Automação Pneumática

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Eng. Arivelto Bustamante Fialho 
:utomação 
Pneumática 
Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
Conceitos e Princípios Básicos •Produção e Distribuição do Ar Comprimido 
h·qdores Pneumáticos Lineares e Rotativos • Funções Lógicas • Controladores Lógicos Programáveis 
Válvulas de Comando Convencional, Elétrico e suas Aplicações Básicas 
Projeto de Comandos Combinatórios e Seqüenciais 
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29 EDIÇÃO 
Automação Pneumática 
Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
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Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
Arivelto Bustamante Fialho 
Automação Pneumática 
Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
Editora Érica Ltda. 
2004 - 2ª Edição 
Conselho Editorial: 
Diretor Editorial : 
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Revisão Interna: 
Revisão Gramatical: 
Desenhos: 
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Paulo Roberto Alves 
Waldir João Sandrini 
Maurício S. de França 
Rosana Ap. Alves dos Santos 
Érica Regina A. Pagano 
Marlene Teresa Santin Alves 
Flávio Eugênio de Lima 
Pedro Paulo Vieira Herruzo 
Rosana Arruda da Silva 
Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 3 
4 
Copyright © 2003 da Editora Érica Ltda. 
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) 
(Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil) 
Fialho, Arivelto Bustamante 
Automação Pneumática: Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos I 
Arivelto Bustamante Fialho. -- São Paulo : Érica, 2003. 
Bibliografia. 
ISBN: 85-7194-961-1 
1. Automação. 2. Pneumática 1. Título. 
03-0738 CDD-621.51 
Índices para catálogo sistemático 
1. Automação pneumática: Engenharia 621.51 
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Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
Dedicatória 
Dedico este livro a todo aquele que ao buscar a informação e o 
conhecimento que engrandece o ser, enriquece a alma e transforma uma nação; 
tem a consciência de que o único valor que levamos de nossa existência física é 
tão somente a consciência adquirida com a informação, o conhecimento e a 
experiência, pois somos nós a definir a cada dia o tamanho de nossa única 
bagagem; 
A meus pais e familiares; 
A minha querida e amada Marcela. 
"O mestre na arte da vida faz pouca distinção entre seu 
trabalho e seu lazer, entre sua mente e seu corpo, entre 
sua educação e sua recreação, entre seu amor e sua 
religião. Ele simplesmente persegue sua visão de 
excelência em tudo o que faz, deixando para os outros a 
decisão de saber se ele está trabalhando ou se 
divertindo. Para ele, está simplesmente fazendo ambas 
as coisas simultaneamente". 
Texto zen-budista 
Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 5 
. . .. - . . . ... . ...... -- ....... . 
Agradecimentos 
Gostaria de expressar meus mais sinceros agradecimentos a toda a equipe 
de profissionais da Editora Érica, em especial ao corpo diretor e gerencial, pelo 
reconhecimento e valorização de meu trabalho, permitindo-me assim, mais uma 
vez, colaborar com a difusão do conhecimento técnico que tão necessário se faz 
em nosso país. 
Agradecimento especial à Rosana Arruda, à Rosana Aparecida, à Ana 
Luisa, e ao Maurício S. de França, também profissionais da Editora Érica, que 
estiveram diretamente envolvidos na organização e finalização deste trabalho. 
E, finalmente, meu agradecimento mais do que especial a Deus e a toda a 
sua infinita legião de colaboradores que não vemos ou ouvimos, mas que 
incansavelmente nos inspiram e nos dão força quando voltamos nossos 
pensamentos e ações para o bem maior. 
6 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
Introdução 
Apesar de a humanidade utilizar-se de fluidos sob pressão há alguns 
séculos, foi somente a partir da Segunda Grande Guerra que o fluido passou a ter 
sua aplicação dentro dos ambientes industriais. 
No Brasil, o grande impulso e difusão dessas aplicações se deram a partir 
da década de 60, com a chegada da indústria automobilística e o surgimento da 
chamada "Automação Industrial". Para a confecção de peças automotivas 
seriadas, faziam-se necessários um grande número de operações repetitivas e a 
conseqüente redução de custos de mão-de-obra, pois como é sabido, ela reflete 
diretamente nos custos finais . 
A automação industrial por meio de fluidos sob pressão dividiu-se em dois 
grupos bem definidos que, apesar de similares com relação aos componentes que 
utilizam, e algumas vezes poderem ser encontrados compondo um mesmo 
equipamento, têm seus limites de operações basicamente em função das pressões 
de trabalho e das forças que são capazes de fornecer, além do custo é claro, que 
supera os 1003 de diferença. 
Um primeiro grupo e certamente o de mais antiga aplicação pelo homem é 
o fluido hidráulico1 (fluido líquido sob pressão), e o segundo, tema do presente 
livro, é o fluido pneumático (fluido gasoso sob pressão). 
Nesta obra, buscou-se abordar o tema "Automação Pneumática" de uma 
forma clara e bastantee Análise de Circuitos 
O tipo de compressor a ser empregado é função da pressão de trabalho e 
volume. Basicamente, existem dois processos de compressão de ar utilizados em 
compressores: 
1. Processo de redução de volume (compressores alternativos); 
2. Processo de aceleração de massa (fluxo) - compressores dinâmicos. 
2.2.1. Compressores Alternativos 
Esse tipo de máquina utiliza-se de um sistema biela-manivela para conver­
ter o movimento rotativo de um eixo no movimento translacional de um pistão 
ou embolo, como mostra a figura em seguida. Dessa maneira, a cada rotação do 
acionador, o pistão efetua um percurso de ida e outro de vinda na direção do 
cabeçote, estabelecendo um ciclo de operação. 
Seu princípio funcional é de entendimento relativamente simples. Exami­
nemos as figuras 2.2 e 2 .3 . 
Figura 2.2 - Princípio funcional do compressor por redução de volume (alternativo) . 
O funcionamento de um compressor alternativo está intimamente associa­
do ao comportamento das válvulas. Elas possuem um elemento móvel denomi­
nado obturador, que funciona como um diafragma, comparando as pressões 
interna e externa ao cilindro. O obturador da válvula de sucção se abre para 
dentro do cilindro quando a pressão na tubulação de sucção supera a pressão 
interna do cilindro, e se mantém fechado em caso contrário. O obturador da 
válvula de descarga se abre para fora do cilindro quando a pressão interna 
supera a pressão na tubulação de descarga, e se mantém fechado na situação 
inversa. Com isso temos as etapas do ciclo de funcionamento do compressor 
mostradas na figura 2.3 em seguida: 
Produção e Distribuição do Ar Comprimido 43 
1- Etapa de admissão 2- Etapa de compressão 
3- Etapa de descarga 4- Etapa de expansão 
Figura 2.3 - Ciclo de um compressor alternativo. 
Na etapa de admissão o pistão se movimenta em sentido contrário ao 
cabeçote, fazendo com que haja uma tendência de depressão no interior do cilin­
dro que propicia a abertura da válvula de sucção. O gás é então aspirado. Ao 
inverter o sentido de movimentação do pistão, a válvula de sucção se fecha e o 
gás é comprimido até que a pressão interna do cilindro seja suficiente para 
promover a abertura da válvula de descarga. Isso caracteriza a etapa de com­
pressão. 
Quando a válvula de descarga se abre, a movimentação do pistão faz com 
que o gás seja expulso do interior do cilindro. Essa situação corresponde à etapa 
de descarga e dura até que o pistão encerre o seu movimento no sentido do 
cabeçote. Ocorre, porém, que nem todo o gás anteriormente comprimido é ex­
pulso do cilindro. A existência de um espaço morto ou volume morto, com­
preendido entre o cabeçote e o pistão no ponto final do deslocal}lento deste, faz 
com que a pressão no interior do cilindro não caia instantaneamente quando se 
inicia o curso de tetorno. 
Nesse momento, a válvula de descarga se fecha, mas a de admissão só se 
abrirá quando a pressão interna cair o suficiente para o permitir. Essa etapa, em 
que as duas válvulas estão bloqueadas e o pistão se movimenta em sentido inver­
so ao do cabeçote, se denomina etapa de expansão, e precede a etapa de 
admissão de um novo ciclo. 
Podemos concluir então que, devido ao funcionamento automático das 
válvulas, o compressor alternativo aspira e descarrega o gás, respectivamente, nas 
pressões instantaneamente reinantes na tubulação de sucção e na tubulação de 
descarga. (Em termos reais, há naturalmente uma certa diferença entre as pres­
sões interna e externa ao cilindro durante a aspiração e a descarga, em função da 
perda de carga no escoamento). 
As figuras 2.2 e 2.3 exemplificam um . compressor de um único estágio, 
apropriado para pressões até 4 bar, como pode ser visto na tabela 2.1 em segui­
da. Entretanto, quando há necessidade de pressões mais altas, recorre-se a com­
pressores de dois, três ou mais estágios (figura 2.4). 
44 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
. - . . . '. 
Tabela 2.1 - Relação Pressão x N2 de Estágios para compressores. 
Pressão Nº de Estágios 
Até 400 Kpa (4bar) 1 
De 400 a 1500 Kpa (15bar) 2 
De 1500 a 15000 Kpa (150bar) 3 ou mais 
Figura 2.4 - Compressor de dois estágios - O ar sugado sofre dupla compressão. 
1 Observação 1 
Nos compressores de mais de um estágio, faz-se necessário o uso de sistema de refrige­
ração intermediário, dada a elevação da temperatura do ar em virtude das sucessivas 
compressões. 
2.2.1.1. Compressor de Simples Ação 
Os compressores de um ou vários estágios, citados e exemplificados ante­
riormente, são compressores de simples ação. Essa denominação é dada em 
função de obterem a compressão do ar somente quando o êmbolo realiza seu 
movimento ascendente . 
2.2.1.2. Compressor de Dupla Ação 
Diferentemente dos compressores de simples ação, os compressores de du­
pla ação possibilitam a compressão do ar em ambos os sentidos de deslocamento 
do êmbolo. Dessa forma, verifica-se que comparativamente aos anteriores, estes, 
Produção e Distribuição do Ar Comprimido 45 
apresentam maior eficiência, pois em um ciclo (descida e subida do êmbolo), 
comprimem maior volume de ar por unidade de tempo (figura 2.5) . 
Admissão 
PMS 
~ ,­
~,_..~T 
Descarga 
Ar 
comprimido 
Ar 
{latrn) 
Descarga 
Ar 
comprimido 
Pistão (êmbolo) 
Figura 2.5 - Admissão e descarga em um compressor de dupla ação. 
1 
Podem ainda, como os anteriores, ser de dois, três ou mais estágios, com 
elevada eficiência em baixa, média e alta pressões. 
2.2.2. Compressores Rotativos 
São compressores que por meio de movimentos rotacionais de elementos 
internos promovem, de forma direta, a sucção e compressão do ar até que ele 
atinja a pressão de utilização. 
Estão subdivididos em três grupos: 1- compressores de palhetas; 2- com­
pressores de parafuso; 3- compressores de lóbulos (Roots). 
2.2.2.1. Compressor de Palhetas 
O compressor de palhetas possui um rotor ou tambor central que gira ex­
centricamente em relação à carcaça, conforme mostra a figura 2.6 em seguida. 
Esse tambor possui rasgos radiais que se prolongam por todo o seu comprimento 
46 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
e nos quais são inseridas palhetas retangulares, conforme é mostrado no detalhe 
da figura 2.7. 
Aspiração .. 
P1=1atm ., 
Descarga 
Pz > P1 
Figura 2.6 - Compressor de palhetas (detalhe em corte frontal). 
Quando o rotor gira, as palhetas deslocam-se radialmente sob a ação da 
força centrífuga e se mantêm em contato com a carcaça. O gás penetra pela 
abertura de aspiração e ocupa os espaços definidos entre as palh~tas. Novamente 
observando a figura, podemos notar que, devido à excentricidade do rotor e às 
posições das aberturas de aspiração e descarga, os espaços constituídos entre as 
palhetas vão se reduzindo de modo a provocar a compressão progressiva do gás. 
A variação do volume contido entre duas palhetas vizinhas, desde o fim da 
admissão até o início da descarga, define, em função da natureza do gás e das 
trocas térmicas, uma relação de compressão interna fixa para a máquina. Assim, 
a pressão do gás no momento em que é aberta a comunicação com a descarga 
pode ser diferente da pressão reinante nessa região. O equilíbrio é, no entanto, 
quase instantaneamente atingido e o gás descarregado. 
Figura 2 .7 - Detalhe do rotor. 
Este tipo de compressor possui a vantagem do funcionamento contínuo e 
uniforme, fornecendo, portanto, ar livre de pulsação. Entretanto, é recomendada 
Produção e Distribuição do Ar Comprimido 47 
a instalação de uma válvula de retenção na tubulação de descarga, a fim de evi­
tar que ele funcione como um motor aos ser desligado. 
Pode também ter sua vazão modificada através de uma regulagem da ex­
centricidade do rotor. A máxima vazão ocorre para a máxima excentricidade, ou 
seja, quando o rotor é tangente ao estator. 
2.2.2.2. Compressor de Parafuso 
Esse tipo de compressor possui dois rotores em forma de parafusos que gi­
ram em sentido contrário, mantendoentre si uma condição de engrenamento, 
conforme mostra a figura 2.8. 
Descarga ... 
Aspiraço 
Figura 2.8 - Compressor de parafuso. 
A conexão do compressor com o sistema se faz através das aberturas de 
sucção e descargi'l., diametralmente opostas, tal como indica a figura 2.9: 
... 
Aspiração 
Descarga ... 
Figura 2.9 - Compressor de parafuso (detalhe lateral). 
O gás penetra pela abertura de aspiração e ocupa os intervalos entre os 
filetes dos rotores. A partir do momento em que há o engrenamento de um de­
terminado filete, o gás nele contido fica encerrado entre o rotor e as paredes da 
48 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
carcaça. A rotação faz então com que o ponto de engrenamento vá se deslocan­
do para frente, reduzindo o espaço disponível para o gás e provocando a sua 
compressão. Finalmente, é alcançada a abertura de descarga, e o gás é liberado. 
A relação de compressão interna do compressor de parafusos depende da 
geometria da máquina e da natureza do gás, podendo ser diferente da relação 
entre as pressões do sistema. 
Os parafusos geralmente possuem movimentos sincronizados através de 
engrenagens e não havendo contato metálico entre eles, é desnecessário o uso de 
lubrificantes. Com isso o ar fornecido não apresenta resíduos de óleo. 
2.2.2.3. Compressor de Lóbulos (Tipo Roots) 
É constituído por um cilindro (carcaça) e dois rotores descentrados, dese­
nhados com precisão, a fim de que sejam constantemente tangentes ao cilindro 
(carcaça) e tangentes entre si. 
A figura 2.10 mostra o funcionamento. 
Carcaça 
Aspiração. 
A B e D 
Figura 2.10 - Compressor de lóbulos. 
As partes em cinza mostram o ar em diferentes fases. 
• Fase A: Aspiração, pois a cavidade cinza está em comunicação com a 
atrnosf era. 
• Fase B: O ar (cinza) permanece na pressão atmosférica desde que as 
cavidades não estejam modificando seus volumes, apesar da rotação. 
• Fase C: Compressão, desde que haja diminuição do volume das cavi­
dades cinzas. 
• Fase D: Descarga do ar, desde que haja a comunicação das cavidades 
cinzas com abertura de descarga. 
As vazões são maiores que a dos compressores alternativos a pistão, mas as 
pressões atingidas são menores (40N/cm2 =4bar). Por isso, são comumente em­
pregados em sistemas de transporte, medidores de fluxo e bombas de vácuo. 
Produção e Distribuição do Ar Comprimido 49 
2.2.3. Processo de Aceleração de Massa (Compressores 
Dinâmicos) 
2.2.3.1. Compressor Axial (Turbocompressor) 
Nesse compressor, o ar, ao ser admitido, é acelerado axialmente, ao longo 
do eixo, por uma série de lâminas (hélices) rotativas. 
Aspiração. • Descarga 
Figura 2.11 - Detalhe interno de um turbocompressor axial. 
2.2.3.2. Compressor Radial (Centrifugo) 
É constituído por uma sucessão de rodas e pás colocadas em série sobre o 
mesmo eixo (figuras 2.12 e 2.13). 
O ar entrando pela tubulação de aspiração passa pela primeira roda dentro 
da qual é centrifugado e sua velocidade aumenta. 
Passa depois pelo difusor dentro do qual tem sua velocidade reduzida e sua 
pressão aumentada. 
Passa depois ao coletor para então ir à segunda roda dentro da qual será 
submetido à nova centrifugação. 
O ar é então submetido, desta forma, a um aumento progressivo de pres­
são desde a aspiração até a descarga. 
Esses equipamentos têm alta rotação (6000r.p.m.) e uma vazão muito 
grande, mas uma pressão de descarga pequena (20N/cm2 =2bar). 
50 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
AJoescarga 
Figura 2.12 - Compressor centrífugo (detalhe interno). 
Coletor 
Aspiração 
Figura 2 .13 - Compressor centrífugo (vista em corte parcial). 
2.3. Características Importantes na Escolha de um 
Compressor 
As seguintes característicos devem ser sempre observadas quando proce­
demos à escolha de um compressor: 
• Volume de ar fornecido 
- Volume teórico 
- Volume efetivo 
Produção e Distribuição do Ar Comprimido 
.. -· --· 
51 
• Pressão 
- Pressão de regime 
- Pressão de trabalho 
• Acionamento 
- Motor elétrico 
- Motor a explosão 
• Sistema de regulagem 
- Regulagem por descarga 
- Regulagem por fechamento 
- Regulagem por garras 
- Regulagem por rotação 
- Regulagem intermitente 
2.3.1. Volume de Ar Forneciáo 
Define-se com sendo a quantidade total em m3 de ar que pode ser forneci­
da pelo compressor, quando em atividade máxima. Entretanto, pode ser ainda 
definido de forma teórica ou efetiva. 
2.3.1.1. Volumf! Teórico 
É definido por meio de equacionamento do produto do volume cilíndrico 
pelo número de rotações do compressor. Esse dado, porém, não é de grande 
importância, pois na prática deve-se considerar o rendimento do compressor. 
2.3.1.2. Volume Efetivo 
É o valor que efetivamente será utilizado (necessário) para o acionamento e 
comando dos diversos automatismos pneumáticos. Seu valor está em função da 
eficiência volumétrica dos compressores (rendimento), que varia de acordo com o 
tipo de compressor. 
2.3.2. Pressão 
Esta característica é de extrema importância, pois é responsável pela força 
desenvolvida pelos atuadores, classificando-se assim em dois níveis: 
52 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
. ' " ., '' ,., ... '' - -- ' .. , .. 
2.3.2.1. Pressão de Regime 
É a pressão efetiva fornecida pelo compressor e que se distribui por toda a li­
nha, alimentando todos os pontos de utilização. É, portanto, a pressão com a qual o 
ar se encontra armazenado no reservatório. Entretanto, seu uso direto nos automa­
tismos é desaconselhado devido às freqüentes flutuações por causa da temperatura. 
2.3.2.2. Pressão de Trabalho 
É a pressão necessária ao acionamento dos diversos automatismos e que 
pelo motivo exposto anteriormente deve ser menor que a pressão de regime. Essa 
redução é possibilitada com a utilização de uma válvula redutora de pressão, 
normalmente um conjunto "LUBRIFIL" (conjunto de válvula redutora de pressão 
com manômetro e lubrificador). Dessa forma, além de reduzir a pressão, é pos­
sível mantê-la sempre constante e com isso as forças e velocidades desenvolvidas 
pelos automatismos podem ser garantidas durante os processos. 
É comum, na indústria, adotar como pressão de trabalho a de 6kgf/cm2 
(pressão considerada como sendo a econômica), enquanto a pressão de regime 
gira em tomo de 7 a 8 kgf/cm2
, podendo chegar até 12kgf/cm2
. 
2.3.3. Acionamento 
O acionamento de compressores pode ser feito basicamente por motor elé­
trico ou por motor a explosão (gasolina ou diesel). A escolha é dada em função 
da necessidade, ou seja, ambiente em que ele será instalado. 
2.3.3.1. Acionamento por Motor Elétrico 
Este tipo de acionamento é o mais comum aplicado aos compressores de 
uso nas indústrias e oficinas. Com motores que vão de baixas potências (0,Shp) 
para compressores de uso doméstico, a grandes potências (750hp) para uso in­
dustrial com grandes reservatórios. 
Reservatório 
Figura 2.14-Acionamento a motor elétrico (compressor alternativo) . 
Produção e Distribuição do Ar Comprimido 53 
2.3.3.2. Acionamento por Motor a Explosão 
Sistema adotado em situações em que há necessidade de um compressor 
de ar em regiões pouco favorecidas por rede elétrica, ou mesmo por questões 
econômicas de racionamento em que o abastecimento elétrico se limite a certo 
número de horas diárias. Este sistema também, assim como o anterior, cobre 
uma vasta área de configurações, desde de pequenas potências (para pequenos 
compressores - figura 2.15), até grandes potências, em que são utilizados grandes 
motores automotivos diesel. 
Motor a explosão 
• 
Reservatório 
Figura 2.15 -Acionamento por motor a explosão (compressor alternativo) . 
2.3.4. Sistema de Regulagem 
Dado que ~ consumo de ar pelos diversos automatismos não se faz sempre 
constante, é necessário então combinar o volume fornecido pelo compressor com 
a real demanda. Desta forma, são utilizadas, conforme o modelo de compressor, 
diferentes formas deregulagem que operam entre valores preestabelecidos, ou 
seja, mantêm o sistema operando entre uma pressão máxima e mínima. Assim, 
são destacados em seguida os sistemas de regulagem mais freqüentemente en­
contrados. 
2.3.4.1. Regulagem por Descarga 
Neste sistema, quando, durante o funcionamento do compressor, é atingida 
a pressão máxima que fora na regulagem preestabelecida, suponhamos ser esta 
de 9kgf/cm2
, uma válvula reguladora de pressão do tipo alívio é acionada, descar­
regando para atmosfera o ar comprimido produzido. Somente quando a pressão 
da rede cair ao seu valor mínimo, 6kgf/cm2
, é que a válvula será totalmente fe­
chada, permitindo o restabelecimento da pressão normal (figura 2.16) . 
54 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
Reservatório 
Compressor 
Válvula reguladora 
de pressão 
Figura 2.16 - Sistema de regulagem por válvula de descarga. 
2.3.4.2. Regulagem por Fechamento 
Este tipo de regulagem parte de uma configuração semelhante à anterior, 
porém, em lugar da válvula reguladora de pressão, é utilizada uma válvula de 1/2 
(uma via e duas posições com retorno por mola). A mola, entretanto, é selecio­
nada de forma que permita a comutação da válvula somente quando é atingida 
uma pressão máxima (pressão de fechamento). Desse modo, a alimentação do 
compressor é interrompida, e assim permanecerá até que a pressão do compres­
sor caia ao nível inferior preestabelecido, quando então a válvula volta a abrir 
(figura 2.17). 
Reservatório 
l(P) 
Válvula 2/2 
Figura 2.17 - Sistema de regulagem por válvula de fechamento. 
Produção e Distribuição do Ar Comprimido 55 
2.3.4.3. Regulagem por Garras 
Neste sistema de regulagem, um mecanismo do tipo garra é acionado sem­
pre que a pressão do ar atinge um valor predeterminado, mantendo a válvula de 
admissão aberta e com isso, durante a fase de compressão, o ar passa a ser de­
volvido ao ambiente. Somente após ter a pressão do reservatório retornado a um 
valor mínimo de desativação do mecanismo é. que retoma o reabastecimento 
normal do reservatório, repetindo-se assim o ciclo continuamente. 
2.3.4.4. Regulagem por Rotação 
Aplicada especificamente a compressores acionados por motores de com­
bustão interna. 
Neste sistema, quando atingida uma pressão máxima predeterminada, há 
uma desaceleração do motor, reduzindo assim sensivelmente seu número de gi­
ros e, conseqüentemente, a aspiração de ar. Des$e modo, o volume de ar a ser 
comprimido por unidade de tempo toma-se sensivelmente reduzido, permitindo 
que o consumo da rede faça com que o ar armazenado recaia até um nível mí­
nimo predeterminado e o motor retome ao seu giro normal, reiniciando o ciclo. 
2.3.4.5. Regulagem Intermitente 
Trata-se de um sistema de regulagem aplicado a acionamento de compres­
sores por motor elétrico. Um pressostato é ligado à rede de alimentação do 
motor, e ao ser atingida uma pressão máxima admissível, programada no pres­
sostato, ele, promove o desligamento de uma chave contadora (figura 2.18). 
Após a pressã9 de rede recair aos valores mínimos predeterminados, o 
pressostato desliga-se, reativando o funcionamento do motor. 
56 
Reservatório 
Compressor 
Rede pneumática 
Pressostato 
.---------~ 
1 • 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
--------· 
Rede 
elétrica 
NRST 
Figura 2 .18 - Sistema de regulagem intermitente. 
Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
É normalmente aplicada a compressores de pequeno porte e dependendo 
da freqüência em que as comutações ocorrem, torna-se necessária a utilização de 
grandes reservatórios . 
./ 
2.4. Distribuição do Ar Comprimido 
A instalação de uma rede de ar comprimido não apenas em nível industrial, 
mas para qualquer que seja a utilização, requer determinados cuidados que vão 
desde de a localização da central geradora (compressores), sistema de arrefeci­
mento (quando necessário), dimensionamento da rede, sistemas de montagem e 
fixação da rede, tratamento do ar e identificação conforme normas. 
2.4.1. Localização da Central Geradora 
É comum, na indústria, delimitar uma área física externa à fábrica, porém 
anexa a ela, sendo devidamente coberta e protegida. Isenta de poeira e com livre 
fluxo de ar, em que a temperatura possa, durante todo o ano, manter-se o mais 
estável possível em cerca de 20 a 25°C. A central geradora deve ainda estar bem 
nivelada e com fácil acesso para manutenção quando se fizer necessária. 
1 
Central 
Fábrica 
Figura 2.19 - Exemplo de localização de central geradora. 
2.4.1.1. Refrigeração da Central 
Normalmente, para pequenas centrais de ar comprimido, o próprio 
aletamento existente no compressor, em conjunto com o fluxo de ar livre dentro 
do ambiente da central, é o suficiente para propiciar uma boa dissipação térmica 
Produção e Distribuição do ArComprimido 57 
que se origina do atrito do ar quando comprimido dentro da câmara. Entretanto, 
em se tratando de compressores mais potentes, com potências superiores a 40hp, 
aconselha-se a utilização de um sistema de ventilação apropriado, com ventilado­
res industriais, e ainda, se necessário, um sistema de refrigeração a água recircu­
lante. I 
Dependendo linda da potência do compressor ou compressores e dos pi­
cos de temperatura nas épocas mais quentes do ano, a central pode ser total­
mente fechada, com as paredes isoladas termicamente, porém climatizada com o 
uso de coo/ers fixos ao teto, com recirculação de amônia, sendo controlados por 
termostato, como os sistemas usados em câmaras frigoríficas. 
2.4.2. Implantação da Rede de Distribuição 
Antes de proceder ao dimensionamento da rede, com relação ao diâmetro 
das tubulações, perdas de carga, tratamento do ar, etc., é necessário, estabelecer 
por quais pontos da área de trabalho da empresa deverá passar a rede. Se por 
todos, ou se apenas por alguns setores, e quantos pontos de alimentação deverão 
existir. Em função dessas respostas, poder-se-á definir entre uma rede de circuito 
aberto (figura 2.20), ou uma rede de circuito fechado (figura 2.21). 
Figura 2.20 - Rede de circuito aberto. 
58 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
Figura 2 .21 - Rede de circuito fechado. 
Central de 
ar comprimido 
A rede de circuito aberto, conforme mostrada na figura 2.20, é indicada ge­
ralmente quando se deseja abastecer pontos isolados ou distantes. Nesse tipo de 
rede, o ar flui numa única direção, impossibilitando com isso uma alimentação 
uniforme em todos os pontos. 
Já o sistema de rede de circuito fechado apresentado na figura 2.21 é o 
mais comumente utilizado pela maioria das indústrias, pois se distribui por toda a 
extensão da fábrica, facilitando a instalação de novos pontos de consumo ainda 
não previstos, bem como possibilita que todos os pontos sejam alimentados de 
modo uniforme, uma vez que o ar flui nos dois sentidos. 
Independente de qual dos sistemas de rede for adotado, é aconselhável que 
em cada ponto de tomada seja instalada uma válvula registro, de forma a facilitar 
a manutenção, permitindo assim que a tomada em manutenção seja isolada da 
rede, evitando deste modo seu desligamento geral. 
2.4.3. Elementos de Montagem e Fixação da Rede 
2.4.3.1. Fixação da Tubulação Principal (Linha Tronco) 
As redes de distribuição pneumáticas normalmente são aéreas, sendo fixa­
das às paredes, vigas ou ao forro por meio de ferragens apropriadas, como tiran­
tes, pendurais, cantoneiras, etc. (figura 2.22). 
Produção e Distribuição do Ar Comprimido 59 
Viga de 
concreto 
a) 
Estrutura em 
cantoneira 
Tubulação da 
rede pneumática 
b) 
Figura 2.22 - Fixação da tubulação principal da rede nas colunas. 
a) por pendurais, b) por grampo. 
2.4.3.2. Elementos de Composição da Rede 
A figura 2.23 apresenta esquematicamente um trecho de uma rede pneu­
mática identificando seus elementos componentes. 
Linha secundária 
Linha principal (tronco) 
Fluxo de ar 
Inclinação de 0,5 a 2% 
do comprimento 
/Linha de alimentaçãoUnidade lubrifil 
/ 
__. Conectado ao 
equipamento 
Figura 2.23 - Elementos componentes de uma rede pneumática. 
• A linha principal (tronco), tubulação secundária e linha de alimentação, 
podem ser confeccionadas em tubo de aço galvanizado ou preto (ASTM 
A 120 SCHEDULE 40). 
60 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
• A tubulação secundária deve possuir uma determinada inclinação no 
sentido do fluxo. Essa inclinação facilita o recolhimento de eventuais 
condensações e impurezas ao longo da tubulação. A inclinação reco­
mendada deve ficar entre 0,5 a 23 do comprimento reto do tubo. 
• A linha de alimentação de cada equipamento deve sair pela parte supe­
rior da linha secundária e ser munida de um registro para que 
possibilite a manutenção da unidade de conservação pneumática 
LUBRIFIL ou do dreno, sem com isso necessitar o desligamento de toda 
a linha secundária e afetar os outros equipamentos a ela conectados. 
• A unidade de conservação pneumática LUBRIFIL tem por função filtrar 
e lubrificar o ar, além de possibilitar a regulagem da pressão de ali­
mentação necessária ao acionamento do automatismo - figuras 2.23 e 
2.24. 
Manômetro 
Entrada __. 
Conexão para '""if 
dreno automático _. 
Esquemático 
Simplificado 
Figura 2.24 - Unidade de conservação pneumática - LUBRIFJL. 
• Devido às variações de temperatura ambiente ao longo do ano agindo 
sobre a tubulação da rede, o ar que por ela circula sofre o efeito de 
condensação. Esse condensado precisa então ser recolhido a fim de 
evitar a danificação dos vários automatismos pneumáticos. Para isso é 
recomendada a utilização de purgadores instalados ao final das linhas 
verticais de alimentação - figuras 2.23 e 2.25. 
• % i Lobrim, 
'O "' 
~e 
.s El 
...J 'lã 
Esquemático 
Figura 2.25 - Purgador instalado ao final da linha vertical de alimentação. 
Produção e Distribuição do Ar Comprimido 61 
• Em conformidade com o boletim NB-54/80 da ABNT, toda a rede 
pneumática deve ser pintada em azul, sendo em tonalidade de acordo 
com a classificação 2.5PB 4/10 do sistema Munsell. 
2.4.4. Tratamento do Ar Comprimido 
No processo de geração do ar comprido, o ar atmosférico é aspirado pelo 
compressor, comprimido e comumente armazenado em um reservatório, como já 
fora visto. Entretanto, é conveniente, antes do armazenamento, proceder a um 
tratamento desse ar, bem como, também, ao tratamento do ar que deixa o reser­
vatório. 
A figura 2.26 representa esquematicamente o desenho de uma central 
completa de tratamento e armazenamento do ar comprimido. 
13 
2 l 
(D Saída do compressor 
@ Resfriador posterior ("Alter Coo ler") 
® Entrada de água 
@ Purgador 
@ Registro 
@ Secador 
(j) Dreno 
® 
® 
@) 
@ 
@ 
@ 
@ 
9 5 
l l 
Linha principal (Tronco) 
Derivação ("By-pass") 
Reservatório 
Válvula de segurança 
Manômetro 
Separador de condensados 
Saída de água 
Figura 2.26 - Central de tratamento e armazenamento do ar comprimido. 
8 
é 
62 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
.............. 
O ar então, após a compressão, tem sua temperatura elevada em função 
dos atritos, a uma temperatura superior à de armazenamento, necessitando assim 
passar por um resfriador (1), a fim de levar-lhe a condição apropriada ao arma­
zenamento no reservatório (10). Essa passagem através do resfriador (2) provoca, 
em função da diferença de pressão e temperatura, uma condensação de pequena 
parte do ar, que será separada no separador de condensados (13) e posterior­
mente eliminada pelo purgador (4). 
Uma vez armazenado no reservatório a uma pressão de cerda de 
12 kgf/cm2 (12bar) e temperatura de 20°C, o ar pode ser utilizado quando for 
conveniente, entretanto sua utilização deve ser precedida de novo tratamento, 
isso porque a ação da variação da temperatura ambiente (diferença de tempera­
tura e pressão entre ambiente e reservatório) coloca o ar em uma condição úmi­
da, havendo assim a necessidade de uma secagem prévia em um secador (6) . 
Desse modo, parte do ar que não contenha partículas d ' água seguirá pelo By­
pass (9) alimentando a linha tronco (8), e o restante passará pelo secador (6), em 
que as partículas d'água serão eliminadas, "retidas", seguindo para a linha tronco 
(8) somente o ar seco. 
Mesmo com todo esse tratamento prévio, é necessária a utilização de pur­
gadores nas linhas de alimentação dos automatismos, conforme fora visto na 
figura 2.23, pois o ar que fica retido nas tubulações sofre, em parte, em função de 
diferenças de temperatura e pressão, principalmente durante os meses de inver­
no, pequena condensação, devendo assim ser elimina pelos purgadores. 
2.5. Dimensionamento da Linha Principal (tronco) 
Ao proceder ao dimensionamento do diâmetro mínimo necessário à linha 
principal, de forma que ela possa atender à pressão e vazão necessárias aos 
diversos pontos de alimentação que se distribuirão por dentro da fábrica, é neces­
sário já estimar um possível aumento de demanda ao longo dos anos. Esse 
dimensionamento deve considerar uma queda de pressão de 0,3 a 0,5kgf/cm2 do 
reservatório (adotar 0,5 a partir de 500m) até o consumidor. No dimensiona­
mento da linha tronco, devem ser considerados os seguintes itens: 
• Volume de ar corrente (vazão); 
• Comprimento total da linha tronco; 
• Queda de pressão admissível; 
• Número de pontos de estrangulamento; 
• Pressão de regime. 
Produção e Distribuição do Ar Comprimido 63 
2.5.1. Volume de Ar Corrente 
É a quantidade em m3 de ar por hora que será consumida da rede, pelos 
automatismos, supondo todos em funcionamento em um mesmo momento. 
Para efeito de dimensionamento seguro e recordando a possibilidade de 
futura ampliação dos pontos de consumo, deve-se somar a esse volume o per­
centual estimado para a futura ampliação. 
Variável Unidade 
Q ................................ [m3/h] (2.1) 
2.5.2. Comprimento Total da Linha Tronco 
É a soma do comprimento linear da tubulação da linha tronco com o com­
primento equivalente originado dos pontos de estrangulamento. 
f 
Variável Unidade 
Lt ... ....... ... .. ....... .. .. ...... [m] 
Lt = L1+L2 
L1 = Comprimento retilíneo [m] 
Lz= Comprimento equivalente [m] 
(2.2) 
(2.3) 
2.5.3. Queda de Pressão Admitida 
A pressão de um fluido, ao deslocar-se através de uma tubulação, sofre 
gradual redução ao longo do comprimento, em função dos atritos internos e dos 
possíveis estrangulamentos (curvas, registros, Tees, etc.) que existam ao longo 
dela. 
Essa queda de pressão, também conhecida como perda de carga, para um 
satisfatório desempenho da rede, não deve exceder 0,3kgf/cm2
. Em caso de 
grandes redes pode chegar ao máximo de 0,5kgf/cm2
• 
Variável Unidade 
llP ...... .. ...................... [kgf/cm2
] (2.4) 
64 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
·----- ---- ----------- ---·----·· ··-- ----- -- --··· ·······-- -- ----
2.5.4. Número de Pontos de Estrangulamento 
São as singularidades já mencionadas (curvas, registros, tês, etc.), neces­
sárias para distribuição da linha tronco por dentro de toda a planta industrial. 
Essas singularidades devem ser transformadas em comprimento equivalente (L2) , 
o que é possível com a utílízação da Tabela A.5 na seção de apêndices. 
2.5.5. Pressão de Regime 
Como já fora visto anteriormente, é a pressão na qual o ar se encontra ar­
mazenado no reservatório (7 a 12kgf/cm2
) . Lembrando que a pressão de trabalho 
considerada econômica industrialmente é de 6kgf/cm2
• 
Variável Unidade . 
P ...... .......................... [kgf/cm2
] (2 .5) 
2.5.6. Equacionamento 
A determinação do diâmetro mínimo necessário para atender à demanda, 
inclusive já prevendo expansão futura, pode ser obtida então pelo' seguinte equa­
cionamento das variáveis citadas: 
[ 
1663785 .10-3 
. Q1
·
85 
. Lt l d = 10 5 _, _______ _ 
l'.lP·P 
(2.6) 
O diâmetro obtido corresponderá ao diâmetro interno e será em unidade 
de milímetros. O estabelecimentodo diâmetro comercial do tubo pode ser feito 
por meio da Tabela A.6 para tubos de aço preto ou galvanizado ASTM A 120 
SCHEDULE 40, da seção de apêndices. 
2.5.6.1. Exemplo Prático 
A seguir, é demonstrado um exemplo prático em que se deseja determinar 
o diâmetro necessário à tubulação da linha tronco de uma rede com as seguintes 
características: 
• Comprimento de tubulação linear (retilíneo) .. .. ................. ...... ... ... . 300m 
• Perda de carga admitida ... ..... .......... ........ ................ ............... 0,3kgf/cm2 
• Pressão de regime ... ... .. ... .......... ................................................ 9kgf/cm2 
• Volume de ar corrente ... .......... .. .. .. ................... .... ... .. ... ........... .. 300m3/h 
• Aumento de capacidade prevista nos próximos 10 anos .................. 603 
Produção e Distribuição do Ar Comprimido . 65 
Singularidades 
• 5 tês roscados com fluxo em ramal 
• 29 tês roscados com fluxo em linha 
• 7 válvulas do tipo gaveta, roscadas 
• 5 curvas de 90° de raio longo 
Solução 
Em primeiro lugar é necessário dispor em uma tabela todas as singularida­
des com seus respectivos comprimentos equivalentes, porém, ao consultarmos a 
Tabela A.6 - Apêndice A, verificamos que há necessidade do conhecimento de 
um diâmetro nominal. Esse diâmetro será obtido de uma primeira aplicação da 
equação 2.6, sem, no entanto, considerar a existência das singularidades, ou seja, 
será considerado apenas o comprimento da tubulação retilínea. Assim, teremos: 
[ 
1663785 .10-3 
· Q
1
•
85 
· Ll l d=l0 5 -'~~~~~~~-
LiP·P 
(2.7) 
Lembrando que em 10 anos a capacidade em volume de ar necessário 
deve crescer em 603 , o volume de ar então será: 
66 
m 3 
Q = 300 · 16 = 480-, h (2.8) 
• Substituindo as variáveis: 
(o 3 kgf . 9 kgf ) 
' cm 2 cm 2 
d= 70mm --73in (diâmetro nominal - Tabela A.5 do Apêndice A). 
O diâmetro obtido é, pois, um diâmetro de referência que deve ser utili­
Jado para consulta das Qerdas Qor...§filgularid_gdes - Tabela A.6. 
(2.9) 
Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
• Tabulando agora as singularidades em uma grade, teremos: 
Singularidade QTD 
Comprimento 
Total (M) 
Equivalente (M) 
Tê roscado com fluxo em ramal 10 5,2 52 
Tê roscado com fluxo em linha 5 3,7 18,5 
Válvula do tipo gaveta, roscada. 7 0,58 4,06 
Curva de 90° de raio longo 6 1,2 7,2 
Comprimento Equivalente Total (L1) : 81,76 
• O comprimento total da linha tronco será: 
Lt = L1 +~~300m + 81,76m = 381,76m (2.10) 
• Reaplicando a equação 2.6 e substituindo as variáveis: 
/ 3 , 1,85 
1,663785 ·10-3 · 480~ · (381,76m) 
h 
d =10 ~ 
[
o 3 kgf . 9 kgf ) 
(2.11) 
' cm 2 cm 2 
d= 73,5lmm ~3in (diâmetro nominal - Tabela A.5 - Apêndice A). 
Para esse caso, mesmo considerando as perdas de carga devido às singu­
laridades, o diâmetro necessário continua ainda correspondendo ao tubo 
de diâmetro nominal 3in. 
2.6. Dimensionamento das Linhas Secundária e de 
Alimentação 
O dimensionamento das linhas secundárias e de alimentação pode ser feito 
aplicando a mesma equação 2.6. No caso das linhas secundárias, sendo todas de 
mesmo comprimento, divide-se o volume de ar corrente pelo número de linhas 
secundárias, e procede-se ao cálculo, ajustando também a valor da variável com­
primento (Lt). 
A figura 2.27 é utilizada para exemplificar de forma mais detalhada esta 
questão. 
Produção e Distribuição do Ar Comprimido 67 
2.6.1. Exemplo Prático 1 
Supondo que a rede calculada anteriormente tenha a vista superior, con­
forme demonstrada na figura seguinte: 
Linha secundária 
Linha tronco 
Linha de alimentação -----. 
M13 M14 MlS 
M16 M17 M18 ,----- ------
' 1 
: Central de ar : 
: comprimido : 
1 1 ._ ___________ , 
Figura 2.27 - Rede pneumática. 
Os dados referentes às linhas secundárias, conforme a figura 2.28 em se-
guida, são os seguintes: 
• Comprimento de tubulação linear (cada linha) ................................ llm 
• Perda de carga admitida ......................................................... 0,3kgf/cm2 
• Pressão de regime ...................................................................... 9kgf/cm2 
• Volume de ar corrente total na fábrica ....................................... 300m3/h 
• Aumento de capacidade prevista nos próximos 10 anos ............... ... 603 
São dez linhas secundárias de igual comprimento. 
68 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
Singularidades 
• 3 três roscados com fluxo pelo ramal 
• 1 válvula do tipo gaveta, roscada 
• 1 curva 90° de raio longo, roscada 
• 1 cotovelo comum 90°, roscado 
Curva 180° raio longo 
roscada 
Linha secundária 
\ 
Válvula do tipo gaveta 
roscada 
Cotovelo comum 90° 
roscado 
Tê fluxo 
pelo ramal 
roscado 
pelo ramal 
roscado 
/Linha de alimentação 
Válvula do tipo gaveta 
roscada ____. 
Tê fluxo 
pelo ramal 
roscado 
Figura 2.28 - Detalhe de uma das linhas secundárias, com as linhas de alimentação, 
apresentada na figura 2.27. 
Solução 
• Volume de ar corrente por linha secundária (Q): 
m3 
300- ·1.6 3 
Q = h =480~ 
10 ' h 
• Aplicando a equação 2.6: 
/ 3 ' 1,85 
1,663785 .10-3 · 48,0~ · (llm) 
d =101 
(o 3 kgf . 9 kgf ) 
l ' cm 2 cm 2 
Produção e Distribuição do Ar Comprimido 
(2.12) 
(2.13) 
69 
d= 15,42mm -7l/2in {diâmetro nominal - Tabela A.5 - Apêndice A). 
• Tabulando agora as singularidades em uma grade, teremos: 
Singularidade QTD 
Comprimento. 
Total (M) 
Equivalente (M) 
Tê roscado com fluxo em ramal 3 1,3 3,9 
Válvula do tipo gaveta, roscada. 1 0,17 0,17 
Curva de 90° de raio longo, roscada 1 0,67 0,67 
Cotovelo 90° comum roscado 1 1,1 1,1 
Comprimento Equivalente Total (L.!): 5,84 
• O comprimento total da linha secundária será: 
Lt = L1 + L2 -7 1 lm + 5,84m = 16,84m (2.14) 
• Reaplicando a equação 2.6 e substituindo as variáveis: 
/ 3 -., 1,85 
1,663785 -10-3 
· 48,0~ · (16,84m) 
d= 101 
(
o 3 kgf . 9 kgf ) 
' cm 2 cm 2 
(2 .15) 
d= 16,80mm-73/4in (diâmetro nominal - Tabela A.5 -Apêndice A) . 
