o ar é arrastado da atmosfera para dentro do compressor de ar. As 
principais características do compressor de parafuso são: 
 
 
 
 
 
 
Gráfico para escolha de compressores 
 
 
 
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Regulagem dos compressores 
 
Regulagem por descarga 
 
Na saída do compressor, nesta regulagem, existe uma 
válvula limitadora de pressão. Quando no reservatório é 
alcançada a pressão desejada, ela se abre dando 
passagem e permitindo que o ar escape para 
a atmosfera. Uma válvula de retenção 
impede o retorno do ar do reservatório para 
o compressor. 
 
Regulagem intermitente 
 
Com esta regulagem o compressor funciona em dois campos (pressão máxima e mínima). 
Ao alcançar a pressão máxima, o motor acionador do compressor é desligado totalmente e quando a pressão 
chega ao mínimo, o motor é ligado e o compressor trabalha novamente. A freqüência de comutação pode ser 
regulada num pressostato e, para que os períodos de comando possam ser limitados a uma média aceitável, é 
necessário um grande reservatório de ar comprimido. 
 
 
 
Tratamento ar comprimido 
 
Uma das principais características da tecnologia pneumática é a simplicidade no manuseio e trabalho com os 
componentes. 
 
Porém essa simplicidade pode, muitas vezes, comprometer a integridade e correto funcionamento dos produtos. 
Muitas vezes a geração e tratamento de ar comprido é abandonada por anos, seja por negligência ou, como na 
maioria dos casos, falta de informação dos usuários. 
 
Em todos os catálogos de produtos pneumáticos, os fabricantes são sempre muito claros: 
 
 Fluído de trabalho = AR COMPRIMIDO, LIMPO E SECO 
 
“E o não cumprimento desta informação resulta na perda da garantia do equipamento”. 
Sem comentar nos problemas que a baixa qualidade do ar comprimido irá causar aos 
produtos, muitas vezes podem estar instalados em processos danosos ao 
homem. 
 
Refrigeração do ar comprimido (pós produção - aftercooler) 
 
 Refrigeração por ar 
Consiste em uma série de condutores pelos quais flui o ar comprimido por uma 
área que passa uma corrente de ar frio por meio de um ventilador. 
 
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 Refrigeração por água 
 
Consiste em uma série de condutores pelos quais flui o ar comprimido 
 por um lado e por outro, normalmente em sentido contrário. 
 
 
Secador de Ar (Refrigeração) 
 
O secador de ar por refrigeração resfria o ar através de uma queda real da 
 temperatura do ar. Esta queda provoca condensação do vapor de água. 
 
O ar entra em uma câmara de troca de calor que provoca a primeira queda na temperatura. Após isto o ar vai para 
uma segunda câmara, a câmara de resfriamento e sofre uma espécie de choque térmico forte, entrando em 
contato com um circuito de resfriamento por gás. 
 
 
Resfria o ar (Aproximadamente 1,70 C). 
 
 
 Secador de Ar (Adsorção) - ID 
 
O secador de ar por adsorção retira a água do ar através de um 
processo secagem sem queda de temperatura. São mais eficientes 
que os secadores de refrigeração. 
 
Um elemento dessecante como sílica gel ou alumina ativada retira 
a água do ar comprimido e retém esta umidade até que entre em 
contato com um fluxo de ar seco, quando libera a umidade. 
 
 
Este secador contém duas torres de secagem e sempre, enquanto uma das 
torres está secando o ar a outra está sendo regenerada. Para que os 
elementos sejam regenerados, entre 10 e 20% da vazão de entrada é 
utilizada. Elemento secante regenerável. 
 
 
Reservatório de ar comprimido 
 
O reservatório exerce funções importantes na instalação. Estabiliza o 
escoamento no caso de 
fluxo pulsante de 
compressores alternativos. Contribui para redução da 
umidade, em especial para instalações sem secador, pois 
alguma água sempre se condensa no fundo. É uma reserva 
de ar pressurizado que supre variações de consumo na rede e 
permite uma atuação mais espaçada do controle de 
carga/alívio do compressor. 
 
Sua capacidade deve ser de 6 a 10 vezes a capacidade do 
compressor pôr segundo. Deve ser instalado fora da casa dos 
compressores e preferencialmente na sombra. 
Os reservatórios de ar seguem, no Brasil, a norma NR-13 
(ABNT). 
 
 
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Distribuição de ar comprimido 
 
Como resultado da racionalização e automatização dos dispositivos de fabricação, as indústrias necessitam 
continuamente de uma maior quantidade de ar. Cada máquina e equipamentos necessitam de uma determinada 
quantidade de ar, sendo abastecidos por um compressor, através da rede tubular de distribuição. 
 
O diâmetro da tubulação dever ser escolhido de maneira que, se o consumo aumentar, a queda de pressão entre o 
reservatório e o consumidor não ultrapasse 10kPa (0,1 bar). Se a queda de pressão ultrapassar esse valor, a 
rentabilidade do sistema é prejudicada, diminuindo consideravelmente sua capacidade. 
 
No projeto de novas instalações, deve-se prever uma futura ampliação para maior demanda (consumo) de ar, por 
cujo motivo deverá ser previsto um diâmetro maior dos tubos da distribuição. 
 
A montagem posterior de uma rede de distribuição de maiores dimensões (ampliação) acarretará despesas 
elevadas. 
 
 
Redes de ar comprimido 
 
É a rede de ar comprimido que será responsável por conduzir o ar comprimido, tratado e livre de impurezas. Do 
ponto de geração até o ponto de utilização. 
 
