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ACIONAMENTO DE 
DISPOSITIVOS
ATUADORES
série AUTOMAÇÃO iNDUsTriAL
Volume 2
série AUTOMAÇÃO iNDUsTriAL
ACIONAMENTO DE 
DISPOSITIVOS
ATUADORES
Volume 2
CONFEDERAÇÃO NACIONAL DA INDÚSTRIA – CNI
Robson Braga de Andrade
Presidente
DIRETORIA DE EDuCAÇÃO E TECNOLOgIA
Rafael Esmeraldo Lucchesi Ramacciotti
Diretor de Educação e Tecnologia
SENAI-DN – SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAgEM INDuSTRIAL
Conselho Nacional
Robson Braga de Andrade
Presidente
SENAI – DEPARTAMENTO NACIONAL
Rafael Esmeraldo Lucchesi Ramacciotti
Diretor-Geral
Gustavo Leal Sales Filho
Diretor de Operações
Série AUTOMAÇÃO iNDUSTriAL
ACIONAMENTO DE 
DISPOSITIVOS
ATUADORES
VOLUME 2
SENAI
Serviço Nacional de 
Aprendizagem Industrial 
Departamento Nacional
Sede
Setor Bancário Norte . Quadra 1 . Bloco C . Edifício Roberto 
Simonsen . 70040-903 . Brasília – DF . Tel.: (0xx61)3317-9190 
http://www.senai.br
© 2012. SENAI – Departamento Nacional
© 2012. SENAI – Departamento Regional do Rio Grande do Sul
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por escrito, do SENAI – Departamento Regional do Rio Grande do Sul.
Esta publicação foi elaborada pela equipe da Unidade Estratégica de Desenvolvimento 
Educacional – UEDE/Núcleo de Educação a Distância – NEAD, do SENAI do Rio Grande do 
Sul, com a coordenação do SENAI Departamento Nacional, para ser utilizada por todos os 
Departamentos Regionais do SENAI nos cursos presenciais e a distância.
SENAI Departamento Nacional
Unidade de Educação Profissional e Tecnológica – UNIEP
SENAI Departamento Regional do Rio Grande do Sul
Unidade Estratégica de Desenvolvimento Educacional – UEDE/Núcleo de Educação a 
Distância – NEAD
FICHA CATALOGRÁFICA
 S491a 
 Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial. Departamento Nacional
 Acionamento de dispositivos atuadores: volume 2/ Serviço Nacional de 
 Aprendizagem Industrial Departamento Nacional, Serviço Nacional de Aprendizagem 
 Industrial. Departamento Regional do Rio Grande do Sul. Brasília: SENAI/DN, 2012.
 260 p. : il. (Série Automação Industrial)
 
 ISBN 978-85-7519-523-9
 1. Geração. 2. Abastecimento. 3. Controle da eletricidade. I. Serviço Nacional de 
 Aprendizagem Industrial. Departamento Regional do Rio 
 Grande do Sul. II. Titulo. III. Série.
CDU 621.31
Bibliotecário Responsável: Enilda Hack- CRB 599/10
Lista de ilustrações
Figura 1 - Elevação de plataforma por ar comprimido .......................................................................................21
Figura 2 - Usos do ar ambiente e ar comprimido .................................................................................................23
Figura 3 - Exemplo prático de pressão .....................................................................................................................23
Figura 4 - Manômetro .....................................................................................................................................................24
Figura 5 - Experimento da coluna de mercúrio .....................................................................................................24
Figura 6 - Lei geral do gases .........................................................................................................................................27
Figura 7 - Comparativo entre as escalas de temperatura em Celsius, Fahrenheit e Kelvin ...................29
Figura 8 - Blaise Pascal ....................................................................................................................................................31
Figura 9 - Experimento de Pascal ...............................................................................................................................31
Figura 10 - Boyle-Mariotte ............................................................................................................................................31
Figura 11 - Experimento de Boyle-Mariotte ...........................................................................................................31
Figura 12 - Gay-Lussac ....................................................................................................................................................32
Figura 13 - Experimento de Gay-Lussac ...................................................................................................................32
Figura 14 - Charles ...........................................................................................................................................................32
Figura 15 - Experimento de Charles ..........................................................................................................................32
Figura 16 - Produção, preparação e distribuição do ar comprimido .............................................................35
Figura 17 - Compressor tipo pistão (amarelo), com reservatório de 25L (preto). ....................................36
Figura 18 - Divisão dos compressores conforme a sua funcionalidade .......................................................37
Figura 19 - Compressor por pistão ............................................................................................................................37
Figura 20 - Compressor por diafragma ....................................................................................................................38
Figura 21 - Compressor tipo palheta ........................................................................................................................38
Figura 22 - Compressor tipo parafuso ......................................................................................................................39
Figura 23 - Compressor de lóbulo ou roots ............................................................................................................39
Figura 24 - Compressor de anel líquido ...................................................................................................................39
Figura 25 - Compressor radial ......................................................................................................................................40
Figura 26 - Compressor axial ........................................................................................................................................40
Figura 27 - Resfriador posterior com a sua simbologia ......................................................................................47
Figura 28 - Reservatório de ar comprimido com a sua simbologia ...............................................................47
Figura 29 - Secagem por refrigeração ......................................................................................................................51
Figura 30 - Secagem por absorção ............................................................................................................................51
Figura 31 - Secagem por adsorção ............................................................................................................................52
Figura 32 - Esquema da produção, armazenamento e limpeza do ar comprimido.................................53
Figura 33 - a) Rede de ar comprimido com circuito aberto; b) Circuito fechado e circuito misto ......54
Figura 34 - Colocação de dreno e inclinação das tubulações ..........................................................................55
Figura 35 - a) Tubo de polietileno; b) Tubo de nylon ...........................................................................................57
Figura 36 - Conexão instantânea ................................................................................................................................57Figura 37 - Unidade de conservação com as suas simbologias ......................................................................59
Figura 38 - Distribuição dos componentes de acordo com o tipo de elemento ......................................61
Figura 39 - Atuadores de simples ação com suas respectivas simbologias ................................................62
Figura 40 - Atuador de dupla ação ............................................................................................................................63
Figura 41 - Composição interna de um cilindro de dupla ação ......................................................................63
Figura 42 - a) Atuador com giro controlado; b) Atuador tipo motor (motor tipo palheta), com suas 
respectivas simbologias ..................................................................................................................................................63
Figura 43 - a) Atuadores com haste passante; b) Tandem; c) Sem haste; d) Com garra; e) Com músculos .64
Figura 44 - Válvula direcional 5/2 vias com duplo piloto e acionamento manual, com a sua simbologia ...64
Figura 45 - Válvula direcional com três direções...................................................................................................65
Figura 46 - Válvula direcional com cinco vias ........................................................................................................65
Figura 47 - Utilização de simbologias de leitura ...................................................................................................66
Figura 48 - Representação dos orifícios de uma válvula direcional ...............................................................67
Figura 49 - Válvula 3/2 vias com duplo piloto ........................................................................................................68
Figura 50 - Válvula de controle de fluxo variável unidirecional .......................................................................69
Figura 51 - Válvula de controle de fluxo variável bidirecional .........................................................................69
Figura 52 - Válvula alternadora ...................................................................................................................................70
Figura 53 - Válvula de simultaneidade .....................................................................................................................70
Figura 54 - Válvula de controle de fluxo com escape rápido............................................................................71
Figura 55 - Temporizador com as suas simbologias ............................................................................................71
Figura 56 - Contador pneumático com a sua simbologia .................................................................................72
Figura 57 - a) Acionamento direto; b) Acionamento indireto ..........................................................................73
Figura 58 - Tipos de acionamentos musculares ....................................................................................................74
Figura 59 - Acionamento por pino .............................................................................................................................74
Figura 60 - Acionamento por rolete ..........................................................................................................................75
Figura 61 - Acionamento por rolete escamoteável .............................................................................................75
Figura 62 - Posicionamento dos acionamentos mecânicos. a) por pino; b) por rolete; c) por rolete 
escamoteável ......................................................................................................................................................................75
Figura 63 - Acionamentos pneumáticos: piloto negativo .................................................................................76
Figura 64 - Acionamentos pneumáticos: piloto positivo ...................................................................................76
Figura 65 - Acionamento combinado por eletroímã e válvula de pré-comando interno .....................77
Figura 66 - Acionamento combinado por eletroímã e válvula de pré-comando externo ....................77
Figura 67 - Acionamento combinado por solenoide e piloto ou botão ......................................................77
Figura 68 - Válvula direcional 2/2 vias NF com acionamento por rolete e retorno por mola ...............81
Figura 69 - Princípio de funcionamento de um vácuo .......................................................................................83
Figura 70 - Princípio do efeito de Venturi e ventosas..........................................................................................84
Figura 71 - Simbologias das ventosas de acordo com a sua aplicação ........................................................85
Figura 72 - Exemplo para aplicação da representação dos movimentos ....................................................87