• 
Lembrando, pois, -que 16,37mm é o diâmetro interno necessário à tubula­
ção da linha secundária, e buscando na Tabela A.5 o tubo schedule 40 de 
'diâmetro interno igual ou imediatamente superior ao obtido, verificaremos 
1
que o mais próximo superior tem diâmetro interno de 21,0mm e corres­
'Ps.?.nde ao tubo de diâmetro nominal 3/4in. 
O procedimento para o cálculo de obtenção do diâmetro necessário às li­
nhas de alimentação é o mesmo. 
2.6.2. Exemplo Prático 2 
Conforme figura 2.28, a linha de alimentação possui as seguintes caracte­
rísticas: 
70 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
• Comprimento de tubulação linear (cada linha) ................................... 5m 
• Perda de carga admitida: ........................................................ 0,3kgf/cm2 
• Pressão de regime ..................................................................... 9kgf/cm2 
• Volume de ar corrente em cada linha secundária ..................... 48,0m3/h 
São três linhas de alimentação de igual comprimento por cada linha secun­
dária. 
Singularidades 
• 1 tê roscado com fluxo pelo ramal 
• 1 válvula do tipo gaveta, roscada 
• 1 curva 180° de raio longo, roscada 
Solução 
• Volume de ar corrente por linha de alimentação (Q): 
m3 
48,0- 3 
Q= h =16~ 
3 h 
(2.16) 
• Aplicando a equação 2.6: 
/ 3 1,85 
1,663785 .10-3 
· 16: · (5m) 
d= 10 ~ -----~~-~---
(º 3 kgf . 9 kgf ) 
' cm 2 cm 2 
(2.17) 
d= 8,77mm --7l/2in (diâmetro nominal - Tabela A.5 - Apêndice A) 5. 
5 Embora a Tabela A.5 do Apêndice A possua diâmetros nominais menores que 1/2in, o 
menor diâmetro existente na Tabela A.6 é o de 1/2in, portanto será adotado este para 
a tabulação das singularidades e construção da linha de alimentação. 
Produção e Distribuição do Ar Comprimido 71 
• Tabulando agora as singularidades em uma grade, teremos: 
Comprimento. Total 
Singularidade QTD 
Equivalente (M) (M) 
Tê roscado comfluxo em ramal 1 1,3 1,3 
Válvula do tipo gaveta, roscada. 1 0,17 0,17 
Curva de 180° de raio longo, roscada 1 0,67 0,67 
Comprimento Equivalente T atai (Lz): 2,14 
• O comprimento total da linha secundária será: 
Lt = L1 +L2 -7 5m + 2,14m = 7,14m (2.18) 
• Reaplicando a equação 2.6 e substituindo as variáveis: 
/ 3 ' 1,85 
1,663785·10- 3 · 16~ · (7,14m) 
h 
d=l0,5 
(
o 3 kgf . 9 kgf ) 
' cm 2 cm 2 
(2 .19) 
d= 9,42mm-7l/2in {diâmetro nominal - Tabela A.5 do Apêndice) . 
Como já fora exposto em nota de rodapé da página anterior, o tubo a ser: 
adotado serÓ o de diâmetro nominal 1/2in, por ser o de menor diâmetro 
existente na Tabela A.5. 
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 
2. 7. Dimensionamento da Linha Tronco a Partir de 
um Nomograma 
Além da equação 2.6, que oferece resultados bastante precisos, a FMA 
Pokorny, de Frankfurt, na Alemanha, desenvolveu um nomograma o qual per­
mite obter o diâmetro da tubulação da linha tronco, de forma um pouco mais 
rápida, com cálculos simples, porém não tão precisos. 
Na seção apêndice A, ao final do livro, o leitor encontrará em A. 7 o citado 
nomograma, e que pode ser usado conforme as seguintes instruções. 
72 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
2. 7.1. Exemplo Prático 
Utilize o nomograma A.7 (apêndice A), para solução do exemplo pratico 
(2.5.6.1) apresentado anteriormente e resolvido por meio de equacionamento. 
Solução: 
"A solução deste exercício encontra-se resolvida no próprio nomograma". 
Passo 1: 
• Traça-se inicialmente uma linha, ali referenciada como (1), unindo o 
ponto 300m do eixo "comprimento da tubulação", cruzando pelo ponto 
de volume 480m3/h, do eixo "volume aspirado", até encontrar o EIXO 1. 
Passo 2: 
• Do eixo "queda de pressão", traçar a linha (2), partindo do ponto 0,3 
bar, que é a queda de pressão admitida, até encontrar a pressão de re­
gime de trabalho da rede (9bar), no eixo "pressão de regime". Essa 
linha cruzará sobre o EIXO 2. 
Passo 3: 
• Unir com uma reta o ponto de cruzamento da linha (1) icom o EIXO 1, 
ao ponto da linha (2) com o EIXO 2. 
Passo 4: 
• Ler sobre o eixo "diâmetro interno do tubo", no ponto ali marcado com 
um (X), qual o diâmetro de referência para a tubulação da linha tronco. 
O valor é impreciso, mas aparentemente gira em torno de 58mm. 
Passo 5: 
• A partir desse diâmetro de referência, seguir o procedimento comum, 
obtendo com o auxílio das tabelas A.5 e A.6 (Apêndice A), as perdas de 
carga por singularidades e ao final somá-las ao comprimento de tubula­
ção linear, que em nosso caso era os 300m. 
O leitor observará, ao consultar a Tabela A.5, que o diâmetro nominal, para 
um diâmetro interno de 58mm, é 2.1/2in, sendo, portanto, menor que o 
encontrado pela equação, resultando assim que o comprimento de tubo 
equivalente às singularidades para esse diâmetro nominal também será me­
nor gue o aQ.resentado na solução anterior do exemQ.,..l ... o...,. ---~----
Produção e Distribuição do Ar Comprimido 73 
• Tabelando então as singularidades para tubo de 2.1/2in: 
Singularidade QTD 
Comprimento 
Total (M) 
Equivalente (M) 
Tê roscado com fluxo em ramal 10 3,9 39 
Tê roscado com fluxo em linha 5 2,8 14 
Válvula do tipo gaveta, roscada 7 0,52 3,64 
Curva de 90° de raio longo 6 1,1 6,6 
Comprimento Equivalente To tal (L2): 63,24 
• O comprimento total da linha tronco será: 
Lt = L1 + L2 -7 300m + 63,24m = 363,24m (2.20) 
Passo 6: 
• Marcar o comprimento total Lt sobre o eixo "comprimento da tubula­
ção", estendendo uma linha (linha 4), que passe novamente pelo ponto 
480 no eixo "volume aspirado" até novamente encontrar o EIXO 1. 
Passo 7: 
• Unir o novo ponto achado no EIXO 1 com o ponto anterior do EIXO 2 
através da linha (5). 
Passo 8: 
• Ler sopre o eixo "diâmetro interno", no cruzamento da linha (5) com 
este, o diâmetro interno final (referenciado com um Y). 
• Esse diâmetro resulta, conforme pode ser observado, 60mm, que de 
acordo com a Tabela A.5 do Apêndice A (Norma ASTM A-120), conti­
nua correspondendo a um tubo de. diâmetro nominal 2.1/2in. 
Conclusão 
Apesar de a equação 2.6 necessitar da aplicação de uma calculadora cien­
tífica, bem como de seu operador saber us.á-la, proporciona sempre a garantia do 
resultado correto. Além de que o referido nomograma não possibilita o dimensio­
namento das linhas secundárias e de alimentação, devido à sua limitação de 
valores menores na escala B de "volume sugado". 
74 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
2.8. Exercícios 
Marque a alternativa correta: 
1) Com relação aos compressores volumétricos, é correto afirmar que: 
a) Dividem-se em alternativos, rotativos e dinâmicos. 
b) No sistema biela-manivela a expansão segue logo após a compressão. 
e) Nem todo o gás é expulso do cabeçote após a etapa de descarga, origi­
nando assim um volume morto. 
2) É característica dos compressores rotativos: 
a) Operar em etapas de admissão, compressão, descarga e expansão. 
b) Operar continua e uniformemente, fornecendo o ar livre de pulsação. 
e) Os compressores de parafuso necessitam de lubrificação contínua. 
3) Com relação aos compressores volumétricos e dinâmicos, é correto afirmar: 
a) Os compressores de dupla ação comprimem o mesmo volume de ar em 
ambos os sentidos. 
' b) No compressor radial o ar passa por um contínuo processo de centrifu-
gação, sofrendo um aumento de pressão progressivo da aspiração até a 
descarga. 
e) A relação de compressão interna do compressor de parafusos indepen­
de da geometria da máquina e da natureza do gás. 
4) Define-se pressão de regime como sendo: 
a) A pressão aplicada diretamente ao automatismo a fim de proporcionar 
seu regime de trabalho. 
b) A pressão que é comumente conhecida como pressão econômica cujo 
valor é de 6kgf/cm2
• 
e) A pressão cujo ar se encontra armazenado no reservatório e é distribuí­
do por toda a rede. 
5) Quanto aos sistemas de acionamento dos compressores, é correto afirmar 
que: 
a) Os sistemas de acionamento a motor elétrico são mais econômicos e 
podem ser utilizados em todas as ocasiões e regiões geográficas. 
Produção e Distribuição do Ar Comprimido 75 
• 
b) Os sistemas de acionamento a motor diesel podem ser usados por em­
presas que necessitam de compressores de alta potência trabalhando 
por grandes períodos, porém buscando reduzir seu consumo elétrico. 
e) Para os sistemas de acionamento por motor elétrico é indicado o siste­
ma de regulagem por rotação. 
6) Explique o sistema de regulagem intermitente utilizado nos motores elétricos. 
7) Diferencie rede de circuito aberto e rede de circuito fechado, indicando sua 
aplicação. 
8) Explique a utilização e necessidade das unidades de conservação LUBRIFIL 
e dos purgadores em uma rede pneumática. 
9) Descreva as etapas aconselhadas ao tratamento do ar comprimido para uso 
industrial e explique a razão dessa necessidade. 
10) Refaça os exemplos práticos (2.5.6.1), (2.6.1) e (2.6.2), considerando o 
comprimento linear da linha tronco com 500m, D.P = 0,5kgf/cm2
, ampliação 
futura de 803, e Q = 200m3/h. 
76 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
-- ~---- --
.... 
CAPÍTULO 
Atuadores Pneumáticos 
.. ~----------------------.. 
3.1. Conceito 
Atuadores pneumáticos são elementos mecarncos que por meio de 
movimentos lineares ou rotativos transformam a energia cinética gerada pelo ar 
pressurizado e em expansão, em energia mecânica, produzindo trabalho. 
3.2. Atuadores Pneumáticos Lineares 
Conhecidos comumente como cilindros pneumáticos, são elementos 
constituídos por um tubo cilíndrico, tendo uma de suas extremidades fechada por 
uma tampa, a qual contém uma conexão que serve para admissão e exaustão do 
ar, e na outra extremidade, outra tampa com igual característica, porém dotada 
ainda de um furo central pelo qual se movimenta uma haste que, na extremidade 
interna ao cilindro, possui um êmbolo com vedação, que pela ação do ar 
expandindo-se no interiordo tubo cilíndrico, possibilita o movimento de 
expansão ou retração dessa haste. 
Os atuadores pneumáticos são regidos por normas internacionais, tais 
como: 
• ISO 6431 e 6432 (internacional); 
• DIN ISO 6431eVDMA24562 (Alemanha); 
• NF E 49003.1 (França); 
• UNI 20.290 (Itália). 
Atuadores Pneumáticos 77 
Estão classificados basicamente em duas famílias: 
1. Atuadores pneumáticos lineares de simples efeito; 
2. Atuadores pneumáticos lineares de duplo efeito. 
3.2.1. Atuadores Pneumáticos Lineares de Simples Efeito 
São atuadores cujo movimento de retração ou expansão é feito pela ação 
de uma mola interna ao tubo cilíndrico "camisa" (figura 3.1), podendo ainda ter 
retomo por força externa. 
São normalmente aplicados em dispositivos de fixação, gavetas de moldes 
de injeção, expulsão, prensagem, elevação e alimentação de componentes (ver 
apêndice A - Tabela A.8). 
Q) Entrada e saída de ar 
®Vedação do êmbolo em neopreme 
@Êmbolo 
@)Elemento de fixação 
@camisa 
@Mola 
(j) Tampa frontal 
@ Haste em aço especial 
Figura 3.1 - Atuador pneumático linear de simples efeito com retorno por mola . 
3.2.1.1. Princípio Funcional 
Partindo do comando de uma válvula controladora direcional (tema do 
capítulo seguinte) que, ao ser acionada, permite que o ar comprimido provindo 
da linha de alimentação seja injetado através de uma mangueira, na conexão (1), 
elevando-se a pressão na câmara posterior até o ponto de superar a força 
exercida pela mola (6), provocando com isso o movimento de extensão da haste. 
Enquanto a válvula citada permanecer acionada, a pressão do ar 
continuará atuando no interior do cilindro pneumático, mantendo assim a haste 
distendida. Somente com o desligamento da válvula é que o fluxo de ar para o 
interior do atuador será cessado, servindo agora a mesma conexão para a 
exaustão do ar, em função da força restauradora da mola. 
78 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
A mola para uso neste tipo de atuador é dimensionada para possibilitar um 
rápido retorno da haste, sem, contudo, permitir que a velocidade de retorno seja 
demasiadamente elevada a ponto de absorver grande energia cinética e dissipá-la 
com grande impacto do êmbolo no fundo da câmara, o que seria danoso ao 
atuador. 
Por questões funcionais, são desaconselhados para aplicações que 
requeiram curso superior a lOOmm. 
3.2.1.2. Representação Simbólica 
A figura 3.2 apresenta a representação simbólica normalizada, de acordo 
com a norma DIN/ISO 1929 de agosto de 1978 (Apêndice A - Tabela A.1), para 
esse tipo de atuador. 
1 I~ à li à ~ 1\1\/\111 : : ~'\ f\ lS·71 ~ 
1 
v )' V v 
1 
(a) (b) 
Figura 3.2 - Representação simbólica normalizada - (a) atuador linear de simples efeito 
normalmente retraído com retorno por mola - (b) atuador linear de simples efeito 
normalmente distendido com retorno por mola. 
3.2.2. Atuadores Pneumáticos Lineares de Duplo Efeito 
São atuadores em que alimentação e exaustão ocorrem por conexões 
localizadas em ambas extremidades do atuador (figura 3.3). 
São encontrados em diâmetros comerciais, cobrindo uma faixa de 
diâmetros que vai, normalmente, de 32 a 320mm. Alguns fabricantes, entretanto, 
produzem também o que denominam "Série Mini", que engloba diâmetros de 6 a 
25mm. 
Na seção apêndice A, o leitor encontra a Tabela A.8 e A.9, na qual é listada 
uma série de cilindros pneumáticos de duplo efeito, comerciais, de dois 
conhecidos fabricantes . 
Atuadores Pneumáticos 79 
G) Tampa traseira 
0 Conexão de alimentação/exaustão 
G) Câmara traseira 
(V Vedação do êmbolo em neopreme 
©Êmbolo 
G) Câmara frontal 
(j) Camisa 
@ Tampa frontal 
0 Conexão alimentação/exaustão 
@Haste 
Figura 3.3 - Atuador pneumático linear de duplo efeito. 
3.2.2.1. Princípio Funcional 
Em estad9 normalmente não acionado, o atuador que é comandado por 
uma válvula controladora direcional é mantido recuado em função do ar que 
mantém preenchida sua câmara frontal (6). Ao ser comutada uma válvula 
controladora, será permitido que o ar comprimido provindo da linha de 
alimentação seja injetado através de uma mangueira, na conexão (2), elevando­
-se a pressão na câmara traseira até o ponto de superar as forças de atrito e a que 
estiver se opondo ao movimento da haste (10), provocando com isso sua 
extensão. 
Enquanto a válvula controladora permanecer acionada, a pressão do ar 
continuará atuando no interior do cilindro pneumático, mantendo assim a haste 
distendida. Somente quando a válvula é comutada novamente para o sentido 
oposto é que o fluxo de ar para o interior da câmara traseira do atuador é 
cessado, servindo agora, a mesma conexão para a exaustão do ar, enquanto o ar 
provindo da linha passa a ser insuflado pela conexão (9) à câmara frontal (6), 
provocando com isso o retorno da haste (10). 
80 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
3.2.2.2. Representação Simbólica 
A figura 3.4 apresenta a representação simbólica normalizada, de acordo 
corn a norma DIN/ISO 1929 de agosto de 1978 (Apêndice A - Tabela A.1), para 
esse tipo de atuador. 
11-1 __........: 
1 1 
Figura 3.4 - Representação simbólica normalizada. 
3.3. Atuadores Pneumáticos Lineares com 
Amortecimento 
Tal como em automação hidráulica, em automação pneumática os amorte­
cedores de fim de curso têm mesma aplicação, que é absorver a excessiva energia 
cinética gerada em função da elevada velocidade de avanço ou retorno que o 
atuador venha a desenvolver durante seu funcionamento. Lembremos, pois, que 
em toda massa quando posta em movimento, seja com velocidad~ constante ou 
variável, haverá sempre a dissipação de energia cinética (equação 3.1). 
Em que: 
• m - massa [kg]; 
2 
EC=~ 
2 
• v - velocidade de deslocamento [m/s]; 
• EC - energia cinética [kg.m2/s2 = Joule]. 
(3.1) 
Assim, quando analisamos internamente um atuador linear pneumático, 
observamos que o conjunto (êmbolo+ haste) constitui uma massa m que, quando 
aplicada à equação 3.1 juntamente com a velocidade a ser desenvolvida pelo 
atuador, resultará na energia cinética a ser gerada pelo conjunto. Essa energia 
cinética, ao final do curso do atuador, será absorvida ora pela tampa frontal (8), 
ora pela tampa traseira (1) - figura 3.3, conforme o movimento de extensão ou 
retração da haste. 
Uma vez que os atuadores pneumáticos trabalham com pressões bem mais 
reduzidas que os hidráulicos, como já fora citado anteriormente, normalmente 
são produzidos em ligas de alumínio, o que os tornam mais leves e mais baratos, 
porém mais frágeis e assim mais susceptíveis à deformação plástica. 
Atuadores Pneumáticos 81 
Embora a capacidade de absorção de energia seja uma função do limite elástico 
do material, a repetição cíclica do impacto do êmbolo à grande velocidade 
conduzirá à fadiga do material. Essa velocidade limite, à qual o amortecedor se 
faz realmente necessário, gira em torno de O,lm/s - figura 3.5. 
Q) Cavidade traseira 
@ Conj. válvula de retenção 
@ Câmara traseira 
@ Câmara frontal 
@ Cavidade frontal 
@Haste 
(j) Conj. válvula de retenção 
@ Conexâo alimentação/exaustâo e) reg. de amortecimento 
® Orifício de saída para amortecimento no avanço 
@ Bucha amortecedora 
@Êmbolo 
@ Ponta amortecedora da haste 
@ Orifício de saída para amortecimento no retorno 
@ Conexâo alimentação/exaustão c)reg. de amortecimento 
Figura 3.5 - Atuador pneumático linear de duplo efeito com amortecimento no avanço e retomo. 
1 
3.3.1. Princípio Funcional 
O princípio funcional do amortecedor de fim de curso é de entendimento 
bastante simples. Observando a figura 3.5, verificamos que o atuador se encontra 
com a haste em movimento de retração, conforme a indicação da seta sobre ela, 
assim, ao analisarmos a câmara traseira (3) nos momentos finais da retração da 
haste (6), observamos que o conjunto êmbolo (11) + haste (6), quando da 
aproximação em elevada velocidade, chegando próximo à tampa do fundo, que 
possui usinado em seu centro, umfuro denominado cavidade traseira (1), tem 
um primeiro contato com esta, através da ponta amortecedora da haste (12), que 
bloqueia a referida cavidade, evitando com isso a continuidade da exaustão pela 
conexão (14) via cavidade traseira (1). 
82 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
. '' ' --- ---- - ' ' . 
Não mais podendo ser exaurido por esse caminho, o ar confinado no restante da 
câmara traseira (3) tem como único caminho um pequeno orifício (13), cujo 
diâmetro é menor que o canal de ligação da cavidade (1), com a conexão de 
exaustão (14). Esse fato, aliado ao ajuste do parafuso conexão de alimentação/ 
exaustão (1), cria um efeito como se fosse uma almofada de ar, exatamente o de 
um amortecimento pneumático, dado que em função dessa combinação, a vazão 
de saída do ar sofre uma sensível redução, diminuindo então a velocidade final, 
quando do impacto com o cabeço do fundo (tampa traseira). 
O objetivo da válvula de retenção (2) é justamente permitir o controle da 
recirculação do ar que restou na cavidade traseira (1), bem como parte do ar que 
tenta sair via orifício (13) e conexão (14). 
O amortecimento na extensão da haste do atuador, quando em seu final de 
curso, ocorre de forma análoga. 
3.3.2. Representação Simbólica 
Os amortecedores de fim de curso podem ser fixos ou variáveis. A figura 
3.6 mostra a representação simbólica normalizada de acordo com a norma 
DIN/ISO 1929 de agosto de 1978 (Apêndice A - Tabela A.l), par9 esses tipos de 
amortecedores. 
Ido~: 
1 1 
110~: 
1 1 
1 d--1 ____.: 
1 1 
a) Amortecedor fixo b) Amortecedor fixo c) Amortecedor fixo 
no avanço e recuo no avanço no recuo 
IJID= : 1 Jtf : IM : 
1 1 1 1 1 1 
d) Amortecedor regulável e) Amortecedor regulável f) Amortecedor regulável 
no avanço e recuo no avanço no recuo 
Figura 3.6 - Representação simbólica normalizada. 
3.4. Atuadores Lineares de Duplo Efeito Especiais 
A busca de solução para situações bem mais específicas, como, por 
exemplo, a simultaneidade de movimentos, o seu escalonamento, atuação com 
alto impacto, a necessidade de regulagem de curso, velocidade altamente 
controlada e deslocamentos de precisão, etc., levou a pneumática a desenvolver 
variantes para os atuadores pneumáticos de duplo efeito. 
Atuadores Pneumáticos 83 
Estão relacionadas em seguida algumas dessas variantes com suas 
características e aplicações. 
3.4.1. Atuador Linear de Haste Passante 
' 
Consiste em um atuador linear de duplo efeito, que possui duas hastes 
contrapostas, ligadas por intermédio do êmbolo. Este tipo de atuador permite a 
execução de trabalhos idênticos realizados simultaneamente, pois enquanto uma 
haste recua a outra avança (figura 3 .7). 
+J::::...- A 
1 
1 
+f:::=.--A 
Figura 3 .7 - Atuador linear de haste passante com amortecedores de fim de curso. 
Uma característica importante desse tipo de atuador é a sua capacidade em 
força de avanço e retorno que é idêntica, isso porque a força de avanço de 
qualquer uma das hastes é também a força de retorno da outra, uma vez que a 
força de avanço de ambas as hastes é dada pelo produto entre a pressão de 
trabalho e a árep. da coroa do êmbolo (figura 3.8). 
Dp 
Figura 3.8 - Vista do corte A-A do atuador. 
Ac=n----
[
Dp
2 
-dh
2 l 
4 
(3.2) 
84 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
··--- .. . - - - -···· ------------ --- . 
Fa1 = Fa2 = Pt · Ac (3.3) 
Em que: 
• Ac - área da coroa do êmbolo, [mm2
]; 
• Dp - diâmetro do pistão, [mm]; 
• dh - diâmetro da haste, [mm]; 
• P t - pressão de trabalho, [N/mm2
]; 
• Fa1 e Fa2 - força de avanço da haste, [N]. 
Além da igualdade de forças, há também a igualdade de velocidades, pois 
a vazão de alimentação é a mesma, embora essa característica possa ser 
modificada adicionando à conexão de alimentação, válvulas controladoras de 
fluxo (redutoras de vazão). 
Suporta ainda cargas laterais mais elevadas, e conforme a aplicação, 
permite que os elementos sinalizadores sejam montados na haste livre. 
3.4.1.1. Representação Simbólica 
Os atuadores pneumáticos lineares de haste passante têrr{ representação 
simbólica normalizada de acordo com a norma DIN/ISO 1929 de agosto de 1978 
(apêndice A - Tabela A.1), para esses tipos de amortecedores. 
Figura 3 .9 - Representação simbólica normalizada. 
3.4.2. Atuador Linear Duplex Contínuo 
Resulta de dois atuadores lineares de duplo efeito de mesmo diâmetro, 
montados em série {figura 3.10), o que possibilita como característica principal a 
elevação da força de avanço em (82 a 973), e a duplicação da força de retomo, 
tal como é analisado em seguida. 
Atuadores Pneumáticos 85 
Figura 3.10 - Atuador linear duplex contínuo. 
3.4.2.1. Análise da Força de Avanço 
A força de avanço (Fa) de um atuador linear pneumático é normalmente 
dada pela seguinte função: 
Fa =Pt·Ap (3.4) 
Em que: 
• Pt - pressão de trabalho; 
• Ap - área do pistão. 
Entretanto, no tipo de atuador em questão, quando uma válvula 
comutadora acionar seu disparo, as conexões 1 e 3 serão alimentadas 
simultaneamente com uma pressão Pt, enquanto pelas conexões 2 e 4 será feita a 
exaustão. A força de avanço, nesse caso, será dada pela soma das forças 
individuais de tada atuador. 
Como ambos os atuadores possuem mesmo diâmetro interno e mesmo 
diâmetro de haste, verifica-se da figura 3.10 a seguinte condição: 
86 
n1n2 
n1+n2=1 
n1.Fa f 
Ap 
-+ 
f 
p • 
1-------~ 
t f ._ f l. Fr 
2 (Ac,+Ac,) 
n2.Fa 
Aez 
p • 
Figura 3.11 - Representação esquemática para estudo de forças do atuador. 
(3.5) 
Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
·····-- .. -- ··----- - . , .. ' ' .. ,.,.,.,,.,.,.,., ... , ····- -- .. 
Lembrando então que ambos são acionados simultaneamente e partilham 
da mesma haste, podemos escrever conforme figura 3.11 em seguida, que a força 
de avanço será dada por: 
n1Fa n2Fa [ Fa l Pt=--+--= 
Ap Ac 2 Ap + Ac 2 
• Isolando a variável Fa: 
• Como: 
F a = Pt · (Ap + Ac 2 ) 
D 2 
Ap = n:__E__ 
4 
• Lembrando a condição (3.5): 
[
Dp
2 
-dh
2 l Ac 2 = Ac = n: 
4 
j 
(3.6) 
(3.7) 
(3.8) 
(3.9) 
• Substituído então os valores das variáveis Ap e Ac2 e simplificando: 
Fa = ! Pt. n:(2Dp2 
- dh 2
) (3.10) 
3.4.2.2. Análise da Força de Retorno 
Raciocínio análogo é seguido para obtenção da força de retorno. 
Pt _ ..!_ . Fr + ..!_. Fr _ 2[..!_ . _ii__] 
-2 (Ac1 +Ac 2 ) 2 (Ac1 +Ac 2 )- 2 (2Ac) 
(3.11) 
• Simplificando: 
Pt =[_li_] 
2Ac 
(3.12) 
• Isolando a variável Fr: 
Fr = 2Ac·Pt (3.13) 
Atuadores Pneumáticos 87 
• Substituindo a variável Ac por seu valor: 
Fr ~ 2n[ Dp2 ~ dh2] . Pt (3.14) 
• Simplificando: 
(3.15) 
A tabela 3.1 apresenta uma análise comparativa entre as forças de avanço 
e retomo de um atuador normal e um atuador duplex contínuo. É possível 
verificar nas duas últimas colunas à direita o aumento percentual nas forças de 
avanço e retomo que o segundo atuador tem em relação ao primeiro. 
Tabela 3.1 - Análise comparativa entre forças de um atuador normal e um duplex contínuo. 
Pressão de Atuador normal Atuador duplex Diferença Diferença 
trabalho (6bar) (N) contínuo (N) 3 na Fa 3 na Fr 
Dp dh Fa1 Fr1 Fa2 Fr2 Fa2 >Fa 1 Fr1>Fr2 
32 12 482 415 897 829 +86,00 +100 
40 16 753 633 1387 1267 +84,19 +100 
50 20 1178 990 2168 1979 +84,00 +100 
63 20 1870 1682 3552 3364 +89,94 +100 
80 25 
' 
3015 2720 5737 5443 +90,28 +100 
100 25 4712 4418 9130 8836 +93,73 +100 
125 32 7360 6880 14244 13761 +93,53 +100 
160 40 12064 11310 23373 22619 +93,74 +100 
200 40 18850 18096 36945 36191 +95,99 +100 
3.4.3. Atuador Duplex Geminado 
É uma variante de atuador duplex, modificado para atender a grandes 
deslocamentos e deslocamentos escalonados, sem, no entanto a necessidade de 
aplicação de força elevada, podendo por isso, ter diâmetro da camisa reduzido. 
Sua estrutura consiste em dois atuadores pneumáticos de duplo efeito, 
montados um de costas para o outro, não necessitando ter mesmo diâmetroou 
sequer mesmo comprimento de curso (figura 3.12). 
88 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
··-···· ,., ·····----------- ---- ... 
Caso 1-+L1=~ 
Caso 2-+ L1#~ 
Figura 3.12 - Atuador duplex geminado. 
Basicamente há duas formas variantes para essa construção, e que aqui são 
identificadas como "caso l" e "caso 2". 
3.4.3.1. Caso 1 
Consiste em um atuador duplex geminado em que ambas as hastes 
possuem mesmo curso (L1 =L2=U2). Essa concepção construtiva permite três 
posicionamentos diferentes. A posição inicial, uma posição intermediária e 
posição final, conforme representação esquemática da figura 3.13. 
3.4.3.2. Caso 2 
Posição inicial 
Posição intermediária 
Posição final 
L 
~ 
~ 
Figura 3 .13 - Atuador duplex de hastes com igual curso. 
Consiste em um atuador duplex geminado em que as hastes possuem 
diferentes cursos (L1#~) . Essa concepção construtiva permite quatro posiciona­
mentos diferentes. A posição inicial, duas posições intermediárias e posição final, 
conforme representação esquemática da figura 3.14. 
Para esta configuração, tendo um dos cursos comprimento igual ao dobro 
do outro (L1 = 2~), a posição intermediária 1 corresponderá a 1/3 da soma dos 
Atuadores Pneumáticos 89 
cursos, (L1 + L2), enquanto a posição intermediária 2 corresponderá a 2/3 da 
soma. 
Posição inicial 
Posição intermediária 1 
1 
L 
3 
L 
Posição intermediária 2 
Posição final 
L 
3 
L1#~ 
L1 =2~ 
L1+~=L 
L+L+L=L 
3 3 3 
Figura 3.14 - Atuador duplex de hastes com cursos diferentes. 
3.4.4. Atuador Pneumático de Alto Impacto 
Externamente é como um atuador normal de duplo efeito, entretanto, 
internamente, a câmara traseira (C) possui uma divisão formando uma pré­
-câmara (A), desse modo a câmara traseira fica dividida em duas partes, sendo 
que a ligação ehtre a pré-câmara e a nova câmara traseira (agora com metade de 
seu volume) se dá através de um pequeno orifício (B) que fica bloqueado pela 
ponta traseira da haste (D) enquanto ela estiver recolhida (figura 3.15) . 
Figura 3.15 - Atuador Pneumático de Alto Impacto. 
3.4.4.1. Princípio Funcional 
Quando disparado o atuador, o ar comprimido inicialmente acessa a pré­
-câmara (A) e, uma vez que a área do orifício de ligação (B) é relativamente 
90 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
menor que a área interna da própria pré-câmara (A), e ainda, inicialmente o 
orifício encontra-se bloqueado pela ponta traseira da haste (D), a pressão do ar 
irá elevar-se na pré-câmara, até que a força desenvolvida possa vencer as forças 
opostas, fazendo com que o conjunto haste+êmbolo inicie rápido movimento, 
distendendo-se e gerando grande quantidade de energia cinética. 
A importância do orifício (D) nessa concepção é a da produção da elevada 
energia cinética necessária a esse tipo de atuador, que tem como aplicação, 
basicamente, os serviços de prensagem, rebitagem, cortes, etc. 
A alta energia cinética é gerada durante o movimento inicial de extensão 
do atuador. Essa elevação é proporcional à elevação da velocidade do ar ao 
passar através do orifício (B). Mecanismo esse que pode ser explicado pela 
equação da continuidade analisando a figura 3.16 apresentada em seguida. 
Fluxo de ar 
pressurizado 
Figura 3.16 - Detalhe da interface entre pré-câmara e câmara traseira no 
início do movimento de distensão da haste. 
Da mecânica dos fluidos é sabido que o fluxo de massa (taxa de massa) de 
um fluido , seja ele incompressível ou compressível, permanece sempre constante 
ao longo de uma tubulação pela qual escoe, independente de quaisquer 
variações em sua seção transversal. Desse modo, analisando a figura 3.16, pode­
-se afirmar que no instante em que se inicia o movimento da haste, depois de 
vencidas as forças que se contrapõem ao movimento, a taxa de massa que passa 
pela seção transversal da pré-câmara é igual à que passa pela seção transversal 
do orifício, portanto: 
• • 
mmáxl = mmáx2 (3.16) 
Atuadores Pneumáticos 91 
Lembrando que: 
• 
mmáx =p ·v·A 
Em que: 
• p - massa específica do fluido, [kg/m3
]; 
• v - velocidade de escoamento, [m/s]; 
• A - Área da seção transversal do duto, [m2
). 
Substituindo a expressão 3.17 em 3.16, teremos: 
P·V1 ·A1 =p·V2 ·A2 
(3 .17) 
(3.18) 
Utilizando as mesmas variáveis da figura 3.16 e eliminando o termo da 
massa específica que é constante durante o fluxo: 
(3.19) 
Isolando v2 na expressão 3.19, obteremos a velocidade com que o conjunto 
haste+êmbolo parte de sua posição de repouso: 
(3.20) 
Sendo que v1 é a velocidade normal desenvolvida pelo atuador se não 
houvesse a pré-câmara, e é dada por: 
• 
Em que: 
• L - curso do atuador, [m]; 
L 
Vl =­
ta 
• ta - tempo de avanço, [s]. 
Substituindo 3.21em3.20, teremos: 
L Ap 
V=-·-
2 ta Ao 
(3.21) 
(3.22) 
A energia cinética de uma massa qualquer, deslocando-se com velocidade 
v, é dada por: 
92 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
1 2 EC =-m · v 
2 
(3 .23) 
Nesse caso, a massa m corresponde à massa do conjunto haste+êmbolo, e 
a velocidade v, será a já obtida na expressão 3.22, assim substituindo-a em 3.23, 
teremos a equação da energia cinética desenvolvida pelo conjunto 
haste+êmbolo, em um atuador de alto impacto. 
EC = !m · [.!::_ · Ap]
2 
2 ta Ao 
(3.24) 
É fácil concluir que a equação da energia cinética para um atuador normal 
será então dada por: 
(3.25) 
O que foi exposto permite fazer uma análise comparativa entre velocidade 
desenvolvida durante o avanço e energia cinética dissipada no impacto de um 
atuador normal e um atuador de alto impacto. 
3.4.4.2. Exercício Exemplo 
Imagine o leitor, um atuador pneumático normal e um atuador pneumático 
de alto impacto, cujas dimensões são dadas no quadro seguinte. Determine a 
velocidade de avanço e a energia cinética dissipada. 
Atuador normal 
• Dp = 200mm 
• L = 150mm 
• m = 2,Skg 
• ta= 1,Ss 
Solução 
Atuador normal 
Atuador de alto im12acto 
• Dp = 200mm 
• do= 40mm 
• m = 2,Skg 
• ta= l,Ss / L = 150mm 
• Velocidade de avanço: 
v = .!::_ = 150mm = 100 mm = O 1 m 
ta 1,Ss s ' s 
Atuadores Pneumáticos 
(3.26) 
93 
• Energia cinética dissipada: 
EC = - m · - = - · 2,5kg · ' m = 0,0125Joules 1 [ L ]
2 
1 [º 15 ]
2 
2 ta 2 l,5s 
(3.27) 
Atuador de alto impacto 
• Velocidade de avanço: 
v = _!:_ . [ Ap ] 
ta Ao 
(3.28) 
Ap = ~ Op 2 = ~ (200mm)2 = (10000n)mm 2 = (0,01n)m 2 (3 .29) 
Ao=~ do 2 = ~ (40mm)
2 
= (1600n)mm 2 = (0,0016n)m 2 (3 .30) 
v = 150mm [(10000n)mm
2
] = 625 mm= 0 625 m 
1,5s (1600n)mm 2 s ' s 
(3.31) 
• Energia cinética dissipada: 
EC = _!_m. [_!:_ · Ap]
2 
= _!_ · 2,5kg · [O,l5m · (O,Oln)m
2 
]
2 
= 0,488Joules (3 .32) 
2 ta Ao 2 1,5s (0,0016n)m 2 
Confrontando os resultados obtidos: 
Tabela 3.2 - Comparação de resultados . 
Atuador normal 
Atuador de alto Aumento 
Aumento impacto 
3v 
3 naEC 
v {m/s} EC (J) v {m/s} EC (J) dissipada 
O,lm/s 0,0125 0,625 0,488 +525 +38043 
Na prática, verifica-se que o atuador pneumático de alto impacto em 
questão, com diâmetro Dp=200, quando alimentado por uma pressão de 6bar, 
desenvolve uma força de 135720N, contra 18850N de um atuador normal de 
mesmo diâmetro. 
94 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
3.5. Atuador Pneumático Giratório (Oscilante) 
O estudo da cinemática demonstra a impossibilidade da utilização dos 
atuadores pneumáticos lineares para execução de movimentos com ângulos 
superiores a 120°, conforme pode ser visto na figura 3 .17 em seguida. 
Figura 3.17 - Dispositivo de movimento angular obtido a partir de um atuador pneumático linear 
montado em sistema de alavanca oscilante - o ângulo máximo possível de obter é 120 graus. 
Objetivando a solução desse problema, desenvolveu-se o atuador 
pneumático giratório, também conhecido como atuador pneum*tico oscilante, 
que possibilita deslocamentos angulares escalonados de até 360°. 
1 
(D Conexão alimentação/exaustão 
®Tampa lateral@Êmbolo 
© Mola de centragem 
@ Cremalhera 
@ União central 
(j) Eixo de torção 
@ Engrenagem 
@Base 
@Conector do êmbolo e cremalhera 
@Tubo cilíndrico 
@Tampa do conjunto 
Figura 3 .18 - Atuador pneumático oscilante de (-180° a + 180°), centrado por mola. 
Modelo não comercial criado pelo autor, apenas para uso ilustrativo. 
Atuadores Pneumáticos 95 
Sua concepção básica é bastante 
simples, pois consiste em dois atuadores 
lineares de simples efeito, dentro de um 
compartimento, montados um contra o 
outro, fixos às extremidades de uma 
cremalheira que, ao se movimentar lateral­
mente devido à ação de um dos atuado­
res, tem seu movimento linear transmitido 
a um conjunto eixo e roda dentada, 
alojado ao centro do equipamento, e que 
converte o movimento linear em movi­
mento rotacional e momento de torção, 
transmitindo-os para o equipamento que 
esteja montado sobre o eixo - figuras 3.18 
e3.19. 
Figura 3.19 -Atuador pneumático 
oscilante comercial. 
(Fonte: Catálogo comercial FESTO 
Produtos e Serviços) 
Como o leitor pode perceber, comparando o sistema apresentado 
anteriormente na figura 3.17, o atuador pneumático oscilante, além de solucionar 
o problema da amplitude do ângulo de deslocamento, também confere uma 
otimização de espaços. 
96 
Atuador pneumático 
oscilante 
Figura 3.20 - Dispositivo de alavanca da figura 3.17 modificado para uso de um atuador 
pneumático oscilante. Neste exemplo a ângulo de giro foi ampliado para 240° (±120°) . 
Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
3.5.1. Características Técnicas 
A tabela 3.3 apresenta algumas características técnicas de uma série de 
atuadores pneumáticos oscilantes de um fabricante renomado. 
Tabela 3.3 - Características técnicas (Fonte: Catálogo On-line da Festo). 
Atuador com 
amortecimento DRQ-40 DRQ-50 DRQ-63 DRQ-80 DRQ-100 
nas duas posições PPVJ-A PPVJ-A PPVJ-A PPVJ-A PPVJ-A 
de fim de curso. 
Diâmetro do 
40mm SOmm 63mm 80mm lOOmm 
atuador 
Ângulo de giro 
90°, 180°, 270°, 360° (ângulo de giro especial até 360°) 
padrão 
Faixa de pressão 
2,5 até lübar 
de operação 
Faixa de 
-10 até +60° 
temperatura 
Conexões Gl/4 Gl/4 G3/8 G3/8 Gl/2 
Torque a 6bar 9Nm 19Nm 37Nm 75Nm 1 150Nm 
Curso 
21mm 23mm 23mm 30mm 30mm 
amortecimento 
Carga Axial lSON 300N SOON lOOON lSOON 
admitida 
no eixo Radial 60N 200N 300N 800N lSOON 
Momento de 
inércia de carga 0,005kgm2 0,016kgm2 0,040kgm2 0,120kgm2 0,0200kgm2 
admitida 
3.5.2. Representação Simbólica 
Os atuadores pneumáticos oscilantes têm representação simbólica norma­
lizada de acordo com a norma DIN/ISO 1929 de agosto de 1978 (ver apêndice A 
- Tabela A.l). 
Figura 3 .21 - Representação simbólica normalizada. 
Atuadores Pneumáticos 97 
3.6. Dimensionamento de Atuadores Pneumáticos 
Lineares e Giratórios Comerciais 
O dimensionamento dos atuadores lineares e rotativos para especificação 
final em catálogos comerciais de fabricantes e revendedores é feito a partir de 
uma análise dos esforços envolvidos, amplitude de deslocamentos e tipos de 
montagem. 
3.6.1. Atuadores Pneumáticos Lineares Comerciais 
Os atuadores pneumáticos lineares, em sua grande maioria de aplicações, 
desenvolvem seus esforços durante a fase de expansão da haste. Sabe-se que 
sempre nos movimentos de expansão ou retração da haste com aplicação de 
força estão presentes as forças de atrito. No caso do dimensionamento do 
atuador, toma-se necessário determinar a força de projeto Fp requerida para 
realizar a movimentação da carga. 
No princípio do movimento, além da força necessária à aplicação desejada, 
há a força de atrito estático e durante o movimento há a força de atrito cinético 
que não apenas agem externamente, mas também internamente no atuador. 
Verificou-se ainda que os coeficientes de atrito, geradores dessas forças, 
variam conforme a aplicação da carga, a natureza dos materiais e seu 
acabamento, bem como a velocidade de deslocamento e o tipo de lubrificação. 
Desse modo, ao calcular a força de projeto necessária à operação, deve-se 
corrigi-la multiP.licando-a por um fator de correção cp, conforme apresentado na_ , 
tabela seguinte, a fim de obter a real força de avanço ou retomo, e com ela, 
juntamente com a pressão de trabalho, determinar o mínimo diâmetro necessário 
ao atuador. 
Tabela 3.4 - Fatores de correção de força . 
Velocidade de deslocamento da 
Exemplo 
Fator de 
haste do atuador correção cp 
Lenta e carga aplicada somente no fim do curso 
Operação de 1,25 
rebitagem 
Lenta e carga aplicada em todo o desenvolvimento 
Talha pneumática 1,35 
do curso 
Rápida com carga aplicada somente no fim do curso 
Operação de 1,35 
estampagem 
Rápida com carga aplicada em todo o Deslocamento de 
1,50 
desenvolvimento do curso mesas 
Situações gerais não descritas anteriormente 1,25 
98 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
3.6.1.1. Diâmetro do Atuador 
O diâmetro do atuador é determinado em função da força de avanço Fa, 
que é a força de projeto Fp corrigida pelo fatordidática, por isso mesmo o leitor vai se deparar com um 
material ricamente ilustrado, tendo ainda ao final de cada capítulo uma lista de 
exercícios com os quais poderá verificar seu grau de entendimento. 
Buscou-se ainda, a utilização de exemplos práticos como a automatização 
de alguns dispositivos a fim de aproximar o leitor o máximo possível da realidade 
industrial. 
O leitor encontrará também ao final do livro dois apêndices. No apêndice A 
constam tabelas, gráficos e normas que vão auxiliá-lo na elaboração de seus 
projetos, e no apêndice B, as respostas dos exercícios numéricos e de múltipla 
escolha. 
O autor 
1 Ver obra deste autor "Automação Hidráulica - Projetos, Dimensionamento e Análise 
de Circuitos" - publicado por esta editora. 
Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 7 
Sobre o Autor 
Engº Arivelto Bustamante Fialho 
Graduado em Engenharia Mecânica - UNISINOS - São Leopoldo - RS. 
Especialista em Mecânica dos Sólidos - PROMEC/UFRGS - POA - RS. 
Ex-Professor do curso de Automação Industrial da Escola Técnica Mesquita 
- POA- RS. 
Sócio-gerente da VECTOR - Soluções em Engenharia Ltda. 