Circuito aberto Circuito fechado (anel) Circuito combinado 
 (válvulas de fechamento)Tubulações de Ar Comprimido (Drenos) 
 
O correto posicionamento dos elementos na rede e as 
observâncias de, grau de inclinação da tubulação principal, 
raios de curvas e tomadas de ar, colocação em pontos 
estratégicos dos drenos de água, vão proporcionar um 
perfeito funcionamento do sistema e o aumento a vida útil 
da própria rede e dos elementos usuários de ar comprimido. 
 
 
Caraterísticas : 
 
 Declives de 0,5 a 2% do comprimento 
 Tomadas de ar por cima da linha principal 
 Definir e localizar purgadores 
 Definir reservatórios para condensado 
 Não utilizar final da linha para consumo 
 
 
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Filtros nas redes de Ar Comprimido 
 
Filtro da Linha Principal 
 
Consiste em um filtro de alta capacidade, instalado logo após o tratamento do ar comprimido, antes da rede de 
ar.desenvolvido para remover contaminação, óleo, água, vapor, particulados proveniente do desgaste dos 
compressores. 
 
 
Linhas Secundárias 
 
São as linhas que alimentarão, com ar comprimido tratado, seco e livre de impurezas, as máquinas e 
equipamentos pneumáticos. As linhas secundárias podem ser de materiais alternativos como PU ou Borracha. 
 
Rede de ar Comprimido (exemplo) 
 
 
 
 
Cálculo da tubulação 
 
A escolha do diâmetro da tubulação não é realizada por quaisquer fórmulas impíricas ou para aproveitar tubos por 
acaso existentes no depósito, mas sim se considerando: 
 
 volume corrente (vazão) 
 comprimento da tubulação (metros) 
 a queda de pressão (admissível) 
 a pressão de trabalho (bar) 
 número de pontos de estrangulamento na rede (curvas, cotovelos, etc.) 
 
Na prática são utilizados dois nomogramas para facilitar calcular o diâmetro do tubo da rede e da queda de 
pressão. Um aumento no futuro, deverá ser considerado no projeto. 
 
No primeiro nomograma, você poderá calcular o diâmetro inicial do tubo sem considerar as perdas de carga 
devido o uso dos elementos estranguladores do fluxo já mencionados. 
 
Para os elementos estranguladores do fluxo (válvulas de gaveta, cotovelos, etc.), as resistências são transformadas 
em comprimento equivalentes. Como comprimento equivalente compreende-se comprimento linear de tubo reto, 
cuja resistência à passagem do ar seja igual à resistência oferecida pelo elemento estrangulador em questão. A 
seção transversal do tubo de “comprimento equivalente” é a mesma do tubo utilizado na rede. 
 
Por meio de um segundo nomograma poderão ser determinados facilmente os “comprimentos equivalentes”. 
Após definidos os comprimentos equivalentes, no primeiro nomograma pode-se recalcular o diâmetro do tubo a 
ser utilizado. 
1. Compressor 
2. Resfriador posterior ar/ar 
4. Reservatório 
5. Purgador automático 
6. Pré-filtro coalescente 
7. Secador 
8. Purgador automático eletrônico 
9. Pré-filtro coalescente grau x 
10. Pré-filtro coalescente grau y 
11. Pré-filtro coalescente grau z 
12. Separador de água e óleo 
 
 
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Monograma cálculo da tubulação 
 
 
Nomograma de Diâmetro de Tubo Fonte: TERAHATA, 1985 
 
Perdas de carga dos elementos 
 
Nomograma de Comprimento Equivalente 
Fonte: TERAHATA, 1985. 
 
 
 
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Drenos Automáticos - AD/ADH 
 
A Função do dreno é eliminar água e impurezas da rede de ar comprimido. 
No passado os drenos eram atuados manualmente, porém a negligência 
acarretava em sérios problemas nos sistemas pneumáticos. 
 
Hoje em dia são utilizados drenos automáticos que são responsáveis por escoar 
o condensado das redes de ar comprimido sem o auxílio do homem. 
Uma válvula de abertura e fechamento é acionada através de uma 
bóia/flutuador. 
Quando o reservatório do dreno está cheio, o flutuador sobe, liberando a 
passagem da água para escoamento. 
 
Drenos Automáticos - AD/ADH 
 
Dreno automático motorizado, com came de acionamento - ADM 
 
 
Tratamento ar comprimido (final) 
Unidades de tratamento de ar 
 
O ar, após ser comprimido, passa por uma série de etapas e processos para estar adequado na utilização industrial. 
As unidades de tratamento de ar representam a preparação final do ar. O grau de qualidade do ar comprimido está 
diretamente relacionado com a aplicação 
 
A unidade de tratamento (conservação) é uma combinação dos seguintes aparelhos: 
 
 Filtro de ar comprimido 
 Regulador de pressão com manômetro 
 Lubrificador de ar comprimido 
 
 
18 
 
 
Manutenção dos aparelhos de conservação 
 
Devem ser observados os seguintes pontos: 
 
1. A vazão total de ar em m3/hora é determinante para o tamanho do aparelho. Uma demanda de ar grande 
demais provoca uma queda de pressão nos aparelhos. Devem-se observar rigorosamente os dados 
indicados pelos fabricantes. 
 
2. A pressão de trabalho nunca deve ser superior à indicada no aparelho. A temperatura ambiente não deve 
ser superior a 50º C (máxima para copos de material sintético). 
 