Figura 73 - Diagrama trajeto-passo ...........................................................................................................................89
Figura 74 - Exemplo de diagrama trajeto-passo ...................................................................................................89
Figura 75 - Diagrama trajeto-tempo .........................................................................................................................89
Figura 76 - Diagrama de comando ............................................................................................................................90
Figura 77 - Divisão de um circuito pneumático, utilizando uma representação numérica e por letras ...92
Figura 78 - Exemplo para utilizar o método intuitivo: transporte de produtos ........................................92
Figura 79 - Sequência de funcionamento pelo método intuitivo ..................................................................94
Figura 80 - Acionamento indireto para avanço e retorno dos cilindros A e B............................................94
Figura 81 - Circuito pneumático com a representação em forma de letras e numérica ........................94
Figura 82 - Circuito 1 .......................................................................................................................................................95
Figura 83 - Circuito 2 .......................................................................................................................................................95
Figura 84 - Circuito 3 .......................................................................................................................................................96
Figura 85 - Circuito 4 .......................................................................................................................................................96
Figura 86 - Circuito 5 .......................................................................................................................................................97
Figura 87 - Circuito 6 .......................................................................................................................................................98
Figura 88 - Circuito 7 .......................................................................................................................................................98
Figura 89 - Circuito 8 .......................................................................................................................................................99
Figura 90 - Roda d’água .............................................................................................................................................. 101
Figura 91 - Princípio de uma prensa hidráulica ..................................................................................................103
Figura 92 - Aplicação da lei de Stevin .................................................................................................................... 104
Figura 93 - Força exercida sobre um objeto com sólido e sobre objeto com líquido .......................... 105
Figura 94 - Exemplo de um intensificador de pressão .................................................................................... 106
Figura 95 - Reservatórios de água ........................................................................................................................... 106
Figura 96 - Reservatório de água com três furos ............................................................................................... 106
Figura 97 - Aplicação do princípio de Bernouli .................................................................................................. 107
Figura 98 - Exemplo de fluxo laminar e turbulento .......................................................................................... 108
Figura 99 - a) Reservatório; b) Filtros ...................................................................................................................... 111
Figura 100 - Esquema de um reservatório ........................................................................................................... 112
Figura 101 - Tipos de reservatórios ......................................................................................................................... 113
Figura 102 - Resfriadores ............................................................................................................................................ 113
Figura 103 - Válvula direcional de centro aberto ............................................................................................... 115
Figura 104 - Válvula direcional de centro fechado ............................................................................................ 116
Figura 105 - Válvula direcional de centro em tandem ..................................................................................... 116
Figura 106 - Válvula direcional de centro aberto negativo ............................................................................ 117
Figura 107 - a) Válvula de desaceleração; b) Simbologia ................................................................................ 118
Figura 108 - a) Válvula reguladora de pressão; b) Um circuito utilizando uma válvula regu-
ladora de pressão ......................................................................................................................................................... 118
Figura 109 - a) Válvula controladora de vazão com pressão compensada; b) Simbologia ............... 119
Figura 110 - Tipos de válvulas redutoras de pressão ........................................................................................ 119
Figura 111 - Acumulador ............................................................................................................................................ 120
Figura 112 - a) Atuador telescópico; b) Simbologia ......................................................................................... 122
Figura 113 - Circuito de descarga ............................................................................................................................ 123
Figura 114 - Circuito regenerativo .......................................................................................................................... 124
Figura 115 - Válvula limitadora de pressão de descarga diferencial ........................................................... 125
Figura 116 - Circuito de descarga de um acumulador .................................................................................... 126
Figura 117 - Circuito com aproximação rápida e avanço controlado ........................................................ 127
Figura 118 - Descarga automática da bomba..................................................................................................... 128
Figura 119 - Sistema alta-baixa ................................................................................................................................ 129
Figura 120 - Circuito de controle de entrada do fluxo ..................................................................................... 130
Figura 121 - Circuito de controle de saída de fluxo .......................................................................................... 131
Figura 122 - Controle de vazão por desvio do fluxo ......................................................................................... 132
Figura 123 - Válvula de contrabalanço .................................................................................................................. 133
Figura 124 - Circuito com redução de pressão ................................................................................................... 134
Figura 125 - Válvula de contrabalanço diferencial ............................................................................................ 135
Figura 126 - Válvula de retenção pilotada ............................................................................................................ 136
Figura 127 - Gráfico para estabelecer o diâmetro interno de uma mangueira ...................................... 158
Figura 128 - a) Funcionamento de uma botoeira; b) Botão pulsador; c) Botão giratório com trava; d) 
Botão cogumelo com trava. As imagens estão acompanhadas de suas simbologias .......................... 168
Figura 129 - a) Chave fim de curso tipo rolete; b) Chave fim de curso do tipo rolete esca-
moteável (gatilho) ....................................................................................................................................................... 168
Figura 130 - a) Sensor capacitivo; b) Sensor indutivo; c) Sensor óptico. As imagens estão acompan-
hadas de suas simbologias ......................................................................................................................................... 169
Figura 131 - Sensor magnético acoplado a um atuador com êmbolo magnético ............................... 169
Figura 132 - Pressostato com a sua simbologia ................................................................................................. 170
Figura 133 - a) Temporizador TON; b) Temporizador TOF. As imagens estão acompanhadas de 
suas simbologias .......................................................................................................................................................... 171
Figura 134 - Contador com a sua simbologia ..................................................................................................... 171
Figura 135 - Válvula direcional 3/2 vias NF. a) Acionamento por solenoide; b) Retorno por mola com 
a sua simbologia ............................................................................................................................................................. 171
Figura 136 - Funcionamento de um solenoide com a sua simbologia ...................................................... 172
Figura 137 - Resolução do circuito 1 ...................................................................................................................... 172
Figura 138 - Resolução do circuito 2 ...................................................................................................................... 173
Figura 139 - Resolução do circuito 3 ...................................................................................................................... 174
Figura 140 - a) Circuito A; b) Circuito B; c) Circuito C; d) Circuito D ............................................................. 174
Figura 141 - a) Circuito A; b) Circuito B .................................................................................................................. 176
Figura 142 - a) Circuito A; b) CircuitoB .................................................................................................................. 177
Figura 143 - a) Circuito A; b) Circuito B .................................................................................................................. 179
Figura 144 - Diagrama trajeto-passo do circuito proposto ............................................................................ 180
Figura 145 - Sequência de funcionamento pelo método intuitivo ............................................................ 181
Figura 146 - Resolução do circuito 8 ...................................................................................................................... 181
Figura 147 - Diagrama trajeto-passo do circuito proposto ............................................................................ 182
Figura 148 - Sequência de funcionamento pelo método intuitivo ............................................................ 182
Figura 149 - Circuito 9 ................................................................................................................................................. 183
Figura 150 - Circuito de dois setores ...................................................................................................................... 184
Figura 151 - Circuito de três setores ....................................................................................................................... 185
Figura 152 - Circuito de quatro setores ................................................................................................................. 185
Figura 153 - Circuito de cinco setores.................................................................................................................... 186
Figura 154 - Circuito pelo método intuitivo ........................................................................................................ 187