(www.vector_se.pop.com.br) 
Autor dos livros, publicados pela Editora Érica: 
• Automação Hidráulica - Projetos, Dimensionamento e Análise de 
Circuitos (2002) 
• Instrumentação Industrial - Conceitos, Aplicações e Análises (2002) 
• AutoCAD 2004 - Teoria e prática 30 no desenvolvimento de produtos 
industriais (2004) 
8 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
, -- --- ·- - - ... , ··-· -· ... 
,, 
Indice Analítico 
Capítulo 1 - Conceitos e Princípios Básicos ............................................. . 17 
1.1. Revisão de Conceitos .............................................................................. 17 
1.1.1. Automação e Automatismos ............................................................ 17 
1.1.2. Fluido ............................................................................................. 19 
1.1.3. Pneumática .................................................................................... 19 
1.1.4. Eletropneumática .................................................................. ......... 19 
1.1.5. Pneutrônica ............................................ .... ... .... ...................... ....... 19 
1.1.6. Pressão ........................................................................................... 19 
1.1. 7. Pressão em um Atuador Pneumático ............................................. 20 
1.2. Características e Vantagens da Pneumática ............. ...................... ........ 20 
1.2.1. Quantidade ....................................................................... ............. 20 
1.2.2. Transporte ...................................................................................... 20 
1.2.3. Armazenagem ....................................................................... ... .... .. 20 
1.2.4. Temperatura .............................................................. !. .................. 21 
1.2.5. Segurança ...................................................................................... 21 
1.2.6. Limpeza .............................................. ................. ........... .......... ..... 21 
1.2.7. Construção ...................................................... ........ ....................... 21 
1.2.8. Velocidade ..................................................................................... 21 
1.2.9. Regulagem ...... .... .... ................. .... ... ........ .... ................................... 22 
1.2.10. Segurança contra Sobrecarga ....................................................... 22 
1.3. Desvantagens da Pneumática ................................... ... ........... ..... .......... 22 
1.3.1. Preparação ............... ..... ... ................ ..... ... ...................................... 22 
1.3.2. Compressibilidade ................................... .......... ............................. 22 
1.3.3. Força ... ............... ... ..... .............. ......... ....... .... .... ................ .............. 22 
1.3.4. Escape de Ar .................................................................................. 23 
1.3.5. Custos ........ ...... ...... ... ..... ...... ............ .... ............. ............................. 23 
1.4. Rentabilidade da Pneumática ............................................................ .... 23 
1.5. Propriedades Físicas do Ar. .................................................................... 26 
1.5.1. Expansibilidade ............................................................................ .. 27 
1.5.2. Compressibilidade a Temperatura Constante (Isotermia) ............... 27 
1.5.3. Elasticidade .................................................................................... 30 
1.6. Lei de Gay-Lussac ................................................................................. 30 
Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 9 
1.6.1. Transformação Isobárica ........ ........................ ...... ......... ... ..... ......... . 30 
1.6.2. Transformação Isocórica ou Isométrica ................ ... ....... ..... ......... ... 32 
1.7. Lei dos Gases Ideais ................................................... .. ........ .... ..... ... .. .... 33 
1.8. Referencial Técnico ...... ........ .... .... ............ ... .... ............ ..... ... ... .. ..... ......... 34 
1.8.1 . Exercício Resolvido ........................... ......... ... .. .. .. ....... ..... ... .. ........... 34 
1. 9. Exercícios ........... ........ .... ... ...... .... .............. .......... ................................... 36 
Capítulo 2 - Produção e Distribuição do Ar Comprimldo ......... ........ ..... . 41 
2.1. Introdução ........................ ...... ........................................ ..... ... ... ............. 41 
2.2. Processos de Compressão do Ar. .............. ... .............. ....... ... .. ........ ........ .42 
2.2.1. Compressores Altemativos ......... ...... .. ........ ............................... ... ... 43 
2.2.2. Compressores Rotativos ........ .................................. .......... ........... .. . 46 
2.2.3. Processo de Aceleração de Massa (Compressores Dinâmicos) ... .. .. 50 
2.3. Características Importantes na Escolha de um Compressor ................... . 51 
2.3.1. Volume de Ar Fomecido .......... .... .... ... .. ...... .. ....................... ......... .. 52 
2.3.2. Pressão ................................. ............... ... .. ....... .......... .. ... ... ............. 52 
2.3.3. Acionamento ........................ ............... .... ..... .. .. ...... ... ...... ....... ........ 53 
2.3.4. Sistema de Regulagem .............................................. .. ...... ...... ........ 54 
2.4. Distribuição do Ar Comprimido ... ..................................... .. .... .. .... .......... 57 
2.4.1. Localização da Central Geradora ...... ......... .. .. ...... ........................... 57 
2.4.2. Imp\antação da Rede de Distribuição ...... ......... .......... .. .... .... ... ... ... .. 58 
2.4.3. Elementos de Montagem e Fixação da Rede ... ..... .... ....... ........... .... 59 
2.4.4. Tratamento do Ar Comprimido .......... .... ....... .......... ........ .. ... ....... .... 62 
2.5. Dimensionamento da Linha Principal (tronco) ...................... ........ .... .... . 63 
2.5.1. Volume de Ar Corrente ...... .............. ...................................... .... ..... 64 
2.5.2. Comprimento Total da Linha Tronco ................ ... ........ .. ............. ... 64 
2.5.3. Queda de Pressão Admitida .................... .... ... .. .. ............ .... .. .. ..... .... 64 
2.5.4. Número de Pontos de Estrangulamento .. ....................... ........ ..... ... . 65 
2.5.5. Pressão de Regime .. ............................necessário e seguro para o tipo de fixação escolhido e comprimento de haste , 
garantindo a segurança quanto à sua flambagem. 
100 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
Sendo que: 
dh 4
·1t 
J=---
64 
(3.40) 
Isso significa que com essa carga ocorre a flambagem da haste e, portanto, 
a maior força de avanço admitida será quando Fa estiver na iminência de atingir 
o valor de K: 
K=Fa (3.41) 
Para dimensionarmos o diâmetro da haste utilizando o critério de Euler, 
basta que façamos com que a força de avanço Fa, seja igual a carga de 
flambagem K, dividida por um coeficiente de segurança S. 
K 
Fa=-
S 
(3.42) 
Substituindo agora as equações 3.42 e 3.40 em 3.39 e colocando-a em 
função de dh, teremos o diâmetro seguro para a haste . 
Em que: 
64 ·S · /...2 ·Fa dh=4----
1t3 . E 
(3.43) 
• À= Comprimento livre de flambagem (cm) , (Tabela A.10 do apêndice A) ; 
• E = Módulo de elasticidade do aço (módulo de Young) = 
2, lxl07N/cm2
; 
• J =Momento de inércia para seção circular da haste (cm4
) ; 
• K = carga de flambagem (N); 
• Fa =Força de avanço (N); 
• S = coeficiente de segurança (3,5 - 5). 
Feito o dimensionamento, verifica-se no catálogo se o fabricante fornece 
um diâmetro de haste comercial que seja no mínimo igual ou ligeiramente maior 
que o calculado. 
3.6.1.3. Exercício Exemplo 
A figura 3.22 representa a mesa de um dispositivo, que é movimentada por 
deslizamento sobre prismas lubrificados, perfazendo um deslocamento total de 
Atuadores Pneumáticos 101 
lOOcm. Dimensionar comercialmente o atuador pneumático considerando a 
situação de montagem de acordo com o caso 2 (Tabela A.10 - Apêndice A). 
Verificar pelo Critério de Euler qual o diâmetro mínimo necessário para a haste. 
Considere a força peso da mesa como 150 kp e a pressão de trabalho com 
6kp/cm2
• 
Mesa 
Guias lubrificadas 
_____ _,, 
Figura 3.22 - Acionamento pneumático de uma mesa - detalhe. 
Solução 
Determinação do diâmetro do pistão. 
Dp=2· 
Dp=2·~Fp · cp 
n· Pt 
l 50kp · l,5 = 6 9cm = 69mm 
kp ' 
1t·6--
cm2 
(3.44) 
(3.45) 
A tabela A.9 da seção de apêndices indiça que o diâmetro comercia/ de um 
102 
· erior é de 80 mm com uma haste de 25mm. 
Verificação da haste pelo Critério de Euler. 
• s = 5 
• À= L = lOOcm~ (caso 2, Tabela A.10 - Apêndice A) 
• E= 2xl07N/cm2 
• Fa = Fp.cp = 150kp.l,5=225kp=2207,25N 
Substituindo: 
64·S·/....2 ·Fa 
dh=4----
1t3. E 
dh = 64. 5 . (100cm)
2 
· 2207,25N = l S4cm = 18 4mm 
4 1t3·2·107_!!__ ' ' 
cm 2 
(3.46) 
(3.47) 
Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
Concluindo que o atuador ISO de Dp = 80mm e dh = 25mm satisfaz 
perfeitamente com segurança a necessidade do projeto. 
3.6.2. Atuadores Pneumáticos Giratórios Comerciais 
Os atuadores giratórios são dimensionados em função do ângulo de giro 
necessário e do momento de torção que deve ser transmitido por seu eixo, bem 
como é necessário observar que as cargas radial e axial não ultrapassem o valor 
máximo suportado pelo atuador (Tabela 3.3 do item 3.5.1). 
3.6.2.1. Momento de Torção 
O momento de torção é definido pelo produto entre uma carga F que atua 
perpendicularmente a um plano que passa paralelamente pelo centro da seção 
transversal de uma peça ou eixo, a uma distância d qualquer (figura 3.23). 
Figura 3.23 - Peça submetida à carga de torção, gerando um momento de torção. 
Deste modo: 
Mt=F.d (3.48) 
Em que: 
• F =força [N]; 
• d = distância [m]; 
• Mt =momento de torção [Nm]. 
3.6.2.2. Esforços Radial e Axial 
As forças radiais e axiais são as que passam pelo centro de giro da peça ou 
eixo. 
Atuadores Pneumáticos 103 
As forças radiais atuam perpendicularmente ao eixo de giro, enquanto as 
forças axiais atuam paralelamente a este - figura 3.24. 
'·• 
Figura 3 .24 - Peça submetida a esforços axial e radial. 
3.6.2.3. Exercício Exemplo 
O dispositivo seguinte é utilizado para executar três tarefas idênticas 
simultaneamente. Dimensione, de acordo com a tabela 3.3 do item 3.5.1, um 
atuador pneumático giratório para substituir pelo atuador pneumático linear 
atualmente utilizado. 
Fa=200N .---. 
a) 
! Fa=200N 
Fa=200N ! 
Figura 3 .25 - Dispositivo para três operações idênticas simultâneas - a) em repouso, b) acionado. 
104 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
Solução 
Como pode ser observado na figura 3.25, o atuador, quando acionado, 
causando a expansão da haste, gira o disco no sentido anti-horário, pois a haste 
do atuador transmite-lhe um momento de torção. O giro do disco será então 
convertido em movimento linear pelos três conjuntos de braços, formando 
sistemas biela-manivela, fixos por meio de pinos ao disco. 
É possível também observar que cada um dos braços, em seu movimento 
de avanço linear, necessita aplicar uma força de avanço de 200N. Deve-se então 
determinar o momento de torção necessário a um 9tuador pneumático oscilante 
a fim de possibilitar a substituição requerida. 
O ponto de fixação dos conjuntos biela-manivela sobre o disco dista de 
20cm do seu centro, assim se aplicarmos a projeção dos 200N da biela sobre a 
manivela (ângulo máximo entre ambas no respouso é de 45º), teremos uma 
condição de perpendicularidade entre a biela e o raio do disco (figura 3.26). 
Figura 3.26 - Projeção de forças no disco . 
O momento de torção do eixo deverá ser igual ao somatório dos 
momentos de torção que resultam do produto das forças que atuam 
perpendicularmente ao eixo do disco, por sua distancia ao mesmo - equação 
3.52. 
n 
LFn. dn = Mteixo 
1 
3 (200N · Cos(45º) · 20cm) = Mteixo 
Mteixo = 8485,3Ncm = 85Nm 
(3.49) 
(3.50) 
(3.51) 
De acordo com a tabela 3.3 do item 3.5.1, o atuador pneumático giratório 
de igual valor ou imediatamente superior ao obtido no cálculo é o tipo 
Atuadores Pneumáticos 105 
DRQ-100-PPVJ-A cujo diâmetro do cilindro é lOOmm e a capacidade de 
transmissão de momento de torção é de 150Nm. O imediatamente anterior a este 
possibilita apenas a transmissão de um momento de 75Nm, sendo, portanto, 
insuficiente. 
3.6.3. Cálculo do Consumo de Ar Necessário 
O cálculo do consumo de ar dos atuadores lineares e rotativos tem por 
objetivo possibilitar o dimensionamento da rede de distribuição de uma forma 
bem mais exata, isto é, claro, quando conhecidos em detalhes todos 
automatismos pneumáticos existentes. Outra aplicação seria para uma análise 
bem detalhada da rentabilidade do equipamento, conforme foi exemplificado no 
item 1.4 do capítulo 1. 
O consumo de ar, portanto, é dado pelas seguintes expressões: 
Ou ainda: 
Em que: 
Ap · L · n · (Pt + 1,013) 
C= e 
1,013·106 
C = Ap · L · (Pt + 1,013) 
T ·1013 ·10 6 , 
• e = cpnsumo de ar [l/seg]; 
• Ap = área efetiva do pistão [mm2
]; 
• L = curso [mm]; 
• nc = número de ciclos por segundo; 
• Pt = pressão de trabalho [bar]; 
• Q = Fluxo de ar [l/seg]; 
• T =tempo para um único ciclo em segundos [s]. 
3.6.3.1. Exercício Exemplo 
(3.52) 
(3.53) 
Calcular o consumo e fluxo de ar do dispositivo apresentado na figura 3.22, 
considerando T = 8s, nc = 1/8 ciclos/s. 
106 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
. --·· - . - -- - - - - - - - - -- -· -· 
Solução 
[ n (BO~m )' l (lOOOmm )H cic:os} (6bar + 1013) 
e==-------=----------------
1.013·10 6 
(3.54) 
(3.55) 
Resolvendo pela segunda expressão: 
[ n. (SO~m)' l (lOOOmm)· (6bar + 1.013) 
Q= (8s)l.013·10 6 
(3.56) 
Q = 4.35_!_ (3.57) 
s 
3. 7. Exercícios Propostos 
1) Quanto aos atuadores pneumáticos de simples efeito, é correto afirmar: 
a) Podem ser usados em todas as ocasiões sem restrições. 
b) Seu retorno é sempre ocasionado pela força de restituição de uma 
mola. 
e) São desaconselhados cursos acima de lOOmm em função do tempo de 
retorno. 
d) São sempre de concepção normalmente retraídos. 
2) Quanto aos atuadores pneumáticos de duplo efeito, é correto afirmar: 
a) O volume de ar possível de ser insuflado na câmara traseira é igualao 
da câmara frontal. 
b) A energia cinética dissipada pelo conjunto êmbolo+haste é fator 
preponderante na determinação da necessidade ou não do uso de 
amortecedores de fim de curso. 
e) O uso do alumínio na confecção dos atuadores pneumáticos é adotado 
unicamente porque o fluido de trabalho é o ar. 
Atuadores Pneumáticos 107 
d) A capacidade de absorção da energia cinética pelo alumínio não é 
função de seu limite elástico. 
3) O princípio funcional dos amortecedores de fim de curso é: 
a) Molas internas posicionadas nas extremidades das câmaras traseira e 
frontal. 
b) Formação de bolsões de ar nas câmaras, originados pela existência de 
pré-câmaras internas. 
e) Existência de cavidades nos tampos traseiro e frontal os quais são 
dotados de orifícios redirecionadores de saída do ar, controlados por 
válvulas reguladoras, sendo as cavidades gradualmente preenchidas por 
ponta e bucha amortecedora durante o movimento de expansão ou 
retração da haste. 
d) Nenhumas das alternativas. 
4) Determine a força de avanço e velocidade de um atuador pneumático linear 
de haste passante, cujos dados são: L=350mm, ta=Ss, Dp= 80mm e 
dh=25mm, Pr=6bar. 
5) Explique com suas palavras o princípio funcional de um atuador linear 
duplex contínuo quanto à força de avanço e de retorno. 
6) Calcule a força de avanço e de retorno de um atuador duplex contínuo 
dados os seguintes valores: Dp=80mm, dh=25mm, Pt=6bar. Compare-as 
percentualmente com as de um atuador pneumático comum. 
7) Explique com suas palavras o princípio funcional dos atuadores pneumáticos 
de alto impacto. 
8) Suponha que no exercício exemplo 3.4.4.2 a energia cinética dissipada pelo 
atuador durante a expansão seja EC=0,3 joules. Calcule sua velocidade de 
avanço. 
9) Partindo da equação 3.46 e dos valores listados em seguida, obtenha o valor 
da força de avanço Fa. Dados: À=50cm, S=S dh=25mm, E=2x107N/cm2
. 
10) Dimensione comercialmente o atuador linear do exercício exemplo 3.6.2.3 
(Figura 3.25). Considere Pt=6kp/cm2
. 
108 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
CAPÍTULO 
Válvulas de Comando e Aplicações Básicas 
....... ________________ ..... 
4.1. Conceito 
São todas as válvulas que, ao receberem um impulso pneumático, 
mecânico, ou elétrico, permitem que haja fluxo de ar pressurizado para alimentar 
determinado(s) elemento(s) do automatismo. Também são válvulàs de comando, 
as que permitem controlar o fluxo do ar para os diversos elementos do sistema, 
mediante ajuste mecânico ou elétrico, as que permitem o fluxo em apenas um 
sentido, os elementos lógicos, as controladoras de pressão e as temporizadas. 
4.2. Válvulas de Controle Direcional 
Conhecidas também pelo nome de distribuidores de ar, possuem dois tipos 
construtivos: 
1) carretel deslizante (translação) ; 
2) centro rotativo (rotação). 
Em pneumática os distribuidores de ar são sempre do tipo carretel 
deslizante. Na hidráulica é comum encontrarmos os dois tipos de construção. 
4.2.1. Convenção da Representação 
1) Uma posição é representada por um retângulo (ver página seguinte) . 
2) O número de retângulos justapostos indica o número de posições. 
Válvulas de Comando e Aplicações Básicas 109 
3) Os orifícios são representados por pequenos traços colocados de fora 
do retângulo, que definem a posição mais freqüente (posição normal). 
4) As vias ou ligações estão indicadas por setas ligando os orifícios. 
5) Os fechamentos estão indicados por um traço curto transversal, 
formando um T, colocado no interior do retângulo. 
6) Reconhecemos as outras posições, além da posição normal, ao 
deslocarmos os retângulos para que os orifícios fiquem sobre o 
retângulo apropriado. 
7) O conduto de ar comprimido é representado por um pequeno círculo 
marcado internamente por outro menor e cheio, como se fosse um 
alvo. 
8) O conduto para a atmosfera tem um pequeno triângulo, representando 
a via de exaustão. 
O quadro 1 em seguida exemplifica o que fora exposto anteriormente7
. 
A 
A figura indica tratar-se de um distribuidor de três 
1 1 
1 
1 1 
posições, pois é composto por três retângulos. 
Estão representados também três orifícios (três traços do 
lado de fora), marcados com suas respectivas letras, A e 
B para conexões de trabalho, P de pressão e R de 1 1 
exaustão. 
p 
R 
Figura 4.la 
A 
1 
Nesta outra, indica que o distribuidor encontra-se em 
/T 
J_ 
T\ sua posição normal centrado, com os traços externos 
sempre fechados. Indica também o símbolo da conexão 
T T 
de pressão e o da conexão de exaustão. pé VR 
As setas indicam o número de vias. Há duas vias. 
Figura 4.lb 
7 No Apêndice A, o leitor encontra a norma de simbologia de pneumática DIN/ISO 
1929, incluindo a representação simbólica de todos os tipos de válvula de comando. 
110 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
. - . '.. . . ····----- -- . - .. - - ----- - - - . - ···-- . - .. ---- --- - ------. 
Já nesta figura, mostra que o distribuidor foi comutado 
através de um pulso, que pode ter sido pneumático, 
mecânico ou elétrico. Desta forma há comunicação 
(fluxo de ar) da conexão P com a conexão A (única via 
de trabalho). 
O distribuidor foi agora comutado por um pulso que 
atuou no sentido oposto ao anterior, permitindo assim a 
comunicação entre as conexões A e R, possibilitando a 
livre exaustão para atmosfera. 
Este distribuidor será chamado ~ 2/3/3 
2 vias / 3 orifícios / 3 posições 
4.2.2. Estrutura Funcional 
A 
Figura 4.lc 
A 
Figura 4.ld 
Externamente as válvulas de controle direcional apresentam-se dos mais 
variados tipos, pois seu formato é definido pelo fabricante (figuras 4.2 e 4.3), 
entretanto, internamente, a concepção funcional é sempre a mesma, ou seja, 
sistema de carretel deslizante, conforme representação esquemática da figura 4.4. 
Figura 4.2 - Válvula de atuação mecânica 
por rolete - TipoRS 4 1/8. 
Fonte: Catalogo FESTO. 
Válvulas de Comando e Aplicações Básicas 
Figura 4.3 - Válvula de atuação mecânica 
por botão - Série NI. 
Fonte: Catálogo PARKER. 
111 
A A 
A A 
Figura 4.4 - Válvula 2/3/3 mostrando posição do carretel deslizante quando em repouso, 
e quando atuando pela direita e pela esquerda. 
4.2.2.1. Válvula Distribuidora de 1 Via/ 2 Orificios 
É o tipo mais simples de distribuidor que há, pois contém apenas dois 
orifícios e uma única via (figura 4.5). 
A 
(e) 
Figura 4.5 - Representação esquemática simplificada de uma válvula 
distribuidora 1/2/2 e simbologia normalizada. 
Na situação (a) não há nenhuma possibilidade de comunicação entre os 
orifícios P e A. Já na situação (b), após ter sido acionado o botão (puxado), passa 
a haver comunicação entre os orifícios P e A. Essa concepção específica é 
normalmente utilizada como chave geral, permitindo ou bloqueando o fluxo de ar 
no sistema como um todo, ou parte do sistema - figura 4.6. 
112 
10 
Unidade de 
conservação 
Pára o circuito 
Figura 4.6 - Distribuidor 1/2 usado como válvula de partida e bloqueio na 
alimentação de um circuito pneumático. 
Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
. --- . --- - ---- -- .,., - - ., 
Esse distribuidor admite variantes em seu sistema de acionamento e 
retomo, como, por exemplo, acionamento mecânico, por pulso pneumático ou 
elétrico, tendo nessas variantes seu retomo por mola, e podendo ser do tipo NF 
(normalmente fechado) ou NA (normalmente aberto) - figura 4.7. 
TipoNF Tipo NA 
Figura 4. 7 - Representação simbólica normalizada de um distribuidor 1/2 dos 
tipos NA e NF com acionamento por rolete e retomo por mola. 
'Nessa concepção apresentada, com retomo por mola, o distribuidor só perma­
nece comutado durante o tempo em que o rolete estiver sendo comprimido. 
Encerrada a compressão, o distribuidor retoma à posição normal pela ação da 
mola. Uma das aplicações mais comuns dessa variante é como válvula de fim de· 
curso situação a qual analisaremos steriormente. 
4.2.2.2. Válvula Distribuidora de 2Vias / 3 Orifícios 
Já analisamos anteriormente a concepção funcional dessa válvula no 
quadro 1 e figura 4.4. Entretanto, além do modelo 2/3/3 lá visto, há também o 
tipo 2/3/2 (2 vias, 3 orifícios e 2 posições), que simbolicamente é representado 
pela figura 4.8. 
A 
p R 
(a} ~ 
Figura 4.8 - Representação esquemática (a) e simbólica normalizada 
(b) de um distribuidor 2/3/2 com acionamento por alavanca. 
Sua aplicação, em geral, é indicada para o comando de atuadores 
pneumáticos de simples efeito, como mostra a figura 4.9 em seguida. 
O movimento da alavanca provoca a comutação do distribuidor, 
permitindo ou não o fluxo do ar no sentido P-A ou A-R. 
Válvulas de Comando e Aplicações Básicas 113 
p R 
(a) 
Figura 4.9 - (a) Ilustração esquemática de um atuador de simples efeito comandado por um 
distribuidor 2/3/2, (b) Circuito simbólico normalizado. 
4.2.2.3. Válvula Distribuidora de 4 Vias / 5 Orifícios 
Pode ser do tipo 4/5/3 ou 4/5/2 posições, com acionamento manual, 
mecânico, pneumático ou elétrico - figura 4.10. 
A B 
ti 
p 
114 
(4/5/3) 
'Tif~~I~ 
1 
l- 1 
R 
(a) 
R 
(b) 
1 
(e) 
A B 
• p 
A B ;!]. 
p 
1 1 
R 
1 1 
R 
1 
1 
11• J 
R 
Figura 4.10 - Distribuidores 4/5/3 e 4/5/2 em forma simbólica 
normalizada e ilustrativa do princípio funcional. 
p 
Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
. . ' . ' . ' ' '"'. 
Na figura 4.10, é possível ver que o distribuidor do tipo 4/5/3 assume em 
seu funcionamento as três posições representadas: (a) normal central, (b) atuado 
permitindo o fluxo P~B e A~R, (c) atuado permitindo o fluxo P~A e B~R. 
Esse distribuidor, portanto, que é de uso com atuadores lineares de duplo efeito, 
possibilita a capacidade de parar em qualquer posição, pois em qualquer tempo 
que for desligado (posição normal central), o fluxo de ar pelos orifícios A ou B é 
imediatamente interrompido (figura 4.11). Já o distribuidor do tipo 4/5/2, 
assumindo apenas os estados indicados em (b) e (c), permite que o atuador pare 
somente em suas posições final e inicial - figura 4.12. 
~---- (4/5/3) -------. 
p 
p 
p 
p 
'V 
1 
Parada em 
qualquer posição 
Retornando à 
posição inicial 
Figura 4.11 - Distribuidor do tipo 4/5/3 
mostrando possibilidade de parada em 
qualquer posição. 
Válvulas de Comando e Aplicações Básicas 
----- (4/5/2) ------.. 
p 
p 
p 
Posição final 
'V 
1 
Retomando à 
posição inicial 
Figura 4.12 - Distribuidor do tipo 4/5/2 
mostrando que só é possível parada em 
posição final ou inicial. 
115 
4.2.2.4. Válvula Distribuidora de 4 Vias / 4 Orificios 
Esta concepção de válvula pode ser de dois tipos: o 4/4/3 e o 4/4/2, e assim 
como a demonstrada no item anterior, também é de uso específico em atuadores 
lineares de duplo eft!ito. Raramente é utilizada em circuitos pneumáticos, porém é 
de extensivo uso em circuitos hidráulicos. 
116 
A B (4/4/3) 
(~ 
p p 
A B 
p 
(a} 
-
R 
p 
(b} 
R 
p 
(e} 
R 
Figura 4.13 - Distribuidores 4/4/3 e 4/4/2 em forma simbólica normalizada e 
ilustrativa do princípio funcional. 
Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
A figura 4.13 apresentou sua forma simbólica normalizada e seu princípio 
funcional interno. 
4.2.3. O Comando das Válvulas Distribuidoras 
Já referimos que os diversos distribuidores utilizados em pneumática 
podem ser comutados por meios manuais, mecânicos, pneumáticos e elétricos 
(ver simbologia pneumática normalizada - Apêndice A). Assim, um simples 
circuito pneumático, dotado de quatro distribuidores e um atuador pneumático 
linear de duplo efeito, pode ser representado pela simbologia normalizada 
conforme o exemplo em seguida. 
p 
r------
1 
1 
1 
(6) 
: (5) 
1 
(7) 
• >-----Cn--;m· 
120 
m 
m n 
(b) 
Figura 4.18 - Controlador de fluxo variável unidirecional - (a) esquemático, 
(b) simbólico normalizado. 
Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
4.4. Válvulas de Bloqueio 
4.4.1. Válvula de Retenção com Mola 
Neste tipo de válvula, um elemento de vedação em seu interior é fixo a 
uma mola, permitindo o fluxo do fluido em um sentido e bloqueando-o no outro. 
O bloqueio se dá pela força de expansão da mola, que mantém o elemento de 
vedação constantemente fechando a passagem em um dos sentidos. 
Na figura 4.19 é mostrado o desenho esquemático de uma válvula 
comercial de um renomado fabricante; cujo princípio de bloqueio é de fácil 
verificação, pois quando o fluxo do fluido se dá no sentido A~B. o ar pressiona 
o elemento vedante empurrando-o, fluindo então, através de janelas circulares 
existentes no seu entorno, seguindo em direção a B. Entretanto, se houver fluxo 
de ar no sentido B~A. ele encontrará a mola completamente distendida, 
bloqueando com o elemento de vedação a passagem do ar para A. 
Outro ponto é que no sentido de fluxo A~B. pela necessidade de vencer a 
força de oposição da mola, deve haver uma pequena queda de pressão, porém 
pouco significativa. 
A 
{b) 
Elemento de 
vedação Janelas Mola de 
compressão 
B 
Figura 4.19 - (a) Esquemático de uma válvula de retenção com mola, (b) Simbologia normalizada. 
Fonte: Catálogo FESTO PNEUMATIC. 
Válvulas de Comando e Aplicações Básicas 121 
4.4.2. Válvula de Retenção sem Mola 
De forma análoga à anterior, permite o fluxo de ar somente em um sentido 
(A--78), bloqueando no outro (B--7A) com um elemento de retenção interno 
ativado pela própria pressão do fluido. 
(a) 
A --(-b)----'(0'------ B 
Figura 4.20 - (a) Esquemático de uma válvula de bloqueio sem mola, (b) simbologia normalizada. 
4.4.3. Válvula Seletora (Função Lógica OU) 
Apresenta três orifícios: duas entradas de pressão (X - Y), um ponto de 
saída (A) e um elemento interno. Com o envio de um sinal a uma das entradas, 
desloca-se o elemento seletor interno e automaticamente a outra entrada fica 
bloqueada e o sinal flui para utilização. Terminado o fornecimento de ar, o seletor 
interno mantém a posição adquirida (em função do último sinal enviado) e o ar 
que foi utilizado' retoma pelo mesmo trajeto. 
A 
(a) (b) 
Figura 4.21- (a) Esquemático de uma válvula do Tipo OU, (b) Simbologia normalizada. 
Fonte: Catálogo FESTO PNEUMATIC. 
122 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
Havendo coincidência de sinais nas duas entradas, prevalecerá o sinal queatingir primeiro a válvula. No caso de pressões diferentes, a pressão mais intensa 
passará para o ponto de utilização, impondo bloqueio à pressão de menor 
intensidade. 
4.4.4. Válvula de Simultaneidade (Função Lógica E) 
A exemplo da válvula seletora, também possui duas entradas de pressão 
(X - Y) , um ponto de saída (A) e um elemento interno. Este, no entanto, difere do 
anterior na sua forma construtiva e, conseqüentemente, na característica de 
funcionamento da válvula. Enviando um sinal a uma das entradas, o elemento se 
desloca bloqueando a própria entrada que recebeu o sinal, e deixando livre a 
entrada oposta que, ao receber pressão de alimentação, permite a passagem para 
a utilização (saída) . 
O termo simultaneidade decorre da necessidade de existir pressão em 
ambas as entradas para que haja passagem de fluxo . Existindo coincidência de 
sinais nas duas entradas, prevalece o último sinal a atingir a válvula, no caso de 
pressões iguais. No caso de pressões diferentes, a pressão menos intensa passa 
para o ponto de utilização devido ao bloqueio imposto pela pressão de maior 
intensidade. 
A 
X H y 
(a) xf (b) 
Figura 4.22 - (a) Esquemático de uma válvula de simultaneidade, (b) Simbologia normalizada. 
Fonte: Catálogo FESTO PNEUMATIC. 
4.4.5. Válvula de Escape Rápido 
Sua aplicação tem por objetivo aumentar as velocidades desenvolvidas 
pelos atuadores pneumáticos lineares. A velocidade de escape do ar contido no 
interior do ·atuador é o fator determinante para a rapidez de movimentação 
desejada. Para conseguir tal rapidez, a pressão numa das câmaras deve ter caído 
apreciavelmente antes que a pressão na câmara oposta aumente o suficiente para 
Válvulas de Comando e Aplicações Básicas 123 
ultrapassá-la e para impulsionar o ar residual através da tubulação secundária e 
válvulas. 
Com o uso da válvula de escape rápido, a pressão no interior da câmara 
cai bruscamente; a resistência oferecida pelo ar residual (que é empurrado) é 
reduzidíssima e o ar flui diretamente para a atmosfera, percorrendo somente um 
niple que liga a válvula ao atuador, em vez de percorrer a tubulação que faz a sua 
alimentação. O ar comprimido, ao alimentar a válvula, comprime uma 
membrana contra uma sede em que se localiza o escape, liberando uma 
passagem até o ponto de utilização. Cessada a pressão de entrada, a membrana é 
deslocada da sede do escape, passando a vedar a entrada. 
p 
--+-·-
(a) 
R 
-·- --+ 
A ----------- -, 
(b) 
1 
1 
1 
R 
Figura 4.23 - (a) Esquemático de uma válvula de escape rápido, (b) Simbologia normalizada. 
Fonte: Catálogo FESTO PNEUMATIC. 
1 
Essa movimentação é provocada pela ação do ar contido na câmara do 
atuador que age sobre o outro lado da membrana e a desloca, pois não encontra 
resistência oferecida pela pressão. Dessa forma o escape fica livre e o ar é expulso 
rapidamente, fazendo com que o pistão adquira alta velocidade. 
O barulho da exaustão pode ser reduzido pela utilização de um silenciador 
acoplado à saída da válvula. 
4.5. Válvulas Controladoras de Pressão 
São válvulas que influenciam ou sofrem influência em relação a uma 
determinada intensidade de pressão. Dentre elas podem ser destacadas: 
1) Válvula de alívio ou limitadora de pressão; 
2) Válvula de seqüência; 
3) Válvula reguladora de pressão. 
124 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
4.5.1. Válvula de Alívio ou Limitadora de Pressão 
Sua função é limitar a pressão máxima de um reservatório, linha de ar 
comprimido ou compressor. Seu funcionamento consiste no posicionamento de 
um êmbolo ou esfera sobre uma sede, através de uma mola que teve sua tensão 
ajustada por um sistema de parafuso e porca de regulagem. Havendo um 
aumento de pressão acima do regulado, o êmbolo ou esfera se desloca da sede, 
fazendo com que o excesso de ar tenha caminho livre para a atmosfera. Com o 
equilíbrio de pressão a mola posiciona o êmbolo ou esfera na sede e a válvula se 
fecha. 
(a) (b) 
figura 4.24 - (a) Esquemático de uma válvula de alívio, (b) Simbologia normalizada. 
' 
4.5.2. Válvula de Seqüência 
Tem basicamente o mesmo funcionamento da válvula de alívio, porém a 
saída do ar é utilizada para comandos ou emissão de sinais em qualquer 
elemento pneumático. Este tipo de válvula é utilizado, por exemplo, nos 
esquemas pneumáticos das máquinas quando queremos detectar a finalização de 
um movimento sem a presença de um fim de curso. 
(a) iA 
r----
1 
1 
1 
1 
1 
1 , __ 
(b) 
p 
figura 4.25 - (a) Esquemático de uma válvula de seqüência, (b) Simbologia normalizada. 
Válvulas de Comando e Aplicações Básicas 
··- - - ' ··- . - - - . - - . 
125 
4.5.3. Regulador de Pressão 
É o elemento que está na entrada de ar da máquina (na unidade de 
condicionamento). Tem como função controlar a "energia" pneumática fornecida 
ao sistema em questão. 
O funcionamento do regulador de pressão consiste na comparação de dois 
tipos de energia, a mecânica e a de pressão (pneumática), separadas por um 
diafragma e o conjunto obturador apoiado nele. Havendo um desequilíbrio de 
energia, o sistema se movimenta, proporcionando a sua equalização. Por 
exemplo: tendo uma queda de pressão, o diafragma se movimenta impulsionado 
pela mola, fazendo com que o obturador se abra, permitindo a passagem de ar 
para o sistema ser equalizado. 
Pf 
(a) 
Pz 
·---+ 
1 
1 
1 
1 
1 
1 , __ 
(b) 
Figura 4.26 - (a) Esquemático de uma válvula reguladora de pressão, (b) Simbologia normalizada. 
4.6. Aplicações Básicas 
Com o que fora visto no capítulo atual e no anterior, é possível montar 
pequenos circuitos básicos de pneumática, utilizando o chamado Método 
Intuitivo. Este método é assim chamado porque é restrito a soluções simples, em 
que normalmente são aplicados não mais que um atuador e três ou quatro 
válvulas de comando. Não sendo, portanto, necessário aplicação de diagramas 
para análise de seqüências de movimentos, tempos, funções lógicas, etc., tópicos 
que serão abordados nos capítulos seguintes. 
126 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
4.6.1. Exemplo Prático 1 
Controle de velocidade de um atuador de simples efeito. 
-·-·- ·-·- - ·-. ·-·-·-·- ·- - ·-. 
1 1 
1 1 
Figura 4.27 - (a) Controle de velocidade no avanço, (b) Controle no retorno. 
As figuras 4.27a e 4.27b apresentam um atuador linear de 'simples efeito, 
tendo sua velocidade controlada por meio de uma válvula reguladora de fluxo 
(1) . Observe o seu posicionamento em ambas as situações. Na situação (a) a 
esfera bloqueia o fluxo do ar diretamente para o atuador, sendo então o fluxo 
desviado para a restrição regulável e daí seguindo para alimentação do atuador, 
configurando assim um controle de velocidade no avanço. Já na situação (b) a 
esfera da válvula reguladora de fluxo (1) bloqueia e exaustão do ar, 
redirecionando-a através da restrição regulável, o que gera uma contrapressão à 
pressão da mola, reduzindo assim a velocidade de retorno. 
4.6.2. Exemplo Prático 2 
Acionamento em dois pontos diferentes, avanço acelerado e velocidade 
controlada no retorno. 
A figura 4.28 é dotada de um elemento lógico OU (figura 4.21) que tem 
por finalidade permitir a comutação da válvula de comando (8) de dois pontos 
diferentes (4 e 6) . Qualquer uma das duas válvulas que for acionada irá comutar 
o distribuidor (8) . 
O circuito é também dotado de uma válvula de escape rápido (9) cujo 
objetivo é possibilitar um avanço acelerado do atuador, enquanto sua velocidade 
de retorno será controlada pela válvula reguladora de fluxo (7). 
Válvulas de Comando e Aplicações Básicas 127 
. - - ''' - .. ' . 
cs= 
' ' 
(4) 
[Il;;--
' 
cs= 
0 
p 
(2) 
(3) 
(7) 
------------ \ 
(8) 
(10) 
,---
' : 
' ' ' ' ' ' - - - - - - - - - - - - - - -- _, 
Figura 4.28 - Circuito com elemento OU, regulagem de velocidade e válvula de escape. 
4.6.3. Exemplo Prático 3 
Prensa rebitadora pneumática - Aplicação do elemento lógico E. 
A figura 4.29 apresenta um típico circuitopara uma prensa rebitadora 
pneumática. Esse tipo de prensa é comumente usado na indústria, em linhas de 
montagem, sendo de porte pequeno e normalmente montada sobre uma mesa, 
em que um operador posiciona o rebite e a peça sob a prensa e a aciona para 
que o punção, ao descer sobre o rebite, expanda-o, realizando a operação de 
rebitagem. 
O objetivo do elemento lógico E (5) nesse circuito é garantir a segurança do 
operador, pois a prensa só será acionada se as válvulas (4) e (6) forem simulta­
neamente acionadas, ou seja, ele terá de usar ambas as mãos, evitando com isso 
a possibilidade de acidentes com uma das mãos ao tentar reposicionar a peça 
enquanto dispara o punção com a outra mão. 
A válvula de escape rápido (9) tem por objetivo possibilitar uma grande 
aceleração no deslocamento de avanço, a fim de desenvolver uma elevada 
energia cinética para transferir ao rebite e deformá-lo. O atuador pneumático (11) 
será do tipo de alto impacto, conforme estudado no ponto 3.4.4 do capítulo 
anterior, e a velocidade de retorno controlada por uma válvula reguladora de 
fluxo (7). 
128 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
·-····· ------, - . ··-· ... --- . -- . - - ,. -· - ·-. , 
• }-----! 0 
(1) (2) 
(4) 
p 
(3) 
:x 
~~--- -----------­w (5) 
1 :v 
Figura 4.29 - Circuito de uma prensa rebitadora pneumática. ' 
4.6.4. Exemplo Prático 4 
(9) 
Há três situações práticas de elevada importância quanto à aplicação de 
válvulas de controle de fluxo unidirecional e bidirecional que o projetista jamais 
deve esquecer. -
4.6.4.1. Regulagem de Fluxo na Alimentação 
Este sistema deve ser utilizado somente para atuadores de simples efeito ou 
atuadores pequenos de duplo efeito, pois variações de carga mesmo muito 
pequenas levam a um movimento não regular da haste do êmbolo, portanto 
inadequado para aplicações mais precisas. 
Válvulas de Comando e Aplicações Básicas 129 
Figura 4.30 - Controle de velocidade na alimentação. 
4.6.4.2. Regulagem de Fluxo na Descarga 
Neste sistema o êmbolo é apertado entre as almofadas de ar, e com a 
alimentação livre do ar têm-se movimentos regulares mesmo com variações de 
carga. 
130 
.-·- -·-·-·-·-
' 1 , 
1 
1 
1 
1 
Figura 4.31 - Controle de velocidade na descarga. 
Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
4.6.4.3. Regulagem de Fluxo no Escape 
Regulagem da velocidade através do estrangulamento do ar de escape após 
a válvula de comando. Com válvulas de 4/5/3 com a posição central bloqueada, 
evita-se quase completamente uma continuação do curso em caso de parada em 
qualquer posição, por isso são bastante recomendadas. 
Figura 4.32 - Controle de velocidade no escape. 
4. 7. Válvulas de Retardo 
No item 4.5.2, vimos à válvula de seqüência, cuja função é possibilitar o 
disparo de seqüências de movimentos, ou mesmo retorno de atuadores, sem 
necessitar de válvulas de fim de curso, isto é, programando-as simplesmente para 
disparo em pressões diferenciadas. Por exemplo; supondo necessitarmos disparar 
uma seqüência de três atuadores, é possível com a referida válvula, programar 
um atuador para disparo com 6bar, o segundo com 7bar e o terceiro, quando a 
pressão atingir os 8bar. 
Analisando o fato, é possível então, verificarmos que esse diferencial de 
pressão de lbar entre os disparos ocorrerá durante um tempo ~t qualquer o qual 
é ignorado, pois o que nos interessa, no caso da válvula de seqüência, é o 
diferencial de pressão. Porém, quando há necessidade que um determinado 
disparo de atuador ocorra exatamente dentro de um tempo estabelecido, em 
função de um dado processo, por exemplo, torna-se necessária a utilização de 
um controlador de tempo, que pode ser um temporizador eletrônico que atuará 
Válvulas de Comando e Aplicações Básicas 131 
uma válvula eletropneumática9
, ou ainda uma configuração híbrida pneumática, 
resultante da junção de uma válvula distribuidora 2/3/2 com um pequeno 
reservatório e uma controladora de fluxo, sendo que a válvula 2/3/2 só é 
comutada após ter sido o reservatório abastecido totalmente. 
Parafuso para 
ajuste do tempo 
de retardo 
z 
2(A) 
i- ·- ·- ·- . - · - . - . - . - . -· -·- · - . - ·- ·- . - . - · - . - ·- . - - · - ·- ·- ·! 
• 1 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
· -·~·- · - · ' 
(e) l(P) : 3(R) 
2(A) 
i- . - . - · - . - . - . -· - ·- . - . - . - ·- . - . - . - . - . - . - . - . - - . - . - . - . - '! 
• 1 
1 
1 
(b) l(P) 
1 
1 
1 
1 
1 
·- ·r ·- ·- · ' 
1 
: 3(R) 
Figura 4.33 - (a) Válvula pneumática de retardo comercial; (b) Tipo VZB-3-1/4 normalmente aberta; 
(c) Tipo VZOB-3-1/4 normalmente fechada - Fonte: Catálogo FESTO PNEUMATIC. 
Nesse caso, há uma relação entre o tempo de abastecimento do 
reservatório, o 'fluxo de alimentação e a comutação da válvula, sendo que esse 
tempo é marcado através de um parafuso de ajuste dotado de uma escala, que 
regula o fluxo do ar de enchimento. 
A figura 4.33 mostrou uma dessas válvulas de um conhecido fabricante e 
seu respectivo símbolo normalizado10
. 
4. 7.1. Exemplo Prático 
O exemplo seguinte apresenta através das figuras 4.34 e 4.35 uma semi­
-automatização de um dispositivo de termoformagem. 
9 Tema a ser estudado nos capítulos seguintes. 
1° Conforme catálogo do fabricante, o tempo de retardo para esse modelo é O a 30seg. 
132 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
p 
0 
(2) 
(3) 
(7) 
.---------------, 
1 
1 ,-
1------------~----------------1 ,_ 
1 
: (5) 
1 
1 
1 
---, 
1 
1 
1 
1 
Plugue para 
termoformagem 
Figura 4.34 - Circuito de semi-automatização de um dispositivo de termoformagem. 