São necessários os seguintes serviços freqüentes de manutenção: 
 
1. Filtro de ar comprimido: o nível de água condensada deve ser controlado regularmente, pois a altura marcada 
no copo indicador não deve ser ultrapassada. A água condensada acumulada pode ser arrastada pela tubulação de 
ar comprimido adentro. Para drenar a água condensada deve-se abrir o parafuso de dreno no fundo do copo da 
unidade. O cartucho filtrante, quando sujo, também deve ser limpo, somente com querosene, ou substituído. 
 
2. Regulador de pressão de ar comprimido: na existência de um filtro de ar comprimido antes do regulador, este 
não necessita de manutenção. 
 
3. Lubrificador de ar comprimido: controlar o nível de óleo no copo indicador. Se necessário, completar óleo até a 
marcação. O copo do lubrificador deve ser limpo somente com querosene. Para o lubrificador devem ser usados 
somente óleos minerais de baixa viscosidade (máximo 20º E) 
 
Filtro Regulador de Ar - Série AW 
 
Funções: 
 Eliminar o condensado e filtrar impurezas 
 Regular a pressão de rede para pressão de utilização 
 
 
 
 
 
 
Filtro do ar comum - Standar 
Para eliminação das partículas que contaminam o 
ar comprimido (poeiras, umidade, óleo) e que 
não foram eliminadas pelos separadores da rede. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
19 
 
 
Filtro do ar - Micro-filtro (Coalescente) 
 
Sua principal característica é a grande eficiência na retirada do óleo contido no 
ar. A coalescência consiste na coleta de finas partículas em suspensão nos gases, 
através da coesão entre elas, formando partículas maiores que são mais facilmente 
removíveis. Existem filtros para partículas maiores que 0,3 µm e 0,01 µm. 
 
 
Tipos de filtros 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Série de produtos para tratamento de ar comprimido 
 
A linha AM SMC para tratamento de ar comprimido é a mais completa do mercado, englobando produtos 
específicos para diversas aplicações, de acordo com a necessidade de tratamento de ar de cada processo. Tais 
como: 
 
 Eliminador de Condensado - AMG – Elimina até 99% de água. 
 Filtros de linha principal - AFF - Remove impureza como óleo, água e partículas. 
 Separador de poeira/sujeira e névoa de óleo - AM AMD AMH - Filtro de 2 
 estágios (0,3 µm e 0,01 µm) Possui indicador de saturação do elemento. 
 Adsorção de poeira/sujeira e névoa de óleo - AME - Retenção de névoa de óleo. 
 
20 
 
 Removedores de Odor - AMF - Elemento filtrante a base de carvão ativado de 
 13 camadas - usado na indústria de alimentos e farmacêuticas. 
Regulador de pressão 
 
O Regulador de Pressão é um equipamento indispensável para qualquer aplicação onde se utiliza o ar comprimido 
como fonte de energia. 
 
Suas funções básicas é a regulagem da pressão do ar comprimido a ser utilizado e sua estabilidade. 
 
 
Trava de Segurança para Regulador de Pressão 
 
Equipamento para assegurar a pressão ideal para o funcionamento 
regular dos produtos e sistemas que tem o ar comprimido como energia, 
pois,impossibilita a alteração da pressão acidentalmente ou 
arbitrariamente por pessoas não autorizadas conservando assim a vida 
útil dos equipamentos. 
 
Outra função importantíssima desta trava é a segurança física do 
operador, pois impede que pessoas não autorizadas alterem a regulagem 
evitando assim acidentes graves provenientes de quebras de peças por 
desgaste prematuro. 
 
Lubrificador para ar comprimido 
 
O lubrificador é utilizado para enviar o lubrificante até os componentes 
internos moveis equipamentos pneumáticos diminuindo assim o atrito 
entre eles e tendo como conseqüência o aumento do rendimento e sua 
vida útil. 
 
Utilizar Lubrificantes somente em equipamentos que realmente 
necessitam, e sempre usando instruções do fabricante do mesmo. 
 
Obs: O lubrificante além do custo é prejudicial ao meio ambiente. 
 
21 
 
 
Manômetros 
 
Elementos utilizados para a leitura de pressão em um determinado ponto da linha ou para leitura da pressão de 
trabalho usada na máquina. 
 
 
 
Válvula manual 3/2 vias com trava de segurança - VHS5510/VHS4510 
 
Válvula utilizada para a despressurizarão segura de sistemas pneumáticos. 
 
Este equipamento é indispensável na aplicação de sistemas automatizados 
que visa a segurança dos equipamentos de manipulação e operadores. 
 
 
 
 
 
 
Atuadores pneumáticos 
 
São os equipamentos que irão transformar o ar comprimido em deslocamento, energia mecânica. Através dos 
atuadores pneumáticos, é possível conseguir movimentos retilíneos, giratórios e angulares. 
 
 
Atuadores de ação simples 
Os cilindros de simples ação realizam trabalho recebendo ar comprimido em apenas um de seus lados e, portanto, 
realizam trabalho em um só sentido. No geral o movimento de avanço é mais utilizado. A reposição em sua posição 
normal é realizado por intermédio de molas ou 
através de força 
externa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Utilização: 
Fixação, expulsão, extração, prensagem de peças entre 
outros. 
 
