Que atuador escolher?

Atuador rotativo da marca METAL WORK

Os atuadores dividem-se em três tipos, consoante a fonte de energia usada para o seu acionamento: atuadores pneumáticos (que utilizam ar comprimido), atuadores hidráulicos (que utilizam óleo sob pressão) e atuadores elétricos.

Ao escolher um atuador, importa ter em consideração certos fatores. Antes de mais, o movimento pretendido. Em função deste, irá optar por um atuador rotativo (que produz um movimento de rotação) ou por um atuador linear (que produz um movimento retilíneo). Em seguida, é preciso determinar a força que o atuador deverá ser capaz de exercer.

Por fim, dependendo da aplicação, irá decidir se necessita de um atuador de ação simples ou dupla. Esta é uma característica específica dos atuadores hidráulicos e pneumáticos. Não entrará, portanto, em linha de conta na escolha de um atuador elétrico.

Entre um atuador pneumático, um atuador hidráulico e um atuador elétrico, a escolha dependerá da aplicação a que se destina, bem como da carga e da velocidade pretendidas. Por exemplo, os atuadores hidráulicos representam a melhor opção em termos de potência, sendo ideais para movimentar cargas pesadas, ao passo que os atuadores pneumáticos são escolhidos pela sua velocidade. Quanto aos atuadores elétricos, importa referir que não devem ser utilizados em atmosferas potencialmente explosivas, ditas ATEX. Nestes casos, convém optar por um atuador hidráulico ou pneumático.

Outro fator a considerar é a simplicidade de implementação e de funcionamento. Os atuadores elétricos são fáceis de instalar e de utilizar. Já os atuadores hidráulicos são os mais difíceis de operar e requerem mais manutenção.

Atuador elétrico da marca LINAK

Se procura um atuador que seja fácil de instalar e de operar, recomendamos-lhe que opte por um atuador elétrico. Os atuadores elétricos são particularmente adequados para aplicações em que sejam necessárias posições intermédias de paragem e permitem ainda obter posições altamente precisas, com uma margem de erro de apenas 0,001 mm.

Além disso, suportam cargas bastante pesadas, que podem atingir várias toneladas. De notar que os atuadores elétricos têm uma capacidade de carga superior à dos atuadores pneumáticos, mas inferior à dos atuadores hidráulicos.

Outra vantagem do atuador elétrico prende-se com a sua velocidade elevada e precisa. Estes atuadores têm um funcionamento silencioso e são menos poluentes.

No entanto, antes de adquirir um atuador elétrico, há ainda dois fatores importantes a ter em conta. Primeiro, convém saber que o eixo do atuador elétrico poderá ser acionado por um motor assíncrono (robusto e fácil de operar), por um motor de passo (preciso) ou por um motor sem escovas (durável, mas muito caro).

Segundo, relembramos que o uso de equipamentos elétricos em zonas ATEX é fortemente desaconselhado, pois podem atuar como fontes de ignição e provocar uma explosão ou um incêndio. Para operar neste tipo de atmosferas, recomendamos um atuador pneumático ou hidráulico.

Atuador pneumático da marca Cy.Pag

Os atuadores pneumáticos convertem a energia pneumática (do ar comprimido) em movimento mecânico e podem ser lineares ou rotativos.

Em virtude da alimentação a ar comprimido, sem componentes elétricos, os atuadores pneumáticos representam menos riscos de deflagração de explosão e de incêndio. Estes atuadores são também amplamente utilizados em sistemas de automação industrial. A alimentação com um fluido comprimido, mais precisamente o ar, torna os atuadores pneumáticos muito rápidos e, portanto, bastante práticos para aplicações que exijam movimentos de alta velocidade.

Os atuadores pneumáticos são os mais vendidos, em parte por terem um preço acessível, elevada durabilidade e serem fáceis de instalar. Contudo, convém prestar atenção à qualidade do ar comprimido pois, se este for de má qualidade, pode danificar o atuador.

Os atuadores pneumáticos funcionam, geralmente, com uma pressão de cerca de 6 bar. A sua velocidade é elevada, situando-se entre 0,2 e 0,3 m/s. A força depende do diâmetro interno do atuador. Os atuadores pneumáticos têm uma força teórica de avanço entre 20 N e 50 000 N a uma pressão compreendida entre 4 e 8 bar. Para forças superiores, será necessário recorrer a um atuador hidráulico.

Outra vantagem importante dos atuadores pneumáticos é que são leves e compactos.

Atuador hidráulico da marca Eckart

Os atuadores hidráulicos têm como fonte de energia um fluido hidráulico, mais precisamente um óleo. Como se trata de um fluido incompressível, estes atuadores suportam forças mais elevadas do que um atuador pneumático. São, portanto, os mais indicados para cargas pesadas. O controlo da velocidade é mais fácil do que num atuador pneumático, bastando regular a quantidade de fluido que entra nas câmaras do cilindro. Por último, importa referir que estes dispositivos têm uma elevada durabilidade.

No entanto, os atuadores hidráulicos não alcançam velocidades tão altas como os atuadores pneumáticos. Além disso, podem ocorrer fugas de óleo, tendo como consequência uma eventual redução da sua eficiência, tanto mais que a circulação do fluido nas tubulações gera perdas de carga. Ademais, as pressões elevadas (entre 50 e 700 bar) aumentam o risco de acidentes. A inflamabilidade do óleo pode também aumentar o risco de incêndio. Por fim, trata‑se de uma tecnologia dispendiosa devido ao elevado custo quer dos componentes quer da manutenção preventiva. Se optar por um atuador hidráulico, recomendamos que tenha os devidos cuidados com a manutenção, prestando especial atenção ao estado dos elementos de vedação que protegem as câmaras dos cilindros.

A principal diferença entre um atuador de ação dupla e um atuador de ação simples é a forma como o pistão do atuador regressa à sua posição inicial. Esta opção encontra‑se disponível tanto em atuadores hidráulicos como em atuadores pneumáticos.

Num atuador de dupla ação, também dito de duplo efeito, é aplicada pressão alternadamente em ambos os lados do pistão para o fazer avançar e recuar. Num atuador de ação simples, ou de efeito simples, a pressão é exercida apenas de um lado, empurrando o pistão num único sentido. O regresso à posição inicial é, em geral, efetuado por ação de uma mola integrada no mecanismo ou de uma força externa.

A escolha entre um atuador de dupla ação e um atuador de ação simples dependerá da aplicação prevista.

Os atuadores de dupla ação são adequados para máquinas que exerçam força nos dois sentidos, como as pontes rolantes, por exemplo. Mais flexíveis, oferecem amortecimento ajustável nas posições finais de curso, bem como controlo de velocidade mais fácil. Contudo, trata‑se de uma tecnologia mais cara do que a utilizada nos atuadores de ação simples.

Os atuadores de ação simples constituem uma boa opção quando a força é exercida só num sentido, como é o caso das máquinas com mastros de elevação. São mais económicos e consomem menos fluido do que os atuadores de dupla ação. No entanto, têm dimensões maiores e um curso mais limitado.