Plug fêmea 
Chapa de plástico 
_______ ..,.com seu resfriamento. Esse resfriamento 
pode ser natural ou forçado. 
134 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
2) Válvulas de fim de curso normalmente são do tipo: 
a) 2/2/2 
b) 2/3/3 
e) 1/2/2 
3) A denominação 2/3/3 significa: 
a) Dois orifícios, três vias e três posições. 
b) Duas vias, três orifícios e três posições. 
e) Duas posições, três vias e três orifícios. 
4) Para o acionamento e alimentação de um atuador pneumático linear de 
simples efeito, a válvula de comando recomendada é a do tipo: 
a) 1/2/2 
b) 2/3/2 
e) 4/5/2 
5) Em uma válvula controladora de fluxo variável unidirecional é possível 
afirmar a existência da seguinte relação quanto ao fluxo C: 
a) Cm~n= Cn~m 
b) Cm ~nCm ~n 
6) Em uma válvula seletora (função lógica OU) pode-se afirmar: 
a) No caso de coincidência de sinais nas conexões X e Y, a pressão menos 
intensa passará para o ponto de utilização A 
b) No caso de coincidência de sinais nas conexões X e Y, a pressão mais 
intensa passará para o ponto de utilização A 
e) Ambos os sinais passarão para o ponto de utilização. 
7) Quanto às válvulas de seqüência, é correto afirmar: 
a) São programadas em função de diferencial de tempo. 
b) Funcionam exatamente igual às reguladoras de pressão. 
e) São programadas em função do diferencial de pressão. 
Válvulas de Comando e Aplicações Básicas 135 
8) Quanto às válvulas de escape rápido, é correto afirmar: 
a) Não possuem relação nenhuma com a energia cinética desenvolvida 
pelo atuador durante seu movimento. 
b) Possibilitam maior aceleração do atuador em virtude de expulsar para 
atmosfera grande parte do ar da câmara interna do atuador, eliminando 
assim mais rapidamente a contrapressão oferecida pela resistência do ar 
residual. 
e) São válvulas eminentemente silenciosas. 
9) Explique e exemplifique por que não é aconselhável o uso de válvulas de 
regulagem de fluxo na alimentação de atuadores de duplo efeito de cursos 
médios ou longos. 
10) Justifique a perfeita funcionalidade de reguladores de fluxo quando 
utilizados na descarga dos atuadores de duplo efeito, bem como a vantagem 
de utilizá-los no escape de válvulas 4/5/3. 
136 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
CAPÍTULO 5~ 
Válvulas de Comando Elétrico 
e Aplicações Simples ...... __________________ .... 
5.1. Conceito 
De estrutura funcional interna muito semelhante à vista no capítulo 
anterior, as válvulas de comando elétrico apenas se diferem daquelas quanto à 
sua forma de acionamento. 
+ 
+ 
Válvula 2/3/2 
Figura 5.1 - Válvula 2/3/2 atuada por solenóide -
representação esquemática e simbólica normalizada. 
Válvulas de Comando Elétrico e Aplicações Simples 
A 
A 
• p 
137 
Nas válvulas convencionais, o acionamento se dá, normalmente, por ação 
mecânica, manual ou pneumática. Enquanto nas válvulas de comando elétrico, 
sua comutação é obtida por meio de impulso elétrico originado por uma bobina 
CAouCC. 
A bobina é fixada pelo seu centro ao corpo da válvula, por meio de um 
núcleo solidário a esta (figura 5.3). 
De uma forma grosseira, porém bastante elucidativa, podemos representar 
esquematicamente o conjunto bobina+válvula conforme a figura 5.1. 
5.2. Características 
As bobinas magnéticas normalmente possuem formato semelhante, sendo 
em geral o diâmetro da bobina padronizado, o que possibilita o intercâmbio com 
bobinas de outros fabricantes com preços diferenciados, algumas vezes mais 
accessíveis ou de prazo de entrega mais reduzido, ou mesmo imediato. Mas essa 
alternativa é geralmente adotada quando necessital\lOS de uma manutenção 
rápida, pois em verdade é sempre recomendada a utilização da bobina do 
próprio fabricante da válvula. 
Diâmetro da 
bobina 
Figura 5.2 - (a) Bobina magnética do Tipo MSG/MSW. Fonte: Catálogo FESTO PNEUMATIC; 
(b) Bobina magnética do Tipo K593 - Catálogo PARKER AUTOMATION. 
Figura 5.3 - (a) Válvula solenóide 2/3/2; (b) Válvula solenóide com bobina magnética montada. 
138 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
As bobinas magnéticas em geral operam com tensões de 12 a 240V em 
corrente contínua ou alternada, conforme a especificação e necessidades do 
cliente, sendo que em tensões normais: 
• Corrente contínua -t 12 a 24V; 
• Corrente alternada -t 24, 110 ou 220V. 
Operando em limites máximos de temperatura de -10 a + 60°C, com 
variação admissível de tensão de ±103. 
5.3. Modos de Acionamento 
O acionamento das bobinas magnéticas é feito a partir de chaves de partida 
e parada, interruptores, micro-switch, relés, pressostatos e sensores. 
5.3.1. Chave Impulso sem Retenção 
É um dispositivo que só permanece acionado enquanto houver uma força 
incidindo sobre ele. Cessada a força, o dispositivo retorna à sua condição normal 
que pode ser: 
• Normalmente Aberto (NA); 
• Normalmente Fechado (NF). 
NA 
Chave impulso 
Desacionado 
Acionado 
NF 
Figura 5.4 - Chaves sem retenção. 
5.3.2. Chave com Retenção ou Trava 
É um dispositivo que, uma vez acionado, mantém essa condição até que 
seja feita uma nova ação sobre ele. 
Válvulas de Comando Elétrico e Aplicações Simples 139 
Construtivamente pode ser: 
• Normalmente Aberto (NA) 
• Normalmente Fechado (NF) 
Chave trava 
Desacionado 
Acionado 
NA NF 
Figura 5.5 - Chaves com retenção ou trava. 
5.3.3. Chave Seletora com ou sem Trava 
É um dispositivo que só permanece acionado enquanto houver uma força 
incidindo sobre ele (tipo sem trava) ou que permanece comutado até que uma 
força agindo sobre ele modifique sua condição. 
Construtivamente pode ser: 
• Normalmente Aberto (NA) 
1 
• Normalmente Fechado (NF) 
0---
C---c--
0---
Chave impulso 
3 posições 
o---NA 
Chave trava 
2 posições 
Figura 5.6 - Chaves seletoras. 
5.3.4. Limitadora de Curso (Micro-Switch) 
É um dispositivo do tipo chave impulso, também denominado de "micro­
-switch", que quando acionado pode agir da mesma forma que um pressostato 
(liga, desliga, liga - desliga). É comum ente utilizado como fim de curso dos 
atuadores lineares, servindo para comutar os solenóides das válvulas 
eletropneumáticas. 
140 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
Construtivamente pode ser: 
• Normalmente Aberto (NA) 
• Normalmente Fechado (NF) 
• NA+NF 
Micro-switch 
Desacionado 
Acionado 
NA NF NF I NA 
j_ ---ili- --4-----0 0---
~ 
--0 0---
-Â- ----:!;-
Figura 5. 7a - Limitadores de curso. 
Figura 5 . 7b - Micro-switch. 
5.3.5. Relé 
É um dispositivo do tipo impulso acionado por campo magnético. Esse 
dispositivo é formado basicamente por uma bobina e por seu conjunto de 
contatos. Ao ser energizada a bobina K, será feita a conexão do terminal C com 
os outros contatos NA. Enquanto a bobina permanecer energizada (efeito 
memória), os contatos permanecerão nessa posição. 
NANFNANF 
l~::~J~J] 
e e 
Figura 5 .8 - Relé. 
Válvulas de Comando Elétrico e Aplicações Simples 141 
5.3.6. Sensores Elétricos 
São dispositivos eletrônicos ou eletromecânicos destinados a monitorar 
variáveis de processo, fornecendo informações por meio de impulsos elétricos ou 
variação de intensidade de um sinal. 
5.3.6.1. Sensor de Proximidade 
São sensores capazes de detectar a proximidade de um componente, 
fluido, elemento de máquina, etc. 
Tem como estágio de saída um transmissor do tipo NPN ou PNP, tendo 
ainda as seguintes configurações elétricas possíveis: 
• Função NA (3 terminais); 
• Função NF (3 terminais). 
Classificam-se ainda em: 
• Sensores indutivos: detectam a aproximação de materiais metálicos. 
• Sensores capacitivos: detectam a aproximação de materiais orgâni­
cos. 
PNP 
NA+NF 
NPN 
NA+NF 
Figura 5.9 - Configuração elétrica dos sensores de proximidade. 
5.3.6.2. Pressostato 
É um dispositivo que possibilita converter um 
pulso pneumático em um pulso elétrico. Sendo, 
portanto, bastante utilizado como dispositivo de 
segurança. 
1 2 
·--~-~ . T~ 
Figura 5.10- Pressostato. 
142 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
5.3. 7. Sensores Ópticos 
São também conhecidos como sensores fotoelétricos e baseiam-se na 
emissão e recepção de luz infravermelha. Classificam-se em: 
5.3.7.1. Sensor por Reflexão 
Esse sensor detecta a posição pela luz que retorna a um fotossensor 
(fotodiodo ou fototransistor, LDR), emitida por um LED ou lâmpada e refletida 
pela peça. 
Objeto 
oE~~-----~ 1 
ª
missão Objeto 
___ ,,. ______ .. ~ 1 
~------, .. 
~:flexão M 
Figura 5.11 - Representação esquemática do funcionamento de um sensor por reflexão. 
5.3. 7.2. Sensor por Interrupção 
Nesse sensor a luz emitida é captada por um fotossensor alinhado, que 
percebe a presença da peça quando ela intercepta o feixe . 
Objeto 
01 
o---~--------~ 
Emissor Receptor 
0---~íll e[] 
Figura 5.12 - Representação esquemática do funcionamento de um sensor por interrupção. 
PNP 
NA+NF 
NPN 
NA+NF 
Figura 5.13 - Representação elétrica do estágio de saída do sensor óptico por reflexão. 
Válvulas de Comando Elétrico e Aplicações Simples 143 
5.4. Válvulas Proporcionais 
São elementos destinados a comandos de precisão, em que a pressão de 
trabalho é regulada por meio de sinais analógicos proporcionais. Ou seja, a 
pressão de saída é proporcional ao sinal analógico de entrada. 
Tem como característica principal uma alta precisão, porque mantém a 
pressão constante no sistema, atuando rapidamente de acordo com a dinâmica 
da variação (modificações rápidas de pressão), mesmo quando conectadas a 
equipamentos de grande consumo de ar (figura 5.14). 
Como se pode ver, a válvula é constituída por um regulador de pressão 
pilotado, cujo piloto é acionado por duas válvulas 1/2/2 que, por sua vez, são 
acionadas pelas saídas de um comparador. A pressão de saída da válvula (saída 
2) é convertida pelo sensor de pressão em um sinal elétrico (X) que é comparado 
ao sinal de entrada (E) pelo bloco comparador. Deste modo, se a pressão de 
saída estiver abaixo do valor estabelecido (XE), a 
saída - do comparador é pilotada para aumentar a pressão em 2. 
,------------------------------
IST o----+-+--+--i 
1 1 
SOLL o----.--+---i 
E 
Bloco 
comparador 
Sensor de pressão 
3 ~] 
SOl.--i 
Figura 5.20 - Circuito elétrico de comando. 
5.6.1.2. Solução Convencional 
A solução em pneumática convencional para esse mesmo circuito de 
comando repetitivo é demonstrada na figura 5.21 em seguida. 
148 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamentoe Análise de Circuitos 
d 
0 
a 
Figura 5.21 - Comando repetitivo - Solução puramente pneumática. 
A solução puramente pneumática é bastante simples. Uma válvula 2/3/2 
acionada por botão e retorno por mola (válvula S), quando pressionada, permite 
que o fluxo de ar provindo da rede através da tubulação (mangueira) a e depois 
b, passe através de si, seguindo por e até comutar a válvula de comando VC, 
permitindo assim que o atuador expanda sua haste. Em seu fim de curso, o 
batente existente na extremidade da haste irá pressionar o rolete da válvula m, 
causando sua inversão e permitindo que o ar da rede flua da mangueira a para a 
mangueira b e possa então comutar novamente a válvula de comando VC, 
fazendo com que o ar da rede flua para a câmara frontal do atuador, causando 
assim o movimento de retração da haste. 
Um novo avanço só será possível mediante nova ação sobre o botão S. 
5.6.2. Comando Automático (Parada Após o Término do 
Ciclo Iniciado) 
5.6.2.1. Solução Eletropneumática 
Princípio 
Utilização de dois contatos de fim de curso (m1 e m2) do tipo micro-switch 
que atuarão sobre os solenóides SOL1 e SOL2, e um interruptor PARTIDA que 
controla o disparo e parada do circuito (figura 5.22). 
Posição da Figura 
• Micro-Switch m1 é do tipo NA, porém se encontra fechado mediante o 
batente da haste que o pressiona. 
Válvulas de Comando Elétrico e Aplicações Simples 149 
• A chave PARTIDA também é do tipo NA e se encontra desativada. 
• A válvula de comando VC se encontra à esquerda mantendo a haste do 
atuador retraída. 
0 
1----
1 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
-- - -1 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
Figura 5.22 - Comando automático - Circuito eletropneumático. 
s -~--+---ql --, 
p 
Figura 5.23 - Circuito elétrico de comando. 
Descrição 
J_ml 
--0 o--
Partida 
Atuando sobre a chave PARTIDA (chave com retenção), o circuito elétrico 
será fechado , permitindo que o fluxo elétrico passe de S através do micro-switch 
m2 e chegue até o solenóide SOL2 , excitando-o e causando a inversão de sua 
válvula que, por sua vez, permitirá a passagem do fluxo de ar à VC, comutando-a 
e iniciando o movimento de expansão da haste do atuador. 
150 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
Quando a haste sair de sua posição de repouso, em marcha de avanço, o 
batente da haste deixará o micro-switch m2 livre, que retomará à sua posição NA 
original. Quando então o batente atingir o micro-switch m1 , que também é do 
tipo NA, o contato será fechado e o fluxo elétrico passará então de S através de 
m1 e irá excitar o solenóide SOL1, causando a inversão de sua válvula, 
permitindo assim que o fluxo de ar passe por ela e vá comutar novamente a 
válvula controladora VC, provocando agora o retomo da haste. 
Tendo chegado a seu fim de curso, novamente ela pressionará o micro­
-switch m2 que, conseqüentemente, permitirá o fluxo elétrico de R para SOL2 , 
reiniciando o movimento de expansão da haste, pois devemos lembrar que a 
chave de partida é do tipo com trava, e uma vez ativada, mantém o circuito 
constantemente alimentado eletricamente. 
O término do ciclo só será possível levantando a chave PARTIDA, 
entretanto o ciclo iniciado vai se realizar inteiramente até o retomo da haste. 
(Para parar a haste distendida, é preciso colocar o interruptor PARTIDA sobre a 
linha q e não p). 
5.6.2.2. Solução Convencional 
A solução em pneumática convencional para esse mesmo circuito de 
comando automático é demonstrada na figura 5.24 em seguida. 
0 1 
1 
1 
1 
vc 
~s 
a 
b 
----, 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
d 
'-----------------------------------------------------------------
Figura 5.24 - Comando automático com parada após o ciclo iniciado -
Solução puramente pneumática. 
Válvulas de Comando Elétrico e Aplicações Simples 151 
A solução puramente pneumática utiliza-se de uma válvula 2/3/2 acionada 
por botão com retenção (válvula S). Este, quando pressionado, mantém a válvula 
acionada até que uma nova ação sobre ele retorne-a à sua condição anterior. 
Uma vez comutada a válvula S, ela permite que o fluxo de ar provindo da 
rede através da tubulação (mangueira) a siga por b e por e, indo comutar a 
válvula de comando VC para sua posição da direita, permitindo assim que a 
haste do atuador principie seu movimento de expansão. 
Atingindo o fim de curso m1, o batente na ponta da haste pressionará o 
rolete causando a inversão de sua válvula, gerando assim um pulso pneumático 
que se propagará por d até atingir a válvula de comando VC e novamente 
comutá-la para sua condição anterior, possibilitando desse modo que o fluxo de 
ar da rede penetre a câmara frontal do atuador, causando o retorno da haste. 
Quando a haste chegar em sua posição de partida, o batente pressionará o 
rolete m2 causando a inversão de sua válvula e gerando um pulso pneumático 
que comutará novamente a válvula VC, dando reinício ao movimento, que só 
cessará após o desligamento do botão S. 
Parada 
Se elevarmos o botão S quando a haste estiver em movimento de 
expansão, ela irá até o fim de curso m1, provocará inversão de sua válvula, pois 
ela está continuamente alimentada pelo fluxo de ar da linha a, causando nova 
comutação de VC e com isso o retorno do atuador. Se, no entanto, elevarmos o 
botão S durante o movimento de retração, ao chegar no fim de curso m2, o 
sistema ficará parado, pois m2 deixou de ser alimentado. 
f 
5.6.3. Comando Automático (Parada Após o Término do 
Curso Iniciado) 
5.6.3.1. Solução Eletropneumática 
Princípio 
Sistema muito similar ao anterior, entretanto, nesse circuito, pretende-se 
que a parada se dê ao término do curso de avanço ou de retorno da haste, não 
necessitando para isso que o ciclo se complete. 
Fisicamente o circuito eletropneumático só se diferencia do anterior no 
circuito de comando, sendo que a chave PARTIDA é mudada de posição, 
estando agora localizada antes de ambos os micro-switches m1 e m2, ou então, 
instalada sobre a linha Nantes dos solenóides. Essa providência fará com que, ao 
desligamento da chave PARTIDA, nenhum dos contatos possa inverter as 
152 Automação Pneumática - Projetos , Dimensionamento e Análise de Circuitos 
válvulas solenóides e gerar a comutação da válvula de comando VC, causando o 
movimento contrário da haste (figura 5.25). 
Partida 
q p 
Figura 5.25 - Circuito elétrico de comando. 
5.6.3.2. Solução Convencional 
' O circuito equivalente em pneumática convencional também sofre uma 
pequena modificação na ligação da válvula de partida S, a fim de que, quando 
desligada, possa apenas permitir que o curso se complete e não o ciclo como no 
caso anterior (figura 5.26). 
~s 
d 
0 a 
'-----------------------------------------------------------------
Figura 5.26 - Comando automático com parada após o curso iniciado -
Solução puramente pneumática. 
Válvulas de Comando Elétrico e Aplicações Simples 153 
O desligamento da uáluula S cortará o fluxo de ar que alimenta os fins de curso 
m1 e m2, impedindo noua comutação de VC quando a haste atingir qualquer um 
deles. 
5.6.4. Comando Automático (Parada sem Completar o Curso 
Iniciado) 
5.6.4.1. Solução Eletropneumática 
Princípio 
Esse circuito de automatização é também muito parecido com o do item 
5.6.2, sendo aqui acrescentada ao circuito de comando uma chave de 
emergência EMERG que a qualquer momento, quando iniciado o movimento de 
expansão da haste, sendo pressionada a chave, provocará a inversão da válvula 
solenóide SOL1 e a conseqüente comutação de VC, fazendo com que o 
movimento de expansão cesse, e se inicie o movimento de retorno (figuras 5.27 e 
5.28). 
Trata-se de uma montagem de segurança, mas dependente da vontade do 
operador. 
_k 
Y~ 
vc Partida 
Y~ 
Em erg 
0 
Figura 5.27 - Comando automático - Circuito eletropneumático. 
154 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
s 
~! E'importante a ser observado na operação desse circuito 
elétrico de comando (figura 5.28) . Toda vez que a chave de emergência for 
ativada, a chave de partida deve ser desligada, pois elas são do tipo com 
retenção, e se assim não houver o desligamento da PARTIDA, quando a haste 
retomar e pressionar o micro-switch m2 , haverá um curto-circuito na rede elétrica. 
Desta forma, é aconselhado então, a substituição da chave simples EMERG por 
uma do tipo NA+ NF, assim se ao pressionar a emergência pare o retomo da 
haste não for desligada a chave de partida, não haverá perigo nenhum de curto 
na rede (figura 5.29). · 
NF 
q ~artida 
Automático 
0 
~ - Partida 
NA_7o-
NF~arada 
Figura 5.31 - Comando repetitivo ou automático - Circuito eletropneumático. 
Figura 5.32 - Circuito elétrico do comando repetitivo ou automático. 
Princípio 
O circuito eletropneumático tem a mesma disposição dos anteriores, pois 
trata-se de um único atuador, cuja válvula distribuidora 4/5/2 é comutada por 
duas de 2/3/2 acionadas por solenóides e retorno por mola. No circuito de 
comando, entretanto, há necessidade da aplicação de um relé K e uma chave 
com retenção (AUTOMÁTICO), para tornar possível a comutação entre os dois 
sistemas. 
Válvulas de Comando Elétrico e Aplicações Simples 157 
Descrição 
O acionamento da chave impulso PARTIDA arma o relé K, fechando seus 
dois contatos KNA, possibilitando assim que o solenóide SOL2 seja excitado, 
invertendo sua válvula eletropneumática e comutando a válvula de comando VC. 
A haste se expande, liberando o micro-switch m2, e ao final de seu curso 
pressiona o micro-switch m1 que excitará SOL1 e provocará nova comutação em 
VC, causando o retorno da haste. 
Ao retornar e pressionar novamente m2 , não haverá nova partida, pois o 
relé estará novamente com seus contatos abertos (não há efeito memória porque 
não há continuidade no circuito do relé quando pressionada a PARTIDA). Desta 
forma o circuito permite apenas a execução de um ciclo completo, sendo 
necessária nova ação sobre a chave de partida para iniciar novo ciclo. 
O modo automático é obtido pressionando a chave com retenção 
(AUTOMÁTICO). Uma vez fechada, ao exercer ação sobre a chave PARTIDA, o 
relé é novamente excitado (desta vez permanecendo com os contados fechados, 
pois a chave PARADA que é NF e a chave (AUTOMÁTICO), também fechada, 
asseguram a continuidade). 
A haste se expande, liberando m2, e ao seu fim de curso pressiona m1 que 
causará seu retorno. E, chegando sobre m2 novamente, excitará SOL2 , pois o 
contato KNA estará fechado, iniciando assim novo ciclo. 
Os ciclos serão repetidos continuamente até que seja exercida alguma ação 
sobre a PARADA que é uma chave do tipo NF e uma vez acionada, corta a 
alimentação do relé, desarmando-o. 
1 
A haste só irá cessar seu movimento ao completar o ciclo {posição retraída). 
5.6.5.2. Solução Convencional 
A figura 5.33 apresenta a versão totalmente pneumática para esse mesmo 
tipo de circuito. 
Princípio 
A válvula de comando VC é comandada por duas válvulas de fim de curso 
do tipo 2/3/2 com rolete e retorno por mola, por uma válvula de partida acionada 
por botão e retorno por mola, além de outra válvula também de 2/3/2 com 
retenção, sendo esta responsável pelo acionamento do sistema automático. O 
circuito conta ainda com o auxílio de um elemento lógico OU. 
158 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
b 
d 
0 ---@t&---
a 
Figura 5.33 - Comando repetitivo ou automático - Solução puramente pn~umática. 
Descrição 
Pressionando unicamente o botão de partida, o fluxo de ar circula pela 
alimentação ª através da válvula para o elemento OU seguindo por Q em direção 
a VC, indo comutá-la. 
A haste se distende, liberando o fim de curso mz até encontrar o fim de 
curso m1 e pressioná-lo invertendo sua válvula e permitindo assim que o fluxo de 
ar provindo de ª siga por Q até encontrar VC e comutá-la novamente, causando 
o retomo da haste. 
Quando retomar para o fim de curso mz, o ciclo não reiniciará, pois não há 
conexão através do botão automático (este se encontra desligado) e VC não pode 
ser novamente comutado, conforme pode ser visto na figura. 
Um novo ciclo só será possível se novamente o botão de partida for 
acionado. 
O modo automático é selecionado atuando sobre o botão de mesmo 
nome, que, uma vez acionado, permanece nessa posição por ser do tipo com 
retenção. 
Atua-se sobre o botão de partida, e o ciclo inicia-se como anteriormente 
descrito, entretanto, quando a haste retomar sobre o fim de curso mz, encontrará 
Válvulas de Comando Elétrico e Aplicações Simples 159 
conexão de f para g através do Automático e do elemento OU, comutando 
novamente VC e reiniciando deste modo o ciclo, que será repetido 
continuamente até que o botão do automático seja desligado. 
Feito isso, o último ciclo finaliza com a haste retraída. 
5. 7. Dispositivos de Regulação 
São dispositivos elétricos, destinados a regular o valor de variáveis de 
processo, tais como: velocidade, tempo, temperatura, pressão, etc. 
5. 7.1. Potenciômetro 
Dispositivo destinado a regular correntes de 
baixa intensidade nos circuitos elétricos e eletrô­
nicos. Apresenta três terminais acessíveis, e podem 
ser do tipo linear ou logarítmico. 
5. 7.2. Reostato 
Possui a mesma finalidade que o potenciô­
metro, porém é destinado a regular correntes de 
alta intensidpde. 
5. 7.3. Transformador 
Dispositivo que permite elevar ou reduzir a 
tensão alternada de acordo com a necessidade de 
utilização dela. 
Figura 5.34 - Potenciómetro. 
~ 
t~---0 
Figura 5.35 - Reostato . 
][ 
Figura 5.36 - Transformador. 
160 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
5.7.4. Relé de Tempo com Retardo na Ligação 
Comuta os contados para a posição 
(C--7NA) após um determinado tempo. 
A temporização tem início quando a 
alimentação do relé é energizada. 
Ao ligar a chave S, é iniciada a 
contagem de tempo conformefoi ajustado 
no relé. 
Transcorrido o tempo ajustado, o relé 
comutará os contatos, ascendendo a lâmpa­
da. 
+ 
L 
K ---------------
~Fechada 
. Chave S :i, Aberta 
_jL_Acesa 
NF 
c 
Lâmpada L A d paga a 
Figura 5.37 - Relé de tempo com 
retardo na ligação. 
5.7.5. Relé de Tempo com Retardo no Desligamento 
Comuta os contados para a posição 
(C--7NA) após um determinado tempo. 
A temporização tem início quando a 
alimentação do relé é cessada. 
Ao ligar a chave S, a lâmpada é 
ligada. 
Ao desligar a chave S, inicia-se a 
contagem do tempo ajustado no relé. Ces­
sado o tempo, o contato retoma à posição 
(C--7NF) . 
Válvulas de Comando Elétrico e Aplicações Simples 
+ 
L 
NF 
c 
_jL_Fechada 
Chave S , T Ab t ,..........., era 
~Acesa 
Lâmpada L A d paga a 
Figura 5.38 - Relé de tempo 
com retardo no desligamento. 
161 
5.7.6. Contador de Impulsos Elétricos 
Dispositivo utilizado para realizar 
(disparar) um evento a partir de uma 
contagem progressiva de impulsos elétricos 
provenientes de sensores, chaves de 
impulso, etc. 
A comutação ocorre quando a con­
tagem de impulso elétrico iguala-se ao 
valor previamente programado no conta­
dor. 
O reset do contador (zeragem da 
contagem) pode ser feito eletricamente, 
por meio de um impulso elétrico, ou pela 
ação manual. 
+ 
L 
NF 
K ---------------
e 
_llilll_ Fechada 
Chave S Aberta 
R ___lL_ Acionado 
eset Desacionado 
__]L_Acesa 
Lâmpada L Apagada 
Figura 5.39 - Contador de impulsos elétricos. 
5. 7. 7. Contador de Impulsos Pneumáticos12 
O contador soma sinais pneumáticos 
partindo do z'ero. Alcançando o número 
predeterminado, o contador emite um 
sinal pneumático de saída. 
O valor predeterminado pode ser 
corrigido, mesmo durante o serviço. 
Quantidades produzidas ou unida­
des de tempo decorridas podem ser direta­
mente lidas, sem cálculo de diferença. 
(Sinold•~y 
~a contador) 
Freqüência de contagem p 
TZ 
Figura 5.40 - Contador pneumático. 
12 Componente fabricado pela FESTO PNEUMATIC- Modelo PZV-ES conf. Catálogo. 
162 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
5.8. Dispositivos de Sinalização 
5.8.1. Indicador Acústico 
Seu propósito é emitir sinais sonoros, tais como: alarmes de emergência por 
superaquecimento, fogo, quebra de máquina, término de processo, indicativo de 
cuidado por não fechamento de blindagem de proteção, etc. 
Pode ser do tipo buzina, sirene ou apito. 
Utilizado também em ambientes em que a sinalização visual é difícil. 
Figura 5 .41 - Indicador Acústico. 
5.8.2. Indicador Visual 
Cumpre a mesma função dos indicadores acústicos, informando ainda por 
meio de cores diferenciadas o status de funcionalidade do sistema. 
As cores convencionadas internacionalmente são: 
Cor Status 
Verde (G) Desligado 
Amarelo (Y) Falha 
Vermelho (R) Ligado Desligado 
Falha 
Ligado 
Figura 5 .42 - Indicador Visual. 
Válvulas de Comando Elétrico e Aplicações Simples 163 
5.9. Exercícios 
1) Refaça os circuitos do item 5.6.1 com as soluções eletropneumática e 
puramente pneumático, considerando acionamento por comando bi­
manual. 
2) Refaça os circuitos do item 5.6.2 com as soluções eletropneumática e 
puramente pneumático, considerando a presença de um contador de 
impulsos que, ao atingir um número de impulsos predeterminado, desligará 
o sistema encerrando os ciclos. 
3) Refaça os circuitos do item 5.6.4 com as soluções eletropneumática e 
puramente pneumático, considerando a presença de um indicador visual do 
tipo da figura 4.42, de forma que a luz verde esteja ligada quando o sistema 
estiver desligado, a luz vermelha esteja ligada quando o circuito estiver 
ligado, e toda a vez que a emergência for ativada, a luz amarela seja ligada, 
desligando a vermelha, e permaneça ligada até ser concluída a correção. 
4) Refaça os circuitos do item 5.6.5 com as soluções eletropneumática e 
puramente pneumático, considerando, no caso eletropneumático, a 
presença de um relé temporizador que é acionado quando a haste toca m11 
permitindo que seu retorno se dê após 20 segundos do contato. E no caso 
puramente pneumático, a presença de uma válvula pneumática de retardo 
que também entre em operação após a haste ter pressionado m1. 
5) Elabore utn circuito puramente pneumático para uma prensa rebitadora no 
qual o acionamento do atuador pneumático seja feito, por medidas de 
segurança, com comando bimanual e acionamento por pedal, de forma que 
se qualquer um dos comandos for liberado antes da tarefa ser executada, o 
atuador retorne para o ponto de partida. 
r Dica 
Na solução deste exercício, utilize elementos lógicos E, e como válvula controladora 
VC, uma do tipo 4/412 com retorno por mola, e controladora de fluxo para regular a 
velocidade de avanço). 
164 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
CAPÍTULO 6~ 
Funções Lógicas 
...... __________________ .... 
6.1. Introdução 
No capítulo anterior, vimos uma série de exemplos de automação simples, 
utilizando apenas um atuador, elaborados a partir do método intuitivo. Na prática 
industrial, geralmente é aplicado mais de um atuador, ou ainda podem existir 
' condições específicas para o acionamento dos atuadores, e por isso o método 
intuitivo não mais responde com excelência, pois pode virar um método de 
tentativas. É necessário então o uso de uma linguagem lógica, fundamentada nos 
princípios da álgebra. 
Vimos, através dos tempos, com a evolução tecnológica industrial a 
necessidade de otimizar os equipamentos de produção, incorporando-lhes 
tecnologia e tornando-os mais confiáveis, produtivos e muitas vezes reduzindo 
seu custo em função das simplificações que a melhoria tecnológica oferece. 
Portanto, deve-se entender que, salvo aplicações extremamente simples e 
isoladas, isto quer dizer, aplicações que não façam parte de um processo 
automatizado, é sempre conveniente adotar as soluções eletropneumáticas ou 
pneutrônicas. 
A adoção de uma metodologia de trabalho otimizada, correta e de 
entendimento universal, além de minimizar a ocorrência de erros (comum de 
acontecer na aplicação do método intuitivo), facilita a supervisão e manutenção 
dos sistemas projetados, permitindo uma fácil comunicação e entendimento entre 
o pessoal técnico das áreas de pneumática, eletrônica, eletricidade, microele­
trônica e informática. 
Facilita ainda a comunicação ótima das várias tecnologias existentes para 
execução física dos sistemas de automação, originando a chamada pneutrônica, 
aplicando tecnologias de CLPs, microprocessadores e informática. 
Funções Lógicas 165 
6.2. Sinais Analógicos, Binários e Digitais 
A comunicação dentro dos diversos processos industriais pode ocorrer na 
forma de sinais analógicos, binários ou digitais. 
Sinais analógicos são todos aqueles que podem assumir qualquer valor 
dentro de determinados limites e que levam a informação na sua amplitude. Os 
sinais analógicos podem ser classificados de duas formas: 
• Sinais variáveis; 
• Sinais contínuos. 
Os sinais analógicos variáveis podem ser representados por uma soma de 
um conjunto de senóides (podem ser decompostas) de freqüência mínima e 
maior que zero, como, por exemplo, sinais senoidais de freqüência constante 
(figura 6.la) e que representam a informação através de sua amplitude. Já os 
sinais analógicos contínuos podem ser decompostos numa soma cuja freqüência 
mínima é zero, ou seja, um sinal que tem certo nível fixo durante um tempo 
indefinido (figura 6.lb). 
V(mv) 
t(ms) 
Figura 6. la - Sinal analógico variável. 
V(mv) 
Figura 6.lb - Sinal analógico contínuo. 
Os sinais digitais são aqueles que estabelecem um número finito de estados 
entre o valor máximo e o mínimo do sinal em estudo. Podemos observá-lo na 
166 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
comunicação de dados entre dois PC's por exemplo, ou então, nos instrumentos 
de controle de temperatura, pressão, tempo, etc., que exibem a informação no 
formato digital.... ....... ................................. 65 
2.5.6. Equacionamento ...... ....... ........................... ........ ... .. .............. .. ........ 65 
2.6. Dimensionamento das Linhas Secundária e de Alimentação .................. 67 
2.6.1. Exemplo Prático 1 .................... .................... ..... ............................. 68 
2.6.2. Exemplo Prático 2 ...... ....................... .. .. ...... ....... ........ .... .... .. ......... . 70 
2.7. Dimensionamento da Linha Tronco a Partir de um Nomograma ..... ...... 72 
10 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
2.7.1. Exemplo Prático ...................................... ........ ............................... 73 
2.8. Exercícios ............................... ................. .... ........................................... 75 
Capítulo 3 - Atuadores Pneumáticos ................. .. .... .... .. ...... .. .. ................... 77 
3.1. Conceito ........................... ...... .. .. .. .... .. .. ................................................. 77 
3.2. Atuadores Pneumáticos Lineares ........ .. .. ............................................... 77 
3.2.1. Atuadores Pneumáticos Lineares de Simples Efeito ... .. ...... .... ........ 78 
3.2.2. Atuadores Pneumáticos Lineares de Duplo Efeito .. ........................ 79 
3.3. Atuadores Pneumáticos Lineares com Amortecimento ............ .. .......... ... 81 
3.3.1. Princípio Funcional ......................................... ............................... 82 
3.3.2. Representação Simbólica ................ .......... .. .... .. .... .. .. ..................... 83 
3.4. Atuadores Lineares de Duplo Efeito Especiais .... ....... .. .. ......... ... ... .. ........ 83 
3.4.1. Atuador Linear de Haste Passante ...... ............ .. .... .. .... ................... 84 
3.4.2. Atuador Linear Duplex Contínuo ................................................... 85 
3.4.3. Atuador Duplex Geminado ........................ .... .. .. .. .......................... 88 
3.4.4. Atuador Pneumático de Alto Impacto ...... .......... .............. ......... .... . 90 
3.5. Atuador Pneumático Giratório (Oscilante) .. .... .. .... ............. ~ .. .. ...... ........ . 95 
3.5.1. Características Técnicas ............. .. ........ ... ......... ................ ............ ... 97 
3.5.2. Representação Simbólica ........................................................ .... ... 97 
3.6. Dimensionamento de Atuadores Pneumáticos Lineares e Giratórios 
Comerciais ... ......................................... .................... .... .. .. .. ............... ... .. ...... 98 
3.6.1. Atuadores Pneumáticos Lineares Comerciais ................................. 98 
3.6.2. Atuadores Pneumáticos Giratórios Comerciais .... .. ....... .. .... ...... .. .. 103 
3.6.3. Cálculo do Consumo de Ar Necessário ........................................ 106 
3.7. Exercícios Propostos ...................................... .. ...... .. ............................ 107 
Capítulo 4 - Válvulas de Comando e Aplicações Básicas .................. ... . 109 
4.1. Conceito ...... ............................................................ ..... ....................... 109 
4.2. Válvulas de Controle Direcional ............... ... .... ..................................... 109 
4.2.1. Convenção da Representação .. .... ............................. .. ................. 109 
4.2.2. Estrutura Funcional ... ......... .. .... .. .... ............................... ......... ..... . 111 
4.2.3. O Comando das Válvulas Distribuidoras ....... ..... .. ........................ 117 
4.3. Válvulas Controladoras de Fluxo .. ......... .... .... ........... : .......... .. .... .. .... .... 118 
4.3.1. Válvula de Controle de Fluxo Fixa Bidirecional.. .......................... 119 
Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 11 
4.3.2. Válvula de Controle de Fluxo Variável Bidirecional ..... .. ............... 119 
4.3.3. Válvula de Controle de Fluxo Variável Unidirecional .................... 120 
4.4. Válvulas de Bloqueio .................................. .. .... .................................... 121 
4.4.1. Válvula de Retenção com Mola ...................... ............ ..... ...... ........ 121 
4.4.2. Válvula de Retenção sem Mola ..................................................... 122 
4.4.3. Válvula Seletora (Função Lógica OU) ....... ........ .... ...... .................. 122 
4.4.4. Válvula de Simultaneidade (Função Lógica E) .............................. 123 
4.4.5. Válvula de Escape Rápido ............................................................ 123 
4.5. Válvulas Controladoras de Pressão ........ .......... ................. ..... ............... 124 
4.5.1. Válvula de Alívio ou Limitadora de Pressão .................................. 125 
4.5.2. Válvula de Seqüência ....................... ......... .. ..... ... ... ..... ... .... .......... 125 
4.5.3. Regulador de Pressão ................................................................... 126 
4.6. Aplicações Básicas ..... ... .......... ........................................................ ..... . 126 
4.6.1. Exemplo Prático 1 ........................................................................ 127 
4.6.2. Exemplo Prático 2 ................................... ............................. ........ 127 
4.6.3. Exemplo Prático 3 ................ ..... ...... .... ....................................... .. 128 
4.6.4. Exemplo Prático 4 .... ...... ..... ............. ..... ............................. .......... 129 
4.7. Válvulas de Retardo ..... ........ ........ .... .... ........ ............ ........ ..... ....... ...... ... 131 
4.7.1. Exemplo Prático ........................................................................... 132 
4.8. Exercícios ......... ......... ........ ... ...... ...... ...... ........... ..................... .............. 134 
1 
Capítulo 5 - Válvulas de Comando Elétrico e Aplicações Simples ...... 137 
5.1. Conceito ............................................................................................... 137 
5.2. Características ....................................................................................... 138 
5.3. Modos de Acionamento ........................................................................ 139 
5.3.1. Chave Impulso sem Retenção ....................................................... 139 
5.3.2. Chave com Retenção ou Trava ..................................................... 139 
5.3.3. Chave Seletora com ou sem Trava ............................................... 140 
5.3.4. Limitadora de Curso (Micro-Switch) ........................................ .. ... 140 
5.3.5. Relé ........ ...... ........... ............................ ........ ......... ...... .................. 141 
5.3 .6. Sensores Elétricos .................................. ....................................... 142 
5.3.7. Sensores Ópticos .......................................................................... 143 
5.4. Válvulas Proporcionais ....... ................... .... .......................... : ................ 144 
5.5. Circuito de Potência e de Comando ...................... .. ............ .... .... .......... 146 
12 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
5.6. Exemplos de Aplicações Simples ... .............. .... .... ...... ...... .... ... ........ ..... 147 
5.6.1. Comando Repetitivo .................................................................... 147 
5.6.2. Comando Automático (Parada Após o Término do Ciclo 
Iniciado) ....................... .................. ............ ...... ........................ ........ ...... 149 
5.6.3. Comando Automático (Parada Após o Término do Curso 
Iniciado) ...... ... .. .... .... .................. ................ ............................. .... ...... ..... 152 
5.6.4. Comando(figura 6.2) . 
u 
,h 1 
11 li 13 1-i 15 t,; 17 Is 1 
Figura 6.2 - Sinal digital. 
Os binários são sinais digitais que só podem assumir dois valores ou dois 
estados (figura 6.3 e 6.4) . 
u 
:h 1 
11 li tJ ti Is t,; 17 Is t 
i i i i i i i i 
1 o o 1 1 o o 1 
Figura 6.3 - Sinal binário. 
Variáveis de estado 
1 Acionado Fechado Sim 24V 
o Desacionado Aberto Não ov 
Figura 6.4 - Sinal binário. 
Em automação pneumática ou eletropneumática, trabalhamos basicamente 
com sinais binários, como atuar uma válvula através de um impulso manual, 
pneumático ou elétrico, ou ainda comutando um relé que abrirá ou fechará um 
circuito. Já na pneutrônica, em que há grande presença da eletrônica através de 
sensores e controladores lógicos programáveis, os três modos de comunicação 
estão presentes. 
6.3. Comandos Binários 
Os comandos binários são compostos predominantemente por funções 
lógicas, tais como: SIM, NÃO, E, NÃO E, NÃO OU, E EXCLUSIVO, OU 
Funções Lógicas 167 
EXCLUSIVO e MEMÓRIAS, bem como alguns componentes eletrônicos de 
saídas binárias, tais como contadores e temporizadores13
. 
Os comandos binários estão divididos em dois tipos: 
• Comandos combinatórios; 
• Comandos seqüenciais. 
Comandos 
Binários 
Combinatórios 
Seqüenciais 
Figura 6.5 - Comandos binários. 
De tempo 
programado 
De trajetória 
programada 
Nos comandos combinatórios, um sinal de saída S ocorre sempre em 
função de uma combinação lógica de sinais de entrada E. 
S = f(E) (6.1) 
Essas combinações lógicas são 
definidas pelas conhecidas funções 
booleanas (lógica de Boole). 
Sl 
E3-----' 
E4====0-~1 52 
ES 
Figura 6.6 - Fluxograma lógico de um comando 
binário combinatório. 
Nos fluxogramas apresentados, o sinal de saída Sl só ocorrerá se houver 
sinal nas entradas El, E2 e E3 (duas funções E interligadas - generalização da 
função lógica E), enquanto para a ocorrência de S2 deverá haver sinal em E4 ou 
ES (função lógica OU). 
13 Neste livro são considerados apenas os comandos binários assíncronos, ou seja, co­
mandos que não são ativados por um clock interno, mas sim, por um sinal de entrada. 
168 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
O esquema pneumático da figura 6. 7 seguinte exemplifica o fluxograma 
apresentado. 
El 
C57 
E2 
C57 
0 p 
• 
1 
lllm- --------~ :------ -1 
1: 1 
1' ' 
1 1 : ,y 1: 1 
1' ' .----
1 ~------ _: 1 :x 1 
121[1--- -5~ -
1 
52~ --- (3) 
1 
1 1 
:v •------------, 
1 
C57 
Pedal 
Figura 6. 7 - Comando combinatório da figura 6.6, 
executado fisicamente com componentes pneumáticos. 
1 
Emergência 
Assim, verificando agora no circuito pneumático, é fácil ver que o atuador 
só partirá do repouso para o movimento de expansão, quando os botões Ele E2 
e o pedal E3 forem acionados simultaneamente. Isto produzirá um sinal Sl na 
saída do elemento lógico (2), comutando a válvula controladora direcional. O 
retomo do atuador será dado pelo fim de curso E4 ou pelo botão de emergência 
ES, que sendo atuado, qualquer um deles, produzirá um sinal de saída S2 no 
elemento lógico (3) que novamente comutará a controladora direcional. 
Há casos em que a simples combinação de sinais de entrada não é 
condição suficiente para determinar de forma inequívoca uma certa saída do 
comando. São situações em que faz necessária a utilização de MEMÓRIAS, 
trabalhando então com comandos combinatórios com memória. Além disso pode 
ser necessário o uso de temporizadores e contadores nos comandos 
combinatórios. 
Seqüenciais são comandos de sistemas que produzem uma sequencia 
predeterminada de ações, cuja passagem de uma para outra se dá em função do 
cumprimento de condições de prosseguimento, de acordo com a programação. 