 
 
 
22 
 
 
Atuadores de ação dupla 
 
Nos atuadores de ação dupla, o ar comprimido é responsável pelos dois movimentos do atuador, o de avanço e o 
de retorno. Os atuadores de ação dupla podem ser construídos seguindo diversas normas internacionais, dentre 
elas as normas ISO-6431, ISO-6432, DIN-24562, dentre outras, essas são as principais. 
 
Atuadores - Dupla ação (amortecimento pneumático regulável) 
 
Como o próprio nome indica, a função do amortecimento de final de curso é eliminar o impacto do embolo com a 
parede interna dos cabeçotes dos atuadores no momento que este chega ao final do seu curso. 
 
 
Atuadores normalizados - VDMA 24562/ISO 6431 
 
Características: 
 
 Construídos conforme normas internacionais VDMA 24562 
ISO 6431 
 Camisa cilíndrica e perfilada 
 Diâmetros de 32 a 100mm 
 Curso de até 1500mm 
 Menos atrito / Maior vida útil 
 Isento de lubrificação 
 Montagem por tirante 
 
Atuador para aplicações pesadas - Série CS1 
 
Características: 
 
 Para aplicações pneumáticas ou hidráulicas 
 Diâmetros de 125 a 300 mm 
 Curso de até 2400 mm 
 Para cargas de até 4900 kgf 
 Pressão máxima de operação 97 bar 
 Montagem por tirantes, maior resistência 
 
 
 
 
Atuador para aplicações pesadas - Série CS1 
 
 
 
23 
 
Cilindro sem haste 
Tipo construtivo moderno, esse elemento pneumático linear de dupla ação (cilindro sem haste), é constituído de 
um corpo cilíndrico e de um êmbolo sem haste. O êmbolo do cilindro pode ser movido livremente, de acordo com 
a atuação pneumática. 
 
Estes cilindros encontram aplicações onde surgem problemas de flambagem de hastes com cursos elevados. 
 
Características: 
 
 Design diferenciado - maior resistência à cargas de torção 
 Opcional de rótula de compensação Mecânica 
 Redução do comprimento total em até 140 mm 
 Opcionais de amortecimento de final de curso elástico ou pneumático 
 Diâmetros de 16 a 63 mm 
 Velocidade média de funcionamento de até 300 mm/seg. 
 Curso de até 3000 mm 
 
 
 
Cilindro sem haste magnético - Série CY 
 
Neste Tipo de construção o carrinho é arrastado magneticamente por um embolo especial. 
O carrinho desliza pelo corpo do cilindro, conforme o movimento do embolo magnético. 
 
 
 
 
Cilindro haste passante 
 
Em muitas aplicações industriais os cilindros convencionais de simples e dupla ação não podem realizar trabalhos 
satisfatoriamente. Para esses casos foram desenvolvidos cilindros especiais fora dos padrões normais como é o 
caso deste. 
 
O cilindro de dupla haste ou haste passante pode-se realizar trabalho em ambos os sentidos ao mesmo tempo. 
Possui algumas vantagens: 
 
 a haste é melhor guiada devido aos dois mancais guia. Isto possibilita a admissão de uma ligeira carga 
lateral 
 os elementos sinalizadores podem ser montados na parte livre da haste do êmbolo 
 as forças de avanço e retorno são iguais devido a mesma área de aplicação de pressão em ambas as faces 
do êmbolo 
 
 
24 
 
 
Cilindro haste passante 
 
Cilindro haste vazada passante 
 
 
Cilindro em Tánden - Série XC12 
 
Neste tipo são usados dois cilindros de ação dupla, os quais formam uma só unidade. Desta forma, com duas 
pressões em suas respectivas câmaras agindo nos êmbolos, a força é uma soma dos dois cilindros. Este cilindro é 
usado para obter grandes forças em lugares onde não há espaço suficiente para utilização de cilindros com maior 
diâmetro. 
 
Atuador de dupla força - MGZ 
 
Características: 
 
 Diâmetros de 20 a 80 mm 
 Substitui as aplicações de atuador tándem 
 Sistema anti-giro 
 Diversos tipos de fixação 
 Velocidade de avanço de até 700 mm/s 
 Para carga de até 600 kg em atuador de 80mm 
 Diversas possibilidades de fixação 
 
Atuador de dupla força - MGZ 
 
 
25 
 
1 e 2 - área de avanço e 3 - área de retorno 
Cilindro Múltiplas Posições 
Este tipo de construção permite que o atuador execute paradas intermediárias precisas, devido à separação das 
hastes internas ao atuador. 
 
 
Cilindro Múltiplas Posições - XC11 
 
 
Cilindro de múltiplas posições - Série XC10 
São dois cilindros independentes e contrapostos unidos por suas tampas traseiras, o que permite obter quatro 
posições distintas, sendo que uma das pontas das hastes deve estar fixada. 
 
 
Variantes Construtivas 
Atuador com bloqueador de haste 
 
Consiste em um uma montagem com um 
segundo atuador pneumático montado 
no cabeçote dianteiro do cilindro, que tem a 
finalidade de travar mecanicamente a haste do cilindro em uma possível condição de segurança. 
 
26 
 
Atuador com trava de haste 
 
Consiste em um uma montagem com um pequeno atuador de ação simples montado no cabeçote 
traseiro, que tem a finalidade de travar mecanicamente a haste do cilindro em uma 
possível condição de segurança. Para destravar, o próprio ar de 
entrada faz a função. 
 
 
 
Atuador com hastes paralelas - Série CXS 
 
Este tipo de construção, além de ser um atuador com 
sistema anti-giro, proporciona maior sustentação ao 
equipamento a ser manipulado, além de dobrar a força 
do atuador. 
 
