O que é o atuador pneumático

Atuador pneumático é um dispositivo que converte a energia armazenada no ar comprimido (energia pneumática) em movimento mecânico. Geralmente consiste de um cilindro ou câmara em que o ar atmosférico, gás pressurizado ou a mistura de ambos é contido e deixado expandir. À medida que isto acontece, a diferença de pressão entre o interior da câmara e a pressão atmosférica natural faz com que o gás acumule energia. Ele é, então, liberado do interior da câmara de maneira controlada, de modo que seja direcionado para um pistão, engrenagem ou algum outro dispositivo mecânico usado para realizar o trabalho a ser feito. Dependendo de como o gás é direcionado e como o atuador é projetado, o pistão pode ser conduzido em linha reta (movimento linear), em círculo (movimento rotativo) ou oscilante (movimento limitado por um determinado número de graus).

O termo “pneumático” vem do grego pneumos ou pneuma, que significa sopro, respiração. A Pneumática é a parte da Física que estuda a dinâmica e os fenômenos relacionados aos gases ou vácuos, bem como os métodos de conversão da energia pneumática em energia mecânica. A energia pneumática provém da compressão do ar atmosférico em um reservatório, transformando-o em ar comprimido a uma dada pressão de trabalho. O equipamento que executa este processo é chamado de compressor de ar.

Tipos de atuadores pneumáticos

Os atuadores pneumáticos podem ser de simples ação ou de dupla ação. Os de simples ação são dotados de molas encapsuladas, instaladas em seu interior, que podem atuar no movimento de abertura ou de fechamento. Neste caso, o ar comprimido se encarrega de movimentar o mecanismo apenas em um dos sentidos, comprimindo as molas que, após o trabalho da energia pneumática cessar, voltará ao seu estado original. Devido ao fato de o movimento do ar ser apenas em um sentido, dá-se o nome de “simples ação”. Então, suas características são: consumo de ar em um único sentido, forças de avanço reduzida (em 10%) devido à mola, maior comprimento e cursos limitados, baixa força de retorno (devido à mola).

Os atuadores de dupla ação, também chamados Ar/Ar, usam a energia pneumática contida no ar comprimido para movimentar o mecanismo em ambos sentidos, seja para abertura ou fechamento. Então, suas características são: atuação de força nos dois sentidos, porém com força de avanço maior do que a de retorno, e não permite cargas radiais na haste.

Este tipo de atuador pneumático se subdivide em linear, indicado para atuação de válvulas do tipo globo, guilhotina e gaveta, entre outras, e rotativo, preferíveis para a atuação de válvulas do tipo borboleta, esfera, macho e outras.

Vantagens dos atuadores pneumáticos

Sobre o uso do ar comprimido enquanto fonte geradora de energia e movimento, podemos destacar algumas vantagens: armazenamento fácil, presença abundante no ambiente e praticamente infinita, não apresenta risco de faíscas em ambientes explosivos, não polui, pois é limpo e atóxico, não necessita de escape para a atmosfera (linhas de retorno). Abaixo segue uma lista detalhada de todas as vantagens dos atuadores pneumáticos.

Componentes – Uma vantagem oferecida pelos atuadores pneumáticos é a simplicidade de seus componentes e de seu design. Além de serem encontrados com facilidade no mercado, eles possuem um custo relativamente baixo.

Cargas pesadas – Esses dispositivos podem facilmente tolerar cargas pesadas e, portanto, são bastante usados ​​em diversas aplicações.

Alta força e velocidade – Quando usados ​​em aplicações de controle de movimento linear, onde a alta precisão não é um parâmetro muito essencial, estes atuadores oferecem alta força e velocidade, o que é difícil de encontrar em qualquer outro atuador, exceto nos hidráulicos.

Fácil acessibilidade da fonte – Para qualquer sistema pneumático funcionar, o ar é uma fonte importante. A fácil disponibilidade dela faz com que os atuadores pneumáticos sejam a escolha preferida de muitos.

Canalização fácil – Além de ser abundante no meio ambiente, o ar também pode ser facilmente canalizado e direcionado de um lugar para outro.

Segurança no uso – Estes mecanismos são seguros, pois não apresentam risco de faíscas em ambientes explosivos, em contraste com os atuadores elétricos.

Armazenamento fácil – É ótimo entender que, como os atuadores pneumáticos contêm apenas gases comprimidos, eles podem ser armazenados mesmo na ausência de eletricidade ou energia.

Tecnologia limpa – Estes tipos de atuadores oferecem uma tecnologia limpa aos usuários, pois são menos propensos à contaminação. Devido ao uso de ar, que é livre de substâncias químicas nocivas, os sistemas pneumáticos são bastante utilizados nas indústrias alimentícia e farmacêutica.

Não apresenta problema de superaquecimento – Eles não sobreaquecem com uso excessivo, portanto favorecem os usuários em aplicações que exigem longo tempo de uso.

Substituto econômico – Um atuador pneumático é considerado uma ferramenta econômica para sistemas. Com sua fácil instalação e manutenção, tornou-se uma ótima escolha quando se procura por opções de baixo custo.

Alta durabilidade – Outro benefício de ter estes dispositivos é que eles oferecem alta durabilidade. É bom notar que eles podem suportar facilmente pressões constantes, comparados com os outros tipos de atuadores.