Bloco 1 · Princípios

Porquê hidráulica

• Forças muito altas: pressões 100-300 bar (vs 6-8 em pneumática).
• Controlo preciso de velocidade e posição.
• Compacta: actuadores pequenos transmitem grande força.
• Estável: óleo incompressível → posição mantida com precisão.

Desvantagens:

• Suja — fuga de óleo é contaminante.
• Caro: óleo + componentes de alta pressão.
• Manutenção exigente: filtros, vedações, contaminação.
• Velocidade limitada (óleo viscoso).

Lei de Pascal

Princípio fundamental: pressão num fluido confinado transmite-se igualmente em todas as direcções.

F = p × A

Multiplicação de força — pistão pequeno + pistão grande:

• Aplicar 10 kgf no pistão 1 cm² → pressão 10 kgf/cm².
• Pistão de 100 cm² na mesma rede: F = 10 × 100 = 1000 kgf.
• Princípio de elevadores hidráulicos, prensas, gruas.

Pressões e caudais

Caudal: 5-200 L/min em sistemas industriais médios.

Óleo hidráulico

Tipos por viscosidade (ISO VG):

• VG 22, VG 32, VG 46, VG 68, VG 100.
• Standard industrial: VG 46 (uso interior, 20-40 °C).
• VG 32 para frio; VG 68 para calor.

Aditivos:

• Anti-desgaste (zinco, fosforados).
• Anti-oxidação.
• Anti-espuma.
• Anti-corrosão.

Limpeza: classe ISO 4406 — número de partículas por mL. Standard industrial: 18/16/13 ou melhor.

Bloco 2 · Bombas

Tipos

• Engrenagens (gear): simples, robusta, ruidosa. Caudal fixo. Até 250 bar.
• Palhetas (vane): silenciosa, eficiência média. Caudal fixo ou variável. Até 175 bar.
• Pistões axiais: caudal alto, alta pressão, eficiência elevada. Variável (controlo de plato). Até 350 bar.
• Pistões radiais: muito alta pressão (até 700 bar).

Bomba de caudal fixo + válvula limitadora: simples mas perde muita energia (óleo passa pela válvula quando não há demanda).
Bomba de caudal variável: ajusta-se à demanda, eficiente.

Comando da bomba

Bomba é accionada por motor eléctrico (típico) ou motor diesel (móveis):

• Motor 3 fases acoplado por veio + acoplamento elástico.
• Bomba imersa em óleo (no tanque) ou montada na lateral.

Dimensionamento típico:

P_motor (kW) = (Q × p) / (600 × η)

Onde Q = L/min, p = bar, η = rendimento (0,7-0,9).

Bloco 3 · Actuadores

Cilindros hidráulicos

Semelhantes aos pneumáticos mas robustos para alta pressão:

• Simples efeito (raro em hidráulica): mola interna ou peso devolve.
• Duplo efeito: standard. Câmaras de óleo em ambos os lados.
• Telescópicos: cursos longos em espaço pequeno (camiões basculantes, gruas).
• Diferenciais: relação entre áreas pistão/haste para velocidades diferentes.

Força a 200 bar:

• Ø50 mm: F = 200×10⁵ × π × 0,05²/4 ≈ 39 250 N ≈ 4 t.
• Ø100 mm: F ≈ 157 000 N ≈ 16 t.
• Ø200 mm: F ≈ 628 000 N ≈ 64 t.

Motores hidráulicos

Rotação contínua a partir de óleo sob pressão:

• Engrenagens: simples, baratos.
• Palhetas: para velocidades médias.
• Pistões axiais: alta potência, velocidade variável.

Aplicações: rotação de tambores, mesas rotativas em máquinas-ferramenta, sistemas móveis (escavadoras, gruas).

Característica única: binário muito elevado mesmo a baixa rotação (10-100 rpm comum).

Bloco 4 · Válvulas

Direccionais

Numeração igual à pneumática: NxV (4/2, 4/3, 6/3, etc.).

Diferença: válvulas hidráulicas são maiores e robustas (alta pressão).

Accionamento:

• Pilotagem hidráulica (sinal de óleo).
• Solenoide (electroválvula hidráulica).
• Manual / mecânica.

Para sistemas grandes: solenoide pequeno pilota spool grande (pilot-operated) — eficiência energética.

Reguladoras

• Válvula limitadora (relief): protecção. Abre escape ao tanque se pressão > limite.
• Válvula de redução: cria zona de pressão menor noutra parte do circuito.
• Válvula de sequência: abre só quando pressão atinge nível.
• Válvula de contrabalanço: mantém pressão num lado para suportar carga (evita queda em cargas suspensas).
• Válvula de descarga: descarrega caudal da bomba ao tanque quando não há consumo.

Controlo de caudal

• Estrangulador fixo (orifício): redução simples.
• Estrangulador ajustável.
• Compensado em pressão: caudal constante mesmo com variação de pressão.
• Servoválvulas / proporcionais: caudal e pressão variáveis electronicamente (em hidráulica de precisão).

Bloco 5 · Circuitos básicos

Circuito de movimento simples

    Tanque
       │
    Bomba
       │
    Válvula limitadora ── Tanque (escape se p > limite)
       │
    Válvula direccional 4/3
       ├── Cilindro
       │
    (escape volta ao tanque via filtro)

Operação: válvula 4/3 dirige óleo a uma câmara do cilindro; outra câmara descarrega ao tanque.

Circuito de regulação

Adicionar estrangulador entre válvula e cilindro:

• Meter-in: estrangulador na alimentação ao cilindro.
• Meter-out: estrangulador no escape (preferido — mais estável).
• Bleed-off: estrangulador desvia parte do caudal ao tanque.

Permite controlar velocidade do movimento independentemente da pressão.

Bloco 6 · Manutenção

Princípios

Hidráulica vive ou morre pela limpeza do óleo:

• Partículas desgastam vedações e válvulas.
• Água provoca corrosão e degradação do óleo.
• Ar provoca cavitação na bomba.
• Calor acelera oxidação do óleo.

Filtragem rigorosa é obrigatória:

• Filtro de aspiração (linha entre tanque e bomba).
• Filtro de pressão (após bomba).
• Filtro de retorno (antes de voltar ao tanque).

Avarias comuns

Manutenção preventiva

• Diária: nível de óleo no visor; pressão de trabalho no manómetro; temperatura.
• Semanal: inspecção visual (fugas externas); ruído da bomba.
• Mensal: indicador de saturação dos filtros.
• Trimestral: amostra de óleo para análise (partículas, água, viscosidade).
• Anual: mudar óleo (ou conforme análise); substituir filtros; verificar trocador de calor.
• 5 anos: revisão de bomba (vedações, rolamentos); cilindros (vedações).