 
Anti-giro da haste 
 
Neste tipo de atuador, a haste do cilindro é sextavada. Dessa forma eliminando as condições normais de giro da 
haste, de um atuador convencional. 
 
 
Neste tipo de construção, o embolo do atuador pneumático é oval. Isso impossibilitando o giro da haste do 
atuador, além de ter uma força superior a dos atuadores convencionais. 
 
 
27 
 
Atuador Compacto Série CQ2 
 
Este tipo de construção foi desenvolvida, visando a utilização de atuadores pneumáticos com tamanho físico 
reduzido. O cilindro compacto não possuem cabeçotes de fechamento e seu embolo é mais estreito que os 
êmbolos de atuadores convencionais. 
 
 
Atuador compacto - Série C55 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Aplicável em nas indústrias em geral, onde se necessitade atuadores com forças de até 218 quilos, 
amortecimentos não ajustáveis e dimensões e 
montagens normalizadas 
- Automobilística 
- Máquinas de embalagens 
- Sistemas de manipulação 
- Industria Gráfica 
Caracgterísticas: 
 
Diâmetros de 20 a 63 mm 
Conforme norma ISO 21287 
Curso padronizados de 5 a 150 mm 
Tamanho reduzido 
Pressão de trabalho: 0.5 á 10 bar 
Isento de lubrificação 
Opções 
Sistema anti-giro 
Haste passante 
Ação simples ou dupla 
Rosca da Haste, macho ou fêmea 
Amortecimento regulável 
Com haste guia 
 
28 
 
Cilindros compacto guiado – MGP 
 
Características: 
 
 A prova de Água 
 Ideal para utilizar com máquinas-ferramenta 
 Exposta a líquidos refrigerantes 
 Série sala limpa 
 Aplicável em ambientes de sala limpa. 
 Ideal para utilizar em linhas transportadoras 
para 
 Semicondutores, cristal líquido, indústria 
alimentícia 
 Farmacêutica, e de componentes eletrônicos 
 Diâmetro de 20 a 100 mm 
 Curso de até 400 mm (A solução mais compacta do 
mercado) 
 Fácil posicionamento. 
 
 
Atuador básico CG1 com guia linear - Série MGG 
 
 
Exemplo de aplicação 
Tipos de fixação para atuadores 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
29 
 
Dimensionamento de atuadores 
Os atuadores são elementos responsáveis pela manipulação ou movimentação das peças a serem transportadas. 
Os atuadores podem ser classificados como lineares, rotativos e tipo de garras (pinças), etc. 
 
IMPORTANTE: Estamos falando de forças teóricas, que irão servir de ponto de partida para o dimensionamento. 
Por isto, ao dimensionarmos um atuador devemos sempre considerar que teremos as forças de resistência ao seu 
movimento que devem ser consideradas e subtraídas da força teórica na hora do dimensionamento final. 
 
Em todos os atuadores teremos atrito em suas partes deslizantes. Este atrito causa uma força contrária ao 
movimento, tornando a força efetiva de atuação sempre menor do que a força teórica. O atrito interno de um 
atuador pode variar de acordo com o tipo de vedação, posição de montagem, carga a ser movimentada, etc. Por 
isto a força efetiva de um atuador só pode ser definida após uma verificação da aplicação. 
 
Cálculo da força nos atuadores de simples ação 
 
 
Cálculo da força nos atuadores de dupla ação 
 
 
Cálculo do diâmetro do atuador 
Utilizando a fórmula básica que vimos anteriormente temos que: 
 
 
onde: 
 A = Área em cm2 
 p = Pressão em bar 
 F = Força em kgf 
 
 
30 
 
Cálculo do consumo de ar em atuadores 
 
 onde: 
 Q = Vazão (cm³ / s ou l/min) 
 V = Volume do Atuador (cm³ ) 
 v = velocidade (m/s2) 
 s = curso (cm) 
 RC = Relação de Compressão (1,033 + ptrab) / 1,033 
 t = tempo para executar a tarefa (s) 
 
 
Ampliando a fórmula temos: V = A. s . RC ou V =  . r² . s . RC 
 
Os nomogramas para cálculos rápidos de atuadores: 
 
Cálculo do diâmetro e da força do atuador 
 
 
Cálculo do consumo de ar em atuadores 
 
 
 
31 
 
Na utilização do “Diagrama do consumo de ar”, podemos usar as seguintes fórmulas: 
 
Cilindro de ação simples - Q = s.n.q (Nl/min) 
Cilindro de ação dupla - Q = 2(s.n.q) (Nl/min) 
 
Onde: 
Q = volume de ar (Nl/min) 
s = comprimento de curso (cm) 
n = número de cursos por minuto 
q = consumo de ar por cm de curso (obtido no Diagrama do consumo de ar) 
 
Volume de ar em ambientes secundários 
 
Ao calcular o consumo de ar deve ser também considerado o volume dos ambientes secundários, os quais também 
se enchem em cada curso (tubos, válvulas, atuadores, etc.) 
 