Figura 155 - Circuito com a divisão em setores .................................................................................................. 187
Figura 156 - Fazendo a “transição” de um setor para outro ........................................................................... 187
Figura 157 - Fazendo a ativação ou desativação do contator K1 ................................................................ 188
Figura 158 - Fazendo a transição de um setor para outro .............................................................................. 188
Figura 159 - Esquema do circuito ............................................................................................................................ 189
Figura 160 - Sistema de controle utilizando um CLP ....................................................................................... 196
Figura 161 - Dispositivos de entrada e saída que podem ser conectados ao CLP ................................ 196
Figura 162 - Estrutura interna de um CLP ............................................................................................................ 199
Figura 163 - a) Entrada CC; b) Entrada CA ............................................................................................................ 201
Figura 164 - Saídas digitais: a) Relé; b) Transistor; c) Triac .............................................................................. 202
Figura 165 - Saída analógica ..................................................................................................................................... 203
Figura 166 - CLP compacto........................................................................................................................................ 208
Figura 167 - Arquitetura de um CLP modular ..................................................................................................... 208
Figura 168 - CLP modular ........................................................................................................................................... 208
Figura 169 - Diagrama em blocos do princípio de funcionamento de um CLP ..................................... 209
Figura 170 - Representação dos contatos: a) NA; b) NF .................................................................................. 216
Figura 171 - Estrutura de um diagrama Ladder ................................................................................................. 218
Figura 172 - Possíveis combinações das entradas para habilitar uma saída ........................................... 218
Figura 173 - Repetibilidade de entradas e saídas .............................................................................................. 219
Figura 174 - Representação de um circuito com relés eletromecânicos .................................................. 220
Figura 175 - a) Lógica Ladder simplificada; b) Lógica Ladder do circuito elétrico da figura 174 ..... 220
Figura 176 - Ligação das entradas e saídas do CLP........................................................................................... 221
Figura 177 - Leitura de um programa de CLP ..................................................................................................... 222
Figura 178 - Entradas dependente da energização dessa entrada ............................................................. 223
Figura 179 - Contato selo de um circuito em um diagrama Ladder ........................................................... 224
Figura 180 - Instruções SET e RESET ....................................................................................................................... 224
Figura 181 - Representação da porta lógica AND com o diagrama Ladder ............................................ 226
Figura 182 - Representação da porta lógica OR com o diagrama Ladder ................................................ 226
Figura 183 - Representação da porta lógica NOT com o diagrama Ladder ............................................. 226
Figura 184 - Representação da porta lógica XOR com o diagrama Ladder ............................................. 227
Figura 185 - Simplificação da tabela verdade pelo mapa de Karnaugh ................................................... 228
Tabela 1: Técnico em Automação Industrial ............................................................................................................18
Tabela 2: Conversão de pressão e vazão volumétrica ..........................................................................................30
Tabela 3: Consumo de potência de acordo com furos em tubulações de pneumática .........................56
Tabela 4: Comparação entre as normas ....................................................................................................................68
Tabela 5: Tamanho relativo das partículas ............................................................................................................. 111
Tabela 6: Comprimento de tubo equivalente à perda de carga por singularidades em metros ....... 140
Tabela 7: Comprimento de tubo equivalente à perda de carga por singularidades em metros ....... 141
Tabela 8: Tubo de aço para condução de fluídos e outros fins ...................................................................... 142
Tabela 9: Catálogo de cilindros FESTO .................................................................................................................... 147
Tabela 10: Catálogo de cilindros PARKER – forças (N) ....................................................................................... 148
Tabela 11: Tabela de velocidades.............................................................................................................................. 156
Quadro 1 - Propriedades físicas do ar comprimido ..............................................................................................26
Quadro 2 - Tipos de compressores ..............................................................................................................................36Quadro 3 - Tipo de Compressores ...............................................................................................................................41
Quadro 4 - Critérios para escolha de compressores .............................................................................................42
Quadro 5 - Consequências da presença de água condensada nas linhas de ar .........................................46
Quadro 6 - Secagem por refrigeração........................................................................................................................51
Quadro 7 - Secagem por absorção .............................................................................................................................51
Quadro 8 - Secagem por adsorção .............................................................................................................................52
Quadro 9 - Principais funções dos componentes da unidade de conservação ..........................................58
Quadro 10 - Identificação dos orifícios da válvula direcional ............................................................................67
Quadro 11 - Representação simbólica dos componentes .................................................................................82
Quadro 12 - Anotação em forma de quadro ...........................................................................................................88
Quadro 13 - Principais unidades utilizadas na hidráulica ................................................................................ 109
Quadro 14 - Composição de um sistema hidráulico ......................................................................................... 110
Quadro 15 - Composição de um sistema hidráulico ......................................................................................... 111
Quadro 16 - Comparação entre os tipos filtrantes hidráulicos ...................................................................... 112
Quadro 17 - Quadro comparativo entre os centros das válvulas direcionais ........................................... 117
Quadro 18 - Elementos construtivos das mangueiras ...................................................................................... 121
Quadro 19 - Dicas para instalação de mangueiras ............................................................................................. 122
Quadro 20 - Dicas para instalação de mangueiras ............................................................................................. 123
Quadro 21 - Fator de correção ................................................................................................................................... 146
Quadro 22 - Aplicações de cargas de Euler ........................................................................................................... 147
Quadro 23 - Comparação entre os sistemas elétrico, pneumático e hidráulico ..................................... 162
Quadro 24 - Comparação entre os sistemas pneumáticos, eletro-mecanico e eletrônicos ................ 163
Quadro 25 - Vantagens da utilização do sistema pneumático ...................................................................... 163
Quadro 26 - Vantagens da utilização do sistema hidráulico ........................................................................... 164
Quadro 27 - Mapeamento de posições de memória de um CLP .................................................................. 215
Quadro 28 - Símbolos Ladder para contatos NA e NF para diferentes tipos de fabricantes ............... 217
Quadro 29 - Símbolos Ladder para saídas de diferentes tipos de fabricantes ......................................... 217
Quadro 30 - Representação das entradas e saídas de acordo com a função mostrada na figura 174 .... 220
Quadro 31 - Letras para utilização nas entradas e saídas ................................................................................ 221
Quadro 32 - Funcionamento do SET e RESET ....................................................................................................... 225
Quadro 33 - Representação de portas lógicas ..................................................................................................... 225
Figura 186 - Representação do circuito simplificado (pelo mapa de Karnaugh) com o diagra-
ma em Ladder ................................................................................................................................................................ 228
Tabela 12: Tabela de valores ....................................................................................................................................... 157
Tabela 13: Tabela verdade da lógica AND .............................................................................................................. 225
Tabela 14: Tabela verdade da lógica OR ................................................................................................................. 226
Tabela 15: Tabela verdade da lógica OR ................................................................................................................. 226
Tabela 16: Tabela verdade da lógica XOR .............................................................................................................. 227
Tabela 17: Tabela verdade ........................................................................................................................................... 227
1 Introdução ......................................................................................................................................................................17
2 Características da pneumática e do ar comprimido ........................................................................................21
2.1 Pneumática: características do ar comprimido ................................................................................22
2.2 Propriedades físicas do ar comprimido ..............................................................................................25
2.2.1 As leis utilizadas na pneumática ..........................................................................................26
3 Produção, preparação e distribuição do ar comprimido ...............................................................................35
3.1 Produção do ar comprimido ...................................................................................................................35
3.1.1 Compressores .............................................................................................................................36
3.1.2 Sistema de refrigeração ..........................................................................................................43
