A utilização de fluidos para executar ações mecânicas é uma estratégia na engenharia moderna, principalmente quando se busca transmitir força, controlar movimentos ou aplicar grandes cargas com precisão e segurança.
Em ambientes industriais, essa solução é ainda mais relevante, já que permite padronização de esforços, robustez operacional e elevada confiabilidade, mesmo sob condições severas de trabalho.
Podemos ver a sua aplicação em automóveis, compressores, esteiras, sistemas de elevação de carga, atuadores, entre outros.
Mas será que o fluido utilizado em todas essas aplicações é o mesmo?
A resposta é “não”. Enquanto algumas das aplicações citadas utilizam o sistema pneumático, outras utilizam o sistema hidráulico.
E saiba que o fato da pneumática utilizar gás (fluido compressível) e a hidráulica utilizar óleo hidráulico (fluido incompressível) faz toda a diferença, uma vez que a hidráulica consegue realizar determinados trabalhos em que a pneumática não seria eficiente.
E por isso temos o sistema hidráulico presente em sistemas de transmissão de força ou simplesmente nos automóveis, na chamada “direção hidráulica”. O modo em que esse tipo de sistema atende a sua função é simplesmente fenomenal.
Mas enquanto a pneumática utiliza compressor, tubos, pistões e filtros no seu sistema, o que a hidráulica utiliza?
Para saber essa resposta, vai te custar mais alguns minutos de leitura, pois este é o tema deste texto.
E então, que tal conhecer os principais componentes do sistema hidráulico?
O que é o sistema hidráulico
O que já foi dito anteriormente, é que a hidráulica é um sistema que utiliza o fluido incompressível para exercer as suas funções, diferente da pneumática.
O fato de utilizar o óleo hidráulico ao invés do gás utilizado na pneumática, faz com que o sistema hidráulico ofereça algumas vantagens, como:
- Transmissão eficiente de força: o fluido incompressível não sofre compressão significativa quando submetido à pressão, fazendo com que a força transmitida não sofra perdas;
- Rigidez estrutural: de novo, como o fluido hidráulico não sofre compressão significativa quando sob pressão, o sistema hidráulico consegue resistir maiores cargas e impactos, sendo efetivo em aplicações de construção;
- Transmissão de energia a longas distâncias: devido à baixa perda na compressão do fluido que é incompressível, sendo vantajoso utilizá-lo em sistemas em que a fonte de energia esteja longe da aplicação;
- Controle e precisão: característico de ter uma resposta rápida e linear, o sistema hidráulico proporciona ajustes finos, precisos.
Mas se pudéssemos resumir tudo isso em uma definição, o que seria o sistema hidráulico?
Bom, o sistema hidráulico se baseia em um conjunto de componentes e dispositivos que funcionam através da pressão exercida por um fluido líquido, o fluido hidráulico.
Por meio de termos práticos, o princípio de funcionamento de um sistema hidráulico está diretamente relacionado à Lei de Pascal. Essa lei diz que a pressão aplicada a um fluido confinado é transmitida integralmente em todas as direções.
A partir desse princípio, é possível amplificar forças e controlar movimentos com elevada precisão.
A aplicação da hidráulica
Acredite, você tem tido mais contato com a hidráulica do que você imagina.
Apesar do nome “sistema hidráulico” não ser tão popular entre os que não estejam por dentro do assunto da mecânica, você já deve ter ouvido o nome “hidráulico” acompanhado de outros outros nomes, não é mesmo?
Afinal, com certeza você já ouviu falar de “fluido hidráulico do freio” ou “direção hidráulica” ou “suspensão hidráulica”.
Sim, a hidráulica está presente em diversas aplicações, e abaixo vamos listar algumas para você.
Aviões
Se você já fez viagens em avião, a hidráulica se fez presente nos trens de pouso, freios, superfícies de controle e outros sistemas críticos.
Automóveis
Caso ainda não tenha tido contato com o avião, saiba que a hidráulica se faz presente até mesmo no seu carro, atuando em embreagens e freios automotivos, transformando a energia hidráulica em mecânica e controlando o acoplamento do motor e as rodas.
Controle de movimento
A hidráulica utiliza um fluido que é incompressível, o óleo hidráulico. Isso faz com que o sistema hidráulico exerça uma força maior do que a pneumática exerceria.
E por isso, a hidráulica é utilizada para realizar controles de movimento precisos em equipamentos e máquinas, como máquinas-ferramenta (crimpador de terminais, por exemplo), máquinas de moldagem por injeção, sistemas de transporte, entre outros.
Pressão aplicada
A hidráulica também está presente em prensas hidráulicas, máquinas de corte e moldagem, entre outras aplicações em que se precisa de uma grande pressão de aplicação.
Transmissão de força
Assim como a pressão aplicada em aplicações que foram citadas acima deve ser de grande magnitude, a transmissão de força hidráulica também exerce uma força absurda.
Guindastes, retroescavadeiras, elevadores hidráulicos, entre outros, utilizam a força hidráulica para atender às grandes cargas de trabalho.
Portanto, independente do setor, o que todas as aplicações descritas têm em comum é a necessidade de força elevada, sem desconsiderar controle preciso e confiabilidade operacional.
Essas características fazem da hidráulica uma solução praticamente insubstituível em determinados contextos industriais.