Diâmetro do êmbolo em mm Lado tampa anterior em cm
3
 Lado tampa posterior em cm
3
 
12 1 0,5 
16 1 1,2 
25 5 6 
35 10 13 
50 16 19 
70 27 31 
100 80 88 
140 128 150 
200 425 448 
250 2005 2337 
1000 cm3 = 1 litro 
 
Atuadores rotativos - Série CRA1 
Atuador Rotativo por Cremalheira 
 
Neste tipo, o êmbolo tem um perfil dentado (cremalheira). A haste de 
êmbolo aciona com esta cremalheira uma engrenagem, transformando o 
movimento linear num movimento rotativo à esquerda ou direita, 
sempre de acordo com o sentido do curso. 
 
 
 
 
32 
 
 
Atuador rotativo por dupla cremalheira 
 
Neste tipo de construção, o atuador pneumático possui um avanço 
mais suave e preciso, além de possuir uma montagem em uma 
unidade mais compacta. 
 
 
 
Atuador Rotativo por Palheta 
 
Como cilindros rotativos já descritos, também nos de aletas 
giratória é possível um giro angular limitado. O movimento angular 
raramente vai além de 180º. Esses elementos são adequados para 
robótica e manuseio de material onde houver falta de espaço. 
Usados também para abertura e fechamento de válvulas de grande porte e na rotação de peças ou dispositivos. 
Atuador Rotativo por Palheta 
 
 
Garras pneumáticas - Série MH 
 
Garras de abertura Paralela - Série MHZ2 
 
 
Garras de Abertura Angular - Série MHT2 
 
 
 
33 
 
 
Garras de Abertura Concêntrica - Série MHSH3 
 
 
Garras de Abertura angular para grandes esforços 
 
 
 
Garras de abertura paralela rotativa 
 
Garras de abertura paralela rotativa com diâmetros variando entre de 10 a 25 mm, ângulos de rotação de 90°e 
180°e possibilidade de embolo magnético. 
 
 
 
34 
 
Atuador rotolinear 
É utilizado em aplicações onde é necessário combinar movimentos lineares e rotativos. É um elemento compacto, 
integrando ambos os movimentos num mesmo corpo, podendo realizar simultaneamente ou independente o 
movimento retilíneo e o giratório. 
 
Hidropneumáticos 
 
Estes aparelhos são utilizados principalmente onde há necessidade de uma velocidade uniforme de trabalho. A 
unidade é formada pelos seguintes elementos: cilindro pneumático, cilindro de frenagem hidráulica (unidos por 
uma travessa rígida), válvula pneumática de comando e válvula reguladora de fluxo. O cilindro pneumático 
funciona como elemento de trabalho. Alimentando o cilindro pneumático com ar, este arrasta junto o cilindro de 
frenagem hidráulica. 
 
O êmbolo da frenagem desloca o óleo através da reguladora de fluxo para o outro lado do êmbolo. O óleo não 
permite, mesmo que a resistência de trabalho seja alterada, que o movimento seja irregular. 
O retrocesso é rápido devido à válvula de fluxo ser do tipo unidirecional. A velocidade do curso é regulável, sem 
escala, de 30 à 6000 mm/min. Existem também unidades que no retrocesso executam um curso regulado. 
 
Válvulas pneumáticas 
 
Em circuitos pneumáticos são utilizados elementos que produzem movimentos e para estes, utilizam-se elementos 
de sinal e de comando. Esses elementos influenciam no processo dos trabalhos, razão pela qual são chamados 
"válvulas". 
 
As válvulas são elementos de comando para partida, parada e regulagem. Elas controlam também a pressão e a 
vazão do ar. 
 
As válvulas são regidas pela norma DIN/ISO 1219, conforme recomendação da CETOP (comissão Européia de 
Transmissões Óleo-hidráulico e Pneumática). 
 
 
35 
 
Válvulas direcionais 
 
As válvulas direcionais são responsáveis pelo direcionamento do fluxo de ar 
para a condição de trabalho do sistema pneumático. São as válvulas 
direcionais que irão determinar se um atuador irá avançar ou retornar girar 
no sentido horário ou anti-horário. 
 
As válvulas direcionais também 
podem ser utilizadas para 
acionar outras válvulas, de acordo 
com as condições do circuito de comando do sistema pneumático. São 
classificadas pelo número de vias, número de posições, tipo de acionamento, 
característica construtiva e bitola. 
 
 
Construção do símbolo de válvulas - Norma DIN/ISO 1219 
 
Definição de posições 
 
Define-se como posição de repouso aquela condição que, através de molas, por exemplo, os elementos móveis da 
válvula são posicionados enquanto a mesma não está sendo acionada. 
 
Neste caso as conexões de entrada e saída são representadas noquadrado da direita pelos 
traços externos. 
 
Posição de partida (ou inicialmente acionada) será denominada aquela que os elementos móveis da válvula 
assumam, após montagem na instalação e ligação da pressão de rede, bem como na possível ligação elétrica, e 
com a qual se inicia o programa previsto. 
Neste caso as conexões de entrada e saída são representadas no quadrado da esquerda pelos 
traços externos. 
 
 
Identificação das conexões 
 
 
 
36 
 
Acionamentos e seus símbolos 
 
 
 
Acionamentos 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tipos de assentos de válvulas direcionais 
 
 
 
 
 
Válvulas de acionamento muscular e mecânico 
 
O acionamento da válvula é feito através de rolete. Quando 
 o rolete é acionado, o carretel se movimenta e a pressão é 
direcionada para a via desejada. 
 