3.2 Preparação do ar comprimido ...............................................................................................................44
3.2.1 Umidade .......................................................................................................................................45
3.2.2 Resfriador posterior..................................................................................................................46
3.2.3 Reservatório de ar comprimido ...........................................................................................47
3.2.4 Filtros de ar comprimido ........................................................................................................48
3.2.5 Secadores de ar..........................................................................................................................49
3.2.6 Esquema completo de produção, armazenamento e limpeza do ar comprimido ..53
3.3 Distribuição do ar comprimido ..............................................................................................................54
3.3.1 Rede de distribuição ................................................................................................................543.3.2 Materiais utilizados nas redes de pressão ........................................................................56
4 Elementos pneumáticos ............................................................................................................................................61
4.1 Elementos pneumáticos de trabalho ..................................................................................................61
4.1.1 Atuadores pneumáticos .........................................................................................................62
4.2 Elementos de comando ............................................................................................................................64
4.2.1 Válvulas direcionais ..................................................................................................................64
4.3 Elementos de processamento de sinais..............................................................................................68
4.3.1 Temporizadores .........................................................................................................................71
4.3.2 Contadores ..................................................................................................................................72
4.4 Elementos de sinais ...................................................................................................................................72
4.4.1 Comandos diretos e indiretos ..............................................................................................73
4.4.2 Acionadores ................................................................................................................................73
5 Simbologias da pneumática e tecnologia do vácuo .......................................................................................81
5.1 Representação simbólica de acordo com o tipo de acionamento ...........................................81
5.1.1 Definição das posições (conforme VDI 3260) .................................................................81
5.1.2 Simbologia gráfica de circuitos pneumáticos conforme norma ISO 1219 (NBR 8896) ..82
5.2 Tecnologia do vácuo ..................................................................................................................................83
5.2.1 Efeito Venturi ..............................................................................................................................84
Sumário
6 Comandos pneumáticos sequenciais e circuitos práticos .............................................................................87
6.1 Formas de representação .........................................................................................................................88
6.1.1 Diagramas de movimentos ...................................................................................................89
6.1.2 Diagrama de comando ...........................................................................................................90
6.2 Representação da numeração das simbologias de um circuito pneumático ......................90
6.2.1 Elementos de produção, tratamento e distribuição ....................................................91
6.3 Método intuitivo de construção de circuitos pneumáticos ........................................................92
6.4 Circuitos pneumáticos práticos .............................................................................................................95
7 Hidráulica: características, componentes e circuitos práticos ................................................................... 101
7.1 Hidrostática ................................................................................................................................................ 102
7.1.1 Leis aplicadas à hidráulica .................................................................................................. 102
7.1.2 Outras características da hidráulica ................................................................................ 104
7.2 Hidrodinâmica .......................................................................................................................................... 107
7.2.1 Velocidade x vazão ................................................................................................................ 107
7.3 Composição de um sistema hidráulico ............................................................................................ 110
7.3.1 Filtros .......................................................................................................................................... 111
7.3.2 Reservatórios hidráulicos .................................................................................................... 112
7.3.3 Resfriadores (trocadores de calor) ................................................................................... 113
7.3.4 Bombas hidráulicas ............................................................................................................... 113
7.3.5 Válvulas direcionais ............................................................................................................... 115
7.3.6 Válvula de desaceleração .................................................................................................... 118
7.3.7 Acumuladores ......................................................................................................................... 120
7.3.8 Mangueiras ............................................................................................................................... 120
7.3.9 Atuadores hidráulicos .......................................................................................................... 122
7.4 Circuitos hidráulicos práticos............................................................................................................... 123
8 Dimensionamento de sistemas pneumáticos e hidráulicos ...................................................................... 139
8.1 Dimensionamento de sistemas pneumáticos ............................................................................... 139
8.2 Dimensionamento de sistemas hidráulicos ................................................................................... 152
9 Comparação entre os sistemas elétricos, pneumáticos e hidráulicos .................................................... 161
10 Eletropneumática e eletro-hidráulica .............................................................................................................. 167
10.1 Principais componentes dos sistemas eletropneumáticos e eletro-hidráulicos ........... 167
10.1.1 Equipamento de saída de sinal ...................................................................................... 171
10.2 Circuitos eletropneumáticos práticos ............................................................................................ 172
10.3 Método cascata elétrica ...................................................................................................................... 183
10.3.1 Etapas da cascata elétrica ................................................................................................. 184
11 História dos sistemas de controle, conceito e utilização do CLP ........................................................... 193
11.1 A era dos controladores de lógica programável ........................................................................ 195
11.2 Utilização de um CLP ........................................................................................................................... 196
11.3 Estrutura interna do CLP ..................................................................................................................... 199
12 Capacidade e tipos de CLP ..................................................................................................................................207
12.1 Classificação dos CLPS ........................................................................................................................ 207
12.2 Modos de operação de um CLP ....................................................................................................... 208
12.2.1 Princípio de funcionamento: diagrama em blocos ................................................. 209
12.2.2 Modos para verificar se o programa está certo e limpar o CLP .......................... 210
12.3 Comparação do CLP com outros sistemas de controle ........................................................... 210
13 Linguagens de programação ............................................................................................................................. 213
13.1 Norma IEC 61131-3 ............................................................................................................................... 213
13.2 Lógica de contatos ................................................................................................................................ 216
13.2.1 Símbolos básicos ................................................................................................................. 216
13.3 Diagrama de contatos em Ladder ................................................................................................... 217
13.3.1 Ligação de um CLP .............................................................................................................. 221
13.3.2 Representação de portas lógicas com o diagrama Ladder .................................. 225
13.3.3 Utilização do mapa de Karnaugh para simplificação de circuitos em Ladder ..... 227
Referências ........................................................................................................................................................................ 231
Anexos ................................................................................................................................................................................ 236
Minicurrículo do Autor ................................................................................................................................................. 254
Índice .................................................................................................................................................................................. 255
Esta unidade curricular “Acionamento de Dispositivos Atuadores” tem o objetivo de familiarizar o 
aluno com as características e o funcionamento de dispositivos atuadores em sistemas de controle 
e automação. Considera conhecimentos relativos à Eletricidade Industrial, Pneumática, Hidráulica e 
Controladores Lógicos Programáveis – CLPs (DCN-DN).
Estudaremos as principais características da pneumática e do ar comprimido, e os processos 
relacionados a sua utilização em um sistema industrial. Conheceremos a produção, a preparação e a 
distribuição do ar comprimido, mostrando as etapas e características de geração do ar comprimido 
até seu estágio final. Abordaremos os principais elementos pneumáticos, suas diferenças e aplicações 
para o funcionamento em um circuito pneumático. Estudaremos as principais simbologias da 
pneumática utilizadas em um diagrama esquemático de um circuito pneumático real, além de 
mostrarmos o funcionamento da tecnologia do vácuo. 
Conheceremos, também, os comandos sequenciais pneumáticos e os circuitos práticos 
que podem ser utilizados na indústria, detalhando seu funcionamento, e apresentaremos as 
principais características da hidráulica, da hidrostática e da hidrodinâmica, mostrando os principais 
componentes e alguns circuitos práticos hidráulicos que podem ser utilizados na indústria. 