Essas condições de prosseguimento são sinais de entrada E externos, como 
também grandezas internas 1 do próprio sistema. Assim, para cada ação da 
seqüência, a saída S é dada por: 
S=f(E,I) (6.2) 
Funções Lógicas 169 
Nos sistemas automatizados de mais de um atuador, que realizam 
movimentos seqüenciais, as grandezas internas 1 podem ser, por exemplo, os 
fins de curso, que conforme vão sendo ativados, determinam o deslocamento do 
próximo atuador, segundo uma programação predefinida. Nesse caso, trata-se de 
um comando seqüencial de trajetória programada. 
O dispositivo da figura 6.9 e seu respectivo circuito (figura 6.10) 
exemplificam o que fora exposto. 
• 
170 
i0 
B 
ª1 b1 
Figura 6.8 - Dispositivo para serrar tubo de aço (comando seqüencial). 
Atuador A (Morsa) 
1 
Atuador B (Serra) 
S4 S6 --------, --, 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
1 2 
1 
1 
1 
1 1 
'---r---------------, , 
1 1 1 
~~! 
11 : 12 1 : 
1 : 1 
1 1 1 
'----- --------- ----- ----- ----'"--------- - --- -, ,..-----------· 
1 1 
1 1 
1 , 
A: :s 
b~: i • 1 
1 
13 : 
1 
1 
• 1 
1 
3 1 
1 
1 
1 
1 
.----------- §?_ ----- ----- ____________ : 
p 
' 1 
1 2 3 
Figura 6.9 - Comando seqüencial de trajetória programada do dispositivo de corte. 
Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
A figura 6.9 exemplifica um comando seqüencial de quatro passos, de 
trajetória programada, executado totalmente com elementos pneumáticos: 
avanço do atuador A, avanço do atuador B, recuo do atuador B e finalmente 
recuo do atuador A. O avanço do atuador A se dá a partir de um sinal externo E 
que produzirá um sinal de saída Sl, comutando a válvula controladora direcional 
Vc1, esta, por sua vez, produzirá um sinal S3 em Vc2, e também alimentará o 
fim de curso a1, que, quando acionado pela haste do atuador A, irá produzir um 
sinal de grandeza interna 11 responsável pela comutação de Vc3 • 
A haste do atuador B, ao se distender, pressionará o fim de curso b1 
produzindo uma grandeza interna 13 que comutará de volta Vc1 e através desta, 
Vc3 , o que trará de volta a haste do atuador B. Ao retornar à sua posição inicial, a 
haste pressionará o fim-de-curso b21 produzindo um sinal de grandeza 12, que 
comutará de volta Vc2, provocando o retorno do atuador A e o final do ciclo. 
Se, entretanto, em lugar dos fins de curso, fossem utilizados contadores de 
tempo, como uma variável de estado interna para definir uma determinada 
seqüência de eventos, com os sinais de temporizadores ter-se-á um comando 
seqüencial de tempo programado. Podendo haver ainda o tipo misto, em que as 
seqüências sejam disparadas por fins de curso e por temporizadores. 
A maioria dos comandos binários de sistemas de automação se constitui 
dos dois tipos definidos (combinatórios e seqüenciais). Num comando seqüencial, 
cada passo é na verdade a saída de um comando combinatório, cujos sinais de 
entrada são os sinais externos e internos já mencionados (E, 1). 
Os comandos binários que foram definidos anteriormente, pertencem à 
classe dos assíncronos, ou seja, são comandos cujo principal sinal de entrada que 
provoca um sinal de saída não é gerado por um "clock", mas sim por elementos 
de sinal do próprio sistema comandado, como, por exemplo, os detectores de 
posição mecânicos, eletromecânicos ou eletrônicos. 
6.3.1. Estrutura dos Comandos Binários 
Como visto, os comandos binários podem ser puramente pneumáticos, 
eletropneumáticos ou ainda pneutrônicos, estruturados conforme tabela 6.1. 
/ 
• 
Funções Lógicas 171 
Tabela 6.1 - Componentes e principais métodos de projetos de comandos binários. 
Pneumáticos Eletropneumáticos Pneutrônicos 
Elementos 
ATUADORES PNEUMÁTICOS LINEARES E ROTATIVOS 
de Trabalho 
Elementos VÁLVULAS DIRECIONAIS 
de Comando Acionadas por pressão piloto Acionadas por solenóide 
Elementos de RELÉS, CHAVES E CONTROLADORES 
Processamento 
VÁLVULAS PNEUMÁTICAS INTERRUPTORES NA e NF, PROGRAMÁ VEIS, 
de Sinal 
3/2 NA, 3/2 NF, OU, E ligados em série e em Microprocessadores, 
paralelo. Circuitos integrados. 
Elementos 
VÁLVULAS PNEUMÁTICAS BOTÕES E INTERRUPTORES ELÉTRICOS 
3/2, NA e NF e SENSORES SENSORES ELETRÔNICOS 
de Sinal 
PNEUMÁTICOS Sensores ópticos, magnéticos, indutivos e capacitivos. 
MétodosINTUITIVO INTUITIVO 
Tradicionais CASCATA, 
Seqüência máxima e mínima 
de Projeto PASSO A PASSO 
Métodos DIAGRAMA DE KARNAUG {para comandos combinatórios) 
Apoiados na MÉTODO PASSO A PASSO GENERALIZADO {para comandos seqüenciais) 
Lógica Binária 
6.4. A Lógica de Boole 
Em 1854, o matemático George Boole, ponderou sobre o pensamento 
filosófico de Aristóteles (384 - 322 a.C.), que afirmava: "é através de uma correta 
seqüência de pensamentos que se chega sempre a uma correta conclusão". 
George então, após vários estudos, conseguiu representar a lógica formal de 
Aristóteles numa estrutura algébrica, sem todavia associá-la a qualquer tipo de 
aplicação prática. Somente em 1938, C. E. Shannon, já com o advento da 
eletricidade aplicada, descobriu que a álgebra booleana poderia ser utilizada para 
a estrutura lógica de circuitos elétricos, aplicando-os à comutação de relés em 
telefonia, desenvolvendo então os meios matemáticos para o projeto de 
comandos combinatórios e seqüenciais. 
A álgebra booleana apóia o projeto do processamento de sinal dos 
comandos binários, não se reportando à natureza física das grandezas em jogo, 
mas sim, à existência ou não de um sinal. Em conseqüência disso, as funções, os 
teoremas e métodos de álgebra booleana referem-se genericamente aos sinais de 
entrada e aos sinais de saída de um comando, tratados como variáveis binárias, a 
serem representadas por El, E2,. .. En e Sl, S2,. .. Sn. 
172 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
_/ 
/ 
/ 
El 
E2 
En 
Comando 
binário 
Sl 
S2 
Sn 
Figura 6.10 - Representação genérica de um comando binário. 
6.4.1. Funções Lógicas Básicas 
Em circuitos de comando, os estados dos dois sinais binários devem ser 
definidos de maneira inequívoca. 
Dessa forma, por convenção, será adotada a tabela lógica 6.2. 
Tabela 6.2 - Contatos lógicos. 
Contato emissor e seu estado 
Convenção 
conforme os acionamentos 
Tipo de emissor 
Tensão e Nível 
Potencial 
corrente lógico 
NA~ 
' 
Não Fornece o ov 
NF r Fornece 1 24V 
A maneira mais fácil de entender a operação de uma função lógica é 
analisando os circuitos montados a partir de componentes discretos utilizando as 
próprias funções lógicas básicas SIM, NÃO, E, OU. 
6.4.1.1. Função Lógica SIM (Identidade) 
Na função SIM a saída terá o sinal 1 quando a entrada tiver o sinal 1. 
Reciprocamente, a saída será nula quando não existir sinal na entrada (Tabela 
6.3) . 
Funções Lógicas 173 
Tabela 6.3 - Função lógica SIM. 
Circuito 
Representação Símbolo lógico Tabela-verdade 
Pneumática 
E s 
T24V s o o 
E~ 
:1ov 
E--@-s 1 1 
p 
Equação Booleana: S=E 
6.4.1.2. Função Lógica NÃO (Negação) 
Na função NÃO o sinal de saída terá o valor 1 quando a entrada for Ígual a 
O e valor O em caso contrário (Tabela 6.4). 
Tabela 6.4 - Função lógica NÃO. 
' Representação 
Circuito Símbolo lógico Tabela-verdade Pneumática 
E s 
->-24V 
s o 1 Eaüp. E 
E--8-s 1 o 
s 
p 
ov 
Equação Booleana: S=E 
174 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
6.4.1.3. Função Lógica E (Conjunção) 
Na função E, só existirá sinal de saída quando existirem os dois sinais de 
entrada (Tabela 6.5). 
Tabela 6.5 - Função lógica E. 
Circuito 
Representação Símbolo lógico Tabela-verdade 
Pneumática 
F2 El s 
s r24V 
El~ o o o El~ 
El=EJ--& s 
~w 
E2 E2 o 1 o 
El~E2 
1 o o 
s 
1 1 1 
Equação Booleana: S=El. F2 
' .. 
6.4.1.4. Função Lógica OU (Disjunção) 
Na função OU a condição suficiente para que haja o sinal de saída é que 
exista apenas um dos dois sinais de entrada (Tabela 6.6). 
Tabela 6.6 - Função lógica OU. 
Circuito 
Representação 
Símbolo lógico Tabela-verdade 
Pneumática 
F2 El s 
t t 24V o o o El E2 
E1-{Q H El=G--
l 
E2 E2 :1 o 1 
1 1 o 
Circuito 
24V 
El El E2 
ov 
Equação Booleana: S=El + E2 
Funções Lógicas 179 
6.4.2.5. Função Lógica Derivada "EQUIVALÊNCIA" 
Esta função lógica possui representação simbólica semelhante a duas 
funções básicas E, sendo uma delas com as entradas inibidas, e a saída de ambas 
sendo entradas de uma função lógica OU. 
Sua representação pneumática pode ser feita por duas simples válvulas 
pneumática 2/3/2 interligadas com os elementos lógicos. 
Assim uma função lógica "EQUIVALÊNCIA" só terá saída ao nível lógico 1 
quando não houver presença de sinal simultâneo em El e E2 (nível lógico zero), 
ou quando Ele E2 tiver nível lógico 1 simultaneamente (Tabela 6.11). 
Tabela 6.11 - Função lógica EQUIVALÊNCIA. 
Representação 
Pneumática 
s 
Símbolo lógico 
El 
E2 
s 
Tabela-verdade 
E2 El s 
o o 1 
o 1 o 
1 o o 
1 1 o 
Circuito 
24V 
El E2 
Kl 
K2 
Equação Booleana: S=El. E2 + El. E2 
As duas saídas Sl e 52 são complementares, e o biestável diz-se "setado" se 
a saída Sl estiver ao nível lógico 1 e "ressetado" se ao nível lógico O (zero) -
Tabela 6.14. 
180 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
! 
\ 
6.4.2.6. Função Lógica Derivada "OU EXCLUSIVO" 
Esta função lógica possui representação simbólica semelhante a duas 
funções básicas E, sendo ambas com uma das entradas inibida (a inibição em 
uma é oposta à inibição na outra), e a saída de ambas sendo entradas de uma 
função lógica OU. 
Sua representação pneumática pode ser feita por duas simples válvulas 
pneumáticas 2/3/2 interligadas com os elementos lógicos. 
Assim uma função lógica "OU EXCLUSIVO" só não terá saída ao nível lógi­
co 1 quando não houver presença de sinal simultâneo em El e E2 (nível lógico 
zero) , ou quando Ele E2 tiver em nível lógico 1 simultaneamente (Tabela 6.12). 
Tabela 6.12 - Função lógica: OU EXCLUSIVO. 
Representação 
Pneumática 
Símbolo lógico Tabela-verdade 
E2 El s 
El 
E2 
º' o 1 
s 
o 1 1 
1 o 1 
1 1 o 
Circuito 
24V 
K2 
El E2 
Kl 
Equação Booleana: S=El . E2 + El . E2 
Funções Lógicas 181 
6.4.2.7. Memória RS 
Provém do inglês Reset - Set, que significa desarma - arma ou desaciona -
aciona, nomes dados a entradas do próprio biestável, no qual um pulso R (nesse 
caso E2), coloca a saída S ao nível lógico O (zero) desarmando-a, e um pulso El 
coloca a saída ao nível lógico 1 armando-a (Tabela 6.13). 
Tabela 6.13 - Memória R-S. 
Representação 
Pneumática 
s 
6.4.2.8. Memória Biestável 
Símbolo lógico 
El=D-
E2 R S 
Tabela-verdade 
F2 El s 
o o Mantém estado 
o 1 1 
1 o o 
1 1 Não permitido 
Circuito 
24V 
Um circuito biestável apresenta dois estados estáveis (0 e 1) na saída e, 
pela ação de um pulso externo a uma das suas entradas, passa de um estado ou 
nível lógico ao outro, lá permanecendo até que outro pulso ou estímulo seja dado 
na outra entrada. Por essa característica de reter um determinado estado ou nível 
lógico é que se classifica como elemento de memória. 
182 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
I 
Representação 
Pneumática 
52 51 
Tabela 6.14- Memória Biestável. 
Símbolo lógico 
El~Sl 
E2 S2 
Tabela-verdade 
E2 El Sl S2 
o o o 1 
o 1 1 o 
1 o o 1 
1 1 Não permitido 
Circuito 
El 
6.5. Tabela de Correspondências, Tabela-verdade e 
Equação de Boole dos Comandos Combinatórios 
Vimos as portas lógicas básicas e suas combinações obtendo outras portas 
lógicas (portas lógicas derivadas) . Essas combinações, em automação, podem se 
estender, formando o que se denomina de Sistema Combinatório ou Comando 
Combinatório . 
O objetivo de idealizar o projeto de comando combinatório é a obtenção de 
sua equação booleana que, por sua vez, é obtida da tabela-verdade elaborada a 
partir do enunciado do comando desejado. 
Para que possamos elaborar a tabela-verdade de um comando 
combinatório, é sempre aconselhável iniciar pela elaboração de uma tabela de 
correspondências, que deve listar de forma sistemática as variáveis de entrada e 
de saída, indicando sua descrição, notação e correspondência lógica. 
Funções Lógicas 183 
A tabela de correspondências informará, por exemplo, que as notações 
El,. .. En e Sl, ... Sn representam as variáveis de entrada e saída, com suas 
correspondências lógicas El=l, E2=0, ... ou Sl=l, S2=1, ... de um mecanismo 
automatizado. 
6.5.1. Exemplo Prático 
Um prensa pneumática de 4,8 toneladas (atuador com diâmetro de 
320mm) é acionada de meio comando bimanual e/ou pedal, porém seu sistema 
de segurança (grade de fechamento) só permite qualquer um dos acionamentos. 
se ela estiver fechada. Assim, o acionamento da prensa só será possível com no 
mínimo uma das seguintes condições satisfeitas: 
• Comando bimanual acionado e a grade de proteção aberta; 
• A grade de proteção fechada e o pedal acionado. 
6.5.1.1. Tabela de Correspondência Lógica 
Conhecidas essas condições, deve-se construir uma tabela de 
correspondências em que serão listadas as variáveis de entrada e saída, suas 
respectivas notações e correspondência lógica (Tabela 6.15). 
Tabela 6.15 - Correspondência lógica do dispositivo de furação_. 
Variáveis de Entradas Notação Correspondência Lógica 
Acionamento bimanual (botão 1) El Acionado El = 1 
Acionamento bimanual (botão 2) E2 Acionado E2=1 
Acionamento por pedal E3 Acionado E3=1 
Sensor de grade fechada E4 Acionado E4=1 
Variáveis de Saída 
Sinal para avanço do cabeçote s Cilindro avança S=l 
6.5.1.2. Tabela-verdade 
A ordem das variáveis de entrada e das combinações possíveis deve ser 
colocada na tabela-verdade de uma forma sistemática para que o projetista tenha 
segurança que não repetiu combinações, em detrimento de outras que poderiam 
ter sido esquecidas. Colocam-se as variáveis de entrada nas colunas de tal modo 
que a última variável esteja à esquerda, facilitando assim a eventual necessidade 
184 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
de acrescer novas variáveis, mesmo que a tabela-verdade esteja parcialmente 
pronta. 
Quanto ao número de combinações possíveis, é fácil ver que por se tratar 
de quatro variáveis de entrada (El, E2, E3, e E4), as quais só podem assumir os 
valores lógicos O ou 1, ou seja, dois valores, na tabela-verdade vão existir então: 
24 = 16 combinações possíveis 
Como o leitor pode ver, as linhas 03 e 12 da tabela, na página seguinte, 
satisfazem o cumprimento das condições mínimas de acionamento do atuador da 
prensa de acordo com a formulação verbal do problema. Já as linhas 07, 11, 
13,14 e 15 satisfazem com redundância as condições mínimas exigidas, 
entretanto nada impede que essas combinações permitam o avanço da prensa. A 
linha 15, por exemplo, indica que a porta de segurança está fechada e o 
acionamento se dá por ambos os botões, além do pedal. 
Tabela 6.16 - Tabela-verdade. 
Linha E4 E3 E2 El s 
00 o o o o o 
01 o o o 1 o 
02 o o 1 o o 
03 o o 1 1 1 
04 o 1 o o o 
05 o 1 o 1 o 
06 o 1 1 o o 
07 o 1 1 1 1 
08 1 o o o o 
09 1 o o 1 o 
10 1 o 1 o o 
11 1 o 1 1 1 
12 1 1 o o 1 
13 1 1 o 1 1 
14 1 1 1 o 1 
15 1 1 1 1 1 
6.5.1.3. Equação Booleana 
A equação booleana do comando combinatório é obtida diretamente da 
tabela-verdade, obedecendo a uma de duas formas, a saber: 
Funções Lógicas 185 
• Forma Canônica Disjuntiva FCD: formada com as combinações de 
entrada que produzem a saída S (S= l); 
• Forma Canônica Conjuntiva FCC: formada com as combinações que 
não produzem a saída S (S=O). 
Neste exemplo será usada a Forma Canônica Disjuntiva, em que cada 
termo da equação é composto por uma combinação de variáveis da linha em que 
S= 1. A equação do exemplo então, será formada pelos grupos cujos termos são 
oriundos das linhas 03, 07, 11, 12, 13, 14 e 15. 
--
• Linha 03 ~ Grupo03 = E4 · E3 · E2 · El 
• Linha 07 ~ Grupo 07 = E4 · E3 · E2 · El 
• Linha 11 ~ Grupo11 = E4 · E3 · E2 · El 
--
• Linha 12 ~ Grupo12 = E4 · E3 · E2 · El 
• Linha 13 ~ Grupo13 = E4 · E3 · E2 · El 
• Linha 14 ~ Grupo14 = E4· E3 · E2 · El 
• Linha 15 ~ Grupo15 = E4 · E3 · E2 · El 
Assim: 
Substituindo: 
S = :f, Grupon 
n3 7 115 111 
2 6 114 10 
Figura 6.14 - Matriz de Karnaugh com campos identificados. 
Definem-se os grupamentos de onde serão obtidos os termos da equação 
i5 e 
D 
C D 
i5 
A 
8 
o 
1 
3 
2 
A 
B ..B. y Grupo 1 
4 12 8 
1 
5 13 9 
1 Grupo 2 
71115 111 
6 14 10 
1 
-
Figura 6.15 - Matriz de Karnaugh com grupamentos definidos. 
Aut()mação Pneumática - Projetos, .Dimensionamento e Análise de Circuitos 
Obtêm-se agora os termos da equação S, referentes a cada grupamento 
definido. Observe o leitor que o campo 15, conforme fora colocado anterior­
mente , está contido nos dois grupamentos. 
A obtenção dos termos minimizados é bastante simples. Observe: 
Grupo 1 
O grupo 1 é composto pelos elementos de campo 12, 13, 15 e 14, 
posicionados na matriz em forma de coluna, sob os termos "A.B". Já com relação 
aos termos (e· D · D, C ·D · D), dispostos na lateral esquerda da matriz, não 
participam da formação do grupo por serem anulados pela aplicação do teorema 
5 e o postulado 5 de Boole (Tabela 6.19) , ou seja: 
C·C+D ·D+D ·D =O (6.10) 
Assim, o termo minimizado do grupo 1 será -7 Termo1 = A· B 
Grupo 2 
O grupo 2 é composto pelos elementos de campo 3, 7, 15 e 11, 
posicionados na matriz, em forma de linha, sobre os termos "C.D". Já com 
relação aos termos dispostos na parte superior da matriz, ocorre o mesmo que no 
grupo 1, os termos se anulam pela aplicação do teorema 5 de boole (tabela 
6.19), ou seja: 
A ·A+B·B+B ·B=O (6.11) 
Assim, o termo minimizado do grupo -7 T ermo2 = C ·D 
A equação minimizada resultante para a saída S do comando combinatório 
proposto será: 
S= f Termon = Termo1 +Termo 2 =A·B+C ·D (6.12) 
n=l 
S = A · B + C · D 15 (6.13) 
O circuito lógico resultante desta equação pode ser assim representado: 
15 Embora o mapa de Kamaugh forneça a função S com boa minimização, sempre que 
for possível minimizá-la mais ainda com a aplicação dos teoremas de Boole, obtendo 
assim uma máxima otimização. 
Funções Lógicas 193 
l 
E4 
E3 
E2 
El 
Figura 6.16 - Circuito lógico do comando. 
Perceba o leitor que em toda a solução de comandos combinatórios sempre 
valerá a seguinte relação inve_!§a: E4=A, E3=B, E2=C, El =D. 
Tabela 6.20 - Elementos do mapa de Karnaugh para duas variáveis de entrada. 
Matriz analítica para Karnaugh com duas variáveis de entrada 
Campo 
Termo do elemento de 8 si 
Campo n (TECn) Ã~ - - - A 1 3 o A·B 
1 
- Equação do Termo n A·B 
-
2 
Termon = f TECn 
A·B 
3 A·B n ~O 
Tabela 6.21 - Elementos do mapa de Karnaugh para três variáveis de entrada. 
Matriz analítica para Karnaugh com três variáveis de entrada 
Campo 
Termo do elemento de 
Campo n (TECn) 
o - - - Ã 1 A A·B ·C B B B B 
1 
- - ctlfE A·B·C 
2 
- - e 1 s 1 s A·B·C 
-
3 A·B·C 
- -
4 A·B·C Equação do Termo n -
5 A·B·C 
Termon = f TECn 6 A·B·C 
7 A·B·C n ~O 
194 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
Tabela 6.22 - Elementos do mapa de Karnaugh para quatro variáveis de entrada. 
Matriz analítica para Karnaugh com quatro variáveis de entrada 
Campo 
Termo do elemento de 
Campo n (TECn) 
- - - -o A·B·C·D 
- - -1 A·B·C·D 
- - -2 A·B·C·D 
3 - - A 1 A A·B·C·D B B B 8 - - -4 A·B·C·D õ o 4 12 8 
5 - - e 1 5 13 9 A·B·C·D D 
6 - - 3 7 15 11 A·B·C·D e D 
- õ 2 6 14 10 
7 A·B·C·D 
- - -
8 A·B·C·D 
- -
9 A·B·C·D 
- -
10 A·B·C·D 
-
11 A·B·C·D 
12 A·B':-C ·D Equação do T ermci n 
-
13 A·B·C·D 
Termon = f TECn 14 -
A·B·C·D 
15 A·B·C·D n~O 
O resultado que fora obtido nas expressões 6.12 e 6.13 pode ser 
confirmado pela aplicação da tabela 6.20, apresentada logo à frente, substituindo 
os campos formadores dos grupos 1 e 2 ali descritos pelos referidos elementos de 
campo, aplicando então os teoremas de Boole para simplificação. É o que 
mostramos em seguida. 
Grupo 1 
Campo Termo do elemento de Campo n (TECn) 
- -12 A·B·C·D 
-13 A·B·C·D 
-14 A·B·C·D 
15 A·B·C·D 
Equação do Termo n 
Termon = f TECn 
n=l 
Funções Lógicas 195 
Termo1 =A· B · C ·D+ A· B · C ·D+ A· B · C ·D+ A · B · C · D (6.14) 
Minimizando: 
Termo1 =A · B ·(e ·D +C·D +C · D+C · D) 
Termo 1 =A · B ·te· (D+ D)+ C ·(D+ D )J 
Termo1 =A · B ·te+ C J 
Termo1 =A · B · [1] 
Termo 1 = A·B 
(6.15) 
(6.16) 
(6.17) 
(6.18) 
(6.19) 
Observe o leitor que nesta solução foram aplicadas as propriedades de 
distribuição ~ os teoremas 8 e 2 de l3oole. 
Grupo2 
Campo 
Termo do elemento de 
Campo n (TEC0 ) 
- -
03 A·B · C·D 
-
07 A·B ·C·D 
-
11 A ·B ·C ·D 
15 A ·B·C·D 
Equação do Termo n 
Termon = f, TECn 
n=l 
Termo 2 = A·B·C·D + A·B ·C·D + A·B ·C·D + A ·B ·C ·D (6.20) 
Minimizando: 
Termo 2 = C ·D · (A -B+A ·B +A ·B+A ·B) (6.21) 
T ermo2 = C · D · [1 J (6.22) 
196 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
Termo2 =C·D (6.23) 
Observe o leitor que nesta solução foram aplicadas as propriedades de 
distribuição e o teorema 8 de Boole. 
Somando os termos: 
Assim: 
S= f,Termon =Termo1 +Termo 2 =A·B+C·D 
n~l 
S=A·B+C·D 
Confirmando assim a eficácia da aplicação do mapa de Karnaugh 
Já o circuito pneumático é bastante simples de ser elaborado: 
Atuador da prensa 
El 
E2 
E3 
E4 
Figura 6.17 - Circuito pneumático do comando combinatório proposto. 
Funções Lógicas 
(6.24) 
(6.25) 
197 
6. 7.3. Estudos de Agrupamentos em Mapas de Karnaugh 
para Quatro Variáveis 
A figura 6.18 apresenta a situação já comentada no item 6.7.1 em que 
durante o preenchimento dos campos no mapa de Karnaugh ocorra a 
possibilidade de um campo com valor 1 sem estar adjacente a outro, ou outros 
campos para formação de um grupo, sendo desta forma considerado como um 
grupo de um único campo. 
Nesta situação apresentada, dada sua posição no mapa, pois os campos (0, 
1, 3 e 2) são adjacentes aos campos (8, 9, 11 e 10), bem como os campos (0, 4, 
12 e 8) são adjacentes aos campos (2, 6, 14 e 10), ele pode ser combinado com o 
campo 2 ou com o campo 8, formando um novo grupo de dois campos (Grupo 
2). 
A A 
B B B B 
Grupo 1 
Figura 6.18 - Mapa de Karnaugh com grupo 2 formado pela adjacência entre os campos 2 e 10. 
A equaçâo final combinatória S será então: 
Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3 
- - - - -
Termo 2 =A· B · C ·D· A· B · C ·D 
- - - -
Termo 1 =A· C ·D Termo 2 = B · B ·D · (A + A) Termo 3 =A· B · C 
198 
- -
Termo 2 = B · C ·D 
3 
S = L, Termon = Termo1 + Termo 2 + Termo 3 
n=l 
S = A·C·D+B·C·D+A·B·C 
O que já não acontece com o mapa da figura 6.19. 
(6.26) 
(6.27) 
Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
Figura 6.19 - Mapa de Karnaugh com um grupo de um campo. 
A equação final combinatória S será então: 
Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3 
- - - -
Termo 1 =A· C ·D Termo 2 =A ·B ·C · D Termo 3 =A·B·C 
3 
S = L Termon = Termo1 + Termo 2 + Termo 3 (6.28) 
n=l 
S = A·C·D+A·B·C·D+A·B ·C (6.29) 
' Outras situações de campos adjacentes que merecem nossa atenção estão 
listadas na figura 6.20 apresentadas em seguida: 
õ e 
D 
C D 
õ 
õ e 
D 
C D 
õ 
A 1 A 
B B B B 
o 4 12 8 
.--l-rn5 13 9 
1 
13 1]7 15 11 
2 6 14 10 
(a) 
o 4 12 8 
e '? 9 
1 1 1 11 
13 1 7 15 11 
2 6 14 10 
(d) 
e õ 
D 
e D 
õ e 
D 
C D 
õ 
(b) 
A 1 A 
B B B i3 
r 14 12 8 
1 5 13 9 
1 1 
13 1 7 15 11 
2 6 14 10 
1 1 
(e) 
e õ 
D 
e D 
õ 
õ e 
D 
C D 
õ 
i3 
1 
1 
Figura 6.20 - Outros agrupamentos adjacentes. 
Funções Lógicas 
o 8 
9 
11 
2 10 
(e) 
" A M 
11
8 
1 1 
1 5 13 9 
3 7 15 11 
0 ~ >A o 
1 1 ll 
(f) 
199 
Na figura 6.20(a) o termo único é formado por um grupo de quatro 
campos adjacentes. 
Grupo= (1+5)+ (3 + 7) 
(1 + 5) = A · C ·D 
(3+7)=A ·C ·D 
Termo= A ·C · D+A ·C ·D 
1 
S = :LTermon = A · D 
n=l 
Na figura 6.20(b) o termo único é formado por um 
campos das extremidades, porém adjacentes entre si. 
Grupo= (o+ 2)+ (8+10) 
(o +2)= (A -B·C·D+A ·B ·C ·D)= A ·B · D 
(8 +10)= (A · B ·C · D+A ·B ·C ·D)= A ·B .5 
Termo= A·B·D+A·B·D 
1 
S= :LTermon =B · D 
n=l 
(6.30) 
(6.31) 
(6.32) 
(6.33) 
(6.34) 
grupo de quatro 
(6.35) 
(6.36) 
(6.37) 
(6.38)(6.39) 
Na figura 6.20(c) o termo único é formado por dois grupos adjacentes de 
dois campos adjacentes cada. 
200 
Grupo= (4+12)+ (6+14) 
(4 +12)= (A ·B ·C ·D +A·B ·C ·D)= B ·C ·D 
(6 +14)= (A ·B ·C· D +A ·B ·C ·D)= B ·C ·D 
Termo= B·C·D +B·C·D 
1 
S = L Termo n = B ·D 
n=l 
(6.40) 
(6.41) 
(6.42) 
(6.43) 
(6.44) 
Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
.. ,., . .. ' . . .. 
Na figura 6.20(d) o termo único é formado por um grupo de quatro 
campos adjacentes em uma mesma linha. 
Grupo= (1+5)+ (13 + 9) 
(1 + 5) = (A . 8 . e . D +A . B . e. D)= A . e . D 
(13 +9)= (A ·B ·C ·D +A .8 ·C ·D)= A ·C ·D 
Termo= A·C·D+A·C·D 
1 
S = LTermo
0 
= C·D 
n=l 
(6.45) 
(6.46) 
(6.47) 
(6.48) 
(6.49) 
Na figura 6.20(e) o termo único é formado por um grupo de oito campos 
adjacentes. 
Grupo= (o+ 4+1+5 + 3 + 7 + 2 + 6) (6.50) 
Aplicando os teoremas 5 e 4 às variáveis da esquerda e superior esquerda 
do mapa. 
(e. e)+ (5. o)+ (o .o)+ (B. s)+A (6.51) 
S=A (6.52) 
Na figura 6.20(f) o termo único é formado por dois grupos de quatro cam­
pos, localizados ao extremo superior e inferior do mapa, e adjacentes entre eles. 
Grupo 1=(o+4+12 + 8) 
Grupo 2 = (2 + 6 + 14 + 10) 
São grupos adjacentes - aplicam-se os Teoremas 5 e 14 às variáveis. 
(6.53) 
(6.54) 
Grupo 1 =(e· D)+ (A· A)+ (B · 8)+ (B.B )= C ·D (6.55) 
Grupo 2 =(e· D)+ (A. A)+ (s. 8)+ (B.B )=e. D (6.56) 
S = C ·D+ C ·D= D· (e+ C) (6.57) 
S =D (6.58) 
Funções Lógicas 201 
6. 7.4. Mapa de Karnaugh para Cinco Variáveis 
O mapa de Karnaugh pode ser usado ainda para mm1m1zação de 
comandos combinatórios com cinco e no máximo seis variáveis de entrada, 
entretanto será apresentado aqui somente o mapa para cinco variáveis, visto que 
o mapa para seis variáveis é de dificílima solução, sendo preferível e mais 
adequado a partir daí o uso de Métodos Numéricos, como o de Quine-Me 
Clustey, que requer para solução do algoritmo a aplicação de um computador. 
O mapa de Karnaugh para cinco variáveis de entrada segue o modelo do 
mapa para quatro variáveis, sendo, entretanto, duplicado e montado adjacente ao 
primeiro, além de ter uma variável acrescida a cada um dos mapas (figura 6.21). 
E 
5 
E 
D E 
E 
e 
o 
1 
3 
2 
8 B 
e e 
4 12 
5 13 
7 15 
6 14 
A 
1 
1 
1 
8 1 B 
1 
c:c e e e 
8 24 28 20 16 
9 25 29 21 17 
11 27 31 23 19 
10 26 30 22 18 
Figura 6.21 - Mapa de Karnaugh para cinco variáveis de entrada. 
Neste mapa, as regras para campos adjacentes são praticamente as mesmas 
utilizadas para o mapa de quatro variáveis, sendo ainda que, além dos campos 
adjacentes a u
1
m determinado campo, há para este um campo adjacente por 
reflexo , localizado no outro mapa contíguo e que pode ser entendido se 
imaginarmos os mapas sobrepostos, de forma que a posição de um dado campo 
teria no outro mapa seu adjacente reflexo na mesma posição relativa, que no 
caso é o campo (21) , como no exemplo seguinte. 
202 
E 
5 
E 
D E 
E 
e 
o 
1 
3 
2 
8 
e 
4 
5 
7 
6 
B 
e e 
12 8 
13 9 
1 
15 11 
14 10 
A 
B 8 
e e e e 
24 28 20 16 
25 29 21 17 
27 31 23 19 
26 30 22 18 
Figura 6.22 - Mapa de Karnaugh indicando campos adjacentes ao campo número 13. 
Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
6. 7.5. Exercício Resolvido 
A partir do mapa de Karnaugh seguinte, elabore a tabela-verdade do 
comando combinatório, e obtenha sua equação completa e a minimizada. 
Solução 
õ e 
D 
C D 
õ 
A A 
8 B B 
o 4 112 
1 5 13 
1 
13 7 15 
2 6 14 
1 
Figura 6.23 
i3 
1 8 
9 
11 
10 
1 
Lembrando que há correspondência entre as variáveis de entrada (E4, E3, 
E2, El) e as variáveis do mapa (A, B, C, D), podemos escrever então a tabela­
-verdade a partir deste: 
Linha E4=A E3=B E2=C El=D s 
02 o o 1 o 1 
03 o o 1 1 1 
05 o 1 o 1 1 
08 1 o o o 1 
10 1 o 1 o 1 
12 1 1 o o 1 
Equação retirada da tabela: 
S = A BCD +A BCD + ABCD +ABC D+ AB CD+ ABC D 
Equação minimizada por aplicação do mapa de Karnaugh: 
S = ACD +ABC+ABCD+ABCD 
6.8. Exercícios Propostos 
1) A partir do mapa de Karnaugh da figura 6.20(A), elabore a tabela-verdade 
do comando combinatório e obtenha a equação completa. 
Funções Lógicas 203 
2) Faça o mesmo com o mapa da figura 6.19. 
3) Obtenha a equação minimizada do mapa de Karnaugh seguinte e faça a 
verificação utilizando a tabela 6.20, conforme exemplo que fora 
demonstrado no livro. 
A A 
i3 B B i3 
i5 o 4 112 1 8 
e 1 5 13 9 
D 1 
D 13 7 15 11 
e 
2 6 14 10 
i5 1 1 
Figura 6.24 - Mapa de Karnaugh para quatro entradas. 
4) Elabore a tabela-verdade do exercício anterior: 
5) Elabore a tabela-verdade e obtenha a equação minimizada por Karnaugh de 
um comando combinatório cujo acionamento se dá a partir das seguintes 
combinações: 
• (Ele E2) 
• (E2 e E3) 
• (El, E2 e E3) juntas 
6) Obtenha a, tabela-verdade do mapa de Karnaugh seguinte. 
A A 
i3 B i3 i3 
e e e e e e e e 
E o 4 12 8 24 28 20 16 
i5 1 1 
1 5 13 9 25 29 21 17 
E 1 1 1 
E 
3 7 15 11 27 31 23 19 
D 1 1 1 1 1 
2 6 14 10 26 30 22 18 E 1 1 1 1 1 
Figura 6.25 - Mapa de Karnaugh para cinco entradas. 
7) Obtenha a equação booleana minimizada da número 6. 
8) Elabore o circuito lógico da questão número 7. 
9) Elabore o circuito lógico da questão número 5. 
10) Elabore o circuito elétrico de comando para a questão número 5. 
204 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
CAPÍTULO 7~ 
Controladores Lógicos 
Programáveis - PLCs ...... __________________ _ 
7.1. Introdução 
Controladores Lógicos Programáveis, comumente conhecidos sob a sigla 
PLCs, do inglês (Programmable Logic Controller), são pequenos dispositivos 
eletrônicos que controlam máquinas e processos. Utilizam 'uma memória 
programável para armazenar instruções e executar funções específicas que 
incluem controle de energização/desenergização, temporização, contagem, 
seqüenciamento, operações matemáticas e manipulação de dados. 
Os primeiros modelos de aplicação industrial surgiram a partir de 1969, 
fazendo sucesso quase imediato. Funcionando como substitutos de relés, até 
mesmo esses primeiros CLPs eram mais confiáveis do que sistemas baseados em 
relés, principalmente devido à robustez de seus componentes de estado sólido 
quando comparados às peças móveis dos relés eletromecânicos. 
Os CLPs permitiram reduzir os custos de materiais, mão-de-obra, instalação 
e localização de falhas ao reduzir a necessidade de fiação e os erros associados. 
Eles ocupavam menos espaço que os contadores, temporizadores e outros 
componentes de controle anteriormente utilizados. E a possibilidade de serem 
programados permitiu uma maior flexibilidade para trocar os esquemas de 
controle. 
7.2. Características Gerais 
Atualmente, aceita-se como regra geral que os CLPs tornem-se economi­
camente viáveis nos sistemas de controle que exigem mais de três relés. 
Considerando o baixo custo dos micro-CLPs e o fato de os fabricantes colocarem 
Controladores Lógicos Programáveis - PLCs 205 
grande ênfase na produtividade e qualidade, a questão do custo deixa 
praticamente de existir. 
Além das reduções nos custos, os CLPs oferecem outros benefícios de valor 
agregado: 
• Confiabi/idade. Depois de escrito e depurado, um programa pode ser 
transferido e armazenado facilmente em outros CLPs, o que reduz o 
tempo de programação, minimizando a depuração e aumentando a 
confiabilidade. Considerando ainda toda a lógica existente na memória 
do CLP, é inexistente qualquer possibilidade de erro lógico por conta de 
fiação, pois a única necessária é a do fornecimento de energia e para as 
entradas e saídas do equipamento. 
• Flexibilidade. Qualquer modificação necessária ao programa é feita 
com um mínimo de digitação, dadas as características das linguagens 
comumente utilizadas. Além de que inexiste praticamente o perigo de o 
usuário final modificar o programa, salvo se for capacitado e 
autorizado, e tiver em mãos o mecanismo necessário à interface (PCe 
cabo de interface, ou um Terminal Portátil de Programação - "Hand­
-Held Programmer - HHP") . 
• Funções Avançadas. São capazes de realizar uma grande variedade de 
tarefas de controle, desde simples e repetitivas até a manipulação de 
dados complexos. 
• Comunicações. Os vários CLPs existentes em uma unidade fabril 
podem comunicar-se mutuamente, sendo interligados a um CPL 
mestre, e este ainda a um PC, que permita o monitoramento dos 
diversos processos que estejam se desenvolvendo dentro da fábrica, 
bem como a reprogramação de qualquer um dos diversos terminais de 
CLPs. Podendo ainda comunicar-se com um modem que receba 
instruções via Internet. 
• Velocidade. Em função de sua rápida capacidade de contar e responder 
pulsos (2000 a 6000 pulsos por segundo) , são por isso especialmente 
indicados nas aplicações industriais que requeiram o uso de sensores 
destinados à contagem de eventos rápidos, como a passagem de 
grande número de peças por unidade de tempo. 
• Diagnóstico. A capacidade de localização de falhas dos dispositivos de 
programação para que os usuários localizem e corrijam rapidamente os 
problemas de software e de hardware. 
206 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
. '.'" 
7.2.1. Características Técnicas 
Além destas características, os CLPs são capazes ainda de: 
• Realizar instruções lógicas de relé 
examinar se energizado (contatos normalmente abertos NA) 
examinar se desenergizado (contatos normalmente fechados NF) 
energizar saída (bobinas) 
energizar saída com retenção 
monoestável sensível à borda de subida 
• Temporizador 
temporizador na energização 
temporizador na desenergização 
temporizador retentivo 
• Contadores crescentes e decrescentes 
• Contador de alta velocidade 
• Realizar operações matemáticas 
adição 
subtração 
divisão 
multiplicação 
zeramente 
raiz quadrada 
• Realizar instruções lógicas boolenas 
E (ANO), OU (OR), OU exclusivo (XOR), Negação (NOT) 
• Realizar instruções de comparação 
=, #,,~ 
limite 
Controladores Lógicos Programáveis - PLCs 207 
• Realizar manipulação de dados 
- movimentação, movimentação com máscara 
- FIFO e LIFO (Primeiro a Entrar, Primeiro a Sair; Último a Entrar, 
Último a Sair) 
- Conversão BCD em binário 
- Conversão binária em BCD 
• Realizar instruções específicas da aplicação 
seqüenciador 
deslocamento de bits 
• Realizar fluxo de programa 
sub-rotina 
MCR (Controle de Desenergização de Zona) 
Entrada ou saída imediata com máscara 
temporização selecionável e saltos 
7.3. Aplicações do CLP 
Os CLPs são ideais para controlar máquinas e processos discretos e 
independentes. Muitas aplicações, controladas atualmente por relés e/ou 
controladores 1 dedicados (circuitos para controle sem flexibilidade de 
reprogramação), estão migrando para os micro-CLPs. 
7.4. Operação do CLP 
Para conhecer o princípio funcional dos CLPs, é necessário que façamos 
uma rápida análise de seus componentes. Todos os CLPs, dos micros aos 
grandes CLPs, usam os mesmos componentes básicos e estão estruturados de 
forma similar. Os sistemas CLP consistem em: 
• Entradas 
• Saídas 
• Unidade Central de Processamento (Central Processing Unit - CPU) 
• Memória para o programa e armazenamento de dados 
• Fornecimento de alimentação 
208 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
• Dispositivo de programação 
• Interfaces de programação 
7.4.1. Entradas 
Os terminais de entrada conectados no CLP formam a interface pela qual 
os dispositivos de campo são conectados ao CLP. 
As entradas incluem itens como botões, chaves thumbwheel, chaves limite, 
chaves seletoras, sensores de proximidade e sensores fotoelétricos. 
El ~-------i 
E2 ~-------i 
F.3 ~-------i 
Isolamento 
óptico 
Dispositivos de programação/ 
comunicação 
t 
Unidade central 
de processamento 
_J; ~M-emória----'------.l 
/ programa dados 
Fonte de alimentação 
(/)de funcionamento dos controles de iluminação 
residencial ( dimmers). 
7.4.3. Unidade Central de Processamento - CPU 
A CPU (Unidade Central de Processamento) é a responsável pelo 
armazenamento do programa aplicativo e sua execução. Ela recebe os dados de 
entrada, realiza as operações lógicas baseada no programa armazenado e atualiza 
as saídas. Consta de um processador, memória de programa (não-volátil), 
memória de dados, relógio de tempo real {para disparo de eventos em datas e 
horários determinados), watch-dog timer (reinicializa o processador no caso do 
programa "pendurar") e fonte de alimentação. 
7.4.4. Memória 
A memória é um espaço físico e os dados são informações armazenadas 
nesse espaço. A CPU funciona exatamente como um computador: ela manipula 
os dados usando dígitos binários, os bits. O bit é uma localização discreta dentro 
de uma pastilha de silício (chip). Ele pode estar submetido à tensão, sendo, 
portanto, lido como 1 (energizado), ou não estar submetido à tensão e, então, 
seu valor será O (desenergizado) , portanto os dados são um padrão de cargas 
elétricas que representam um valor numérico. 
7.4.5. Dispositivo de Programação/Comunicação 
O terminal de programação é um dispositivo que, conectado 
temporariamente ao CLP, permite introduzir o programa aplicativo, fazendo com 
que este se comporte conforme a necessidade de controle de processo do 
usuário . Além disso, o terminal de programação permite, muitas vezes, monitorar 
o programa aplicativo, ou seja, visualizar em tempo real o programa sendo 
executado, ou ainda executá-lo passo a passo. Alguns CLPs permitem, inclusive, 
a simulação do programa aplicativo (sua execução apenas no terminal de 
programação, com fins de depuração) . 
Controladores Lógicos Programáveis - PLCs 211 
Atualmente, o mais usual é a utilização de um microcomputador IBM-PC 
compatível como terminal de programação (na versão desktop ou laptop, para 
programação em campo). Os fabricantes de CLPs disponibilizam os softwares de 
programação (que rodam sob DOS ou Windows) e cabos para conexão ao CLP 
(normalmente, pela porta serial do micro e, mais raramente, pela porta paralela). 