 
37 
 
Características: 
 
 Diversos tipos de acionamentos mecânicos e musculares 
 Opções de 3 ou 2 vias e duas posições 
 Construção tipo pop pet (acento) 
 Para ar comprimido e gases inertes 
 Vazão de 890 L/min à 6 bar de pressão 
 Temperatura de trabalho: de -5 à 60°C 
 Isento de lubrificação 
 
Válvula de acionamento pneumático 
 
Válvula de 3/2 vias 
 
O acionamento da válvula é feito através da conexão de pilotagem. Quando o piloto é acionado, o carretel se 
movimenta e a pressão é direcionada para a via desejada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Válvula de 5/2 vias 
 
O acionamento da válvula é feito através da conexão de pilotagem. Quando o piloto é acionado, o carretel se 
movimenta e a pressão é direcionada para a via desejada. 
 
 
 
38 
 
 
Válvulas de acionamento muscular e mecânico 
 
Trata-se de uma válvula direcional de 5/2 vias, servo acionada por came. O 
came tem a função de acionar uma micro válvula internamente ao corpo 
da válvula principal e essa por 
sua vez aciona 
pneumaticamente a válvula 
principal. 
 
 
 
 
 
 
Válvulas de acionamento eletropneumático 
 
Válvula de 3/2 vias acionamento por solenóide 
Estas válvulas são utilizadas onde o sinal de comando parte de um timer elétrico, 
de uma chave de fim de curso elétrica, de um pressostato ou aparelho 
eletrônico. Em comandos com distâncias relativamente grandes e de tempo de 
comutação curto. 
Essas válvulas são divididas em dois grupos de comando, o direto e indireto. As 
de comando direto são usadas apenas para baixa vazão de ar e as de comando 
indireto para comando a longa distância e de alta vazão. 
 
Válvula 3/2 vias com acionamento direto 
 
 
 
Válvula 5/2 vias com acionamento indireto 
 
 
 
 
39 
 
Válvulas com acionamento pneumático - SYA 
 
Características: 
 
 Três tamanhos: 3000 5000 7000 
 M5 1/8 1/4 
 Vazões: 160 l/min. 490 l/min. 640 l/min. 
 Opcional de conexões incorporadas - para tubos de 4 a 10 mm 
 Válvulas de 5 vias de 2 ou 3 posições 
 Possibilidade de ser montada em sub-base (rosca de até 3/8) 
 Acionamento simples ou duplo piloto 
 Construção por carretel 
 
 
Válvula Direcional - Série SY 
 
Características: 
 
 Válvula direcional de 5/2, 5/3 e 3/2 vias 
 Vida útil de 50 milhões de ciclos 
 Diversas possibilidades de montagem individual ou em manifolfd 
 Potência de consumo: 0,35W 
 Versão POWER SAVING CIRCUIT - Potência de consumo: 0,1W 
 Vazões de até 2500 l/min. 
 Possibilidade de conexões incorporadas à Válvula 
 Diversos tipos de acionamentos elétricos e pneumáticos 
 Isenta de lubrificação 
 
 
40 
 
Válvula Direcional - Série S0700 
 
Características: 
 
 Tamanho compacto de alta vazão - 110 l/min. 
(Vazão de válvulas similares na concorrência - 19 l/min.) 
 Diversas combinações e configurações disponíveis 
 Vida útil de 50 milhões de ciclos 
 Baixa potência de consumo - 0,35W 
 Montagem individual ou em bloco 
manifold 
 Possibilidade de comunicação com 
protocolos industriais 
 Device Net 
 Profibus DP 
 CC Link 
 Ethernet/IP 
 CANopen 
 AS-i 
 Control Net 
 
Válvula Direcional - Série S0700 
 
Tipos de Vedação 
 
Quanto ao tipo de vedação as válvulas podem ser: 
 
Válvulas com vedação em borracha 
 
 
A vedação é feita por anéis de borracha. Devido ao desgaste 
a durabilidade neste tipo de válvula é menor, porém pode 
alcançar os 50 milhões de ciclos. 
 
 
 
Válvulas com vedação metálica 
 
A vedação é feita entre duas peças de aço inoxidável 
com folga de 0,03mm. Possui um consumo de ar interno 
normal na ordem de 1 l/min. A durabilidade destas 
válvulas pode atingir os 200 milhões de ciclos. 
 
 
41 
 
Dimensionamento de válvulas 
 
A fórmula para o cálculo da vazão é a seguinte: 
 
V = A . s . RC 
 
Onde: 
 
Q = Vazão (cm3/s) 
V = Volume do atuador (cm3) 
P = Pressão de trabalho (bar = kg/cm2) 
s = curso (cm) 
RC = Relação de compressão (1,033 + ptrabalho)/1,033 
t = Tempo para executar a tarefa (s) 
 
Coeficiente de vazão (Cv) 
 
A capacidade de fluxo de uma válvula refere-se ao volume máximo de um fluído que pode passar através dela em 
um determinado intercalo de tempo. 
 
Coeficiente de vazão é definido como o número de galões americanos de água que passam por minuto pela 
válvula, provocando uma queda de pressão de 1 psig a uma temperatura de 680F. 
 
Tabela de conversão de Fatores e Fluxo 
 
 
Fatores Fluxo 
 
Cv Kv m3/h l/min 
Cv 1 0,869 59,1 985 
Kv 1,15 1 67,9 1132 
m3/h 0,017 0,015 1 16,67 
l/min 0,001 0,00088 0,06 1 
 1L = 1 dm3 - 1L = 1000 cm3 - 1L = 1.000.000 mm3 
 
Válvulas auxiliares 
 
Válvula de retenção - Série AK 
 
Função de bloquear o fluxo de ar comprimido em um dos 
sentidos sua Vazão entre 400 a 12.000 l/min. e seu corpo 
de polímero ou metálico. 
 
