ELEMENTOS ELECTROPNEUMÁTICOS

  Iniciação

1. Resumo Histórico

 

 

A primeira aplicação em grande escala do ar comprimido como veículo transmissor de energia e produtor de trabalho foi realizada em 1861 a 1863 na perfuração de um túnel sob os Alpes Suíços, que durou 2 anos em vez dos 25 inicialmente estimados.

 

1.1. Introdução

O ar comprimido será, provavelmente, uma das mais antigas formas de energia, pressupondo já, no seu aparecimento, um considerável desenvolvimento intelectual do homem, nada comparável ao que possuía quando aprendeu a servir-se do fogo – esta talvez seja a forma de energia mais antiga da qual tirou proveito. Mesmo para “controlar” o fogo satisfatoriamente, o homem já se servia do seu próprio sistema de produção de ar sob pressão (o primeiro compressor) – os pulmões.

A pneumática, do grego “pneuma” (respiração), trata do emprego do ar comprimido como fonte produtora de trabalho.

O primeiro homem que sabemos ter-se interessado pela pneumática foi o grego ‘KTESIBIOS’ que, à cerca de 2000 anos, construiu uma catapulta funcionando a ar comprimido (ver Figura - 1‑1).

 

Figura - 11

 

O emprego de compressores a nível industrial apareceu quando o homem necessitou de fundir os metais (forjagem) e mais tarde, como um valioso auxiliar na ventilação em minas; só em 1760 surgiu o primeiro “cilindro soprador”.

Embora a base da pneumática faça parte do conhecimento humano já há bastante tempo, foi necessário aguardar-se pelo século XIX para que com assento numa base científica sólida e completada pela experimentação, a pneumática se tornasse uma importante ferramenta para a engenharia e o seu estudo se tornasse sistemático.

A primeira aplicação em grande escala do ar comprimido como veículo transmissor de energia e produtor de trabalho foi realizada em 1861 a 1863 na perfuração de um túnel sob os Alpes Suíços, que durou 2 anos em vez dos 25 inicialmente estimados. A partir sensivelmente deste período a pressão de trabalho fixou-se em 8 bar (8 Kg/cm2) o que ainda hoje continua sendo a pressão normal em ar comprimido.

O freio a ar comprimido, o martelo pneumático e a perfuração por percussão e a utilização do ar comprimido na distribuição postal foram algumas das inovações da época. Em Paris chegou a ser construída com grande sucesso, incrementando extraordinariamente a industria local, uma grande central de produção de ar comprimido cuja potência atingia 25000 HP, da qual partia uma extensa rede de distribuição. Evidentemente, esta rede foi posteriormente abandonada aquando do aparecimento da energia eléctrica com todas as suas vantagens.

Actualmente a pneumática ocupa um campo vastíssimo, estando aliada a todas as formas de energia. Foi a partir da 2ª Guerra Mundial que a pneumática teve um decisivo incremento passando a substituir na industria não só o esforço muscular, mas também algumas das decisões humanas (ver

Figura - 1‑2), o que levou a pneumática a tornar-se um elemento indispensável na produção das grandes séries que a indústria moderna passou a exigir (ver Figura - 1‑3).

 

 

Figura - 12

 

Figura - 13

 

A pneumática serve-se do ar comprimido como transmissão de potência através de actuadores lineares (cilindros pneumáticos, com ou sem haste) e/ou actuadores rotativos (motores pneumáticos) (ver Figura - 1‑4).

A quantidade e diversidade de aplicações, tendo o ar comprimido como forma de energia é surpreendente. Assim, operações como furar, roscar, prensar, cortar, abrir, fechar, empurrar, levantar, decapar, pintar, limpar, insuflar, agitar…etc., podem enquadrar-se na mecanização ou automatização (ver Figura - 1‑5).

 

Figura - 14

 

Figura - 15

 

O campo de aplicação da pneumática é hoje extremamente diversificado (incluindo equipamentos didácticos feitos pela Lego para crianças), como poderá constatar através da Figura - 1‑6, da Figura - 1‑7, e da Figura - 1‑8.

 

 

Máquina automática rotativa para o enchimento em copos de produtos pastosos, viscosos e líquidos (iogurte, sumos de frutas, etc.) 

Figura - 16

 

 

 

Aspirador/Compressor cirúrgico. Utilizado em cirurgias, na aspiração de secreções ou produção de ar comprimido. 

Figura - 17

 

 

 

Este conjunto da LEGO é especifico para ensino da pneumática. Este conjunto inclui, um compressor de ar, um circuito pneumático simples e um braço robot que permite a montagem de 15 projectos diferentes. 

Figura - 18

 

Na pneumática, a mecanização é sobretudo executada, através de ferramentas manuais, no entanto, se compararmos o peso de uma dada ferramenta, uma pneumática e outra eléctrica, regra geral, a ferramenta pneumática pesa um quinto relativamente à ferramenta eléctrica. Este é um dos factores favoráveis do uso da ferramenta pneumática na indústria transformadora: por força do seu menor peso e volume, maior robustez, ausência de perigo (tipo electrocussão) e baixo custo de manutenção.

Com mecanização, o homem foi substituindo gradualmente a força muscular por uma força externa tendo no entanto, mais tarde entrado definitivamente no universo da automatização (ver Figura - 1‑9).

 

 

 

Figura - 19

 

No mundo dos automatismos, a pneumática (ver Figura - 1‑10), impôs-se através dos actuadores lineares, electroválvulas, sensores, válvulas de regulação e blocos lógicos tendo vindo a lógica pneumática a ser progressivamente substituída pelos autómatos programáveis (PLC’s).

 

 

Figura - 110

 

São exactamente todas estas facetas da pneumática que nos propomos divulgar com o texto que se segue, esperando que cada aluno através dos equipamentos existentes no Laboratório de Automação possa complementar a sua formação teórica com um enriquecimento prático absolutamente fundamental para a formação do engenheiro do futuro (ver Figura - 1‑11).

 

 

Figura - 111

 

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