40 perguntas frequentes sobre pneumática industrial

A pneumática é uma área da física que estuda o uso de gases ou ar pressurizado.

Pneumática industrial nada mais é do que o uso do ar pressurizado como meio de fornecer energia para máquinas e equipamentos industriais.

Sem dúvida, as principais vantagens da pneumática industrial é ser barata, segura, limpa e de fácil aplicação. LEIA MAIS AQUI

Indústria de alimentos e bebidas, automotiva, eletrônicos, geração de energia, indústria pesada, máquinas e equipamentos, móveis, petróleo e gás, médico-hospitalar, indústria química e petroquímica, entre outras.

Resumidamente, após passar pelo compressor, o ar comprimido segue por tubulações até chegar às ferramentas, cilindros e outros equipamentos que alimenta. LEIA MAIS AQUI

O ar comprimido é gerado por uma máquina chamada compressor. Sendo assim, o compressor tem como função captar o ar que está no ambiente e aumentar sua pressão.

Para aplicações industriais, certamente, os mais usados são os compressores de pistão e os compressores de parafuso.

O compressor de pistão tem funcionamento semelhante ao de um motor de combustão interna, porém, sem ignição por explosão e alimentação de combustível. Desse modo, a compressão do ar atmosférico acontece por meio dos movimentos de pistões fechados dentro de cilindros. Enquanto isso, a aspiração e compressão são comandadas por válvulas. Sendo assim, entre suas principais vantagens, está o fato de possuir um baixo custo com elevado grau de eficiência. Além disso, pode atingir pressões muito altas, mesmo com dimensões reduzidas.

Também chamado de compressor rotativo, o compressor de parafuso comprime o ar a partir da rotação de seus rotores (dois parafusos helicoidais articulados) acoplados a um motor, geralmente elétrico. Os compressores de parafuso destacam-se por manter um fluxo contínuo de ar. Além disso, garantem uma baixa temperatura de compressão. Da mesma forma, muitas vezes são isentos de óleo, geram pouco ruído, permitem a construção de múltiplos estágios e são mais adequados para grandes volumes de consumo. No entanto, possuem um custo mais alto se comparados aos compressores de pistão.

Em geral, utilizar vários compressores pequenos é bem mais vantajoso do que um único compressor grande. Afinal, um compressor necessita de muita energia para funcionar, consistindo no principal gasto de um sistema pneumático. Sendo assim, usando vários compressores pequenos, é possível que eles sejam ligados ou desligados individualmente de acordo com a demanda no momento, resultando numa grande economia de energia. Além disso, dessa forma, fica mais fácil retirar um compressor da rede para manutenção, sem ter que parar toda a produção.

Isso varia bastante de acordo com a aplicação. Assim sendo, as faixas de pressão são classificadas das seguintes formas:
• Faixa de baixa pressão – até 10 bar;
• Faixa de média pressão – entre 10…15 bar;
• Faixa de alta pressão – entre 15…40 bar;
• Faixa de ultra-alta pressão – entre 40…400 bar.
De fato, a faixa mais utilizada em aplicações industriais é a de baixa pressão.

Após ser gerado no compressor, o ar comprimido passa pela preparação e depois é distribuído. Ou seja, é levado para as diferentes aplicações através de um sistema de tubulações de metal ou plástico que atravessa a fábrica.

Após ser comprimido, o ar passa pela fase de preparação antes de ser distribuído. Sem dúvida, a preparação do ar é uma parte fundamental do processo, já que é ela quem garante o correto funcionamento e a vida útil dos componentes pneumáticos do sistema. Sendo assim, basicamente, consiste na filtragem, resfriamento e secagem do ar.

Naturalmente, o ar deve ser filtrado com o objetivo de remover a sujeira e a poeira do ambiente ou mesmo, partículas de óleo lubrificante que contaminem o ar no compressor. Além disso, por motivos de segurança, deve ser resfriado, já que a compressão gera calor. Por fim, o ar também precisa ser secado, já que a água contida no ar atmosférico pode provocar corrosão e mau funcionamento nas tubulações ou mesmo nos equipamentos.

Cilindro ou atuador pneumático, sensores do cilindro, válvula pneumática, preparação de ar (filtros, secadores, resfriadores), tubos e conexões pneumáticas, pressostatos, reguladores de fluxo e pressão, válvulas de bloqueio, válvulas lógicas, botões e alavancas.

Basicamente, a função do atuador é converter a energia pneumática (cinética e de pressão) em energia mecânica (força ou torque). Desse modo, ele utiliza o ar comprimido para exercer uma força em um determinado curso ou extensão.

Existem vários tipos de cilindros pneumáticos, variando de acordo com a forma, material, tamanho e montagem. Entre eles, destacam-se: ISO, Mini ISO, de ação dupla, de haste passante, entre outros. CLIQUE AQUI E LEIA MAIS

Resumidamente, as válvulas pneumáticas tem como função controlar a direção, a entrada e a saída do ar comprimido.

Existem vários tipo de válvulas, sendo que suas funções, basicamente, estão expressas em seus nomes: válvulas direcionais, válvulas reguladoras de fluxo, válvulas reguladores de pressão, válvulas de bloqueio.

O pressostato é um componente que indica se a pressão de ar está alta ou baixa. Sem dúvida, é um componente fundamental para o controle de sistemas pneumáticos.

Os reservatórios de ar comprimido são muito úteis em sistemas onde os compressores funcionam com uma demanda intermitente ou com muitas paradas. Da mesma forma, são úteis, quando o compressor produz mais ar do que o desejado para determinada aplicação. Afinal, os reservatórios permitem o armazenamento do ar comprimido na pressão desejada, possibilitando o acionamento e desligamento do compressor somente quando necessário. Com isso, resulta numa significativa economia de energia.