Estudaremos os conceitos e cálculos necessários para o dimensionamento dos componentes 
hidráulicos e pneumáticos, e faremos a comparação dos sistemas elétricos, pneumáticos e 
hidráulicos, suas semelhanças e diferenças e suas aplicações na indústria. Estudaremos, ainda, 
a eletropneumática e a eletro-hidráulica, mostrando suas principais vantagens com relação à 
pneumática e à hidráulica, bem como a simplificação dos circuitos, o método cascata elétrica e os 
principais circuitos que podem ser feitos com a elétrica. 
Em relação aos CLPs, conheceremos o histórico dos sistemas de controle, o conceito e a utilização 
do CLP, mostrando as gerações dos CLPs, conceitos e suas principais utilizações. Estudaremos 
os tipos de CLPs que existem, os seus modos de operação, a comparação do CLP com outros 
sistemas de controle, além do princípio de funcionamento do CLP. Aprenderemos as linguagens 
de programação utilizadas na indústria abordando as características de cada uma e especificando 
a lógica Ladder. Finalizando, entenderemos a transformação de uma cascata elétrica em um 
programa de CLP, mostrando as etapas dessa transformação.
A seguir são descritos na matriz curricular os módulos e as unidades curriculares previstos e sua 
respectiva carga horária.
Introdução
1
Tabela 1: Técnico em Automação Industrial
Módulos denoMInAção unIdAdes CurrICulAres CArgA
HorárIA
CArgA HorárIA
Módulo
Módulo Básico Fundamentos técnicos e 
científicos
• Fundamentos da Comunicação
• Fundamentos da Eletrotécnica
• Fundamentos da Mecânica
100h
140h
100h
340h
Módulo 
Introdutório
Fundamentos técnicos e 
científicos
• Acionamento de Dispositivos 
Atuadores
160 h
180 h
340h
• Processamento de Sinais
Específico I Manutenção e Implemen-
tação de equipamentos e 
dispositivos
• Gestão da Manutenção
• Implementação de Equipamentos 
Dispositivos
• Instrumentação e Controle
• Manutenção de Equipamentos e 
Dispositivos
34h
136h
102h
68h
340 h
Específico II Desenvolvimento de 
sistemas de controle e 
Automação
• Desenvolvimento de Sistemas de 
Controle
• Sistemas Lógicos Programáveis
• Técnicas de Controle
100h
160h
80h
340h
Fonte: SENAI 
2
Características da pneumática e 
do ar comprimido
O interesse pela Pneumática acompanha a humanidade há muito tempo. Desde a antiga 
Grécia, os princípios hidráulicos e pneumáticos têm sido utilizados em benefício da sociedade. 
O termo pneumática, que é de origem grega (pneumos ou pneuma), significa respiração, 
sopro. A Física sempre se interessou por estudar os fenômenos dinâmicos relacionados aos 
gases e aos vácuos. Atualmente, uma forma de utilizar a energia do ar para gerar energia 
mecânica pode ser vista nos elevadores de plataformas de cadeiras de rodas de alguns 
ônibus urbanos (Figura 1).
Figura 1 - Elevação de plataforma por ar comprimido
Fonte: Autor
Ar atmosférico e ar comprimido
A constante evolução tecnológica impulsiona o desenvolvimento de técnicas de trabalho 
que possibilitam o aprimoramento dos processos e dos equipamentos. Para isso, é fundamental 
o conhecimento acerca dos meios de transmissão de energia. Podemos transmitir energia de 
um meio para outro de forma pneumática, hidráulica, mecânica, elétrica e eletrônica.
Em nosso estudo sobre as características dos sistemas pneumáticos, vamos descobrir como 
eles são criados, como são armazenadas e transmitidas as energias do ar, para que servem 
essas energias e como você pode utilizá-las.
AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL22
Você deve saber que o ar atmosférico é constituído por uma mistura de diversos 
gases, por impurezas decorrentes de poluição (poeira, partículas de carbono 
provenientes de combustões incompletas, dióxido de enxofre e outros) e por vapor 
d’água. Enquanto o ar é um elemento abundante na natureza e, de certa forma, 
gratuito, o ar atmosférico comprimido é a energia dos equipamentos pneumáticos.
Na indústria
Embora os conceitos básicos da Pneumática e sua aplicação sejam 
bastante conhecidos pela humanidade, foi preciso aguardar até o século XIX 
para o estudo contínuo de seu comportamento e de suas características. A 
introdução da pneumática na indústria só ocorreu em 1950. Antes dessa data, 
já havia alguns campos deaplicação e de aproveitamento da pneumática, 
como, por exemplo, a indústria de mineração, da construção civil e a indústria 
ferroviária (freios a ar comprimido). 
A introdução da pneumática na indústria começou com a necessidade de 
automatização e de racionalização dos processos de trabalho. Apesar de sua 
rejeição inicial, normalmente devido à falta de conhecimento e de instrução, a 
pneumática foi aceita, e a variedade de campos de aplicação aumentou cada vez 
mais com o passar do tempo. Como essa área de conhecimento é bastante ampla, 
vamos iniciar nosso estudo com algumas informações básicas. Começaremos 
com as características do ar comprimido.
2.1 PneumátICa: CaraCteríStICaS do ar ComPrImIdo
Para que possamos obter ar comprimido, é necessária a combinação de força 
e de pressão. Mas, o que é ar comprimido? Como o nome já diz, é o ar atmosférico 
que encontramos normalmente na natureza sobre pressão em um objeto 
confinado. Comprimimos o ar em um objeto, que pode ser grande ou pequeno, 
para utilizar sua força de várias maneiras. 
Uma corneta, um frasco de desodorante spray, a porta do ônibus, um 
amortecedor de carro, todos esses objetos e equipamentos usam a força do ar 
que está confinado em reservatórios confinados. Também quando sopramos 
uma vuvuzela (Figura 2) utilizando a força do ar que sai de nossos pulmões, com 
pressão para gerar aquele som que reverbera nos estádios, estamos utilizando 
os princípios da Pneumática. De forma muito mais fácil, usamos a corneta de ar 
comprimido que já vem pronta, pois o ar atmosférico está comprimido no frasco 
e, quando apertamos o botão, sai com muita força e pressão – muito maior do 
que podemos produzir com os nossos pulmões.
2 CaraCterístiCas da pneumátiCa e do ar Comprimido 23
Figura 2 - Usos do ar ambiente e ar comprimido
Fonte: Autor
Então, como vimos, para transformar o ar comum em ar comprimido, 
precisamos combinar força e pressão. Vamos relembrar os conceitos relacionados 
a essas duas grandezas?
•	Força – É qualquer influência capaz de produzir uma alteração no 
movimento de um corpo. Quando alguém empurra um carro, por 
exemplo, uma força é gerada para que ocorra o deslocamento do 
veículo. Quanto mais pessoas ajudarem a empurrar o carro, maior será 
a força aplicada e, consequentemente, o deslocamento do veículo será 
maior em determinado período de tempo. No ramo industrial podem 
existir empurradores para expulsar um material de cima de uma esteira. 
Eles devem ter uma força maior do que a força que deixa o material em 
cima da esteira.
•	Pressão – É a força exercida por unidade de superfície. Quando enchemos 
um pneu de bicicleta temos um exemplo prático da pressão. Quanto mais 
enchemos um pneu, mais “duro” ele fica, aumentando, assim, sua pressão 
interna (Figura 3). Como o pneu tem um volume máximo de capacidade, 
quanto mais ar inserimos maior é a quantidade de ar em seu interior. Para 
podermos encher o pneu, a força do ar que entra deverá ser maior do que 
a força do ar que sai dele. Assim podemos enchê-lo. 
