Tabela de binário de saída dos atuadores sob diferentes pressões de ar

Em ambientes industriais, os atuadores pneumáticos acionam inúmeras operações de válvulas todos os dias. Por este motivo, os engenheiros e as equipas de compras estudam cuidadosamente o seu comportamento em termos de binário em diferentes intervalos de pressão. Uma tabela clara de valores de binário ajuda os compradores a escolher a unidade adequada às exigências específicas de cada aplicação. Além disso, evita erros de escolha dispendiosos que podem levar a avarias no equipamento ou a paragens na produção. A maioria dos fornecedores publica tabelas de referência, mas as condições reais exigem frequentemente uma interpretação mais aprofundada.

Uma tabela de binário padrão apresenta a pressão de alimentação de ar num eixo e os valores de binário correspondentes no outro. Normalmente, as pressões variam entre 2,5 bar e 8 bar, ou mais. À medida que a pressão aumenta, o binário produzido aumenta de forma aproximadamente linear. No entanto, esta relação varia ligeiramente consoante o tamanho do atuador e o seu design interno. Os modelos de dupla ação, por exemplo, fornecem um binário consistente em ambas as direções de rotação. As versões com retorno por mola, em contrapartida, apresentam valores diferentes para os cursos de abertura e de fecho.

Para além da pressão de alimentação, vários outros fatores influenciam a transmissão do binário em condições reais. Em primeiro lugar, as temperaturas extremas podem alterar o atrito das juntas e a densidade do ar interno. Os ambientes frios, em particular, podem reduzir o binário efetivo numa margem mensurável. Em segundo lugar, o desgaste ao longo do tempo diminui gradualmente o desempenho, à medida que as juntas se degradam e os componentes se soltam. Em terceiro lugar, a orientação de montagem pode introduzir variações pequenas, mas significativas, na potência de saída. Por estas razões, os engenheiros costumam aplicar um fator de segurança ao selecionar uma unidade para aplicações críticas.

O dimensionamento adequado começa por conhecer o binário de arranque e o binário de funcionamento necessários da válvula. A partir daí, os compradores acrescentam uma margem de segurança que varia normalmente entre 25 e 50 por cento. Esta margem de segurança tem em conta as flutuações de pressão, o desgaste e condições de processo inesperadas. Em aplicações de elevado número de ciclos, uma margem ainda maior prolonga consideravelmente a vida útil. No caso de sistemas à prova de falhas, além disso, o binário final da mola deve fechar ou abrir totalmente a válvula de forma fiável. O sobredimensionamento, por outro lado, desperdiça ar comprimido e aumenta os custos operacionais ao longo do tempo.

A maioria dos atuadores padrão funciona sem problemas com uma pressão de ar de alimentação entre 4 e 6 bar. A 4 bar, as unidades mais pequenas controlam com facilidade válvulas de esfera e de borboleta para serviços leves. Ao aumentar para 6 bar, obtém-se cerca de 50% mais binário para válvulas mais pesadas. Algumas instalações funcionam a 8 bar para acionar conjuntos de válvulas muito grandes ou de alta pressão. As fábricas petroquímicas, por exemplo, especificam frequentemente pressões nominais mais elevadas para linhas críticas em termos de segurança. Por sua vez, as instalações de tratamento de água trabalham frequentemente com pressões mais baixas e designs de válvulas mais simples.

A manutenção regular preserva o binário de saída e prolonga significativamente a vida útil do atuador. A lubrificação, por exemplo, reduz o atrito interno e mantém as juntas flexíveis. A substituição das juntas nos intervalos recomendados evita fugas de ar que reduzem a pressão efetiva. Além disso, os testes periódicos de binário revelam uma degradação gradual antes que esta cause problemas no processo. O ar de alimentação limpo e seco também protege os componentes internos contra a corrosão e a contaminação. As instalações com programas de manutenção rigorosos registam muito menos falhas inesperadas no terreno.

A escolha do atuador correto depende de mais do que apenas um único valor de binário. Os compradores devem avaliar a pressão disponível, o tipo de válvula, a frequência do ciclo e as condições ambientais. Uma tabela fiável de binários fornece um ponto de partida sólido para o dimensionamento inicial. A partir daí, a consulta a fornecedores ou engenheiros permite afinar ainda mais a seleção. A escolha certa equilibra o custo inicial com a fiabilidade a longo prazo e a eficiência energética. Em última análise, uma análise cuidadosa na fase inicial compensa ao longo de anos de funcionamento suave e sem problemas.