Obviamente, a tubulação tem a função primordial de levar o ar comprimido até os equipamentos. Além disso, o volume das tubulações também devem ser considerados para complementar o volume do reservatório de ar.

Para o correto funcionamento do sistema, é essencial dimensionar e projetar corretamente o sistema de tubulação. Somente dessa forma, é possível garantir menores perdas e que o ar chegue nas condições ideais na máquina ou equipamento. Erros nessa área podem levar a perdas de pressão e força. Comprometendo assim, o desempenho do sistema.

Existem dois tipos de sistemas de tubulação: ramificado e anel fechado. Ambos, possuem vantagens e desvantagens que devem ser consideradas de acordo com a aplicação e local onde o sistema será instalado. No entanto, é bastante comum que sejam utilziadas versões mistas.

Os sistemas tubulações ramificados são aqueles que usam uma grande tubulação de distribuição principal das quais derivam ramificações menores que terminam no equipamento. Entre suas principais vantagens estão o fato de exigir menor extensão de tubos. Por outro lado, há a desvantagem de muita vezes provocarem maiores perdas de pressão.

Os sistemas de tubulações de anel fechado são aqueles que formam um circuito. Ou seja, que dão uma volta completa no local, passando por cada equipamento, de onde saem as conexões. Nesse caso, o ar comprimido percorre um caminho mais curto, o que reduz a queda de pressão. No entanto, demanda muito mais tubulações.

De fato, quanto mais longa é a tubulação, maiores são as perdas. Isso porque, nesses casos, o atrito do fluxo de ar na parede da tubulação é maior. Assim sendo, as perdas por atrito se convertem em perda de pressão. Por isso, tubulações mais longas requerem um diâmetro maior para reduzir a resistência.

Peças T e cotovelos devem ser evitados, sendo substituídos por peças de bifurcação e peças curvas. Já os tubos, podem ser encontrados em diversos formatos, medidas e proporções. Nesse sentido, o melhor modelo dependerá do tipo de aplicação específica. Por exemplo, os tubos de poliuretano são mais resistentes e protegem melhor o fluido, já os de polipropileno reticulado, conhecido como PPR, são mai leves e fáceis de instalar. Fale com um especialista para saber qual o melhor tipo de tubo e conexões a serem usadas no seu sistema.

Sim, inegavelmente o número de derivações, cotovelos, válvulas e engates causam perdas consideráveis devido ao atrito no fluxo de ar. Portanto, devem ser utilizados no menor número possível. Além disso, deve-se tomar cuidados para escolher modelos mais favoráveis ao fluxo.

Com toda a certeza, na hora de instalar um sistema pneumático na indústria, é necessário contar com a orientação de profissionais altamente capacitados. Sendo assim, tais profissionais irão analisar, entre outras variáveis, as pressões necessárias para o sistema, a demanda de ar comprimido, a potência do compressor e o sistema de tubulações. Além disso, irão considerar alguns fatores que interferem no consumo de uma instalação pneumática, como: média do tempo de ocupação dos equipamentos, fator de simultaneidade, possíveis perdas no sistema e reservas.

Num ambiente industrial, isso pode variar de acordo com a aplicação. Porém, basicamente, é determinado pela soma do consumo das máquinas e ferramentas de acordo com as especificações técnicas do fabricante. Além disso, deve-se levar em conta os fatores de correção.

As máquinas pneumáticas em geral não ficam em funcionamento o tempo todo. De fato, o tempo em que elas ficam ligadas ou desligadas variam bastante de acordo com o tipo de aplicação. Sendo assim, é necessário ter em mente a média de tempo em que cada máquina ou equipamento da indústria ficará em operação. Esse tempo é a conhecido como média do tempo de ocupação e é essencial para definir o consumo do sistema pneumático.

Normalmente, em sistemas pneumáticos industriais, um grande número de equipamentos está conectado numa mesma instalação. Apesar disso, quase nunca todos são usados ao mesmo tempo. Nesse sentido, não há a necessidade de uma demanda que atenda todos os equipamentos sendo usados simultaneamente. Isso é o chamado fator de simultaneidade. Sendo assim, ao dimensionar um sistema pneumático, este parâmetro deve entrar no cálculo, junto com o tempo de ocupação, como fator de correção ou coeficiente redutor da demanda.

As perdas são comuns mesmo em instalações pneumáticas novas. Assim sendo, elas podem ocorrer por conta de vazamentos ou mesmo pelo atrito do fluxo de ar comprimido na rede de tubulações. Em geral, as perdas em instalações novas são em média de 5%. Já nas instalações antigas, podem chegar a 25%. Desse modo, é inevitável considerar este fator na hora de dimensionar um sistema pneumático.

Normalmente, a demanda de ar comprimido nas indústrias já é considerada levando em conta alguma reserva. Ou seja, uma margem de segurança para futuras necessidades, a fim de minimizar os custos e facilitar possíveis expansões. Dessa forma, muitas vezes, os sistemas são projetados com reservas que chegam a até 100% da demanda inicial.

Sim, apesar de haverem recursos bastante apurados para os cálculos, é impossível determinar com 100% de exatidão a demanda por ar comprimido. Sendo assim, recomenda-se sempre adicionar aproximadamente 15% da demanda para compensar possíveis erros de estimativa.

Sem dúvida, a automação pneumática está mais do que integrada aos modernos processos de fabricação ligados à Indústria 4.0. De fato, já há tecnologia necessária para fazer a migração para a Indústria 4.0, inclusive em máquinas e equipamentos pneumáticos, como: fieldbus, controle embarcado, coleta de dados, diagnósticos, terminais de válvulas inteligentes com comunicação I/O-Link etc.

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