7.4.6. Fonte de Alimentação 
A fonte de alimentação fornece energia aos elementos eletrônicos internos 
do controlador, converte a tensão de entrada em uma forma utilizável e protege 
os elementos do CLP contra os picos de tensão. 
Como a maior parte das instalações passa por flutuações de tensão na 
linha, as fontes de alimentação dos CLPs são projetadas para manter a operação 
normal, mesmo quando a tensão varia entre 10 e 153. As quedas e surtos de 
tensão são causados por quedas na rede pública ou partidas/paradas de 
equipamentos pesados (tais como motores e máquinas de solda). Em condições 
particularmente instáveis de tensão, talvez seja necessário instalar um 
estabilizador de tensão entre o CLP e a fonte primária de tensão. 
7.4. 7. Ciclo de Operação 
A lógica que avalia a condição dos pontos de entrada e dos estados 
anteriores do CLP, executando as funções desejadas e acionando as saídas, é 
chamada de programa aplicativo ou simplesmente programa do CLP. 
1 
Para isso, o CLP lê ciclicamente as entradas, transferindo-as para uma 
memória imagem (que recebe em cada endereço correspondente a uma entrada 
o seu valor - O ou 1 no caso de entradas digitais, ou um valor numérico no caso 
de entradas analógicas). 
De posse da memória imagem e dos estados internos gerados pelos ciclos 
de execução anteriores, o CLP gera uma memória imagem das saídas conforme 
as operações definidas no programa. 
Por fim, a memória imagem das saídas é transferida para as saídas (valor O 
ou 1 causa o desligamento ou acionamento de uma saída digital, ou um valor 
numérico modifica o valor de corrente ou tensão de uma saída analógica). 
Como para qualquer controle ou automatização é necessário o maior grau 
de paralelismo possível (em qualquer processo sempre pode ocorrer mais de um 
evento diferente ao mesmo tempo), é empregado nos CLPs um método que 
simula paralelismo. 
212 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
" - - . 
Nesse método os parâmetros de entrada (estado de ligações e valores de 
variáveis) são mantidos numa tabela acessível por qualquer um dos blocos de 
instrução que esteja sendo interpretado (memória imagem das entradas). Uma 
segunda tabela (memória imagem das saídas), com os resultados produzidos pela 
interpretação de cada bloco, vai sendo montada à medida que os blocos vão 
sendo lidos e interpretados. 
Assim, cada bloco pode utilizar qualquer um dos parâmetros de entrada 
sem que eles sejam alterados devido à interpretação de algum outro bloco. 
Depois, no final do ciclo, a tabela de saída (com os resultados) é movida 
diretamente para a tabela de entrada para que os novos valores estejam 
disponíveis igualmente para todos os blocos no próximo ciclo. 
É fácil perceber que esta forma de funcionamento faz com que todos os 
blocos sejam interpretados em paralelo, o que permite a elaboração de 
programas segmentados, em que cada parte pode controlar um processo indepe 
ndentemente e ao mesmo tempo que as demais. 
Este paralelismo, operado em 
ciclos, faz com que a atualização da 
saída de um bloco de instrução para a 
entrada de um ou mais blocos demore o 
equivalente ao tempo de um ciclo. Essa 
demora, ou atraso, deve ser considerado 
no planejamento de um programa, pois 
a conexão "encadeada" de, por exem­
plo, dez blocos de instrução terá um 
atraso de dez ciclos desde o estímulo na 
entrada do primeiro bloco até a saída no 
último. Com um tempo de ciclo de 1/16s 
(característico de alguns CLPs mais 
simples), isto resultaria em um atraso de 
0,625 segundos. 
7.4.8. Interface de Operação 
Visualização 
do ciclo 
de operação 
Figura 7.2 - Ciclos de operação dos CLPs. 
O painel frontal de um CLP possui uma série de luzes indicadoras que 
fornecem informações referentes à alimentação, operação, falha e estado de E/S 
(entradas e saídas). Para comunicar-se com o CLP, ou seja, inserir dados ou 
monitorar/controlar o estado da máquina, as interfaces tradicionais de operação 
incluem botões, chaves thumbwheel, lâmpadas-piloto e displays numéricos. 
Há no mercado uma nova geração de dispositivos, dotados de displays 
alfanuméricos, que podem ser conectados ao CLP via porta RS-232 e ficar junto 
Controladores Lógicos Programáveis - PLCs 213 
a este, acoplado à máquina, fornecendo informação em forma de texto (exemplo 
"Motor 1 Ligado") dos processos que estão sendo executados pelo CLP, 
reduzindo assim a necessidade de treinamento do operador da máquina. 
Chave impulso 
+-----..,.-t --r--
1 Entradas ~ 
o> 
·::;.~ 
~~ 
--cr-­
"'N E,...., 
·-u 
além de muito pesadas para serem realizadas em ladder. 
Há ainda no mercado, lançado há poucos anos, um pequeno CLP que 
possui apenas 4 l/Os, admitindo expansão para mais 8 l/Os (I/Os - Entradas e 
Saídas), em que a programação é feita via diagrama de blocos. Sua simplicidade 
permite um custo final relativamente reduzido quando comparado aos demais 
CLPs e atende muito bem a pequenas automatizações. 
Em verdade, muitos fabricantes desenvolvem sua própria linguagem de 
programação baseada em uma combinação de linguagem Booleana, lógica 
ladder e expressões mnemônicas, resultando em algumas expressões diferentes. 
7.5.1. Diagramas Elétricos úidder x Programação úidder 
Como fora colocado, a linguagem de programação ladder evoluiu a partir 
dos diagramas ladder elétricos, que representam a maneira como a corrente 
elétrica circula pelos dispositivos de forma a completar um circuito elétrico. 
, ______ Alimentação _____ _ 
VccNca 
Botão 1 Botão 2 
Parada NF Partida NA 
Contato 
auxiliar de selo NA 
Motor 
figura 7.4 - Exemplo de um diagrama elétrico ladder - se for ligado o botão de partida 2, haverá 
continuidade no circuito ligando o motor, e seu desligamento dar-se-á pressionando o botão l. 
O programa em linguagem ladder do CLP, para este diagrama elétrico, é 
bastante semelhante, mudando apenas os símbolos utilizados para chaves, 
contatos e sensores (entradas), e dispositivos a serem acionados (saídas). Uma 
outra diferença é que, em um diagrama elétrico, descrevem-se os dispositivos 
como abertos ou fechados (NA ou NF). Em um programa ladder, as instruções 
são verdadeiras ou falsas (estes termos são usados indiscriminadamente). 
Controladores Lógicos Programáveis - PLCs 215 
Instrução 
de condição 
Parada Partida 
1/1 1/2 
~';,____________, 
Contato 
auxiliar de selo 
Instrução 
de controle 
Motor-MI 
Figura 7.5 - Programa ladder para acionamento do motor do circuito anterior. 
7.5.2. Instruções em Linguagem de Programação Ladder 
7.5.2.1. Instruções Básicas 
As instruções mais freqüentes utilizadas na linguagem de programação 
ladder são "Normalmente Aberto" (NA), "Normalmente Fechado" (NF) e a 
instrução "Energizar Saída" (Tabela 7.6), as quais são representadas na forma de 
símbolos colocados nas linhas do programa. 
Tabela 7.1 - Simbologia de instrução básica. 
Símbolo Descrição 
---j t-- Contato NA (Aberto) 
Função SIM 
----M---
Contato NF (Fechado) 
Função NÃO 
----{ )- Saída (Energizada) 
--(/f-- Saída (Não Energizada) 
7.5.2.2. Instruções Avançadas 
A lógica de relés é adequada para operações simples de sensoriamentos e 
controle (on/off), mas outras aplicações podem exigir instruções mais poderosas. 
Para atender a esta necessidade, foram desenvolvidos comandos avançados em 
linguagem ladder. Essas instruções lidam com dados numéricos mais complexos 
que os valores 1 e O, manipulando os dados em bytes ou palavras. Entre os 
exemplos de instruções avançadas estão os contadores, temporizadores, 
seqüenciadores, operações matemáticas, comparação e outras operações que as 
instruções NA, NF e OTE ( energizar saída) não podem realizar. 
216 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
Para simplificar a implementação dessas operações, as instruções 
avançadas são normalmente representadas na forma de blocos funcionais na 
linguagem de programação ladder. Conforme se vê na figura 7.6, os blocos 
funcionais são programados literalmente como blocos na linha de um programa 
ladder. Dependendo da operação deles, as instruções podem ser de condição 
(exemplo instruções de comparação) ou de controle (exemplo instruções de 
temporizador ou contador). 
Abaixar cancela 
CTU 
Nº de veículos 
na garagem 
Counter UP 
,___ _ __, >--------1/0 
0 /0 
Partida NA 
1/1 
010 
Solenóiide 
t----~ 
TON 
Tempo 
executado 
de 10 segundos 
T4:0/DN O/~ 
]l[---S-1ol;o6id• ; 
Temporizador de 10 segundos 
t-----1 t-------. Timer on delay EN~ 
ON) 1 
Solenóide Timer 
Time base 
Preset 
Accum 
T4:0 
1.0 
10 
o 
Figura 7.10 - Programa ladder para desenergização de um solenóide após um tempo determinado. 
Linha O 
• Esta é a linha que controla a saída 0/0. Observe que foi acrescentada 
uma instrução de normalmente fechada em série com a saída. Essa 
instrução de condição tem o endereço do bit referente ao tempo 
executado, T4:0/DN do temporizador na linha 1. É a 'inclusão dessa 
instrução que eria a operação de desenergização da linha. 
Linha 1 
• Essa linha contém um temporizador na desenergização cujo endereço é 
T4:0. Quando a saída 0/0 da linha O tiver sido energizada, o 
temporizador começa a marcação do tempo. Observe o leitor que a base 
de tempo na instrução de temporizador está indicada um segundo (Timer 
Base 1.0). Isto significa que o temporizador marcará o tempo em 
incrementas de um segundo. Observe também que o tempo pré­
-selecionado é 10 (Preset 10). Isto significa que o temporizador terminará 
a marcação do tempo depois de um período de 10 incrementas de um 
segundo, um total de dez segundos. Nesse momento, o bit T4:0/DN 
referente ao tempo executado na linha 2 ficará energizado. Isto 
desenergizará a instrução de normalmente fechado T4:0/DN na linha O, 
desenergizando a saída. 
7.5.3.5. Contagem Crescente/Decrescente 
Um sistema de controle de movimentação de peças utiliza-se de um con­
tador crescente/decrescente para evitar a formação de gargalo (bottle neck) na 
linha de escoamento de um determinado produto. O processo Pl ocorre à velo­
cidade maior que o processo P2, por isso é necessário que a cada determinado 
Controladores Lógicos Programáveis - PLCs 221 
número de peças que cheguem ao processo P2, o processo Pl seja travado, só 
reiniciando quando a última peça do processo P2 tenha sido recolhida. 
Sensor de contagem 
crescente 
El 
Processo 
Pl 
Sensor de contagem 
decrescente 
E2 
Peças 
Processo 
P2 
Figura 7.11 - Controle de parada e partida da esteira e processo Pl mediante finalização de um 
número N de peças em espera pela conclusão do processo P2. 
222 
Linha O 
Linha 1 
El 
Sensor de 
contagem 
crescente 
r=:orde 
ntagem 
escente 
Linha 2 
CS:O/DN 
Contador no valor 
pré-selecionado 
Linha 3 
CTU CDl COUNTUP 
Counter CS:O 
Presei 5 DN) 
Accum o 
CTD CDl COUNTDOWN 
Counter CS:O 
Presei 5 DN) 
Accum o 
Sl~ Parar esteira e 
processo Pl 
H:~r~~~~~~E!~ 
1 co~tador conta;or 1 
Figura 7.12 - Programa ladder. 
Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
Linha O 
• Essa linha contém uma instrução de contagem Crescente com endereço 
CS:O. Cada vez que o sensor do processo Pl for ativado pela presença de 
uma peça, a entrada El mudará de Falsa para Verdadeira e o contador 
aumentará uma unidade em sua contagem. 
Linha 1 
• Essa linha contém uma instrução de contagem Decrescente. Observe que 
ela tem o mesmo endereço da instrução de contagem crescente na linha 
O, CS:O. Cada vez que o sensor do processo P2 for ativado, a instrução de 
condição toma-se Falsa e o contador diminui sua contagem em uma 
unidade. 
É importante notar que qualquer número de instruções de condição pode fazer 
parte da linha que controla a instrução de contagem. Sempre que o estado da 
linha passar de Falso para Verdadeiro, uma instrução de contador crescente incre­
mentará uma unidade e uma contagem Decres~el'lte diminuirá em uma unidade. 
Linha 2 
• Esta é a linha que controla a saída Sl. Quando o número da contagem 
acumulada no contador atinge ou excede o valor pré-selecionado do 
contador, o bit executado CS:O/DN toma-se energizado, energizando a 
saída Sl. 
Linha 3 
• Esta é a linha de rearme. Quando a instrução da condição E3 é energi­
zada, o valor acumulado do contador é zerado, reiniciando o processo 
Pl. 
7. 6. Alguns CLPs Comerciais 
Figura 7.13 - CLP de baixo custo com 4 l/Os 
(indicado para pequenas automações) . 
Programação por linguagem de blocos -
Aceita expansão de mais 8 l/Os - Mod. µDX 
100. Fonte: Catálogo DEXTER. 
Controladores Lógicos Programáveis - PLCs 
Figura 7.14- CLP de médio custo (ir.clicado 
para pequenas e médias automações) . 
Programação em linguagem ladder -
Expansível até 100 l/Os - Mod. FEC 
Fonte: Catálogo PNEUMATIC FESTO. 
223 
Figura 7.15 - CLP de elevado custo (indicado para controle de grandes automações com 
REDES FIELD-BUS) . Programação em linguagem ladder, lista de instruções ou linguagem 
de alto nível - Expansível até 4000 !/Os - Mod. IPC. Fonte: Catálogo PNEUMATIC FESTO. 
7. 7. Exercícios Propostos 
1) Elaborar um programa ladder para as seguintes funções lógicas: 
S = (El + E2)· E3 
S = (El · E2 + El · E2 )· E3 + (E4 + ES ). E2 · ES 
S = E2 · (El + E3 )+ El · E4 
2) Elaborar um programa de alarme para carro, que ligue a luz interna e a 
buzina, se qualquer uma das quatro portas for aberta com a chave na 
ignição. 
1 
3) Elaborar o programa ladder para o seguinte circuito lógico: 
224 
El-....---1 
t-----Sl 
Temporizador com retardo na ligação 
(energiza S2 15 seg. depois) 
/ 
t1 o 
1--...___, 1----i t----- S2 
.._ ____ __....._ __________ ~S3 
Figura 7.16 
Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
CAPÍTULO 8~ 
Projeto de Comandos 
Combinatórios e Seqüenciais 
...... __________________ .... 
8.1. Introdução 
Como fora visto no capítulo 6 "Funções Lógicas", nos comandos combi­
natórios um sinal de saída S ocorre sempre em função de uma combinação lógica 
de sinais de entrada E. 
S = f (E) (8.1) 
Já os seqüenciais são comandos de sistemas que produzem uma seqüência 
predeterminada de ações, cuja passagem de uma para outra se dá em função do 
cumprimento de condições de prosseguimento, que são originadas por sinais de 
entradas externas "E" e internas"!", de acordo com a programação. 
S=f(E,1) (8.2) 
Nesse último capítulo, estes dois tópicos são abordados de uma forma 
resumida, já que não é escopo desta obra aprofundar-se neste tema, mas sim, 
como ocorreu com os capítulos anteriores, estudá-lo de uma forma mais genérica, 
além da quantidade de informações que deveria ser analisada em maiores 
detalhes, o que consumiria pelo menos mais umas 200 páginas. 
8.2. Projeto de Comandos Combinatórios 
Serão abordados em seguida três tipos distintos de comandos combi-
natórios: 
• comandos combinatórios simples; 
• comandos combinatórios com memória; 
• comandos combinatórios com temporizadores e contadores. 
Projeto de Comandos Combinatórios e Seqüenciais 225 
8.2.1. Comandos Combinatórios Simples 
São caracterizados pelo fato de que cada combinação lógica de sinais de 
entrada corresponde a uma única saída. As saídas são funções lógicas unívocas dos 
sinais de entrada e não há necessidade de outros sinais para sua saída. 
No exemplo prático (6.5.1) do capítulo 6, foi delineado um exemplo de 
comando combinatório simples, cujas etapas podem ser assim descritas: 
FORMULAÇÃO VERBAL DO PROBLEMA 
Etapa inicial em que é feito o enunciado do problema com as 
condições para as variáveis de entrada "E" que 
resultarão na variável de saída "S" . 
1 
ELABORAÇÃO DA TABE_LA DE CORRESPONDÊNCIA 
LOGICA 
Etapa em que é descrita cada uma das variáveis de entrada e 
seu respectivo estado lógico (O ou 1), bem como o da variável 
de saída. 
1 
ELABORAÇÃO DA TABELA-VERDADE 
Etapa em que serão tabeladas as entradas "E" e saída "S" 
com seus estados lógicos assumidos nas 2" combinações. 
1 
ELABORAÇÃO DO DIAGRAMA DE KARNAUGH-VEITCH 
Etapa em é elaborado o Diagrama de Karnaugh-Veitch a partir 
da tabela-verdade, e obtém-se então a equação booleana 
minimizada. 
1 
ELABORAÇÃO DO DIAGRAMA LÓGICO 
Etapa em que a partir da equação boolena minimizada, e com 
o auxílio da representação simbólica das funções lógicas, é 
elaborado o diagrama lógico do comando. 
1Automático (Parada sem Completar o Curso Iniciado) 154 
5.6.5. Comando Repetitivo ou Automático ............................................ 156 
5.7. Dispositivos de Regulação ........................................................... ........ . 160 
5.7.1. Potenciômetro .............................................................................. 160 
5.7.2. Reostato ...... ....... ............... .... ..... ...... .... .... .. .......... .... ......... ........... 160 
5.7.3. Transformador ............................................................................. 160 
5.7.4. Relé de Tempo com Retardo na Ligação ....... ............. ................. 161 
5.7.5. Relé de Tempo com Retardo no Desligamento ............................ 161 
5.7.6. Contador de Impulsos Elétricos ............................ ................ ....... . 162 
5.7.7. Contador de Impulsos Pneumáticos .............. .... .. ......................... 162 
5.8. Dispositivos de Sinalização ................................................ , .................. 163 
5.8.1. Indicador Acústico .... ......... ...... ...... ...... .... .. ..... ... ..... ..... ... ... .. ......... 163 
5.8.2. Indicador Visual ........................................................................... 163 
5.9. Exercícios ........................................... .... ......................... ..... ... ... ....... ... 164 
Capítulo 6 - Funções Lógicas ......... ......... ....... .... ....... .. .... .. .. ... ...... ...... ....... . 165 
6.1. Introdução ........................................................................................... 165 
6.2. Sinais Analógicos, Binários e Digitais ................................................... 166 
6.3. Comandos Binários ............................................................................. 167 
6.3.1. Estrutura dos Comandos Binários ....................................... ......... 171 
6.4. A Lógica de Boole ..................................................................... ... ....... 172 
6.4.1. Funções Lógicas Básicas ...................................................... .... .... 173 
6.4.2. Combinação das Funções Lógicas Básicas (Funções Derivadas). 176 
6.5. Tabela de Correspondências, Tabela-verdade e Equação de 
Boole dos Comandos Combinatórios .... .......... ... ......... ........... ....... .. .... ... ..... 183 
6.5.1. Exemplo Prático ........................................................................... 184 
6.6. Postulados, Propriedades e Teoremas de Boole .. ..... .......... .................. 187 
6.6.1. Postulados ..... ... ............. ......... ...... .............. .... .. .................. .......... 187 
6.6.2. Propriedades ........ .... .. ..... ....... ... ........................ ....... ...... .. ............ 187 
Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 13 
6.6.3. Teoremas de Boole ....................................................................... 188 
~.7. Simplificação das Equações Booleanas ....................... ...... .... ..... .. ... .. ... 188 
6. 7 .1. Minimização pelo Método Analítico .............................................. 189 
6.7.2. Minimização pelo Método Gráfico - Diagrama de 
Karnaugh-Veitch (KV) .... ... ... .... ........................ ......... ... ... ............... ..... .... 190 
6.7.3. Estudos de Agrupamentos em Mapas de Karnaugh para 
Quatro Variáveis .... ....................................... ..................... ... .................. 198 
6.7.4. Mapa de Karnaugh para Cinco Variáveis ............. ....... .......... ... ..... 202 
6.7.5. Exercício Resolvido ....................................................................... 203 
6.8. Exercícios Propostos ......................................... .. .. ... ............. ........ ........ 203 
Capítulo 7 - Controladores Lógicos Programáveis - PLCs .................... 205 
7 .1. Introdução ............................ .. .................. .. .............................. .... ... .... . 205 
7.2. Características Gerais ... ... .............. .. ................... ......... ... ............. .. ........ 205 
7.2.1. Características Técnicas ................................................................ 207 
7.3. Aplicações do CLP .... .. ......... ..... .. ................................ .. ... ..... ... ..... .... .. . 208 
7.4. Operação do CLP .......................... .. ....................... .................. ....... ..... 208 
7.4.1 . Entradas ............. .............. .... ... .. .. ................................................. 209 
7.4.2. Saídas ... ................................................ .. ......... .. .... ........ ............... 210 
7.4.3. Unidade Central de Processamento - CPU .......................... ... ....... 211 
7.4.4. Memória ............................................................... ... ....... ... ... ... ... .. 211 
7.4.5. Disp6sitivo de Programação/Comunicação .................. ...... ..... ..... . 211 
7.4.6. Fonte de Alimentação ... ...... .. ........................................ ...... .... ..... . 212 
7.4.7. Ciclo de Operação ........................................................................ 212 
7.4.8. Interface de Operação ................................................................... 213 
7.5. Linguagens de Programação ................................................................ 214 
7.5.1. Diagramas Elétricos Ladder x Programação Ladder .. ...... ... ...... ... . 215 
7.5.2. Instruções em Linguagem de Programação Ladder ...................... 216 
7.5.3. Programas Exemplo ..................................................... .... ....... ...... 218 
7.6. Alguns CLPs Comerciais .............. ... .. ... ................................ .. ...... ......... 223 
7. 7. Exercícios Propostos ............................................................................. 224 
Capítulo 8 - Projeto de Comandos Combinatórios e Seqüenciais ... .... 225 
8.1 . Introdução ............................................................................................ 225 
8.2. Projeto de Comandos Combinatórios .......... ......................................... 225 
14 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
8.2.1. Comandos Combinatórios Simples .............................................. 226 
8.2.2. Comandos Combinatórios com Memória ..................................... 233 
8.2.3. Generalização da Função Memória .............................................. 240 
8.2.4. Travamento e Intertravamento da Função Memória .................... 240 
8.2.5. Comandos Combinatórios com Temporizadores e Contadores .... 241 
8.3. Projeto de Comandos Seqüenciais ....................................................... 249 
8.3.1. Análise de Comando Seqüencial. ................................................. 250 
8.3.2. Esquema de Processo .................................................................. 250 
8.3.3. Formulação Verbal do Problema .................................................. 252 
8.3.4. Representação Gráfica do Comando Seqüencial ......................... 253 
8.3.5. Diagrama Funcional ..................................................................... 254 
8.3.6. O Método Passo a Passo e Diagrama Funcional em 
Comandos Seqüenciais .......................................................................... 256 
8.3.7. Diagramas e Circuito do Dispositivo de Termoformagem ............... 264 
8.3.8. Diagramas Funcional e Lógico do Dispositivo de Dobra do 
Capítulo 1 .............................................................................................. 267 
8.4. Exercícios ............................................................................................. 269 
Apêndice A - Normas e Tabelas ................................................................. 271 
A.1. Simbologia Pneumática Normalizada ..................................................EXECUÇÃO FÍSICA DO COMANDO 
Etapa em que é escolhida a tecnologia a ser aplicada na 
execução física do comando, se por pneumática pura, 
eletropneumática (solenóides e relés), ou pneutrônica 
(CLP, sensores, microprocessadores, etc.). 
Figura 8. i - Etapas de um comando combinatório simples. 
226 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
Recordemos, pois, as etapas citadas, aplicadas a um novo exemplo: 
8.2.1.1. Projeto de um Dispositivo de Fechar Caixas de Madeira 
Formulação Verbal do Problema e Ilustração 
O dispositivo deve consistir em um atuador linear pneumático de duplo 
efeito, fixo na vertical, para baixo, ao centro de uma estrutura. Na extremidade 
do atuador, haverá fixada uma grade dotada de rodízios os quais possibilitam seu 
deslocamento, centrado, no sentido ascendente e descente. A grade possui 
adaptados a ela, quatro grampeadores pneumáticos, abastecidos cada um com 
um pente de 200 grampos. 
O sistema pode ser acionado por comando bimanual ou por pedal, 
entretanto, no compartimento de grampos de cada grampeador, existirá um 
sensor que indica se há presença ou não de grampos em cada um deles. Os 
sensores são ligados em série, resultando assim em um único sinal de entrada; 
portanto, caso algum deles detecte a falta de grampos, o sinal será cortado, 
bloqueando qualquer possibilidade de comando, além de uma luz amarela de 
alarme que será ligada. Somente com o abastecimento do grampeador ou 
grampeadores o sistema será desbloqueado e a luz desligada. 
Figura 8.2a - A caixa de madeira com a 
tampa sobreposta é posicionada 
manualmente entre as cantoneiras. 
Figura 8.2b - O botão ou pedal de disparo 
é acionado. Se houver grampos nos 
grampeadores, eles serão baixados sobre 
a tampa e disparados, fixando-a na caixa. 
O sistema proposto em verdade é seqüencial, pois o disparo de grampos 
dos grampadores para a fixação da tampa dar-se-á somente após eles atingirem a 
superfície da tampa. Esse acionamento é, portanto, uma entrada interna, que 
nesse caso representaremos por "E6", mas não participa do cálculo. 
Projeto de Comandos Combinatórios e Seqüenciais 227 
r 
Elaboração da Tabela de Correspondência Lógica 
Variáveis de entrada Notação Correspondência lógica 
Acionamento bimanual (botão 1) El Botão acionado El=l 
Acionamento bimanual (botão 2) E2 Botão acionado E2=1 
Acionamento por pedal E3 Pedal acionado E3=1 
Detector de grampos E4 Grampeador abastecido E4=1 
Sistema ligado (Chave geral) E5 Botão-chave acionado E5=1 
Variáveis de saída 
Atuador pneumático Sl Haste avança Sl=l 
Lâmpada de alarme S2 Ligada S2=1 
Elaboração da Tabela-Verdade 
L E5 E4 E3 E2 El Sl S2 L E5 E4 E3 E2 El Sl S2 
00 o o o o o o o 16 1 o o o o o 1 
01 o o o o 1 o o 17 1 o o o 1 o 1 
02 o o o 1 o o o 18 1 o o 1 o o 1 
03 o o o 1 1 o o 19 1 o o 1 1 o 1 
04 o o 1 o o o o 20 1 o 1 o o o 1 
05 o o 1 o 1 o o 21 1 o 1 o 1 o 1 
06 o o 1 1 o o o 22 1 o 1 1 o o 1 
07 o o 1 1 1 o o 23 1 o 1 1 1 o 1 
08 o 1 o o o o o 24 1 1 o o o o o 
09 o 1 o o 1 o o 25 1 1 o o 1 o o 
10 o 1 o 1 o o o 26 1 1 o 1 o o o 
11 o 1 o 1 1 o o 27 1 1 o 1 1 1 o 
12 o 1 1 o o o o 28 1 1 1 o o 1 o 
13 o 1 1 o 1 o o 29 1 1 1 o 1 1 o 
14 o 1 1 1 o o o 30 1 1 1 1 o 1 o 
15 o 1 1 1 1 o o 31 1 1 1 1 1 1 o 
228 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
.. ··- ., .. ' ., ''' , .. ' ' ' . 
Elaboração do Diagrama de Karnaugh- Veitch 
Diagrama 1 
Para que ocorra a alimentação do atuador, a saída Sl = 1 estará ativa nas 
linhas 27, 28, 29, 30 e 31. 
A A 
1 
' 8 B ' B 8 1 
e - 1 - e e e e: e ~e e 
E o 4 12 8 2• 28 20 16 
õ 1 
1 5 13 9 2 29 21 17 
E 1 
E 
3 7 15 11 r i-H 23 19 
D 1 
E 
2 6 14 10 :ti $0 22 18 
1 
'--" 
Figura 8.3 
Equação minimizada: 
Sl = f Termon =ABC+ ABDE = AB (C +DE), (8.3) 
n=l 
Diagrama 2 
Para que ocorra o bloqueio de sistema mediante o sinal dos detectores de 
grampos, a saída S2= 1 estará ativa nas linhas 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 e 23. 
A 
' 1 
8 B ' B 8 ' e - ' - e e e c:c e e 
E o 4 12 8 24 28 20 16 
õ 1 1 
1 5 13 9 25 29 21 17 
E 1 1 
E 
3 7 15 11 27 31 123 119 
D 
2 6 14 10 26 30 22 18 E 1 1 
Figura 8.4 
Equação minimizada: 
S2 = f Termon = AB (8.4) 
n=l 
Projeto de Comandos Combinatórios e Seqüenciais 229 
Elaboração do Diagrama Lógico 
E5 
A 
AB 
E4 
B AB(C+DE) 
51 
e 
E3 C+DE 
D 
E2 
El 
E 
AB 
t-------52 
Figura 8.5 
Execução Física do Comando (Solução Pneumática) 
230 
.g iã 
e 'O 
"' 3-E ... 
8 8. 
o -;a 
'O ::i 
§ ~ 
§ .ê 
u.o 
Chave geral 
(Travamento com chave) 53 
Grampeadores 
(Fim de curso) ,------------..-----•--- ..... ----, 
E~~!~ ----------: é (5) ~ ~ 
~-~ ___________ ; ________ ; 
1 1 
1 1 
+.---- : 
1 : 
-----:::i..lr'1rl-i : 
1 1 
mx_::~; __ _ 
-----E3---~,----~r-- --- _ ' y 
1 1 
1 ' 
1 1 
1 1 
1 ' 
1 1 
1 ' 
' 1 
1 1 
' 1 
1 1 
' 1 
E2 
~:-
' y 
Lâmpada amarela 
(Alarme visual) 
+ 
!__: ~ (1) (2) (3) (4) 
-Re~:~-n~~::L~~-0~' 1 cp cp pcp cpG) 151 
Figura 8.6 - Comando Pneumático. 
Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
Execução Física do Comando (Solução Eletropneumática 1) 
o-
"O "' e: "O 
E ~ 
8 8. 
.g i6 
e:" "'e: 
§ .ê 
u .D 
Chave geral 
(Travamento com chave) 
(Fim de curso micro-swi!ch) 53 
Grampeadores 
.----- - ----- --t-----·- - -+- ---. 
1 1 1 1 
' ~~~~) ;v 
1 
~---- ----------
' 
~-~ ----------- -------- .. 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
1 1 
~r:~; __ _ 
+~,----------, 1 y 
E3 
1 1 
- 1 1 
1 1 
50~ l : 
1 1 
+~ • (2) ;· L- ________ ] 
1 1 
1 1 
1 : 
1 
1 
1 
52 1 
1 
1 
1 
1 
1 r-----------
1 1 
: ! : 
1 1 1 
1 1 1 
-----~ 
El 
+ 
Lâmpada amarela 
(Alarme visual) 
' 
1 1 1 
i-+~ (1) (2) (3) (4) 
-R:-d~-;~~~~~tica~,....,.-!-0--.,'I cpcppcp P0151 
+--
Figura 8. 7 - Comando eletropneumático. 
Execução Física do Comando (Solução Eletropneumática 2) 
K2NA 
Atuador 
(1) (2) 
00 
-Rede pneumática~ 
Figura 8.8 - Comando eletropneumático. 
Projeto de Comandos Combinatórios e Seqüenciais 231 
Execução Física do Comando (Solução Pneutrônica - CLP) 
232 
i 
ES E4 El E2 Sl 
s~~rl 
ES E4 El E2 Sl 
5 4 1 2 2 
~~~r~ 
Figura 8.9 - Digrama Ladder do comando proposto. 
Dtl Dt2 Dt3 Dt4 
2 3 4 5 6 7 8 
12345678 
DDDDDDDDIN 
D POWER 
DRUN 
D FAULT 
D FORCE 
D D D D D D D D OUT 
12345678 
3 4 5 6 7 8 
Alimentação 
24Vcc / 127/240Vca 
i Saídas 
Figura 8.10 - Esquema de ligações do CLP. 
Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
..... -- -· - .. ·-'' ........ ,. --- ...... ,., '' "' .. , . ' . . 
Conclusão 
Como o leitor pôde perceber, na última etapa do projeto proposto, foram 
apresentadas quatro possíveis soluções para a execução física do comando, 
sendo de fácil percepção que a mais dispendiosa economicamente e de maior 
manutenibilidade é a solução eletropneumática 1, dado ser utilizada nela seis 
eletroválvulas. Já a de segundo maior custo é a solução pneumática, seguida da 
solução pneutrônica e a solução eletropneumática 2. Entretanto, a solução 
pneutrônica (uso de CLP) torna-se recomendável em circuitos que necessitariam 
de três ou mais relés16
• 
É claro que, como mencionado no capítulo 6, há no mercado CLPs de 
número mais reduzido de entradas e saídas, alguns inclusive aceitam expansão 
dobrando sua capacidade, e que o custo final do equipamento, representa 403 
de um CLP com número mais expressivo de entradas e saídas, mas em 
aplicações mais simples, poderia ter sua capacidade ociosa em função da não­
-necessidade de todo o recurso que disponibiliza. 
8.2.2. Comandos Combinatórios com Memória 
Vimos no capítulo 6 (item 6.4.2.7) que a função lógic& memória RS é 
binária e apresenta saídas com valores diferentes para a mesma combinação dos 
valores dos sinais de entrada. O que significa que não existe relação unívoca 
entre os valores dos sinais de entrada e os valores das variáveis de saída. Ou seja, 
sendo a memória RS uma função binária, faz-se necessário criar uma nova 
variável de entrada quea mantenha como binária e possa representar o estado 
interno de não-univocidade do sistema de comando. Sendo assim, o proce­
dimento mais usual é fazer com que o sinal de saída, por meio de um ramal, 
retorne à entrada, com o valor anterior ao da atual combinação de sinais de 
entrada a ser considerado, ou seja, o valor da nova saída. 
A figura 8.11 mostra o diagrama lógico de como isso pode ser feito, e sua 
simplificação já apresentada no item referido . 
• 
El 
E2 
Sa 
El -----fSl 
E2~S 
Figura 8.11 - Função lógica memória RS. 
16 Esta afirmação é baseada no MTIF e MTBF (tempo médio de falha e entre falhas) dos 
relés que acabam necessitando de uma maior manutenibilidade ao longo do tempo e, 
por conseguinte, constantes paradas, resultando assim em elevação de custos. 
Projeto de Comandos Combinatórios e Seqüenciais 233 
Perceba o leitor, que foi criada a variável Sa, que é a mesma variável S 
redirecionada e que provocará o efeito MEMÓRIA com apenas duas entradas, 
liga e desliga, ou ativa e desativa. Na linguagem técnica é conhecida como 
MEMÓRIA RS (Memória Set-Reset). 
8.2.2.1. Projeto de um Selecionador de La.ranjas para Exportação e 
Consumo Interno 
Formulação Verbal do Problema e Ilustração 
O equipamento apresentado na figura 8.12 destina-se a selecionar laranjas, 
pelo diâmetro, para exportação e para consumo interno. 
El E2 E3 
Laranja pequena e média 
0f--3 E----3 1--[ --~--+ 
e~ 
EI E2 E3 SI 
1---~/lf--~[---Y[~~~~~~--+ 
e~ 
Figura 8.18 - Solução pneutrônica - Programa em Ladder para CLP, utilizando bloco de memória RS. 
Projeto de Comandos Combinatórios e Seqüenciais 239 
8.2.3. Generalização da Função Memória 
A generalização da função memória RS permite que o sinal de retenção 
seja estendido a várias saídas de um comando, otimizando assim sua aplicação. 
El---t 
E2---t 
: Comando 
1-+---Sl 
~--s2 
En---1 binário >-+-...-..-- Sn 
Figura 8.19 - Generalização da função memória em um comando binário. 
8.2.4. Travamento e Intertravamento da Função Memória 
Travar uma memória significa estabelecer certas condições para que ela 
possa ser ativada. Já intertravar uma memória significa estabelecer o seu 
travamento através de outra memória, ou outras. 
Em se tratando de memória RS os travamentos podem ser tanto na entrada 
ativa (set) quanto na entrada desativada (reset). Todos os elementos lógicos 
estudados no capítulo 6 podem ser utilizados para o intertravamento de 
memórias. 
Veja os e~emplos seguintes. 
8.2.4.1. Intertravamento por meio da Memória Ativar (set) 
Observando a figura, é possível 
verificar que a ativação da memória Sl 
pela entrada El só será possível se não 
houver sinal em S2, ou seja, (S2=0). 
Havendo sinal de saída em S2 (S2= 1), 
a memória Sl pode ser ativada. De 
forma análoga, também ocorre o 
travamento da memória S2. 
El---i 
E2 Sl 
E3 ---1 
Sl ---a 
~-~ 
E4 52 
Figura 8.20 - Intertravamento da memória ativar 
com o uso de função lógica E. 
240 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
8.2.4.2. Intertravamento por meio da Memória Desativar (reset) 
A primeira memória só pode ser 
ativada pela entrada El, se E2=0 e 
S2=0. A existência de E3= 1 ativa S2 
(S2= 1) que, por sua vez, desativa Sl. 
Da mesma forma, a memória S2 está 
intertravada com a memória Sl. 
8.2.4.3. Intertravamentos Seqüenciais 
Seu objetivo é garantir nos pro­
jetos de comandos seqüenciais, que 
determinada seqüência de movimentos 
ocorra. Na figura, observa-se que a 
entrada El ativa a memória Sl, permi­
tindo assim que ocorra um primeiro 
evento qualquer. Já um segundo even­
to qualquer, e que seja uma seqüência 
do primeiro, só será possível se E3= 1 
e se tiver havido o primeiro evento 
(Sl=l). Caso não exista o sinal Sl=l, 
o segundo evento da seqüência não 
ocorrerá. 
E2--~ 
52---a 
E4--~ 
51--.a 
El 
~1 
E3 
~1 
.___ _ _. 
5 
R 51 
5 
R 52 
Figura 8.21 - Intertravamento da memória 
ativar com o uso de função lógica OU. 
El 
E3---t__~ 
E4 R 52 
Figura 8.22 - Intertravamentos seqüenciais. 
8.2.5. Comandos Combinatórios com Temporizadores e 
Contadores 
No capítulo 4, vimos a concepção e uso de uma válvula pneumática 
híbrida dotada de um pequeno reservatório que possibilita, por meio de um 
sistema de ajuste, obter retardes em sua comutação. Também vimos no capítulo 
5 que é possível obter retardo na comutação de válvulas eletropneumáticas por 
meio de relés especiais, e no capítulo 7, no estudo de CLPs, vimos que existem 
funções específicas, variando sua estrutura conforme o fabricante do CLP, que 
podem produzir uma saída de sinal com o retardo programado. Dos capítulos 
citados, o mesmo pode ser dito com relação a contadores. 
Projeto de Comandos Combinatórios e Seqüenciais 241 
Assim como as funções lógicas no capítulo 6 possuem representações 
simbólicas para elaboração do diagrama lógico, os temporizadores e contadores 
também possuem sua representação simbólica (ver quadro em seguida). 
Tabela 8.1- Temporizadores. 
Temporizador de Pulso 
t 
E- _n_ -s 
Limitado no tempo 
A resposta (S) do temporizador é menor ou igual 
1 t 1 
LlL_____J---L__ 
1
(limitado) ao tempo T do sinal de entrada. 
~ 
1 1 
>--t--t 
Temporizador com Tempo Definido 
t 
E- _n_ -s 
O tempo de resposta da saída S é constante ou 
definido, independente do tempo de duração do 
1 t 1 
~ 
sinal de entrada. 
i--t----4 - t ----4 
Temporizador de Duração t Após o Desligamento 
1 
t 
E- _n_ .--s 
to A saída fica energizada durante um tempo t após 
1 t 1 
~ 
a desenergização da entrada. 
~ 
' ' ' 1 
o-t--tl i rizadores anteriores. 
'1 o 1 o 1 
22 1 o 1 1 o o 1 1 o 1 
23 1 o 1 1 1 1 1 1 o 1 
24 1 1 o o o o o o 1 1 
25 1 1 o o 1 1 o o 1 1 
, 
26 1 1 o 1 o o 1 o 1 1 
27 1 1 o 1 1 1 1 o 1 1 
28 1 1 1 o o o o 1 1 1 
29 1 1 1 o 1 1 o 1 1 1 
30 , 1 1 1 1 o o 1 1 1 1 
31 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 
Teremos então para cada uma das saídas os seguintes campos: 
• 51---7(1,3,5, 7,9, 11, 13, 15, 17, 19,21,23,25,27,29,31) 
• 52---7(2,3,6, 7, 10, 11, 14, 15, 18, 19,22,23,26,27,30,31) 
• 53---7(4,5,6, 7, 12, 13, 14, 15,20,21,22,23,28,29,30,31) 
• 54---7(8,9, 10, 11, 12, 13, 14, 15,24,25,26,27,28,29,30,31) 
• 55---7(16, 17, 18, 19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31) 
Aplicando Karnaugh a cada uma delas {figuras 8.24 a 8.28) e lembrando 
das seguintes relações: 
• E5 =A= Ct (contador) 
• E2 = D = Tl (temporizador 1) 
246 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
• E4 = B = T3 (temporizador 3) 
• El = E = Ss (sensor de presença) 
• E3 = C = T2 (temporizador 2) 
A A 
1 
1 
8 B 1 B 8 1 8 B B 8 
e - 1 - e e e c:c e e e e e e e e e e 
E o 4 12 8 24 28 20 16 
i5 1 ~ 1~ o "~ nn 'J1 17 
E ( 1 1 1 1 1 1 1 
>9 l 
D 
E l 1 3 1 7 115 111 127 131 123 
E 
2 6 14 10 26 30 22 18 
E o 4 12 8 24 28 20 16 
i5 1 5 13 9 25 29 21 17 
E 
" '7 '" -- o "" '" 
D :r 1 1 1 1 1 1 1 
~ 18 l 1 2, 6 14 10 26 30 22 
1 1 1 1 1 1 
Figura 8.24 - Karnaugh para S 1. Figura 8.25 - Karnaugh para S2. 
A A 
1 1 
1 1 
8 B 1 B 8 1 8 B 1 B 8 1 
E 
i5 
E 
D E 
E 
e 
o 
1 
3 
2 
e e 
4 12 
5 13 
7 15 
6 14 
- 1 -c:c e e 
8 24 28 o 
1 1 
9 25 29 1 
1 1 
11 27 31 3 
1 
10 26 30 2 
1 1 
e 
16 
17 
19 
18 
E 
i5 
E 
D E 
E 
e 
o 
1 
3 
2 
e e 
4 12 
1 
5 13 
1 
7 15 
1 
6 14 
1 
- ' -C'C e e 
8 24 )8 20 
1 1 1 
9 '25 )9 21 
1 1 1 
11 27 n 23 
1 1 1 
10 26 j0 22 
1 1 1 
Figura 8.26 - Karnaugh para S3. Figura 8.27 - Karnaugh para S4. 
A 
1 
1 
8 B 1 B 8 1 
e - 1 - e e e c:c e e 
E o 4 12 8 24 28 20 16 
1 1 1 1 i5 1 5 13 9 25 29 21 17 
E 1 1 1 1 
3 7 15 11 27 31 23 19 
D 
E 1 1 1 1 
2 6 14 10 26 30 22 18 
E 1 1 1 1 
Figura 8.28 - Karnaugh para SS. 
Projeto de Comandos Combinatórios e Seqüenciais 
e 
16 
17 
19 
18 
247 
Solução de Karnaugh 
A solução dos diagramas de kamaugh, como pode ser visto, é bastante 
elementar, sendo: 
Sl =E= Ss (8.10) 
S2 =D= Tl (8.11) 
S3 = C = T2 (8.12) 
S4 = B = Tl (8.13) 
SS =A= Ct (8.14) 
Diagrama Lógico 
t1 o Ss 
Ss 1---i Tl Manual KC 
RS Cl 
t1 o 
1---i T2 CD 
t1 o 
1---i T3 
Ct 
Ss -8-s1 
n-8-s2 
T2-8-S3 
T3-8-S4 
ct-8-ss 
Figura 8.29 
248 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
Solução Pneumática 
Desbloqueio 
M otores destl'ltivados 
Motores travados 
;-·-·-·-·--r- --- ~-~) 
Atuador 
Temporizador 1 
(Fecho molde em T=Ss)) 
Temporizador2 
(Abre molde em T= !Ss)) 
12 
Figura 8.30 - Solução pneumática para o sistema de conformação de bandejas. 
