ATUADOR PNEUMÁTICO: PRINCIPAIS APLICAÇÕES INDUSTRIAIS
Confira quais são as principais aplicações industriais para atuadores pneumáticos, como eles funcionam e como se diferem dos outros.
Dentre as principais aplicações dos atuadores pneumáticos está a atuação de válvulas de bloqueio e controle do fluxo de fluídos diversos. Depois da água, da eletricidade e do gás natural, o ar comprimido é considerado a quarta energia utilitária essencial na indústria.
> Principais aplicações industriais dos atuadores pneumáticos
> Por que usar atuadores pneumáticos?
> Comparações do atuador pneumático na transmissão de força linear e outros
> Adendo sobre o uso da energia pneumática
Principais aplicações industriais do atuador pneumático
Os atuadores pneumáticos são largamente utilizados na montagem de tubulações, indústria alimentícia, farmacêutica, gasodutos, tratamento de águas residuais e oleodutos, entre tantas outras, mas a sua principal aplicação industrial é na atuação de válvulas. Os atuadores pneumáticos são equipamentos indispensáveis na automação das válvulas de esfera, utilizados em situações onde o desejo é de continuar operando, mesmo na falta de energia elétrica.
A válvula de esfera, unida ao atuador pneumático, é um dos melhores equipamentos utilizados para o bloqueio e controle do fluxo de fluidos diversos. Esta junção de produtos tem alta confiabilidade, alta resistência e fácil instalação. Porém, para ofertar sua máxima confiabilidade, elas precisam ser selecionadas exatamente de acordo com as dimensões das tubulações de destino, material compatível com o fluido de passagem e que tenham uma correta instalação, para evitar vazamentos e riscos à segurança do sistema e das pessoas envolvidas.
Por que usar atuadores pneumáticos?
Em instalações de produção, o ar comprimido é tão amplamente utilizado que é frequentemente considerado como a quarta energia utilitária essencial, depois da eletricidade, do gás natural e da água. Mas, em comparação com a eletricidade, o ar comprimido é mais caro, então surge a pergunta: por que ele é tão amplamente usado para conduzir sistemas de automação de fábrica?
Os principais motivos são custos iniciais e de manutenção mais baixos, que se combinam para tornar a energia pneumática a opção mais popular e econômica para a execução de movimentos mecânicos. Apesar de algumas desvantagens serem citadas com frequência, como o deslocamento não uniforme, graças à variação da compressão do ar, e o baixo amortecimento, devido à pouca viscosidade do ar causando oscilação no movimento, estes fatores são facilmente contornáveis quando faz-se uso de um posicionador. Embora existam alguns setores, especialmente os fornecedores de atuadores elétricos, que afirmam que o movimento elétrico é melhor por conta de sua eficiência energética superior, é difícil superar a simplicidade e a confiabilidade da pneumática.
Comparações do atuador pneumático na transmissão de força linear e outros
A transmissão de potência linear é tipicamente feita com fluido (pneumático com ar ou hidráulico com óleo) ou energia elétrica. Em sistemas de energia elétrica, dispositivos eletromecânicos, como correias, polias, correntes, rodas dentadas e embreagens, convertem o movimento rotacional de motores em força linear. A principal exceção são os motores lineares, uma tecnologia especializada, relativamente cara, usada para mover cargas muito leves.
Embora muitos fornecedores frequentemente promovam uma tecnologia específica, a escolha da transmissão de energia depende da aplicação. Não é incomum que as máquinas maiores tenham todas as três tecnologias de transmissão de energia em uso, simultaneamente. Mas muitas outras máquinas só usam pneumáticos, por conta de alguns benefícios sobre outros tipos de energia.
Abaixo é possível conferir algumas das vantagens gerais associadas aos meios pneumáticos, hidráulicos e elétricos de produzir movimento mecânico linear.
Os sistemas pneumáticos são mais simples que os sistemas hidráulicos e elétricos, conferindo vantagens em custos iniciais e manutenção. Os sistemas de energia de fluidos produzem movimento linear com cilindros e atuadores pneumáticos e hidráulicos simples. A conversão de energia elétrica em potência linear geralmente requer que um ou mais dispositivos mecânicos convertam a rotação do motor.
Os métodos de transmissão de energia pneumática e hidráulica normalmente produzem mais energia em um espaço menor, de modo que pequenos cilindros pneumáticos podem ser usados para fornecer a alta força de fixação ou posicionamento necessária para manter um produto em certas aplicações de usinagem.
O controle desta energia é geralmente mais fácil com sistemas pneumáticos e hidráulicos do que com sistemas elétricos. Uma válvula simples, um regulador e controles de fluxo são, geralmente, tudo o que é necessário para controlar a direção, a velocidade e a força do cilindro. Um atuador elétrico geralmente precisa de um controlador eletrônico, vários pontos de E/S, cabos de comunicação e, possivelmente, feedback do codificador, junto de uma programação mais complexa do sistema de automação.
Um atuador pneumático normalmente tem duas posições de fim de curso muito repetíveis, que são ajustadas usando uma parada dura, amortecimento ou choque. Os atuadores elétricos também são muito repetíveis e podem ser facilmente projetados com várias posições de parada. Com novos avanços na eletrônica, o controle pneumático de múltiplas posições de parada também é possível. Quer se trate de posições de fim de curso ou de múltiplas paradas, os atuadores pneumáticos e elétricos podem atingir a posição desejada em altas velocidades.
O hardware pneumático também é muito mais simples de projetar e menos caro de comprar e instalar.
A operação de um compressor pode ter custos adicionais em comparação aos elétricos, mas a disponibilidade de ar seco e limpo em uma instalação é comum. E os componentes pneumáticos costumam ter os menores custos de manutenção, como na substituição de vedações ou um cilindro inteiro, que geralmente é muito mais barato que a manutenção ou substituição de um atuador elétrico.
O ruído está se tornando menos preocupante com dispositivos de energia fluida. Os projetos melhoraram com o passar dos anos, reduzindo muito o barulho para o mesmo nível de um atuador elétrico acionado por passo. Novos aprimoramentos nos projetos e na eficiência dos compressores, bem como o uso padrão e a distribuição de ar seco e limpo em uma instalação de fabricação, também tornam a pneumática uma boa escolha para máquinas automatizadas industriais.
Adendo sobre o uso da energia pneumática
Os métodos de transmissão de energia pneumática são, geralmente, a melhor maneira de mover peças e ferramentas em máquinas industriais. Estes sistemas pneumáticos executam uma série de tarefas em equipamentos automatizados, como fixação, posicionamento, elevação, pressão, deslocamento, classificação e empilhamento. Alguns usos adaptativos – cada um dos quais pode incluir controle de loop fechado para posicionamento mais preciso – incluem tensionamento, prensagem, rotulagem, gravação, crimpagem e corte.