 
Retenção Pilotada 
 
Uma válvula de retenção pilotada permite o fluxo em uma direção. Na direção contraria, o fluxo pode passar 
quando a válvula piloto deslocar o assento de sua sede no corpo da válvula. 
 
 V 
t = 
 Q 
ou 
 
42 
 
Uma válvula de retenção operada por piloto consiste de vias de entrada e saída, um assento pressionado por uma 
mola, como no caso da válvula de retenção. Do lado oposto do assento da válvula está a haste de deslocamento e 
o pistão do piloto. O piloto é pressurizado através do pistão pela conexão do piloto “X”. 
 
O fluxo pode passar através da válvula, da via de saída para a via 
externa, desde que a pressão no piloto seja suficiente para manter o 
pistão da haste acionado. 
 
Retenção Pilotada 
 
 
Dupla Retenção Pilotada 
 
Esta válvula caracteriza em sua construção, na montagem em 
conjunto, por duas válvulas de retenção pilotada em um único 
corpo, sendo que o pistão de comando trabalha entre 
duas retenções simples. 
 
Válvula “OU” - Série VR1210 
 
Função alternadora, alternada o sinal de saída, entre os dois sinais de entrada. 
 
 
 
Válvula “E” - Série VR1211F 
 
Válvula de soma de sinais. O sinal da saída só é acionado quando houver pressão nas duas entradas e seu corpo 
em tecno-polímero. 
 
 
43 
 
 
Válvula de escape rápido - Série AQ 
 
Utilizada para aumentar as velocidades dos atuadores pneumáticos onde 
o volume de ar do atuador é expelido para atmosfera diretamente nos 
cabeçotes. 
 
Expulsor pneumático 
 
Formado por uma válvula de escape 
rápido, um reservatório de ar e um tubo maleável para 
direcionar o fluxo. Utilizada para expulsar peças já trabalhadas em máquinas, 
substituindo assim a utilização de atuadores de simples ação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Regulador de fluxo unidirecional - Série AS 
 
Usada para controle de velocidade em atuadores com pressão máxima de operação em 10 bar e permite que se 
trabalhe em temperaturas que variam entre -5 à 60° . 
 
 
Regulador de pressão 
 
O Regulador de Pressãoé um equipamento indispensável para qualquer aplicação onde se utiliza o ar comprimido 
como fonte de energia. 
 
Suas funções básicas é a regulagem da pressão do ar comprimido a ser utilizado e sua estabilidade. 
 
 
 
44 
 
 Limitadora de pressão 
 
A limitadora de pressão tem a função de controlar o aumento da pressão estabelecida. 
 
Utilizada como válvulas de segurança e de alívio. 
 
 
 
Válvula se sequência ou pressostato 
 
A válvula de seqüência é muito similar à válvula limitadora de pressão. Abre-se a passagem quando alcançada uma 
pressão superior é ajustada pela mola. Quando no orifício Z (12) existir uma pressão superior é pré-ajustada, o 
êmbolo movimenta uma válvula de 3/2 vias, de maneira a estabelecer um sinal na saída A (2). 
 
 
 
Válvulas combinadas - Temporização - Série VR2110 
 
Tempo de temporização, de 0,5 a 60 seg. 
 
 
 
 
 
 
Corte de sinal 
 
Composta por uma válvula direcional de 3/2 vias NA, 
combinada com uma válvula reguladora de fluxo 
unidirecional. 
 
 
45 
 
Válvulas combinadas – Segurança 
 
Bloco Bi-manual de Segurança - Série VR51 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Comandos sequenciais 
 
 Cadeia de comando (esquema) 
 
É o tipo de esquema mais usado em pneumática. Esse esquema de comando está 
baseado em uma ordenação dos símbolos segundo sua função de comando que 
facilita a leitura, pois elimina ou reduz os cruzamentos de linhas. 
 
 
Características: 
 
 Série VR51-C06 
 Conforme Norma EN574 
 Totalmente Pneumática 
 Tempo entre sinais de entrada - 0.5 segundos 
 Conexões instantâneas incorporadas 
 Segurança Total 
 Melhor opção custo/benefício do mercado 
 
46 
 
Cadeia e comandos (detalhes) 
 
 
 
Identificação do elementos 
 
Atuadores: Número sequencial + letra A - (1A ..., 2A ...) 
 
Válvulas: Número do atuador + letra V + número sequencial - (1V1 ..., 2V1 ...) 
 
Fins de curso: Número do atuador + letra S + 1 p/ recuado e 2 p/ avançado - (1S1..., 1S2...,2S1..., 2S2...) 
 
Botões: Letra S + número sequencial - (S1 ..., S2 ..., S3...) 
 
Solenóide: Número do atuador + letra Y + 1 p/ avanço e 2 p/ retorno (1Y1, 1Y2 ...) 
 
Outros: Número do atuador + 
letra Z + número sequencial 
 
 
Representação dos elementos 
(VDI 3260) 
 
 
 
 
47 
 
Representação dos movimentos 
 
Exemplo: 
 
 
 
Representação simplificada dos elementos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Representação dos movimentos 
Diagrama Trajeto e Passo 
 
 
 
Diagrama Trajeto e Passo 
 
 
(+) Avanço 
( - ) Recuo 
1A+ 2A+ 1A- 2A- 
Avanço 
Recuo 
Parado avançado 
Parado recuado