8.3. Projeto de Comandos Seqüenciais 
Tradicionalmente, na pneumática são utilizados os conhecidos "método de 
cascata" e "método passo a passo", bem como na eletropneumática, os métodos 
"seqüência mínima" e "seqüência máxima". O método aqui apresentado engloba 
estes outros citados, tendo-os como casos particulares, facilitando sua integração 
com a microeletrônica e informática, além de permitir o projeto de sistemas 
seqüenciais mais complexos. 
Como já fora mencionado na introdução do capítulo, o assunto será 
abordado apenas de forma superficial, possibilitando assim uma visão básica do 
vasto universo da automação avançada, havendo, porém, disponível no 
mercado, principalmente o internacional, literaturas apropriadas que exploram 
detalhadamente este tema. 
Projeto de Comandos Combinatórios e Seqüenciais 249 
Todo comando seqüencial deve iniciar com a análise do sistema e das 
ações do comando desejado através de esquemas e da formulação verbal do 
problema, para em seguida sistematizar essas informações com alguma forma de 
representação gráfica. 
A seguir, serão listados os passos necessários para o correto e otimizado 
projeto de comandos seqüenciais. 
8.3.1. Análise de Comando Seqüencial 
Consiste no fornecimento de todas as tarefas previstas para o sistema, na 
seqüência e no tempo, bem como deve se fazer acrescentar, sempre que possível, 
os limites de condições ambientais que possam influir no desempenho dos 
componentes, a flexibilidade quanto a trocas de programas, fontes de energia 
alternativa para os casos de emergência, enfim, todo e qualquer detalhe que 
possa vir a ser pertinente ao longo do funcionamento do sistema. 
8.3.2. Esquema de Processo 
Consiste na elaboração de um esboço físico com algumas dimensões, pelo 
menos as estruturais, cuja finalidade é dar ao projetista condição de estabelecer 
relações espaciais entre os vários componentes, formas de fixação dos atuadores, 
bem como permitir uma melhor clareza na formulação verbal do problema. 
8.3.2.1. Projeto de um Dispositivo para Termoformagem 
f 
A figura 8.31 apresenta, a título de exemplo, um esboço (esquema de 
processo) de um sistema seqüencial utilizado para confecção de peças plásticas 
por termoformagem. 
~ seqüênçia deste projeto é_gpresentada nos i~ns 8.3.3, 8.3.4 e 8.3. 7. 
250 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
Chapa de plástico 
aquecida ----
Atuador A 
Movimenta a chapa 
a) 
AtuadorC 
Baixa o plugue fêmea 
Raios infravermelhos 
Raios infravermelhos 
Plugue macho 
AtuadorB 
Elevação do plugue macho 
Raios infravermelhos 
\.. li\ li\ li\ li\) 
b) 
Raios infravermelhos 
Plugue macho 
Sobe 
• 
Plugue fêmea 
-E4 
E2 
1 
E6 
Cl) 
-o o 
Jl '§o 
E ::i 
o "' c:o 
Plugue fêmea 
Desce 
Cl) 
-o o 
Jl '§o 
E ::i 
o "' c:o 
Figura 8.31 - (a) Lâmina plástica sendo aquecida para o processo de termoformagem -
(b) lâmina plástica sendo termoformada. 
Projeto de Comandos Combinatórios e Seqüenciais 251 
8.3.3. Formulação Verbal do Problema 
Através do esquema de processo inicia-se a formulação verbal do problema 
que tem por objetivo responder a uma série de questões referente à composição 
geral do processo em si. 
Veja em seguida algumas dessas questões que devem estar presentes em 
todo tipo de projeto de automação pneumática: 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
Que ações devem ocorrer durante a realização do processo e em que 
seqüência? 
De que forma essas ações se relacionam no tempo? 
Quais são as condições previstas para o início do comando seqüencial? 
Que tipos de elementos de sinais se fazem necessários para 
operacionalidade do comando (botões, fins de curso, sensores)? 
Quais e como são os movimentos, e que elementos de trabalho (tipos 
de acionamento) se pretende usar no projeto? 
De que forma devem ocorrer as relações operador-comando? 
Quais são os esforços, velocidades e precisão necessários? 
No exemplo citado, a formulação verbal do problema poderia ser a 
seguinte: 
252 
1. A chapa plástica é afixada manualmente a uma moldura posicionada 
entre os refletores infravermelhos (figura 8.31a). 
f 
2. Um botão manual EO dispara o processo, ativando os refletores 
infravermelhos que irão aquecer a chapa até a temperatura de 
termoformagem. 
3. Um temporizador Tl é acionado, controlando a exposição da chapa ao 
aquecimento que, uma vez atingida a temperatura de termoformagem, 
libera um sinal sonoro SS, desliga os refletores e ativa o atuador A, 
fazendo que sua haste distenda-se e posicione a chapa entre os plugues 
macho e fêmea (figura 8.3lb). 
4. Ao final de seu curso (E2 pressionado), é ativada a subida do plugue 
macho e descida do plugue fêmea. 
5. Ao se dar o fechamento do molde (encontro dos plugues), E4 e E6 
acionarão simultaneamente um temporizador T2 que irá temporizar a 
duração de fechamento dos plugues, bem como uma bomba de sucção 
instalada no plugue fêmea cuja função é succionar a chapa, por meio 
dos canais de sucção, obtendo assim uniformidade na moldagem. 
Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
6. Decorridoo tempo de termoformagem programado no temporizador 
T2, os plugues retornarão (E3 e ES pressionados), provocando o 
retorno do atuador A que pressionará El encerrando o ciclo, e 
permitindo assim novo ciclo. 
7. Com relação ao ambiente de trabalho, o sistema pode ser montado em 
qualquer ambiente, necessitando, porém, de uma área de 
aproximadamente 9m2
• 
8. Com relação à precisão das dobras, é uma função da cavidade, da 
força de fechamento dos plugues e da espessura da chapa. 
9. Os atuadores serão dotados de válvulas controladoras de fluxo para o 
controle de velocidade. 
10. Os fins de curso podem ser mecânicos, elétricos (micro-switchs) ou até 
mesmo eletrônicos (sensores). 
8.3.4. Representação Gráfica do Comando Seqüencial 
Sua função é representar graficamente, de forma sistemática, o desenvol­
vimento do processo funcional, demonstrando de forma clara, como um mapa, 
todos os passos necessários para a realização do ciclo. ' 
Em conjunto com o esquema do processo e a formulação verbal, permite 
um claro entendimento do ciclo, mesmo por quem pouco entenda de automação, 
como no caso, muitas vezes, o cliente. 
Em automação pneumática, existem cinco representações gráficas pos­
síveis, porém, das cinco, duas são mais exploradas, e dessas duas, uma grande 
maioria dos projetistas e técnicos acaba por utilizar somente a que mais se 
popularizou (o diagrama trajeto-passo), talvez porque seja a mais ensinada nos 
bancos escolares e acadêmicos, bem como nos cursos básicos de pneumática. 
As representações gráficas são as seguintes: 
1. Diagrama trajeto-passo; 
2. Diagrama de posicionamento dos atuadores; 
3. Diagrama de atuação dos sensores; 
4. Diagrama de comando dos atuadores; 
5. Diagrama funcional. 
A figura 8.32 apresentada em seguida ilustra os diagramas de 1 a 4 do 
equipamento anteriormente apresentado. 
Projeto de Comandos Combinatórios e Seqüenciais 253 
Designação 
Atuador A 
Atuador B 
AtuadorC 
.9 V> Atuador A e !!! 
 
AtuadorC "' o & -o 
o 
'5, EO 
«l 
"' El 
~ !!! 
o E2 
= 1), etc. 
Projeto de Comandos Combinatórios e Seqüenciais 255 
8.3.6. O Método Passo a Passo e Diagrama Funcional em 
Comandos Seqüenciais 
O método passo a passo tem por função sistematizar o projeto de 
comandos seqüenciais, subdividindo-os em passos e associando-os à memória do 
tipo RS. A ativação de cada memória e a conseqüente realização das ações do 
passo correspondente a essa memória ocorrem com o comprimento de 
determinadas condições de transição de um passo a outro. 
8.3.6.1. Características do Método 
O método passo a passo tem como ferramentas de representação gráfica 
basicamente os diagramas trajeto-passo e diagrama funcional, além, claro, do 
digrama lógico de comandos, sendo que o primeiro passa a ser até desnecessário 
diante da grande variedade de informações possíveis de ser agregada ao 
diagrama funcional. 
A seqüência de passos ao projeto de um comando seqüencial será então: 
• Análise do comando seqüencial (item 8.3.1). 
• Esquema de processo (item 8.3.2). 
• Formulação verbal do problema (item 8.3.3). 
• Elaboração do diagrama funcional (item 8.3.5), definindo de forma 
clara e detalhando o melhor possível os seus passos e suas ações 
correspondentes. 
f 
• Associar a cada passo, configurado no diagrama funcional, uma 
memória RS ("Set-Reset") do tipo desligar dominante. 
• A entrada Set da memória RS produzirá sempre um sinal de comando 
para a realização das ações do passo correspondente. 
• As memórias devem ser intertravadas de forma que, ao ativar uma 
memória n, será desativada a memória n-1 e ativada a memória n+l. 
Ou seja, a memória n + 1 já receberá um sinal que a coloca de 
"prontidão" para ser ativada. 
Para que uma memória seja ativada, é necessário que, além da habilitação, seja 
satisfeita uma condição lógica relacionando sinais externos de botões, sensores, 
fins de curso, e qualquer outro elemento de controle. Ou seja, a ocorrência da 
transição de um passo a outro só será possível se a condição lógica associada a 
essa transição for satisfeita, além da habilitação da memória do passo 
subseqüente. 
256 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
·-- . 
8.3.6.2. Módulo Lógico 
Cada passo do comando seqüencial será então representado por um 
módulo lógico de memória RS intertravada seqüencialmente com os módulos de 
memória dos passos anterior e posterior, conforme ilustra a figura 8.34. 
Passo 
n-1 
El ---çt___.:== 
E6-LJ ,------'---~ 
Passo 
n 
E3----
Passo 
n+l 
Mn-1 
Figura 8 .34 - Representação de um modulo lógico 
básico de memória RS com intertravamento seqüencial. 
Mn 
Observe que a memória RS da figura terá saída Mn quando houver na 
' entrada Set uma condição lógica do tipo [(Mn-1).E2.(El+E6)], em que o sinal 
(Mn-1) representa a saída do módulo de memória anterior, e El, E2, E6 são 
sinais de sensores, fins de curso, etc. O módulo será desativado quando houver 
na entrada Reset a combinação lógica [(Mn+l)+(E3.Extl)], em que (Mn+l) 
representa a saída do módulo de memória posterior, E3 é um sinal de fim de 
curso e Extl pode ser um sinal externo como o de um botão de parada de 
emergência. 
É importante ressaltar que as saídas Mn dos módulos de memória RS podem 
acionar diretamente os atuadores externos, acionando relés amplificadores de 
potência, ou ainda, nos Controladores Lógicos Programáveis podem representar. 
as saídas destes, bem como saídas internas (f/ags) que posteriormente se, 
comuniçam com as safr;!.as ext.,;;;.,,;e""'r""'na;:;;;;s"" • ..._..._ __ __,...._ ___________ _ 
8.3.6.3. Projeto de um Dispositivo de Furar Peças 
Elaborar os diagramas trajeto-passo, funcional, lógico, pneumático, 
eltropneumático e em ladder do dispositivo para furação de peças conforme 
esboço em seguida.O dispositivo é acionado manualmente por um botão do tipo impulso EO, 
sendo que a partida só ocorrerá se um sensor El acusar a existência de peça. 
Projeto de Comandos Combinatórios e Seqüenciais 257 
1 
Passo 1 - Sensor El detecta presença de peça 
e o atuador A posiciona-a sob o cabeçote de~ 
furação (atuador B). 
El 
Passo 2 - Cabeçote de furação (atuador B) 
avança e realiza operação de furação. ~ 
1 
1 
Passo 3 - Cabeçote de furação retorna e 
atuador A avança para descarregar peça. 
El 
Passo 4 - Atuador A retorna ao ponto inicial 
para recomeçar novo ciclo. ~ 
Figura 8.35 - Dispositivo de furação de peças. 
Diagrama Trajeto-passo 
1 
Na composição do dispositivo foi utilizado um atuador pneumático do tipo 
Duplex geminado de hastes com igual curso (Ver capítulo 3 - Item 3.4.3), que 
possibilita movimento de extensão em dois estágios de igual deslocamento. A 
descrição dos passos encontra-se na própria figura 
258 
1 Designação 
Atuador A 
(Impulsor) 
Atuador B 
(Cabeçote) 
Tempo (s) 
o o 
] .~ i--~~ ..... ~--..... ~----~----~--~~ ...... ~~-t 
Jí ~ Passo 
1 2 3 4 5 6=1 
1 
1 1 1 1 1 1 
1+ -----~-----~------:------~----- '-----~-----
• 1 1 1 1 
1 1 1 1 1 
1 1 1 1 1 
1 1 1 1 1 
1 1 1 1 1 
1 -----~----- 1 1 --f------
1 1 
EO : : 
1 1 
1 1 1 1 1 1 º ----- -----~------~-----r-----~----- ------
1 
o 
-----r-----1-----+------
' 1 1 
1 1 1 
1 1 1 
1 1 1 
1 1 1 
Figura 8.36 - Diagrama trajeto-passo. 
Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
Diagrama Funcional 
Na composição do dispositivo foi utilizado um atuador pneumático do tipo 
Duplex geminado de hastes com igual curso (Ver capítulo 3 - Item 3.4.3), que 
possibilita movimento de extensão em dois estágios de igual deslocamento. 
s Avança 1 ° estágio 
E3 do atuador A 
E3 
-1 Avança atuador B IE6 I 
.g E6 éJ 
-is! Recua atuador B iEs i 
ES 
Avança 2° estágio 
E4 do atuador A 
E4 
s Recuo total do E2 atuador A 
=1 
Figura 8.37 - Diagrama funcional do comando seqüencial para furação de peças. 
Projeto de Comandos Combinatórios e Seqüenciais 259 
Diagrama Lógico 
260 
A-
EO 
El 
E2 
Passo 1 
B+ 
E7 A+ 
A+ 
E3 
Passo 2 
B-
E7 B+ 
B+ 
E6 
Passo 3 
A++ 
E7 B-
B-
ES 
Passo 4 
A-
E7 A++ 
Passo 5 A--
A-
Figura 8 .38 - Diagrama lógico do comando seqüencial para furação de peças 
(E7 representa um botão para retomo de Emergência e Reset) . 
Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
··-·-- - '' .. ·-· . ····- - . ·- ·- - . -· ... ---- . 
Figura 8.39 - Circuito pneumático do dispositivo de furação de peças. 
Projeto de Comandos Combinatórios e Seqüenciais 261 
Diagrama Elétrico (Solução Eletropneumática) 
Lembrando que o método passo a passo aqui demonstrado foi associado a 
memórias do tipo RS, e a memória RS pode ser representada eletricamente por 
um relé com um contato NA e outro NF (Ver tabela 6.13 - capítulo 6). Nessa 
aplicação, porém, o contato NF do relé será representado pelo relé Kn+ 1 do 
passo posterior, e o contato NA pelo relé Kn-1 do passo anterior, além dos 
contatos El, E2, ... Ej, representando as entradas externas ou internas do passo n 
em questão. 
A figura 8.40 apresenta o diagrama elétrico (solução eletropneumática) 
para o exemplo dado. 
262 
Passo n 
Ej ~ Kn 
r 
Kn 
Kn-1 
Kn+l 
Yn 
Figura 8 .40 - Representação elétrica do método passo a passo, por relé básico, 
de um elemento de memória RS do diagrama lógico de comando seqüencial. 
(Observe que na composição aparecem o relé do passo anterior Kn-1 e o relé do 
passo posterior Kn + 1, sendo Kn o relé do passo representado) . 
K4 1 K5 1 
Yl=A+ Y4 =A++ 
Y2 = B+ Y5=A­
Y3= B- Y6=A--
Figura 8.41 - Diagrama elétrico do dispositivo de furar peças (solução eletropneumática) . 
Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
Como o leitor pode ver, o cirêüíto apresentadonecessita de cinco relés para sua 
execução, o que torna essa solução não muito indicada, pois conforme jái 
mencionado em nota de rodapé (15) neste capítulo, o tempo médio de falha e, 
entre falhas (MITF e MTBF) diminui com o aumento do número de r~~. _J 
Diagrama Ladder (Solução Pneutrônica - CLP) 
EO El E2 A- E7 B+ A+ 
HHE J 
A+ 
E 
E3 A+ E7 B- B+ 
E J 
B+ 
E6 B+ E7 A++ B-
E J 
B-
E 
ES B- E7 A++ 
E J E }f--( 
B-
E 
E4 A+ A++ A--
E7 A-
A-- A-
H~--
Figura 8.42 - Diagrama de contatos do dispositivo de furação . 
Projeto de Comandos Combinatórios e Seqüenciais 263 
r 
8.3.7. Diagramas e Circuito do Dispositivo de Termoformagem 
São apresentados em seguida o diagrama funcional, diagrama lógico e 
circuito pneumático do dispositivo de termoformagem visto no item 8.3.2.1. 
Deixamos ao leitor tentar elaborar a solução eletopneumática e o diagrama em 
ladder. 
Diagrama Funcional 
Liga aquecimento e EO Fixa e aquece tw temporizador T1 
chapa Temporizador finaliza 
T1 
Liga alarme e desliga 
T1 aquecimento 
s Avança atuador A e 
E2 desliga alarme 
E2 
.g 
a Início da Avança atuador B E6 
termoformagem Avança atuador C E4 
Liga a sucção se+ E6 
tw Liga temporizador T2 E4 
T2 
Fim da Temporizador finaliza 
E3 ~form.,em s Retorna atuador B ES 
s Retorna atuador C E3 
ES s Desliga a sucção SC- ES 
6 
Peça s Retorna atuador A El 
termoformada 
Figura 8 .43 - Diagrama funcional do dispositivo de TERMOFORMAGEM. 
264 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
Diagrama Lógico 
Passo 1 
A-
EO 
El 
24V 
Passo 2 
B+ 
e+ 
E2 
Passo 3 
Passo 4 
B-
C-
A+ 
E2 
T2 
E7 
B+ 
e+ 
E4 
E6 
Liga calor Q (Lâmpadas infravermelhas) 
E2 Liga alarme L 
Desliga calor Q 
~--45 ~---lS 
A+ E2 
T1 
B+ C+i 
Desliga 
alarme L 
T2 (Tempo de termoformagem) 
Passo 5 
Passo 6 
A­
E2 
B­
C­
E3 
ES -L___,.---, S 
El 
B- C-
A-
Figura 8.44 - Diagrama lógico do dispositivo de termoformagem. 
Projeto de Comandos Combinatórios e Seqüenciais 265 
t\J 
O\ 
O\ 
~ 
õ 
3 
O> 
o.() 
O>• o 
;:' 
(1) 
e 
3 
~ 
@• 
1. 
(1) 
~~ 
o 
§º 
(1) 
:J 
V> 
õº 
:J 
O> 
3 
(1) 
:J 
õ 
(1) 
5> 
°'' ~ 
(1) 
o.. 
(1) 
() 
~-
E. 
~ 
'Tl 
e@' 
@ 
00 
~ 
() 
~­
E. 
õ 
'O 
:J 
(1) 
e 
3 
~ r;· 
o 
o.. o 
o.. 
(;;º 
'8 
~ 
§º 
o.. 
(1) 
ro-
3 
o 
õ 
3 
O> 
'2 
3 
1213141516171819202122 
Rede pneumática -mnovamente El, encerra o ciclo. 
Diagrama Funcional 
B 
EO~ ~ & 
s Avança atuador A E2 
E3 
Avança atuador B E4 
E6 
o 
ü s Recua atuador B E3 o 
ES 
Avança atuador C E6 
E4 
Recua atuador C ES 
ES 
Recua atuador A El 
=1 
Figura 8.47 - Diagrama funcional do dispositivo de dobra. 
268 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
Dia.grama Lógico 
Passo 1 
Passo 2 
Passo 3 
Passo 4 
Passo 5 
Passo 6 
C­
ES 
EO 
El 
E3 
E5 
B+ 
E7 A+ 
A+ 
E2 
& s 
B-
E7 B+ 
B+ 
E4 
e+ 
E7 B-
B-
E3 
e+ 
E7 e+ 
e+ 
E6 
A-
E7 C-
A-
Figura 8.48 - Diagrama lógico do dispositivo de dobra. 
8.4. Exercícios 
1) Numa esteira transportadora devem ser separadas as peças maiores das 
menores, sendo depositadas em contêineres. Um sistema montado sobre a 
esteira, dotado de 4 sensores, deve fazer a seleção, sendo que o sensor El 
Projeto de Comandos Combinatórios e Seqüenciais 269 
seleciona as menores e E2, as maiores. E3 é um contador que conta a 
quantidade de peças menores que passa pelo sensor El, e está programado 
para soar um alarme a cada 50 peças que entram no contêiner 1 (carga 
máxima); a mesma função tem E4 com relação a E2. Os sensores El e E2 
controlam os atuadores A e B, que são disparados por temporizadores Tl e 
T2, sendo Tl programado para 4 segundos (peças menores) e T2 para 8 
segundos (peças maiores). Elabore o diagrama lógico de comandos e o 
diagrama de contatos ladder. 
Figura 8.49 - Dispositivo de separar peças. 
2) Elabore o circuito pneumático, eletropneumático e diagrama de contatos 
(diagrama ladder) do dispositivo de dobra da figura 8.46. 
3) Elabore o diagrama trajeto-passo, funcional, e lógico do dispositivo abaixo. 
Fixação Corte Dobra 
fil 
Figura 8.50 - Dispositivo de fazer cantoneiras. 
270 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
APÊNDICE A~ 
Normas e Tabelas 
....... ________________ ....... 
A.l. Simbologia Pneumática Normalizada 
A simbologia apresentada em seguida está de acordo com a norma 
DIN/ISO 1929 de agosto de 1978, ainda hoje vigente. 
A.1.1. Transformadores de Energia 
Denominação Característica Símbolo 
Compressor 
Produz ar comprimido (sempre um Q= sentido de fluxo). 
Bomba de vácuo V 
Deslocamento fixo e um sentido de Q= rotação. 
Motor pneumático 
Q= Deslocamento fixo e dois sentidos de 
rotação. 
Apêndice A - Normas e Tabelas 271 
Denominação Característica Símbolo 
Deslocamento variável e um sentido $= de rotação. 
Motor pneumático 
Deslocamento variável e dois $= sentidos de rotação. 
Campo de deslocamento limitado - =D= ângulo de giro (Oscilador). 
1 11 
Cilindro de simples ação com 1 
retorno por força externa. 
1 
1 1 
~ 16í A-8 Pí ~ Cilindro de simples ação com 1 
retorno por mola. 
V V-V V V 
/' 
1 
~I : Cilindro de simples ação com 1 
avanço por mola . 
1 11 : Cilindro de dupla ação com haste 1 
• unilateral. 
1 1 Cilindro 
pneumático 
: 11 : Cilindro de dupla ação com haste 1 1 
passante. 
1 1 
1 11 : Cilindro de dupla ação diferencial t 
com haste reforçada. 
1 
1 1 ~ : 
Cilindro de dupla ação com 1 
amortecimento fixo no avanço. 
1 
1 ~ 1 : Cilindro de dupla ação com 1 
amortecimento fixo no recuo. 
1 
272 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
Denominação 
Cilindro 
pneumático 
Cilindro 
hidropneumático 
Característica 
Cilindro de dupla ação com 
amortecimento fixo no recuo. 
Cilindro de dupla ação com 
amortecimento regulável no 
avanço. 
Cilindro de dupla ação com 
amortecimento regulável no 
recuo. 
Cilindro de dupla ação com 
amortecimento regulável no 
avanço e recuo. 
Controlador hidráulico de 
velocidade (Hidro-Check). 
Multiplicador de pressão para 
o mesmo fluido . 
Multiplicador de pressão para 
fluidos diferentes (ar e óleo) . 
Conversor do meio de 
pressão ar para óleo. 
Apêndice A - Normas e Tabelas 
1 
Símbolo 
rl 1
1 /\ /\ /\ /\ /\ /\ 1 
rvvvvvi 
!· - · ;:,:~- · -·~· - · : 
1 1 n 
1 1 
1111-------,------l: 11 1 
4x 4 Yv 
1111-------,-----l: 11 1 
4x 4 fv 
~X 
273 
A.1.2. Comando de Regulagem de Energia 
Denominação Característica Símbolo 
Válvula direcional com duas vias 
Comando de regulagem de energia. e duas posições. 
Posição normal, fechada . 
2(A) 
Válvula direcional com duas vias e cm duas posições. Posição normal, 
aberta. 
l(P) 
2(A) 
Válvula direcional com três vias e DJSJ duas posições. Posição normal, 
fechada . 
l(P) 3(R) 
2(A) 
Válvula direcional com três vias e CSJ[J . duas posições. Posição normal, 
Válvulas de aberta. 
comando l(P) 3(R) 
2(A) 
Válvula direcional com três vias e 
1 u:+l~I três posições. Posição intermediária, 
1 fechada . 
l(P) 3(R) 
2(A) 4(A) 
Válvula direcional com quatro vias e ITIIZJ duas posições. 
l(P) 3(R) 
2(A) 4(8) 
Válvula direcional com quatro vias e 
1 I I 1: :1x1 três posições. Posição intermediária 
fechada (Centro fechado) . 
l(P) 3(R) 
274 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
Denominação Característica Símbolo 
2(A) 4(8) 
Válvula direcional com quatro vias e 
1 I 1 IS IXI três posições. Posição intermediária 
com saídas em exaustão (Centro 
aberto negativo) . 
l(P) 3(R) 
2(A) 4(8) 
Válvula direcional com quatro vias e 
1 II 1 V:IXI três posições. Posição intermediária, 
com saídas em pressão (Centro 
aberto positivo) . 
l(P) 3(R) 
2(A) 4(8) 
Válvula direcional com cinco vias e ·1 
duas posições. T ,. T 
3(R) S(S) 
l(P) 
Válvulas de 
2(A), 4(8) 
comando 
..L ..L 
.. l Válvula direcional com cinco vias e 
três posições. Posição intermediária T ,. TTT 
fechada (Centro fechado) . 
3(R) S(S) 
l(P) 
2(A) 4(8) 
Válvula direcional com cinco vias e \! .. l três posições. Posição intermediária 
T ,, T T 
com saídas em pressão (Centro 
aberto positivo) . 3(R) S(S) 
l(P) 
2(A) 4(8) 
Válvula direcional com cinco vias e l três posições. Posição intermediária 
T r ,,-
com saídas em exaustão (Centro 
aberto negativo) . 3(R) S(S) 
l(P) 
Apêndice A - Normas e Tabelas 275 
Denominação Característica Símbolo 
Válvula direcional com posições 
1 1 1 
intermediárias de comando e com a b 
duas posições finais . 
Válvula de retenção com e sem =-pneumática 
1 
Linha de trabalho 
Linha para transmissão de 
energia. 
Linha para transmissão de 
Linha de comando energia de comando (inclusive ---------ajustagem e regulagem). 
Linha de dreno ou 
Linha para exaustão. 
sangria ------ -- --- --- · 
Mangueiras flexíveis Para conexão de partes móveis. \..___..! 
Linha elétrica 
Linha para transmissão de _J_ energia elétrica. 
União fixa, por exemplo, solda-
+-1-União de linhas 
da, chumbada, parafusada 
(inclusive conexões e uniões 
rosqueadas) . 
Linhas c'ruzadas 
Cruzamento de linhas não -+--conectadas. 
Ponto de escape Sangria de ar. I 
Simples, não conectável p (escape livre) . 
Conexão de descarga 
Rosqueado por conexão ~--t> (canalizadoou dirigido) . 
Apêndice A- Normas e Tabelas 277 
Denominação Característica Símbolo 
Ponto de ligação de pressão 
. / 
bloqueado. ., 
Tornada de potência Ponto de ligação de pressão com 7 1 ~ conexão (conectada) . 
Ponto de ligação de pressão com 7 li~ conexão (desconectada). 
Conexão rápida acoplada, com 
-O>-t- 
Reservatório de ar -cJ-comprimido 
Filtro de ar --
278 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
Denominação Característica Símbolo 
Com dreno manual. ------Separador de água 
(purgador) 
------Com dreno automático. 
Com dreno manual. -V-Filtro com separador 
de água (purgador) 
--Q-Com dreno automático. 
Secador de ar -V-
Unidade à qual se adicionam -o-Lubrificador 
pequenas quantidades de óleo 
ao ar passante para a 
lubrificação dos equipamentos. 
---~ 
/ 
Unidade composta de filtro , 
Conjunto de 
válvula reguladora de pressão, 
manômetro e lubrificador. 1 
condicionamento de ar 1 
1 
1 
(LIBREFIL) 1 1 
1 1 
1 1 
Simplificado ~ 
A.1.4. Mecanismos de Comandos 
Denominação Característica Símbolo 
Geral (sem identificação do ~ modo de operação). 
Por ação muscular 
~ Botão 
Apêndice A - Normas e Tabelas 279 
Denominação Característica Símbolo 
Alavanca ~ 
Por ação muscular 
~ Pedal 
Apalpador ou pino 9 
Por mola , 
Por ação mecânica 
~ Rolete 
Rolete operando num único r=1 sentido. 
Acionamento direto por 
---~ acréscimo de pressão (piloto 
-· positivo). 
Por alívio de pressão --~ (Piloto negativo), 
Acionamento Por aplicação de pressão 
--~ ~--pneumático (Piloto positivo) com diferença 
de área. 
1 
--~ Por acréscimo de pressão da 
válvula servopilotada. 
Por alívio de pressão da --~ válvula servopilotada. 
Por solenóide com uma ~ bobina. 
Acionamento elétrico 
Com duas bobinas operando 1#1 em um único sentido. 
Com duas bobinas operando ~ em sentidos opostos. 
280 Automação !Jneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
Denominação Característica Símbolo 
Acionamento pneumático -e= Acionamento por 
indireto por aplicação de 
pressão (servopiloto positivo). 
servopiloto e 
Acionamento pneumático 
~ 
combinado 
indireto por alívio de pressão 
(servopiloto negativo) . 
Acionamento combinado ~ (solenóide e piloto positivo) . 
Acionamento combinado ~ Acionamento 
(solenóide e piloto negativo) . 
combinado Acionamento combinado ~ (botão e piloto positivo). 
Acionamento combinado 
~ (solenóide e piloto positivo ou 
botão). 
Acionamento a 
Símbolo explicativo para 
acionamento (especificar no * determinar rodapé) . 
Acionamento de centralização 
no caso de válvulas de três _:1 1 1 1: Acionamento de 
posições, centragem por ar 
comprimido. 
centralização 
Acionamento de centralização j 1 1 ~ no caso de válvulas de três 
posições, centragem por molas. 
A.1.5. Aparelhos de Controle 
Denominação Característica Símbolo 
Manômetro Instrumento de medir pressão. T 
Vacuômetro Instrumento de medir vácuo. T 
Apêndice A - Normas e Tabelas 281 
Denominação Característica Símbolo 
Rotâmetro Instrumento de medir fluxo . T 
Termômetro Instrumento de medir temperatura . ~ 
1 1 
Conversor de 
Converte uma ação mecânica em um 0= \º + sinal elétrico 
sinal elétrico. 
pneumático 1 
\ 
1 1 
Converte um sinal pneumático em um --{>-- \º + Pressostato 
sinal elétrico. 
1 
\ ... 
A.1.6. Elementos Especiais 
Denominação Característica Símbolo 
f Cilindro de dupla ação do 
tipo Duplex contínuo 
1 11 : 11 : (permite o 1 
desenvolvimento de 1 1 1 1 
Cilindro Duplex 
forças maiores). 
Cilindro de dupla ação do 
tipo Duplex geminado 
1 11 1 11 1 
(permite obter três ou 
quatro posições (cursos) 
1 1 1 1 
distintos). 
Cilindro de simples ação 
1 : 
do tipo telescópico 
: 1 
(permite obter cursos 1 
longos com tamanho de 
Cilindro camisa reduzido). 1 
telescópico Cilindro de dupla ação do 
1 : : 
tipo telescópico (permite 
1 : obter cursos longos com 1 
tamanho de camisa 
reduzido) . 1 1 
282 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
. . - - - . . . . . . . . 
Denominação 
Cilindro de alto 
impacto 
Válvula 
temporizadora 
Característica 
Cilindro de dupla ação do 
tipo impacto (permite 
desenvolver forças 
maiores que a força de 
um cilindro normal). 
Válvula direcional 
temporizada com retardo 
na atuação, com três vias 
e duas posições; normal, 
fechada. 
Válvula direcional 
temporizada com retardo 
na atuação, com três vias 
e duas posições; normal, 
aberta. 
Válvula direcional 
temporizada com retardo 
na desativação, com três 
vias e duas posições; 
normal, fechada. 
Válvula direcional 
temporizada com retardo 
na desativação, com três 
vias e duas posições; 
normal, aberta. 
Apêndice A- Normas e Tabelas 
z 
z 
z 
z 
Símbolo 
1 ~11--------.----1 
1 1 
-· - ·-·-· -·- ·-·-·-· -·-·-·-·-·- ·-·-·- ·-·- ·-·- ?.(~)- ·-
l(P) 
1 
1 
1 ·-·r·-·-· 
: 3(R) 
2(A) 
i-· -· -·- · - ·-·-·- ·-·- ·- · - ·-·-·- ·-· -·-·-·-·- -·-·-· -·-·! 
• 1 
~. - . - . - . - . - . - . - . - . -· - . - . - . - . -'-. - . - . - . - . - . 
l(P) 
1 
1 
1 
! 
1 
·- ·r·-·-·' 
i 3(R) 
2(A) 
-· - . -·-· -·- ·- ·-·-·-·-·-·-·-' -· -·-· -· -· -·-·- -·-·- ·-·. 
1 
1 
1 
. - . -. -. -. - . -. -. -. -. -. -. - ·-. -. -. -. -. -. - ·-. . -. t. -. -. ' 
l(P) : 3(R) 
2(A) ·-·-·-·-·-·-·-·-·-·-· -·-·- ·-·-·-·- ·-·-·- -·-·- · -·-·· 
1 
1 
1 
·-·-·-·-·-·-·-·-·-·-·-·-·-·-·-·-·-·-·-·-· ·-·r·- ·-·' 
l(P) i 3(R) 
283 
A.1. 7. Cores Técnicas 
Cor Aplicação Exemplo 
Vermelho 
Utilizado para tubulações que operam com pressão 
Compressor 
normal do sistema. 
Violeta Indica que a pressão do sistema foi intensificada. Multiplicador de pressão 
Laranja 
Tubulações ou linha de comando, pilotagem ou 
Pilotagem da válvula 
pressão reduzida. 
Amarelo 
Indica linha com passagem de fluxo restringida ou 
Válvulas controladoras de fluxo 
controlada. 
Azul Fluxo em descarga, escape rápido. 
Verde Indica sucção ou dreno. Sucção dos compressores 
Branco Fluido inativo. Armazenagem 
A.1.8. Identificação de Orifícios 
Denominação/ Aplicação Símbolo 
Orifício de suprimento principal (alimentação). 1 ou p 
Orifício de aplicação (utilização ou saída) para válvulas de quatro e cinco 
2e4 
ou 
vias. 
AeB 
Orifício de liberação do ar utilizado (escape ou exaustão} para válvulas de 
3 ou R 
duas e três vias. 
1 3e5 
Orifício de liberação do ar utilizado (escape ou exaustão} para válvulas de 
ou 
quatro e cinco vias. 
ReS 
Orifício de pilotagem (Piloto) 
No caso de válvulas que, ao alimentar o piloto, bloqueiam o orifício de 1.4 
alimentação. 
No caso de válvulas que, ao alimentar o piloto, abrem o orifício de 
1.4 ou 1.2 
alimentação. 
No caso de identificação por letras. X, YouZ 
284 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
.. - . ·- ----- -- -· . - .. . . . ., 
A.2. Transformações de Unidades 
A.2.1. Unidades de Área 
1 m2 1 µm2 1 mm2 1 cm2 1 dm2 1 km2 
1 m2 = 1 1012 106 104 102 10-6 
1 µm2 = 10-12 1 10-6 10-8 10-10 10-18 
1 mm2 = 10-6 106 1 10-2 10-4 10-12 
1 cm2 = 10-4 108 102 1 10-2 10-10 
1 dm2 = 10-2 1010 104 102 1 10-8 
1 km2 = 106 1018 1012 1010 108 1 
A.2.2. Unidades de Volume 
1 m3 1 mm3 1 cm3 ldm3 =11 1 km3 
1 m3 = 1 109 106 103 109 
1 mm3 = rn-9 1 10-3 10-6 ' 10-18 
lcm3 = 10-6 lü3 1 10-3 10-15 
ldm3=11 10-3 106 103 1 10-12 
1 km3 = 109 1018 101s 1012 1 
A.2.3. Unidades de Força (Peso) 
N kN MN kp dina 
1N= lkgm/s2 1 10-3 10-6 0,102 10s 
1 kN = 103 1 10-3 0,102x103 108 
lMN = 106103 1 0,102xl06 1011 
1 kp = 9,81 9,81xl0-3 9,81x10-6 1 9,8lx105 
1 dina = 10-s rn-8 10-11 0,102xl0-5 1 
Apêndice A - Normas e Tabelas 285 
A.2.4. Unidades de Pressão 
Pa N/mm2 bar kp/cm2 psi 
1Pa=lN/m2 1 10-6 10-s 1,02x10-5 1,450xl04 
1 N/mm2 = 106 1 10 10,2 145,03 
1 bar= 10s 0,1 1 1,02 14,503 
1 kp/cm2 9,8lx103 9,8lx10-2 0,981 1 14,228 
1 psi= 6,895xl03 6,895x10-3 6,895x10-2 6,804xI0-2 1 
A.3. Características Mecânicas dos Aços 
Society of Automotive Engineers (SAE) 
Classificação 
Tensões de 
Tração (MPa) Observações 
SAE 
Ge ª· 
1010 220 380 Laminado a quente 
1020 340 540 Estirado 
1020 295 400 Laminado 
1030 360 560 Laminado 
1035 380 590 Recozido 
1040 420 630 Recozido 
1040 560 770 Temperado e revenido a 450ºC. 
1045 410 670 Laminado 
1050 360 670 Recozido 
1095 560 990 Normalizado 
1095 420 840 Recozido 
2340 840 960 Temperado e revenido a 540°C. 
2340 390 660 Recozido 
3150 900 1050 Temperado e revenido a 550°C. 
4130 950 1050 
Normalizado a 870°C, temperado em óleo a 840°C e 
revenido por 2 horas. 
4320 1050 1180 
4340 1180 1320 Normalizado a 840°C, cementado a 920°C, tempera-
5135 1050 1250 do em óleo e revenido por 2 horas a 450ºC. 
5160 1300 1500 
8620 700 860 
Normalizado a 840°C, cementado a 920ºC, tempera-
do em óleo e revenido por 2 horas a 400°C. 
286 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
Classificação 
Tensões de 
Tração (MPa) Observações 
SAE 
ae ar 
8640 1250 1400 
Normalizado a 840ºC, cementado a 920ºC, tempera-
do em óleo a 850°C e revenido por 2 horas a 450ºC. 
9315 1050 1200 
Normalizado a 860°C, cementado a 920ºC, tempera-
do em óleo a 800°C e revenido por 2 horas a 450ºC. 
Fonte : Carvalho, J . R. e Moraes, P . Órgãos de Máquinas -
Dimensionamento. Livros Técnicos e Científicos, 1970. 
• a. - tensão de escoamento na tração; 
• a, - tensão de ruptura na tração; 
• Módulo de Young (E= 205.000 MPa); 
• Módulo de elasticidade transversal (G = 80.500 MPa). 
Conversão: 
• 1 MPa = 106 N/m2 
A.4. Propriedades Mecânicas de Materiais Diversos 
Material ae ar E G a y V 
Acrílico 50 - 80 2.7 - 3.2 0.6 1200 0.4 
Alumínio (puro) 40 200 70 26 23 2710 0.33 
Alumínio (liga) 250-450 320-450 70-72 26-28 23 2700 0.33 
Latão 259 427 101 38 18.5 8430 0.34 
Bronze 280 546 122 47 17.5 7601 0.34 
Ferro fundido --- 280 175 --- 12 7352 0.2-0.3 
Ferro fundido 175 --- 12 7352 0.2-0.3 
Cobre (puro) 60 735 110-120 40-46 17 8900 0.33-0.36 
Vidro --- 400 50-80 20-35 5-11 2400-2800 0.2-0.27 
Magnésio (liga) 245 30-1000 45 16.5 26 1825 0.35 
Náilon --- 343 2.0-2.8 --- 0.8-1.0 1150 0.4 
Policarbonato --- 65-86 2.0-3.0 --- 0.4-0.7 1100-1250 0.4 
uPVC --- 56-66 1.0-3.5 --- 0.5-1.0 1300-1500 0.41 
Carvalho (seco) 59 30-70 12.5 --- 691 
Borracha (dura) --- 132 0.004 --- 130-200 860-2000 0.45-0.5 
Aço inox 1120 5-32 196 87 17.3 7905 0.27-0.3 
Apêndice A - Normas e Tabelas 287 
Material Oe ar E G a y V 
Titânio (puro) 400 1295 110 40 8-10 4500 0.33 
Titânio (liga) 750-910 500 106 40 8-10 4470-4500 0.33 
Tungstênio 1000 900-1040 360 150 4.3 1900 0.2 
Fonte: Benham & Crawford - Mechanics of Engineering Material. Longman Scientific & Technical. . 
A tabela exprime apenas valores médios - tomar como indicativos. 
• ae - Tensão de escoamento (MPa); 
• a, - Tensão de ruptura (MPa); 
• E- Módulo de Youmg (GPa); 
• G - Módulo de elasticidade transversal (Gpa); 
• a - Coeficiente de dilatação térmica linear (xl0-6ºC-1
); 
• y - Massa específica (kg/m3
); 
• v - Coeficiente de Poisson. 
Conversão: 
• 1 MPá-= 106 N/m2 
• 1 Gpa = 109 N/m2 
A.5. Norma ASTM A 120 Schedule 40 
Tubo de aço para condução de fluidos e outros fins 
Diâmetro 
Peso Teórico do 
Tubo Preto 
Espessura de 
Com Parede Pontas 
Nominal Externo Interno Roscas e 
Lisas 
Luvas 17 
in in mm mm in mm Kg/m Kg/m 
1/4 0,540 13,7 9,2 0,088 2,24 0,63 0,66 
3/8 0,675 17,2 12,6 0,091 2,31 0,85 0,88 
1/2 0,840 21,3 15,8 0,109 2,77 1,27 1,29 
3/4 1,050 26,7 21,0 0,113 2,87 1,68 1,72 
17 O peso corresponde a um comprimento médio de 6m. 
Pressão 
de 
Ensaio 
Kgt'cm2 
50 
50 
50 
50 
288 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
Diâmetro 
Peso Teórico do 
Tubo Preto Pressão 
Espessura de 
Com de 
Parede 
Nominal Externo Interno 
Pontas 
Roscas e Ensaio 
Lisas 
Luvas 17 
in in mm mm in mm Kglm Kglm Kgf/cm2 
1 1,315 33,4 26,1 0,133 3,38 2,50 2,56 50 
1.1/4 1,660 42,2 35,1 0,140 3,56 3,38 3,45 70 
1. 1/2 1,900 48,3 40,9 0,145 3,68 4,05 4,18 70 
2 2,375 60,3 52,5 0,154 3,91 5,43 5,60 70 
2.1/2 2,875 73,0 62,7 0,203 5,16 8,62 8,76 70 
3 3,500 88,9 77,9 0,216 5,49 11,28 11,60 70 
3.1/2 4,000 101,6 90,1 0,226 5,74 13,56 14,11 85 
4 4,500 114,3 102,3 0,237 6,02 16,06 16,81 85 
5 5,563 141,3 128,2 0,258 6,55 21,76 22,67 85 
6 6,625 168,3 154,1 0,280 7,11 28,23 29,59 85 
8 8,625 219,1 202,7 0,322 8,18 42,49 44,66 90 
10 10,75 273,0 254,5 0,365 9,27 60,23 - 1 85 
Dados técnicos dos tubos de aço para condução de fluidos e outros fins 
1) Aço de baixo carbono sem especificação de análise. 
2) Rosca conforme ASA B 2.1 - 1960. 
Cone 1:16. 
Rosca cilíndrica p/luvas Sch 40 até inclusive 2in. 
Rosca duplo-cônica p/luvas Sch40 maior que 2in e todas as bitolas 
Sch80. 
3) Estados de fornecimento preto ou galvanizado com roscas e luvas ou 
pontas lisas ou chanfradas 30°. 