Figura 3 - Exemplo prático de pressão
Fonte: Autor
AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL24
Na indústria
Em um ambiente ou local confinado em que a área é fixa, quanto maior for 
a pressão que exercermos maior será a força resultante. Veja o exemplo de um 
empurrador que funciona na indústria: quanto maior for a pressão do expulsador, 
maior será sua força. Ou seja, um material mais pesado pode ser expulso com o 
aumento da pressão, desde que o expulsador aceite aquela pressão exercida nele.
Quando estudamos pressão, devemos levar em conta a pressão absoluta, que é 
a soma das pressões atmosférica e relativa. A pressão relativa, também conhecida 
como sobrepressão, pressão manométrica ou pressão instrumental, é a pressão 
medida no manômetro, conforme demonstra a Figura 4.
50
0
100
150
psi 350
400
300
250
200
Figura 4 - Manômetro
Fonte: Autor
A pressão atinge tudo o que está sobre a Terra. Sobre a superfície do planeta 
há uma camada de ar que exerce uma determinada pressão, mas que não é 
constante. Essa pressão muda de acordo com a situação geográfica e as condições 
atmosféricas. O zero de pressão absoluta é o ponto em que não existe pressão 
alguma sobre ele, conhecido como vácuo.
A atmosfera exerce sobre nós uma força equivalente ao seu peso, mas não a 
sentimos, pois ela atua em todos os sentidos e direções com a mesma intensidade. 
A pressão atmosférica pode ser medida de diversas maneiras, mas todos os seus 
valores são equivalentes. Podemos medir a pressão atmosférica das seguintes 
formas: método da coluna de mercúrio, bar, Pascal ou quilograma-força (Figura 5).
Figura 5 - Experimento da coluna de mercúrio
Fonte: Autor
O valor da pressão atmosférica ao nível do mar a uma temperatura de 20°C e a 
uma umidade relativa de 36% é de: 
2 CaraCterístiCas da pneumátiCa e do ar Comprimido 25
• 1atm (atmosfera) = 760mm (torricelli, coluna de mercúrio);
• 1atm (atmosfera) = 1 bar;
• 1atm (atmosfera) = 14,5lbf/pol² (libras por polegadas);
• 1atm (atmosfera) = 100.000 (105Pa) – Pascal (do físico Blaise Pascal);
• 1atm (atmosfera) = 1kgf/cm² (quilogramas por centímetros).
Agora, vamos ver como a indústria utiliza a pressão relativa, que é a pressão 
dos sistemas pneumáticos. Assim, entenderemos como a força do ar é utilizada 
nos processos da indústria.
 FIQUE 
 ALERTA
A pressão de trabalho na pneumática é perigosa e necessita 
de equipamentos de proteção para o seu correto manuseio.
2.2 ProPrIedadeS fíSICaS do ar ComPrImIdo
Por causa de algumas propriedades físicas muito interessantes do ar 
comprimido, ele é utilizado na indústria em processos que precisam ser 
automatizados; isto é, algumas máquinas precisam trabalhar de forma 
automática exercendo uma força muito grande para empurrar outros objetos, 
gerar produtos, enfim, várias aplicações que vamos ver agora. Como o ar é de 
graça, a utilização da pneumática é uma atividade barata, limpa e rentável. 
Veremos, a seguir, as propriedades do ar comprimido para que tudo isso seja 
possível. O Quadro 1 mostra as principais propriedades, com exemplos.
CoMPressIbIlIdAde Reduz o volume da estrutura do ar.
F
elAsTICIdAde Possibilita que o ar volte a seu volume inicial após 
aplicar uma força de compressão 
F
dIFusIbIlIdAde Permite a mistura homogênea com qualquer meio 
gasoso que não seja saturado.
Peso do Ar Se colocarmos dois recipientes em uma balança, um 
vazio e o outro com ar, notamos que o recipiente 
sem ar é mais leve do que o recipiente com ar.
AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL26
Peso do Ar (CoM 
TeMPerATurA 
norMAl e 
AqueCIdo)
Com dois recipientes, um aquecido e outro com 
temperatura ambiente, notaremos que o recipiente 
que teve elevação de temperatura ficou mais leve.
exPAnsIbIlIdAde O ar se expande e se adapta a qualquer tipo de 
forma.
Quadro 1 - Propriedades físicas do ar comprimido
Fonte: PARKER, 2000
2.2.1 As leis utilizAdAs NA pNeumáticA
A partir de várias experiências, os físicos verificaram que as propriedades 
físicas do ar comprimido apresentavam alguns padrões; isto é, sempre que se 
fazia determinada ação, o experimento respondia da mesma forma, por exemplo, 
na experiência do peso do ar. Os físicos notaram que sempre que se aquecia 
um recipiente, ele ficava mais leve do que o outro recipiente que não tinha sido 
aquecido. Assim, eles fizeram várias experiências e registraram os resultados, 
surgindo, assim, as leis que mostravam o comportamento de cada experiência. 
Essas leis são muito importantes, pois nos ajudam a saber como um 
equipamento vai se comportar se agirmos de determinado modo. Para trabalhar 
em uma máquina pneumática, você deve saber algumas dessas leis. Vamos ver a 
lei geral dos gases, pois esses princípios se aplicam a todas as leis.
lei geral dos gases ideais
Esta lei leva em consideração que o volume (V), a temperatura (T) e a pressão 
(P) são variáveis. Assim, para o caso de dois gases diferentes, de acordo com a lei 
geral dos gases (Figura 6), temos: 
P1.V1 P2.V2
T1 T2=
Nessa fórmulatemos as seguintes definições:
• P1: pressão de um dos gases (em atm);
• P2: pressão do outro gás (em atm);
• V1: volume de um dos gases (em litros ou dm³);
• V2: volume do outro gás (em litros ou dm³);
• T1: temperatura de um dos gases (em kelvin);
2 CaraCterístiCas da pneumátiCa e do ar Comprimido 27
• T2: temperatura do outro gás (em kelvin).
Condições iniciais de:
pressão volume 
temperatura
Transformação
Condições �nais de:
pressão volume 
temperatura
(a) (b)
Figura 6 - Lei geral do gases
Fonte: Autor
Ou seja, em relação a um gás, se multiplicarmos a pressão (P) pelo volume 
(V) e dividirmos por sua temperatura (T), o resultado desse cálculo terá um valor 
constante idêntico para qualquer outro gás ideal. Nesse tipo de transformação, é 
necessário saber qual o tipo de gás que está sendo utilizado, para que os cálculos 
possam ser feitos.
Antes de continuar vendo as leis utilizadas na Pneumática, vamos conhecer algumas 
questões sobre transformações e temperaturas que os gases e os líquidos podem sofrer.
medindo a temperatura dos gases
Quando você estiver trabalhando com gases, terá de saber como podem 
ser medidas suas temperaturas e as transformações que eles sofrem ao 
serem aquecidos ou resfriados. Dependo da situação, você utilizará as 
medições baseadas em graus Celsius (°C) Fahrenheit (ºF) ou Kelvin (K). 
Vamos ver cada uma.
temperatura em graus celsius (°c)
A escala de temperatura de graus Celsius é dividida em 100 partes iguais. 
Zero grau Celsius (0°C) representa o congelamento da água, enquanto 100 graus 
Celsius (100°C) representa sua evaporação.
temperatura em graus Fahrenheit (ºF)
A escala de temperatura de graus Fahrenheit é dividida em 180 partes iguais. 
O congelamento da água acontece aos 32 graus Fahrenheit (32°F) e a evaporação, 
aos 212 graus Fahrenheit (212°F).
A escala Fahrenheit foi utilizada principalmente pelos 
países colonizados pelos britânicos. Atualmente, seu uso 
se restringe a poucos países de língua inglesa, como os 
Estados Unidos e Belize. A escala Celsius é utilizada em 
países que adotam o SI, entre eles, o Brasil.
 VOCÊ 
 SABIA?
AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL28
 CaSoS e reLatoS
Nas férias de julho, um casal brasileiro resolveu viajar a Nova Iorque. 
Compraram as passagens de uma companhia aérea norte-americana, pois 
estava com uma boa promoção. Minutos antes de pousar no aeroporto 
da Big Apple, o piloto americano informou aos passageiros a temperatura 
local, que era de 30°.
Ansiosos pela chegada a Nova Iorque, tiraram todos os casacos que vestiam 
e se prepararam para o desembarque. Pegaram as malas, passaram pela 
alfândega e, quando saíram do aeroporto, tomaram um tremendo susto. Estava 
um frio de bater os queixos! 
Foi aí que eles se lembraram de converter a temperatura que o piloto norte-
americano tinha informado no avião. Os 30° de temperatura local a que o piloto 
se referiu era na escala Fahrenheit, que é o padrão para os EUA, enquanto no 
Brasil, o padrão é a escala Celsius. Fazendo rapidamente as contas, eles viram 
que 30°F equivale a 0°C! Estava explicada a confusão.
temperatura em graus Kelvin (K)
A escala de temperatura de graus Kelvin é dividida em 100 partes iguais. A 
temperatura em Kelvin também é conhecida como “zero absoluto”, pois é a 
mínima temperatura natural. Nessas condições, não ocorre mais a vibração de 
moléculas, de modo que é impossível chegar a uma temperatura inferior. 
A temperatura mínima em graus Kelvin corresponde a -273,15°C. Esse valor é 
resultado da conversão entre graus Celsius e graus Kelvin: 
• 0°C = 273,15K
• 100°C = 373,15K
Relação entre escalas de temperatura
Tmax - T
Tmax - Tmin
Nessa fórmula, temos as seguintes definições:
• Tmax significa temperatura máxima de uma das escalas;
• Tmin significa temperatura mínima de uma das escalas;
2 CaraCterístiCas da pneumátiCa e do ar Comprimido 29
• T significa temperatura atual de uma das escalas.
100 - ºC 373,15 - K
100 - 0 373,15 - 273,15
= 212 - ºF
212 - 32
=
Como vimos:
• ºC significa temperatura em graus Celsius.
• ºF significa temperatura em graus Fahrenheit.
• K significa temperatura atual em Kelvin.
100 - ºC 373,15 - K
100 100
= 212 - ºF
180
= , dividindo os divisores por 20, temos:
100 - ºC 373,15 - K
5 5
= 212 - ºF
9
=
comparação entre as escalas
A Figura 7 mostra um comparativo entre as escalas. Notamos que a 
comparação entre elas é feita sempre de acordo com o congelamento e a 
evaporação da água.
T Evaporação da
água
Congelamento da
água
100 212 373,15
100
divisões
180
divisões
100
divisões
0 32 273,15
Celsius Fahrenheit Kelvin
max
minT
Figura 7 - Comparativo entre as escalas de temperatura em Celsius, Fahrenheit e Kelvin
Fonte: FESTO, 2012a
Fases de transformação da água
Como você sabe, quando aquecemos a água ela se transforma em vapor, e quando 
a resfriamos el se torna gelo. A esse processo damos o nome de transição de fase ou 
mudança de fase, que é a transformação de uma fase para outra. Uma característica bem 
interessante que pode ocorrer na mudança de fase é a mudança de temperatura. 
As principais mudanças que ocorrem são:
• solidificação: transformação do estado líquido para o sólido;
• fusão: transformação do estado sólido para o líquido;
• condensação: transformação do vapor em água;
AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL30
• evaporação/ebulição: transformação da água em vapor.
A partir de várias experiências, os físicos criaram algumas medidas para facilitar 
o processo de análise de transformação dos líquidos e da própria água. Essas 
medidas são dadas por suas siglas: bar; atm (atmosfera); kgf (quilograma-força); N 
(newton); pé (medida de um pé); m (metro); dm (decímetro); gal (galão).
Veja na Tabela 2 as unidades de medida e as equivalências relativas 
à conversão de pressão e vazão volumétrica. Em negrito, marcamos as 
equivalências que são mais utilizadas.
Tabela 2: Conversão de pressão e vazão volumétrica
Equivalências
1kgf/cm² 14,22lbf/pol²
0,98bar ≈ 1bar
10m.c.a (metros de coluna de água)
0,968atm ≈ 1atm
1atm 1,083kgf/cm² ≈ 1kgf/cm²
14,51psi ≈ 14,7psi
1bar
1bar 1,083kgf/cm² ≈ 1kgf/cm²
14,51psi ≈ 14,7psi
100kPa
1N/m² 0,0001kgf/cm²
1pé³/min (ft³/min) 28,32 l/min
1m³/min 1000 l/min
35,32pés³/min
264,17ga l/min
1dm³/min
1 Galão/min (gpm)
1 l/min
3,78 l/min
Fonte: PARKER, 2000
A partir da lei geral dos gases, vamos ver agora as leis aplicadas à Pneumática. 
Cada lei leva o nome de seus descobridores, os físicos Blaise Pascal, Boyle-
Marriotte, Gay-Lussac e Charles. 
lei de pascal
O físico Blaise Pascal (Figura 8) formulou a seguinte lei, que leva seu nome: “A pressão 
exercida em um líquido confinado em forma estática atua em todos os sentidos e direções, 
com a mesma intensidade, exercendo forças iguais em áreas iguais”. O que Pascal quer 
dizer com isso? Ora, como o ar é muito compressível (você se lembra da característica da 
compressibildiade que vimos antes?) quanto está sob a ação de pequenas forças contido 
em um recipiente fechado, ele exerce uma pressão igual sobre as paredes, em todos os 
sentidos. A experiência que Pascal fez está ilustrada na Figura 9. Ele viu que, ao pressionar 
a tampa da garrafa, a pressão era distribuída em todo o recipiente e em todas as direções.
2 CaraCterístiCas da pneumátiCa e do ar Comprimido 31
Figura 8 - Blaise Pascal
Fonte: FILOSOFIA, 2011
P
F
A
P
A
P
A
P
Figura 9 - Experimento de Pascal
Fonte: Autor
lei de Boyle-mariotte
Pela lei de Boyle-Mariotte (Figura 10) podemos saber como ocorre a transformação 
isotérmica, isto é, a transformação que ocorre sobre uma mesma temperatura (“iso”, 
em grego, significa igual). Como já vimos nas propriedades físicas do ar comprimido, 
o ar tem uma propriedade específica para se tornar comprimido. O ar pode ser 
pressionado, variando seu volume conforme a força exercida em um recipiente. 
Assim, de acordo com a lei de Boyle-Mariotte, “em um sistema isotérmico, quanto 
menor o volume de um recipiente, maior é a pressão aplicada” (Figura 11).
Figura 10 - Boyle-MariotteFonte: Banco de imagens do google
Figura 11 - Experimento de Boyle-Mariotte
Fonte: Autor
Quanto maior a pressão sobre o ar, maior a variação de seu volume. Nesse 
tipo de ação, notamos que a variação do volume e de pressão ocorre com uma 
temperatura constante. Sabemos que, no sistema isotérmico (mesma temperatura), 
a temperatura do gás 1 é igual à temperatura do gás 2; ou seja: T1 = T2. Assim, 
utilizando a fórmula geral dos gases, temos: P1 . V1 = P2 . V2
lei de Gay-lussac 
Pela lei Gay-Lussac (Figura 12) podemos saber como ocorre a transformação 
isobárica, isto é, a transformação que ocorre sobre uma mesma pressão. Segundo a 
Lei de Gay-Lussac, “em uma transformação isobárica, quanto maior a temperatura, 
maior será o volume utilizado” (Figura 13).
AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL32
Figura 12 - Gay-Lussac
Fonte: Banco de imagem do google
(1,00 atm) (1,37 atm)
Gelo Água Fervento 
Figura 13 - Experimento de Gay-Lussac
Fonte: Autor
No sistema isobárico, a pressão do gás 1 é igual à pressão do gás 2, P1 = P2. 
Assim, utilizando a lei geral dos gases, temos:
P1 = P2
T1 > T2 V1 > V2 V2V1
T1 T2=
, ou .
lei de charles
Pela lei de Charles (Figura 14) podemos saber como ocorre a transformação isocórica, 
ou isométrica, isto é, a transformação que ocorre sobre um mesmo volume. Segundo a 
lei de Charles, “quanto maior a pressão de um gás aplicada em um recipiente com um 
volume constante, maior será a temperatura desse gás” (Figura 15).
Figura 14 - Charles
Fonte: Banco de imagem do google
Gás Líquido
Figura 15 - Experimento de Charles
Fonte: Autor
No sistema isocórico (ou isométrico), o volume do gás 1 é igual ao volume do 
gás 2, V1 = V2. Utilizando a lei geral dos gases, temos:
V1 = V2
P1 > P2 T1 > T2 P2P1
T1 T2=
, ou .
 reCaPItuLando
Estudamos neste capítulo as características dos sistemas pneumáticos que 
são usados, principalmente, como elementos de transmissão e força. Vimos as 
características do ar comprimido, além das características do próprio ar, que são 
atribuídas também ao ar comprimido. 
Conhecemos as formas de transformação de temperatura, pressão e volume que 
podem interferir na eficiência do ar comprimido, além das fases de transformação 
da água, que interferem também no rendimento do ar comprimido.
2 CaraCterístiCas da pneumátiCa e do ar Comprimido 33
Anotações:
3
Produção, preparação e distribuição 
do ar comprimido
Agora que vimos as características e propriedades do ar comprimido, vamos estudar como 
ele é produzido, preparado e distribuído. Antes de tudo, você deve saber que, na pneumática, 
os gases sempre permanecem em seu estado, nas temperaturas e pressões normais. Isso quer 
dizer que, para produzir, preparar e distribuir o ar comprimido, ele sempre estará em seu estado 
normal, isto é, sem variações. 
Vamos ver como é a instalação de uma rede de ar comprimido. Na Figura 16 você acompanha 
todo o caminho que o ar natural percorre até se transformar em ar comprimido.
1
5 7 8
2 3 4 6 9 10 11
12
1. Compressor
2. Resfriador posterior ar/ar
3. Separador de condensados
4. Reservatório
5. Purgador automático
6. Pré - �ltro coalescente
7. Secador
8. Purgador automático eletrônico
9. Pré - �ltro coalescente grau x
10. Pré - �ltro coalescente grau y
11. Pré - �ltro coalescente z
12. Separador de água e óleo
Figura 16 - Produção, preparação e distribuição do ar comprimido
Fonte: FESTO, 2012a
3.1 Produção do ar ComPrImIdo
A partir da Figura 16, apresentaremos cada elemento que compõe essa rede, que é formada 
por 12 elementos. 
AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL36
3.1.1 compressores
Há vários tipos de compressores. Cada compressor deve ser escolhido de 
acordo com as características do ambiente em que será utilizado. O compressor 
tem como principais funções:
• transformar o ar em ar comprimido;
• filtrar o ar; 
• armazenar o ar.
A Figura 17 mostra um exemplo de compressor com a sua simbologia. A compressão é 
feita pelo compressor, e o ar é armazenado no reservatório e sua simbologia ao lado direito.
 
Figura 17 - Compressor tipo pistão (amarelo), com reservatório de 25L (preto).
Fonte: Autor
tipos de compressores
No Quadro 2, temos os tipos de compressores.
TIPo desCrIção
Compressores 
volumétricos ou de 
deslocamento positivo
Trabalham com a ajuda de uma rotação em conjunto com o movimento 
alternado do pistão. Nesses compressores se consegue a elevação da 
pressão por meio da redução do volume ocupado pelo ar. 
O funcionamento é o seguinte: inicialmente, entra uma certa quantidade 
de ar no interior de uma câmara de compressão, na qual ocorre uma 
força para diminuir o volume dessa câmara, aumentando consequente-
mente a pressão do ar. Após essa fase, a câmara é liberada, de modo que 
o ar é liberado com uma pressão muito maior.
Compressores dinâmicos 
ou turbocompressores
Possuem duas partes principais: impelidor e difusor. O impelidor é uma 
parte rotativa munida de pás que transferem ao gás a energia recebida 
pelo acionador. Após essa fase, o escoamento feito pelo impelidor é 
recebido pelo difusor, que tem como principal função transformar a 
energia do gás em entalpia (transformação de energia), tendo assim um 
ganho de pressão.
Quadro 2 - Tipos de compressores
Fonte: PARKER, 2001
Os compressores volumétricos (ou de descolamento positivo) e dinâmicos (ou 
turbocompressores) possuem subdivisões. A Figura 18 mostra essa subdivisão.
3 Produção, PreParação e distribuição do ar comPrimido 37
Pistão
Diafragma
Palhetas
Radiais
Parafuso
Lóbulos
Anel Líquido
Axiais
Compressores
Alternativos Rotativos
Volumétricos Dinâmicos
Figura 18 - Divisão dos compressores conforme a sua funcionalidade
Fonte: PARKER, 2001
A seguir, veremos as características principais de cada tipo de compressor, 
iniciando pelo compressores volumétricos alternativos e os compressores 
volumétricos rotativos; posteriormente, teremos os compressores dinâmicos 
radiais e os compressores dinâmicos axiais.
características dos compressores volumétricos alternativos
Compressor de pistão
O compressor de pistão, apresentado na Figura 19, leva o ar através do 
movimento do pistão (para cima e para baixo), comprimindo e descarregando 
o ar. Esses processos são controlados por válvulas de entrada e de descarga. 
Diferentes pressões são geradas por vários estágios de compressão em série e 
pelo uso de vários cilindros, e assim podem produzir diferentes volumes de ar. 
Os compressores de pistão podem ser construídos em vários modelos e com 
diferentes posicionamentos dos cilindros, como: vertical, horizontal, em V, em W 
ou horizontalmente oposto.
Figura 19 - Compressor por pistão
Fonte: FESTO, 2012a
Compressor de diafragma
O compressor de diafragma (Figura 20) usa eixos de ligação e diafragmas elásticos 
para compressão. Ao contrário do compressor de pistão, cujo pistão se move de um 
lado para outro entre duas posições, o compressor de diafragma é induzido a se mover 
em oscilações não lineares. O diafragma é fixo por sua extremidade e é movimentado 
pelo eixo de ligação, cujo comprimento depende da deformação do diafragma. 
AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL38
Figura 20 - Compressor por diafragma
Fonte: FESTO, 2012a
características dos compressores volumétricos rotativos
Compressor tipo palheta
O compressor tipo palheta (Figura 21) possui um rotor que gira excentricamente1 
em relação à carcaça. Esse rotor possui rasgos radiais que se prolongam por todo o 
seu comprimento e nos quais são inseridas palhetas retangulares. Quando o rotor 
gira, as palhetas se deslocam radialmente sob a ação da força centrífuga e se mantêm 
em contato com a carcaça. O ar penetra pela abertura de sucção e ocupa os espaços 
definidos entre as palhetas. Devido à excentricidade do rotor e às posições das 
aberturas de sucção e descarga, os espaços entre as palhetas se reduzem, diminuindo 
o volume ocupado pelo ar e aumentando sua pressão, liberando-o para fora. 
Figura 21 - Compressor tipo palheta
Fonte: FESTO, 2012a
Compressor tipo parafuso