Quais os principais componentes do sistema hidráulico
Em primeira instância, se formos comparar o sistema hidráulico com o sistema pneumático, podemos pensar o seguinte:
O fluido utilizado no sistema pneumático é gasoso, enquanto o fluido utilizado no sistema hidráulico é líquido. E o que isso influencia?
Bem, pensando que o compressor pode ser danificado se admitir fluido líquido, então este não é o equipamento utilizado no sistema hidráulico.
Utilizando dessa linha de raciocínio para os outros equipamentos, podemos encontrar semelhanças e diferenças entre os dois sistemas, discriminando o que é utilizado de fato no sistema hidráulico.
Mas este não é o propósito deste texto, pois vamos entregar tudo o que compõe o sistema hidráulico para você, exatamente agora.
Reservatório
Tudo parte daqui. É o recipiente que armazena a quantidade suficiente do fluido hidráulico que deve ser utilizada para determinado trabalho, considerando o tamanho da linha de transporte de fluido e a capacidade dos dispositivos hidráulicos.
Além do armazenamento, o reservatório também desempenha outras funções, como dissipação de calor, separação de bolhas de ar e decantação de partículas sólidas. Isso contribui diretamente para a vida útil do fluido e dos componentes do sistema.
Pode ter também um filtro para retirar as impurezas do fluido.
Bomba hidráulica
A bomba hidráulica é responsável por fornecer a pressão necessária para o sistema, utilizando o fluido hidráulico como elemento de trabalho.
As exigências da bomba podem ser resumidas a: converter energia mecânica (torque, rotação) em energia hidráulica (fluxo volumétrico, pressão).
Já para a sua escolha, devem ser observadas as seguintes características:
- Meio operacional (fluido hidráulico);
- Faixa de pressão exigida;
- Faixa de rotação esperada;
- Temperatura de operação mais alta e mais baixa;
- Situação de instalação (tubulações, etc.);
- Viscosidade mais alta e mais baixa;
- Tipo de acionamento (acoplamento, motor, etc.);
- Vida útil esperada;
- Nível de ruído máximo;
- Facilidade de manutenção;
- Preço máximo pretendido.
As bombas podem ser do tipo: engrenagem (externa ou interna), palheta, pistões axiais, entre outros, sendo escolhida de acordo com a aplicação.
Exemplo: Bomba de engrenagem interna
Válvulas
De forma geral, as válvulas hidráulicas podem ser classificadas em três grandes grupos:
- Válvulas de controle direcional, responsáveis por definir o caminho do fluido;
Exemplo: válvula direcional de assento 3/2 vias com acionamento eletro-hidráulico — pré-operada
- Válvulas de controle de pressão, como válvulas de alívio e redutoras, que protegem o sistema contra sobrepressões;
Exemplo: Válvula limitadora de pressão com êmbolo deslizante
- Válvulas de controle de vazão, utilizadas para ajustar velocidade e sincronismo dos movimentos
Exemplo: válvula de controle de vazão estranguladora com retorno livre
Atuadores
Mencionados logo acima, os atuadores são os componentes que transformam a energia hidráulica em trabalho mecânico.
Os atuadores comumente encontrados na indústria são os motores e os cilindros hidráulicos, estes últimos são utilizados para movimento linear e estão presentes em guindastes, pontes, elevadores, entre outros.
Já os motores são utilizados em aplicações que necessitam de movimento rotativo.
Em suma, a escolha entre cilindros e motores hidráulicos depende diretamente do tipo de movimento desejado, da força ou torque requerido e da precisão necessária, sendo comum encontrar ambos operando em conjunto no mesmo sistema.
Exemplo: cilindro de dupla ação, diferencial com haste de êmbolo em um lado
Tubulações e mangueiras
Estes são os componentes chamados também de “linha” do sistema hidráulico, pois o fluido percorre nos seus interiores até chegarem em quaisquer componentes que foram ou que serão citados.
Além disso, são projetados para aguentarem a pressão interna e o fluido do fluido.
Exemplo: mangueiras hidráulicas
Filtros
Utilizados para tratar as impurezas e partículas do fluido hidráulico, não deixando que a bomba ou o reservatório de fluido sejam contaminados.
Embora não pareça, a filtragem adequada é um dos fatores mais críticos para a confiabilidade de um sistema hidráulico.
Exemplo: filtro hidráulico
Caso tenha dúvidas sobre a ordem de funcionamento desses componentes, aqui vai a explicação resumida:
- Bomba hidráulica retira o fluido líquido do reservatório através da conversão de energia mecânica (torque, rotação) em energia hidráulica (fluxo volumétrico, pressão);
- Fluido pressurizado vai para as válvulas de controle que regulam o fluxo do fluido, direcionando-o para os atuadores;
- Os cilindros ou motores (atuadores) exercem a força em determinado trabalho;
- Após o uso, o fluido hidráulico retorna ao reservatório, passando por filtros ao longo do caminho;
- Como é um ciclo fechado, o processo se repete utilizando o mesmo fluido.
Gostou do nosso conteúdo de hoje?
Aprendemos, além do que é o sistema hidráulico, os seus componentes e a ordem de funcionamento.
Além disso, demos alguns poucos exemplos de onde podemos encontrar o fluido hidráulico e percebemos que temos contato com o mesmo diariamente.
Caso ainda reste dúvidas sobre o sistema hidráulico e o sistema pneumático, temos um texto que aborda especificamente as suas diferenças, e você pode acessá-lo clicando aqui.