Apêndice A - Normas e Tabelas 289 
A. 6. Comprimento de Tubo Equivalente à Perda de 
Carga por Singularidades - [ m] 
Conexões 
Diâmetro Nominal (in) 
1/2 3/4 1 1.1/4 1.1/2 2 2.1/2 
ROSQ. 1,1 1,34 1,58 2 2,25 2,6 2,8 
@ FL.AN. 0,30 0,37 0,50 0,62 0,73 0,95 1,1 
Diâmetro Nominal (in) 
90° Cotovelo 
3 3.1/2 4 5 6 8 10 
comum ROSQ. 3,4 3,7 4,0 - - - -
FL.AN. 1,3 1,55 1,8 2,2 2,7 3,7 4,3 
Conexão 
Diâmetro Nominal (in) 
1/2 3/4 1 1.1/4 1.1/2 2 2.1/2 
ROSQ. 0,67 0,70 0,83 0,98 1,0 1,1 1,1 
(jf8 FL.AN. 0,33 0,40 0,49 0,61 0,70 0,83 0,88 . 
I Diâmetro Nominal (in) 
,· 
1 
3 3.1/2 4 5 6 8 10 
Curva 90° 
ROSQ. 1,2 1,3 1,4 raio longo - - - -
FL.AN. 1,0 1,15 1,3 1,5 1,7 2,1 2,4 
Conexão 
Diâmetro Nominal (in) 
1/2 3/4 1 1.1/4 1.1/2 2 2.1/2 
ROSQ. 0,21 0,28 0,39 0,52 0,64 0,83 0,97 
rl 
FL.AN. 0,14 0,18 0,25 0,34 0,40 0,52 0,61 
Diâmetro Nominal (in) 
3 3.1/2 4 5 6 8 10 
Curva 45° ROSQ. 1,2 1,45 1,7 - - - -
FL.AN. 0,8 0,95 1,1 1,4 1,7 2,3 2,7 
Conexão 
Diâmetro Nominal (in) 
1/2 3/4 1 1.1/4 1.1/2 2 2.1/2 
ROSQ. 1,1 1,3 1,6 2,0 2,3 2,6 2,8 
~ 
FL.AN. 0,34 0,40 0,49 0,61 0,70 0,83 0,88 
Diâmetro Nominal (in) 
1 3 3.1/2 4 5 6 8 10 
Curva 180° 
ROSQ. 3,4 3,7 4,0 raio longo - - - -
FL.AN. 1,00 1,15 1,3 1,5 1,7 2,1 2,4 
290 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
Conexão 
Diâmetro Nominal (in) 
1/2 3/4 1 1.1/4 1.1/2 2 2.1/2 
ROSQ. 0,52 0,73 0,99 1,4 1,7 2,3 2,8 
-·ç+ FLAN. 0,21 0,25 0,30 0,4 0,45 0,55 0,58 
Diâmetro Nominal (in) 
1 3 3.1/2 4 5 6 8 10 
Tê fluxo 
ROSQ. 3,7 4,45 5,2 em linha - - - -
FLAN. 0,67 0,74 0,85 1,0 1,2 1,4 1,6 
Conexão 
Diâmetro Nominal (in) 
1/2 3/4 1 1.1/4 1.1/2 2 2.1/2 
ROSQ. 1,3 1,6 2,0 2,7 3,0 3,7 3,9 
-~ FLAN. 0,61 0,80 1,0 1,3 1,6 2,0 2,3 
Diâmetro Nominal (in) 
3 3.1/2 4 5 6 8 10 
Tê fluxo 
pelo ramal ROSQ. 5,2 5,8 6,4 - - - -
FLAN. 2,9 3,3 3,7 4,6 5,5 7,3 9,1 
Conexão 
Diâmetro Nominal (in) 1 
1/2 3/4 1 1.1/4 1.1/2 2 2.1/2 
ROSQ. 0,17 0,20 0,25 0,34 0,37 0,46 0,52 
~-
FLAN. - - - - - 0,80 0,83 
Diâmetro Nominal (in) 
3 3.1/2 4 5 6 8 10 
Válvula 
gaveta ROSQ. 0,58 0,67 0,76 - - - -
FLAN. 0,85 0,86 0,88 0,95 0,98 0,98 0,98 
Conexão 
Diâmetro Nominal (in) 
1/2 3/4 1 1.1/4 1.1/2 2 2.1/2 
ROSQ. 6,7 7,3 8,8 11,3 12,8 16,5 18,9 
l- FLAN. 11,6 12,2 13,7 16,5 18,0 21,4 23,5 
Diâmetro Nominal (in) 
3 3.1/2 4 5 6 8 10 
Válvula 
ROSQ. 24,0 27,25 33,5 globo - - - -
FLAN. 28, 7 32,65 36,6 45,7 47,9 49,3 94,5 
Apêndice A - Normas e Tabelas 291 
Conexão 
Diâmetro Nominal (in) 
1/2 3/4 1 1.1/4 1.1/2 2 2.1/2 
ROSQ. 4,6 4,6 5,2 5,5 5,5 5,55 5,55 
ê FLAN. 4,6 4,6 5,2 5,5 5,5 6,4 6,7 
Diâmetro Nominal (in) 
3 3.1/2 4 5 6 8 10Válvula 
ROSQ. 5,55 5,55 5,55 angular - - - -
FLAN. 8,5 10,05 11,6 15,2 19,2 27,4 36,6 
Conexão 
Diâmetro Nominal (in) 
1/2 3/4 1 1.1/4 1.1/2 2 2.1/2 
ROSQ. 2,4 2,7 3,4 4,0 4,6 5,8 6,7 
FLAN. 1,2 1,6 2,2 3,0 3,7 5,2 6,4 
Válvula Diâmetro Nominal (in) 
Retenção 
Portinhola 3 3.1/2 4 5 6 8 10 
, ROSQ. 8,2 9,7 11,6 - - - -
FLAN. 8,3 9,6 11,6 15,2 19,2 27,4 36,6 
Conexão 
Diâmetro Nominal (in) 
1/2 3/4 1 1.1/4 1.1/2 2 2.1/2 
f 
ROSQ. 0,07 0,07 0,08 0,11 0,12 0,14 0,14 
FLAN. 1,5 2,0 2,3 5,5 8,1 8,3 8,8 
União Diâmetro Nominal (in) 
FiltroY 3 3.1/2 4 5 6 8 10 
ROSQ. 0,16 0,175 0,19 - - - -
FLAN. 10,4 11,6 12,8 16,2 18,6 - -
292 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
A. 7. Nomograma para Determinação de Diâmetro de 
Tubo de Linhas Pneumáticas 
1 
Comprimento da 
tubulação (m) 
10 
20 
2000 
5000 
A 
200 
100 
B 
Apêndice A - Normas e Tabelas 
Eixo 1 
e 
Diâmetro interno 
do tubo (mm) 
500 
400 
300 
250 Pressão de 
regime 
200 (bar) 
150 
40 
30 
25 
20 
D 
2 
E 
Eixo 2 
F 
Queda de 
pressão 
(bar) 
0,03 
0,04 
0,05 
0,1 
0,15 
0,2 
0,4 
0,5 
15 
G 
293 
A.8. Cilindros Normalizados ISO - FESTO 
Curo 
Cursos Força de Força de 
0 do 
padrão mín. Avanço Retorno 
Conexão cilindro máx. (mm) 
(mm) N Kp N Kp 
Cilindros de Simples Efeito - tipo ESN-... P/ESNU-... -P-A 
8 20 2 M5 
10 35 3,5 M5 
12 
10 
50 5 M5 
25 - - -
16 
50 
90 9 M5 
20 148 14,8 Gl/8 
25 250 25 Gl/8 
Cilindros de Duplo Efeito - Tipo DSN - ... - DNSU - ... - P-A 
8 24 2,4 16 1,6 M5 
- 10 - 100 
10 40 4 32 3,2 M5 
12 ,• 55 5,5 68 3,8 M5 
10 - 100 
16 104 10,4 87 8,7 M5 
20 - 10 - 320 170 17 140 - Gl/8 
25 - 10 - 500 267 26,7 220 - Gl/8 
Cilindros Duplo Efeito - Tipo DNG - ... - DNSU - ... - PPV-A 
32 482 48,2 415 41,5 Gl/8 
40 23 753 75,3 633 63,3 Gl/4 
50 50 1178 117,8 990 99,0 Gl/4 
63 80 1870 187,0 1682 168,2 G3/8 
80 100 1a2000 3015 301,5 2720 272,0 G3/8 
100 125 4712 471,2 4418 441,8 Gl/2 
125 7360 736,0 6880 688,0 Gl/2 
160 12064 1206,4 11310 1131,0 G3/4 
200 18850 1885,0 18096 1809,6 G3/4 
250 29450 2945,0 
1a1000 
28250 2825,0 Gl 
320 48250 4825,0 46380 4638,0 Gl 
Fonte: Catálogo de cilindros normalizados ISO - FESTO do BRASIL. 
294 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
A.9. Cilindros Normalizados ISO - PARKER 
Dp dh Força Pressão (bar) 
(mm) (mm) (N) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 
Avanço 64 129 193 257 332 386 450 515 579 643 
32 12 
Retomo 55 100 166 221 276 322 387 442 498 553 
Avanço 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 
40 16 
Retomo 87 174 262 349 436 523 610 698 785 872 
Avanço 157 314 470 627 784 941 1098 1254 1411 1508 
50 20 
Retomo 137 274 410 547 684 821 958 1094 1231 1368 
Avanço 249 498 746 999,5 1244 1493 1742 1990 2239 2488 
63 20 
Retomo 218 437 655 875 1092 1310 1529 1747 1966 2184 
Avanço 402 803 1205 1606 2008 2410 2811 3212 3614 4016 
80 25 
Retomo 371 742 1114 1495 1856 2227 2598 2970 3341 3712 
Avanço 628 1256 1884 2512 3140 3768 4396 5024 5652 6080 
100 25 
Retomo 564 1128 1692 2320 2884 3448 4012 4640 5268 5896 
Avanço 982 1963 2945 3927 4909 5890 6872 7854 8836 9817 
125 32 
7339 Retomo 917 1835 2752 3670 4587 5504 6422 8257 9174 
Avanço 1608 3217 4825 6434 8042 9651 11259 12868 14476 16085 
160 40 
Retomo 1508 3016 4524 6032 7540 9048 10556 12064 13257 15080 
Avanço 2513 5027 7540 10053 12556 15080 17593 20106 22619 25133 
200 40 
Retomo 2413 4825 7238 9651 12064 14476 16889 19302 21715 24127 
Fonte: Catálogo de cilindros normalizados ISO - PARKER AUTOMATION. 
Apêndice A- Normas e Tabelas 295 
A.10. Exemplos de Cargas de Euler 
... 
QI 
= LLI 
QI 
"O 
l'CI 
~ 
u 
"' l'CI .... 
Q z 
296 
Caso 1 
Uma extremidade 
livre, a outra fixa. 
À.= 2 L 
11 
Cargas de Euler 
Caso2 
(Caso básico) 
Duas extremidades 
articuladas 
Caso3 
Uma extremidade 
articulada e outra fixa . 
Comprimento Livre de Flambagem 
À. = L 
Guiar a carga i:om 
cuidado, porque há 
possibilidade de 
travamento. 
Caso4 
Duas extremidades 
fixas . 
À. = U2 
Inadequado, 
provável 
ocorrência de 
travamento. 
Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
. - - - -· . 
APÊNDICE 1 B ~ 
Respostas dos Exercícios 
....... ________________ ..... 
CapJtulo 1 
1) e) 
2) e) 
3) b) 
4) b) 
5) a) 4905N/m2 e b) 32,7cm; 
6) T2=81ºC 
7) e) 
8) a) P2=1,48Atm e b) V2 =2,35mm3 
9) d) 
10) b) 
11) e) 
________ --..;C;;..;.::a.p_ítulo 2 
1) e) 
2) b) 
3) b) 
4) e) 
5) b) 
Apêndice B - Respostas dos Exercícios 297 
6), 7), 8) e 9) Questão dissertativa 
10) Tubulação TRONCO= 03in 
Linha secundária e de alimentação 01/2in 
Capítulo 3 
1) e) 
2) b) 
3) e) 
4) Fa = 2721,4N e Va = 70mm/s 
5) Questão dissertativa 
6) Conforme tabela abaixo 
Atuador Atuador 
~% Duplex Comum 
Fa(N) 5737,3 3016 +90 
Fr(N) 5442,8 2721,4 +100 
7) Questão dissertativa 
8) Va=0,49m/s 
9) Fa=30279,5N 
10) Fa=283,3Nç Dp=32mm; dh= 12mm - Tabela A.9. 
Capúulo 4 
1) e) 
2) e) 
3) b) 
4) b) 
5) e) 
6) b) 
7) e) 
8) b) 
9) e 10) Questão dissertativa 
298 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
Exercício 1 
a) Solução Eletropneumática 
+-Pa- 
271 
A.1.1. Transformadores de Energia ........................................................ 271 
A.1.2. Comando de Regulagem de Energia ........................................... 274 
A.1.3. Transmissão e Condicionamento de Energia ............................... 277 
A.1.4. Mecanismos de Comandos .......................................................... 279 
A.1.5. Aparelhos de Controle ................................................................. 281 
A.1.6. Elementos Especiais ..................................................................... 282 
A.1.7. Cores Técnicas ............................................................................. 284 
A.1.8. Identificação de Orifícios .............................................................. 284 
A.2. Transformações de Unidades .............................................................. 285 
A.2.1. Unidades de Área ........................................................................ 285 
A.2.2. Unidades de Volume ................................................................... 285 
A.2.3. Unidades de Força (Peso) ............................................................ 285 
A.2.4. Unidades de Pressão .................................................................... 286 
A.3. Características Mecânicas dos Aços ..................................................... 286 
A.4. Propriedades Mecânicas de Materiais Diversos .................................... 287 
Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 15 
A.5. Norma ASTM A 120 Schedule 40 ........................................................ 288 
A.6. Comprimento de Tubo Equivalente à Perda de Carga por 
Singularidades - [m] .. ........ ................ ... ............ .. ............... ............. .. ... ....... . 290 
A.7. Nomograma para Determinação de Diâmetro de Tubo de 
Linhas Pneumáticas .... .. ..................... .............. ........ .... .... ............... ... ..... ... .. 293 
A.8. Cilindros Normalizados ISO - FEST0 ... ...... ...... .. .. .. .............. ................ 294 
A.9. Cilindros Normalizados ISO - PARKER ................................................ 295 
A.10. Exemplos de Cargas de Euler. ............................................................ 296 
Apêndice B - Respostas dos Exercícios ................................ .... ...... ...... .. .. 297 
Índice Remissivo ........................................................................................... 317 
Referências Bibliográficas ............................ ........ ..... ........ ........ ... .... ...... ... .. 323 
16 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
. - . . ... - ... 
CAPÍTULO L 
----------02 o o o 1 
04 o o 1 o 
05 o o 1 o 
06 o o 1 1 
07 o o 1 1 
09 o 1 o o 
10 o 1 o 1 
14 o 1 o 1 
19 1 o o 1 
20 1 o 1 o 
21 1 o 1 o 
22 1 o 1 1 
23 1 o 1 1 
27 1 1 o 1 
31 1 1 1 1 
Apêndice B - Respostas dos Exercícios 
e 
16 
17 
19 
1 
18 
El=E s 
o 1 
o 1 
1 1 
o 1 
1 1 
1 1 
o 1 
o 1 
1 1 
o 1 
1 1 
o 1 
1 1 
1 1 
1 1 
305 
Exercício 7 
Mapa de Karnaugh: 
E 
õ 
E 
D E 
E 
8 B 
e e e 
o 4 12 
1 
1 5 13 
1 
3 7 15 
1 
[ 1 
2 
1 
6 14 
1 
A 
1 
1 
1 B 8 1 
- 1 - e c:c e e 
8 24 28 20 16 
1 
9 25 29 21 17 
1 1 
11 27 1 31 23 119 
1 1 
lU 26 30 22 18 
1 1 -
Equação minimizada: 
Exercício 8 
ES :...:Ac__ __ ...n 
E4 -=8'------------51 
El.E2 
& 
E2 -+-.-----t___ _ _J 
El.(E2+E3) (El.(E2+E3))T 
>--~--52 
.__ ____ ___,,, _________ E_1 __ 
53 
El E2 
[ J f----T--------1 
El E2 
El 
T4:0/DN 
El 
E2 
Temporizador de 15 segundos 
TON-------, 
1---...------,T!MER ON DELAY 
Timer T4:0 
E3 Time Base 1.0 
Prese! 15 
Accum O 
51 
52 
53 
Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
Cap,.ítulo 8-~----~~-----
Exercício 1 
Passo 1 - Elaborar a tabela de correspondência: 
Variáveis de Entrada Notação Correspondência Lógica 
El El=l 
Sensores eletrônicos E2 E2=1 
Sensores acionados 
E3 E3=1 
E4 E4=1 
Variáveis de Saída 
Temporizador 1 Temp. acionado Tl=l 
Contador 1 (conta peças pequenas) Contador acionado Cl=l 
Temporizador 2 Temp. acionado T2=1 
Contador 2 (conta peças grandes) Contador acionado C2=1 
Passo 2 - Elaborar a tabela-verdade do(s) diagramas(s) de' Karnaugh 
L E4 E3 E2 El T1 T2 Cl C2 L E4 E3 E2 El T1 T2 Cl C2 
00 o o o o o o o o 08 1 o o o o o o o 
01 o o o 1 o o o o 09 1 o o 1 o o o o 
02 o o 1 o o o o o 10 1 o 1 o o o o o 
03 o o 1 1 o o o o 11 1 o 1 1 o 1 o 1 
04 o 1 o o o o o o 12 1 1 o o o o o o 
05 o 1 o 1 1 o 1 o 13 1 1 o 1 1 o 1 o 
06 o 1 1 o o o o o 14 1 1 1 o o o o o 
07 o 1 1 1 o o o o 15 1 1 1 1 o 1 o 1 
Passo 3 - Obter as equações dos diagramas de Karnaugh: 
Observando a tabela verdade, verificamos que Tl e Cl são nas mesmas 
linhas, bem como ocorre com T2 e C2. Assim o diagrama de Karnaugh para Tl 
será o mesmo de Cl e o de T2, o mesmo de C2. 
Apêndice B - Respostas dos Exercícios 309 
310 
e D 
D 
C D 
D 
A 1 A 
B B B B 
o 4 12 8 
1 f-r--1l ~3 9 
3 7 15 11 
2 6 14 10 
Equação de Tl=Cl 
A A 
8 B B 8 
T1 D T2 e 
D 
1 
Cl C2 
e D 
D 
Tl = Cl = B.C.D = E3.E2.El 
Equação de T2 = C2 
T2 = C2 =AC.D = E4.E2.El 
Passo 4 - Desenhar o diagrama lógico de comando 
E3-+--+--1 
E2 _.--+--a 
El----1 
& 
& 
T2 
8s O 
~ 
T1 
4s O 
~ 
Manual 
CD 
Llga alarme (caixa B cheia) 
Dispara Atuador B (peças grandes) 
Manual 
CD 
Liga alarme (caixa A cheia) 
Dispara Atuador A (peças pequenas) 
Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
Passo 5 - Diagrama de contatos 
El E2 E3 81 
E-----j/E--------3 t------------i 
El E2 E4 82 
E-----j E--------3 1----------i 
Temporizador de 4 segundos 
81 
TON 
TIMER ON DELAY EN 
Timer T4:0 
Time Base 1.0 or9 
Presei 4 
Accum o 
82 
Temporizador de 8 segundos 
[ TON 
[---------~TIMER ON DELAY EN 
Timer T5:0 
Time Base 1.0 
Presei 8 
or9 
Accum O 
81 Contador de 50 peças 
CTD CD 
COUNTDOWN 
Counler C4:0 D~ Presei 50 
Accum o 
82 Contador de 50 peças 
CTD 
COUNTDOWN 
Counler C5:0 
Presei 50 
Accum o 
T4:0/DN 51 
[ Aciona atuador A e 
TS:O/DN 52 
[ Aciona atuador 8 e 
C4:0/DN 53 
[ Aciona alarme A e 
CS:O/DN 54 
[ Aciona alarme 8 e )-
ES Zera contador 1 e desliga alarme A C4:0 
[ (RE5 
E6 
Zera contador 2 e desliga alarme 8 
CS:O 
[ (RE5 
Apêndice B - Respostas dos Exercícios 311 
Exercício 2 
Circuito pneumático do dispositivo de dobra (figura 8.46). 
"' w-
u 
"' IJJ 
'2 
E .. 
:>: 
tn 
"' w-
r:b 
~ 
~ 
:>: 
ai 
.... 
IJJ 
+ Gl u 
'ó 
E .. 
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f;:j 
+ 
co 
"' o 
E .. Uj 
:>: 
312 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
-6' 
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~ s-
"' o. 
~ 
[TI 
~ 
(i 
(i' 
~· 
w 
1--' 
w 
EO~K,J E2JK2JE.Jlinterna 
dele (figura 1.1). Sua unidade no S.I. é dada em N/m2 ou Pa (pascal), embora 
seja comum ainda a utilização de unidades como (atrn, bar, kgf/mm2
, Psi, etc.). 
' t t t / 
Ar 
+--- comprimido --+ 
/ ! ! ! "-.. 
Figura 1.1 - Recipiente com ar comprimido. 
Conceitos e Princípios Básicos 19 
1.1. 7. Pressão em um Atuador Pneumático 
É a relação entre a força que se opõe ao movimento de extensão de um 
atuador e a seção transversal interna dele (área do pistão Ap. figura 1.2). 
Atuador 
Figura 1.2 - Pressão em um atuador pneumático. 
F 
P=­
Ap 
1.2. Caracteristicas e Vantagens da Pneumática 
(1.1) 
Comparativamente à hidráulica, a pneumática é sem dúvida o elemento 
mais simples, de maior rendimento e de menor custo que pode ser utilizado na 
solução de muitos problemas de automatização. Fato este devido a uma série de 
características próprias de seu fluido de utilização, que no caso é o ar. 
Em seguida, serão apresentadas essas características. 
1.2.1. Quantidade 
O ar para s
1
er comprimido existe em quantidades ilimitadas. 
1.2.2. Transporte 
O ar comprimido é transportado por meio de tubulações, não existindo 
para esse caso a necessidade de linhas de retomo, como é feito nos sistemas hi­
dráulicos. 
1.2.3. Armazenagem 
Ao contrário da hidráulica em que durante o funcionamento do circuito 
faz-se necessário o contínuo trabalho da bomba (na maioria dos casos) para a 
circulação do fluido que se encontra armazenado em um tanque anexo ao equi­
pamento, em pneumática o ar é comprimido por um compressor e armazenado 
em um reservatório, não sendo assim necessário que o compressor trabalhe con-
20 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
tinuamente, mas sim, somente, quando a pressão cair a um determinado valor 
mínimo ajustado em um pressostato. 
1.2.4. Temperatura 
Diferentemente do óleo que tem sua viscosidade afetada pela variação da 
temperatura, o ar comprimento é insensível às oscilações desta, permitindo um 
funcionamento seguro, mesmo em condições extremas. 
1.2.5. Segurança 
O ar comprimido não apresenta perigos de explosão ou incêndio, e mesmo 
que houvesse explosão por falha estrutural de um componente, tubulação, man­
gueira, ou mesmo do reservatório de ar comprimido, a pressão do ar utilizado em 
pneumática é relativamente baixa (6 a 12bar), enquanto em hidráulica trabalha­
-se com pressões que chegam à ordem de 350 bar. 
1.2.6. Limpeza 
Uma vez que o fluido de utilização é o ar comprimido, não há risco de po­
luição ambiental, mesmo ocorrendo eventuais vazamentos nos elementos mal 
vedados. Este fato toma a pneumática um sistema excelente e eficiente para apli­
cação na indústria alimentícia e farmacêutica. 
1.2. 7. Construção 
Uma vez que as pressões de trabalho são relativamente baixas quando 
comparadas à hidráulica, seus elementos de comando e ação são menos robustos 
e mais leves, podendo ser construídos em liga de alumínio, tomando seu custo 
relativamente menor, portanto mais vantajoso. 
1.2.8. Velocitlade 
É um meio de trabalho que permite alta velocidade de descolamento, em 
condições normais entre 1 e 2m/s, podendo atingir lOm/s no caso de cilindros 
especiais e 500.000 rpm no caso de turbinas pneumáticas. 
Conceitos e Princípios Básicos 21 
1.2.9. Regulagem 
Não possuem escala de regulagem, isto é, os elementos são regulados em 
velocidade e força, conforme a necessidade da aplicação, sendo da escala de zero 
ao máximo do elemento. 
1.2.1 O. Segurança contra Sobrecarga 
Diferentemente dos sistemas puramente mecânicos ou eletroeletrônicos, os 
elementos pneumáticos podem ser solicitados, em carga, até parar, sem sofrer 
qualquer dano, voltando a funcionar normalmente tão logo cesse a resistência. 
1.3. Desvantagens da Pneumática 
1.3.1. Preparação 
A fim de que o sistema possa ter um excelente rendimento, bem como uma 
prolongada vida útil de seus componentes, o ar comprimido requer uma boa 
preparação da qualidade do ar, isto é, isento de impurezas e umidade, o que é 
possível com a utilização de filtros e purgadores, conforme será visto mais adian­
te. 
1.3.2. Compressibilidade 
A compressibilidade é uma característica não apenas do ar, mas também 
de todos os gases, que impossibilita a utilização da pneumática com velocidades 
uniformes e constantes. Isto que dizer que diferentemente da hidráulica, ou mes­
mo da eletrônica, em controle de servomotores para movimentos de precisão, a 
pneumática não possibilita controle de velocidade preciso e constante durante 
vários ciclos seguidos. 
1.3.3. Força 
Considerando a pressão normal de trabalho nas redes pneumáticas indus­
triais, ou seja, uso econômico (6 bar), é possível, com o uso direto de cilindros, 
chegar a forças de 48250 N (capacidade para erguer uma massa de 494kg) com 
atuador linear ISO de Dp = 320mm - (tabela A.8 - Apêndice A). 
22 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
1.3.4. Escape de Ar 
Sempre que o ar é expulso de dentro de um atuador, após seu movimento 
de expansão ou retração, ao passar pela válvula comutadora, espalhando-se na 
atmosfera ambiente, provoca um ruído relativamente alto, apesar de que nos dias 
de hoje, este problema foi quase totalmente eliminado com o desenvolvimento e 
aplicação de silenciadores. 
1.3.5. Custos 
Quando levados em consideração os custos de implantação dentro de uma 
indústria {produção, preparação, distribuição e manutenção), eles podem ser 
considerados significativos. Entretanto, o custo da energia é em parte compensa­
do pelos elementos de preços vantajosos e rentabilidade do equipamento. 
1.4. Rentabilidade da Pneumática 
O que fora exposto no parágrafo anterior (1.3.5), pode levar ao leitor a 
pensar que a pneumática é uma energia caríssima, contudo convqm lembrar que, 
ao efetuar um cálculo de rentabilidade real, consideram-se além do custo da 
energia, os custos gerais acumulados. Analisando então, desta forma, verificar-se-á 
que, na maioria dos casos, o custo da energia empregada para desempenhar um 
dado trabalho é significantemente menor quando comparado aos salários, custos 
de investimentos e manutenibilidade. 
Entretanto, é de extrema importância que ao instalar uma rede de pneu­
mática em uma indústria, em que haverá com certeza diversos pontos de utiliza­
ção, conexões de derivação, engates rápidos, tubulações muitas vezes instaladas 
em locais em que há a ação corrosiva de vapores, etc., tenha-se a certeza da ine­
xistência de pontos de vazamento. 
Por incrível que pareça, embora o fluido de utilização para o acionamento 
dos atuadores seja o ar, portanto nada mais que a própria atmosfera de nosso 
planeta, cuja existência é abundante, pequenos vazamentos podem tem impor­
tância significativa em termos de custo, quando analisados frente à rentabilidade. 
Imaginemos assim, uma rede pneumática instalada em uma indústria, e 
que ao longo de seus mais de 200m de tubulações, existissem pequenos orifícios 
de vazamento que somados totalizassem uma área de 20mm2 {área equivalente a 
um furo de diâmetro Smm), a uma pressão de trabalho de 6 kgf/cm2 (:::6bar). De 
acordo com diagrama de escape de ar (figura 1.3) apresentado em seguida, isto 
representa, no sistema, uma perda de ar equivalente a lm3/min. 
Conceitos e Princípios Básicos 23 
Volume de 
escapamento 
(m3/min.) 
·~ 
2 1 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
1,5 
1 
1 
1 
1 
f 
1 1 
--r- - -
1 
f 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
f 
1 
1 
1 
1 
1 
f 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
1 
' 1 
1 
' 1 
1 f 
1 
1 
: 
1 / 
1 1 / 
1 1 / 
1 / 
1 ./ 
y ./ 
:I/ ' ./ 
1 y 6K 
1 
gf/cm2 
1 / , 
1 
,, 
1 
f / 1 
f 
1 !/ ,-
1 
'/ 1 
/ ' y 4K gf/cm2 
~" 1 / • 1 
./ 1 
1 1 
1 V 1 
/f 1 
1 
,,. " 1 1 
1 J.,. 2 Kg 
1 ._... .... f 
-'-
f 
f/cm2 
J.-. ~ 1 
0,5 
0,4 
0,3 
0,2 
0,1 
1 
f y y ._...,,.,.. f 1 
1 1 
1 ' v : ~ 
1 
1 1 f 
1 ~ / ' ~ 1 1 
// .J...--""1 f ' 1 f 
~ 1 ' 1 1 ' 
1 
5 : io 15 20 25 : 30 35 i4o 
2 3 3,5 4 5 6 7 
Figura 1.3 - Diagrama de escape dear. 
- Tamanho de 
abertura (mm2) 
Diâmetro de 
abertura (mm) 
A fim de podermos entender melhor o que representa esta perda em ter­
mos de rentabilidade, ou seja, quantidade de trabalho produzido por metro cúbi­
co de ar (ciclos/in3), imaginemos um dispositivo pneumático de dobra, tal qual o 
representado na figura 1.4 em seguida. 
24 
Fixação 
lil Dobra 
B 
r-~-:~bA:d~~~~~~~~~;;;;;;;±:~~~C::::::ihapadeaço2mm 
2il Dobra 
e 
Figura 1.4 - Dispositivo de dobra. 
Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
A fim de tomar ao leitor o exemplo o mais real possível, os dados que serão 
listados na tabela 1.1 em seguida, referentes aos cilindros pneumáticos do dispo­
sitivo, correspondem às dimensões reais necessárias ao dobramento de uma cha­
pa de aço SAE 1010/1020 de dimensões (2mm x lOOmm x 180mm). 
Tabela 1.1 - Dados dos atuadores pneumáticos do dispositivo. 
Cilindro 
Diâmetro Diâmetro Curs·o L Fluxo de Ar (Q) 
(função) 
Pistão Dp Haste Dh (mm) p/1 ciclo 
(mm) (mm) completo (l/seg) 
A 
40 16 10 
Fixação da peça 
0,0058 
B 
40 16 40 0,0581 
1ª Dobra 
e 
40 16 80 0,1392 
2ª Dobra 
Tempo de 1 ciclo completo = 15 segundos Total: 0,20313 
Conforme visto na tabela, são necessários 0,2031 Vseg de ar para execução 
da tarefa. Ou seja, um ciclo completo de trabalho que consiste em: 
1. Colocação manual da chapa no dispositivo; 
2. Fixação dela por meio do avanço do atuador A; 
3. Execução da 1 ~ dobra por meio do atuador B que se mantém distendi­
do após finalização dela; 
4. Execução da 2~ dobra por meio do atuador C que, ao finalizá-la, pro­
voca o retomo do atuador B, bem como o próprio retomo; 
5. Retomo do atuador A (liberação da peça), que se dá quando os atua­
dores B e C estiverem finalmente em sua posição de repouso. 
Convertendo assim os 0,2031 Vseg de ar à mesma unidade referida no dia­
grama 1.3, teremos que para execução deste ciclo são necessanos 
0,012186m3/min de ar. Desta forma teremos que o número de ciclos (NC) pos­
sível de executar com a referida perda de 1 m3/min será: 
3 Nos capítulos seguintes o leitor vai conhecer o equacionamento que toma possível 
chegar ao conhecimento desta variável. 
Conceitos e Princípios Básicos 25 
NC= (1.2) = 82 ciclos 
(
0,012183m.
3 )1( ~ 3 
) m
3 
mm ciclo 
Apenas aprofundando um pouco mais nossa análise, admitamos que a 
produção mensal necessária, dessa peça dobrada, seja de 2460 peças/mês, por­
tanto 2460 ciclos Uá que para cada ciclo completo faz-se uma peça). Se dividir­
mos este valor pelo obtido em (1.1), teremos a quantidade de metros cúbicos de 
ar perdido durante essa pequena produção. 
2460ciclos 
[ 82c~l~s) 
=30m 3 (1.3) 
Volume este perdido em apenas 30 minutos, pois conforme havíamos visto, 
a perda devido aos orifícios na tubulação chega a lm3/min. Imagine agora o lei­
tor que se a rede permanecer alimentada com ar 24 horas por dia, o que isto 
representa anualmente em termos de perda de rentabilidade. 
Conclusão 
A análise dp que fora exposto permite concluirmos o quanto é rentável a 
pneumática e como ela se adapta a serviços monótonos, cansativos e repetitivos, 
sendo, por isso, escolhida para tais casos em substituição à energia humana. Em 
casos como este citado no exemplo, seria completamente antiprodutivo e nada 
muito econômico colocar um funcionário operador de máquina viradeira (opera­
dor de grande habilidade manual e com ótima técnica para ajustes da máquina) a 
dobrar peça a peça. Opta-se então por um dispositivo pneumático - manual, que 
pode ser operado por um simples ajudante, de custo relativamente mais baixo 
que o primeiro. 
1.5. Propriedades Físicas do Ar 
A título de uma melhor compreensão das vantagens da utilização da 
pneumática como meio de automação, serão estudadas em seguida as três pro­
priedades físicas do ar que conferem à pneumática o status de meio de automati­
zação de custo baixo, limpo e altamente rentável. 
26 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
1.5.1. Expansibilidade 
O ar, bem como todos os gases, não tem forma definida, o que lhe permite 
adquirir a forma do recipiente que o contém, mudando-a ao menor esforço (figu­
ra 1.5). 
Ar 
Figura 1.5 - Expansibilidade do ar nas diversas formas pelas quais circula. 
1.5.2. Compressibilidade a Temperatura Constante (Isotermia) 
Como fora visto, o ar expande-se ocupando totalmente o ambiente pelo 
qual circule. Assim, pode-se concluir que por meios mecânicos é possível levá-lo à 
condição oposta, ou seja, comprimi-lo. Desta forma, se tivermos um recipiente o 
qual possa ser hermeticamente fechado, e o dotarmos de um mecanismo que 
impeça a saída desse ar (válvula de retenção), poderemos insuflá-lo nesse reci­
piente, em quantidade, tanto quanto se deseje, mantendo, é claro, o limite de 
segurança (resistência mecânica do compartimento). Quanto mais fluido for insu­
flado no recipiente, mais a pressão interna dele aumentará (figura 1.6). 
o o P1 
&~ ºo 
P2>P1 
(j & o é9 é9 o Injeção ~ ~ Jó>é8 o 
Injeção 
é9 & dJ é9 de ar ~J~tt~'lf de ar 
&& & o o é9 +-- +--isotérmica. 
Conceitos e Princípios Básicos 
V 
29 
1.5.3. Elasticitlade 
É a propriedade que possibilita ao ar retornar a seu volume inicial, uma vez 
cessado o esforço que o havia comprimido (figura 1.9). 
Figura 1.9 - Retorno do êmbolo à condição inicial cessada a força F (propriedade da elasticidade) . 
1.6. Lei de Gay-Lussac 
1.6.1. Transformação Isobárica 
A figura 1.10 apresenta um recipiente dotado de um manômetro e de um 
termômetro. No interior do recipiente, sob o êmbolo, há uma certa quantidade 
fixa de gás a uma temperatura T 1 e pressão P 1. O recipiente é então aquecido, 
elevando assim a temperatura do gás e causando com isso uma expansão térmica 
dele. Essa expansão resulta na elevação do êmbolo. Entretanto, se não houver 
nenhuma carga crescente atuando sobre o êmbolo, a pressão em P2 permanece 
inalterada (constante --7 P 1=P2). Desta forma, o quociente entre V 1 e T 1, assim 
como V2 e T2. será igual (equação 1.11). 
QH 
Figura 1.10 - Recipiente com gás submetido a uma variação de temperatura. 
Como pode ser visto na figura (V1e) 318,lSK. 
36 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
5) A figura seguinte representa um gás ideal contido num cilindro hermetica­
mente fechado por um êmbolo que se pode mover livremente. A massa do 
êmbolo é de 0,5Kg e a área em contato com o gás tem 10cm2. Admita 
g=9,81m/s2. 
a) Qual é a pressão que o êmbolo exerce sobre o gás? 
b) 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
Se h=Scm a 27ºC, qual será essa altura se o gás for aquecido a 177ºC? 
Massa do êmbolo = 0,5Kg 
Gravidade g =9,81m/s 
2 
, 2 
Area do êmbolo A = lücm 
P1=? 
T1 =27ºC ---7 h1 =Sem 
T2 =177°C---7 h2 =? 
Figura 1.14 - Cilindro com êmbolo. 
6) Um recipiente que resiste até a pressão 3,0x105Pa contém ox1gemo sob 
pressão de 1,0x105Pa e temperatura de 27°C. Desprezando o efeito da di­
latação térmica do recipiente, calcule a máxima temperatura que o oxigênio 
pode atingir antes da explosão eminente. 
7) Um gás, suposto ideal, está contido num recipiente cujo volume se mantém 
constante a qualquer temperatura. Se a pressão do gás é de 2,0x105Pa a 
27°C, pode-se afirmar que a 327ºC essa pressão será, em bar, de: 
a) 2· 
' 
b) 4· 
' 
e) fr 
' 
d) 8· 
' 
e) 24,2. 
Conceitos e Princípios Básicos 37 
8) Uma bolha de ar com 1,0mm3 de volume forma-se no fundo de um lago de 
5,0m de profundidade e sobe à superfície. A temperatura no fundo do lago é 
de 17°C e na superfície de 27°C. 
a) Qual é a pressão no fundo do lago? 
b) Admitindo que o ar seja um gás ideal, calcule o volume da bolha quan­
do ela atingir a superfície do lago. 
Considere os seguintes dados para a solução: P1 = latm, g=9,81m/s2
, 
PH20= 1000Kg/m3
. 
9) Um cilindro, de área de seção transversal reta A, é provido de um êmbolo 
móvel, podendo-se variar, assim, o volume de um gás (ideal) contido no ci­
lindro. Quando o êmbolo está na marca 0,30, como mostra a figura, a tem­
peratura é de 300K e a pressão é P. Levando o êmbolo até a marca 0,20 e 
aumentando a temperatura para 400K, a nova pressão do gás vale: 
a) 
p 
2' 
b) ~p. 
4 ' 
e) 
4 
-P· 
3 ' 
d) 2P; 
e) P. 
p 
.... 
0,10 0,20 0,30 
T1=300K 
Figura 1.15 - Cilindro com gás sendo comprimido. 
38 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
1 O) O gráfico seguinte representa transformações sofridas por um gás ideal. As­
sinale a alternativa correta. 
p 
A 
4P 
lP 
V 3V 
Figura 1.16 - Gráfico de um processo. 
a) A isoterma que passa por A passa por B. 
b) A temperatura em A é mais elevada que em B. 
e) A temperatura em B é igual em C. 
d) A temperatura em B é maior que em C. 
e) Não há informações sobre a temperatura do sistema, visto o gráfico 
apresentar pressão versus volume. 
11) Suponha que no exercício 5, quando o êmbolo atingir a altura h, seja então 
preso por um pino, não mais podendo se -movimentar. O cilindro então é 
imediatamente submerso em um tanque contendo nitrogênio a uma tempe­
ratura (T= 450,15°K) . Determine o valor da nova pressão interna mediante 
esta variação brusca de temperatura; 
a) 1,35Pa 
b) 8xl0-5bar 
e) 797N/m2 
d) 1,27N/cm2 
e) 2Pa 
Conceitos e Princípios Básicos 39 
12) Uma certa quantidade de gás ideal se encontra em equilíbrio termodinâmico 
no interior de um recipiente metálico. Esse recipiente é provido de um 
êmbolo móvel, sem atrito, de massa m e de seção reta de área A Nessa situ­
ação, o volume ocupado pelo gás é de cinco litros. Em seguida, coloca-se 
um novo êmbolo, idêntico ao primeiro, sobre o conjunto. Restabelecido o 
equilíbrio, o volume ocupado pelo gás diminui para 4,0 litros. A temperatura 
e a pressão atmosféricas permanecem constantes no decorrer da experiência. 
Assim, pede-se afirmar que a pressão atmosférica vale: 
a) 1 mg/A 
b) 2 mg/A 
e) 3 mg/A 
d) 4 mg/A 
e) 5 mg/A 
13) Um cilindro dotado de um êmbolo contém inicialmente em seu interior qua­
tro litros de gás perfeito nas condições normais de temperatura e pressão 
(CNTP) . Diminuindo a pressão do gás para 2/3 da inicial e aumentando sua 
temperatura em 503, densidade do gás toma-se: 
40 
a) 4/9 da inicial 
b) 5/9 da inicial 
e) 2/3 da inicial 
d) 7 /9 da inicial 
1 
e) 8/9 da inicial 
Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos 
CAPÍTULO 
Produção e Distribuição do Ar Comprimido 
...... __________________ .... 
2.1. Introdução 
Como já fora visto, a pneumática utiliza-se do ar como fonte de energia 
para o acionamento de seus automatismos. Esse ar, entretanto, necessita ser co­
locado em determinadas condições apropriadas para sua utili21ação. São elas: 
pressão adequada e qualidade (isenção de impurezas e umidade). A condição de 
pressão adequada é conseguida com a utilização de compressores, já a de quali­
dade utiliza-se de recursos como purgadores, secadores e filtros, os quais serão 
abordados mais adiante. 
Dois são os princípios conceptivos em que se fundamentam todas as espé­
cies de compressores de uso industrial: volumétrico e dinâmico. 
Nos compressores volumétricos ou de deslocamento positivo, a eleva­
ção de pressão é conseguida com a redução do volume ocupado pelo gás. Na 
operação dessas máquinas podem ser identificadas diversas fases, que 
constituem o ciclo de funcionamento: inicialmente, uma certa quantidade de 
gás é admitida no interior de uma câmara de compressão, que então é cerrada e 
sofre redução de volume. Finalmente, a câmara é aberta e o gás liberado para 
consumo. 
Trata-se, pois, de um processo intermitente, no qual a compressão propria­
mente dita é efetuada em sistema fechado, isto é, sem qualquer contato com a 
sucção e a descarga. Conforme iremos constatar logo adiante, pode haver algu­
mas diferenças entre os ciclos de funcionamento das máquinas dessa espécie, em 
função das características específicas de cada uma. 
Os compressores dinâmicos ou turbocompressores possuem dois órgãos 
principais: impelidor e difusor. O impelidor é um órgão rotativo munido de pás 
Produção e Distribuição do Ar Comprimido 41 
que transfere ao gás a energia recebida de um acionador. Essa transferência de 
energia se faz em parte na forma cinética e em outra parte na forma de entalpia. 
Posteriormente, o escoamento estabelecido no impelidor é recebido por um ór­
gão fixo denominado difusor, cuja função é promover a transformação da ener­
gia cinética do gás em entalpia, com conseqüente ganho de pressão. 
Os compressores dinâmicos efetuam o processo de compressão de maneira 
contínua, portanto corresponde exatamente ao que se denomina, em termodi­
nâmica, um volume de controle. 
Os compressores de maior uso na indústria são os alternativos, de palhetas, 
de parafusos, de lóbulos, centrífugos e axiais. Num quadro geral (figura 2.1), es­
sas espécies podem ser assim classificadas, de acordo com o princípio conceptiva: 
Alternativos 
Palhetas 
Volumétricos 
Rotativos Parafusos 
Compressores 
Lóbulos (roots) 
Centrífugos 
Dinâmicos 
Axiais 
Figura 2.1 - Quadro geral de compressores industriais. 
Nas aplic9ções industriais, normalmente são previstos compressores com 
grandes reservatórios a fim de atender à grande demanda de automatismos em 
diversos pontos, que são interligados por meio de uma rede tubular, possibilitan­
do assim sua distribuição de forma igualitária e sem perdas significativas. 
No projeto de uma central de compressão, é sempre importante, quando 
do dimensionamento, considerar a possibilidade e necessidade de uma futura 
ampliação e aquisição de novos equipamentos pneumáticos, pois um aumento 
na central de compressão "a posteriori" torna-se muito caro. 
2.2. Processos de Compressão do Ar 
Limitar-nos-emos, neste texto, a focalizar esses compressores, mesmo reco­
nhecendo que outros podem ser eventualmente encontrados em aplicações in­
dustriais, como, por exemplo, os compressores de anel líquido e de diafragma. 
Especial atenção será dispensada aos compressores alternativos, centrífugos e 
axiais, que são, sem dúvida, os mais empregados em processamento industrial. 
42 Automação Pneumática - Projetos, Dimensionamento