Atuador eletropneumático

Atuador eletropneumático

Descrição

O atuador eletropneumático combina elementos elétricos e pneumáticos para automatizar o acionamento de válvulas e outros mecanismos industriais. Esse tipo de atuador é utilizado em sistemas de controle que necessitam de maior precisão, confiabilidade e resposta rápida, principalmente em ambientes industriais que operam com ar comprimido como fonte de energia.

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Funcionamento do atuador eletropneumático

O atuador eletropneumático funciona por meio de um sinal elétrico de controle (como 4-20 mA ou 0-10 V), que é convertido em uma ação mecânica através do uso de ar comprimido. Um posicionador eletropneumático componente chave do sistema interpreta o sinal elétrico recebido e regula a quantidade de ar enviada à câmara do atuador, movimentando o eixo, haste ou disco de forma precisa e proporcional ao comando recebido.

Esse tipo de atuador pode ser linear ou rotativo, dependendo do tipo de válvula ou equipamento que está sendo operado. Em válvulas de controle, por exemplo, o atuador eletropneumático permite um posicionamento exato do obturador, assegurando a modulação precisa do fluxo de fluidos.

Principais aplicações do atuador eletropneumático

O atuador eletropneumático é uma peça chave na automação de processos industriais que exigem alto desempenho, precisão e confiabilidade no controle de válvulas. Graças à combinação de controle elétrico com força pneumática, eles são aplicáveis em uma ampla gama de setores, desde ambientes controlados até os mais exigentes. Abaixo, destacam-se as principais aplicações por segmento:

1. Indústria de processos

Em setores como químico, petroquímico, papel e celulose, e fertilizantes, os atuadores eletropneumáticos são fundamentais no controle de válvulas em sistemas que demandam ajustes constantes e precisos. Eles são utilizados em:

• Dosagem de reagentes e aditivos;
• Mistura contínua de componentes líquidos ou gasosos;
• Controle de temperatura em trocadores de calor;
• Sistemas de resfriamento e aquecimento industrial;
• Processos em batelada (batch) e contínuos, com necessidade de automação fina e segura.

2. Petróleo e gás

Na indústria de óleo e gás, tanto onshore quanto offshore, a automação precisa e robusta é importante para manter a segurança operacional e melhorar o desempenho. Os atuadores eletropneumáticos são usados em:

• Plataformas de perfuração e produção: acionamento de válvulas em sistemas de controle de produção, separação e injeção de fluidos;
• Refinarias: controle de processos em torres de destilação, unidades de craqueamento e sistemas de vapor;
• Oleodutos e gasodutos: atuação remota de válvulas de bloqueio e alívio de pressão, com monitoramento contínuo;
• FPSOs e unidades flutuantes: onde é necessária alta confiabilidade em ambientes agressivos e com risco de explosão.

3. Indústria farmacêutica

Em ambientes onde a higiene e a rastreabilidade são críticas, os atuadores eletropneumáticos atuam em válvulas de controle e bloqueio em:

• Linhas de produção de medicamentos líquidos, sólidos e semissólidos;
• Sistemas de esterilização (SIP) e limpeza automática (CIP);
• Unidades de formulação e envase;
• Tanques e reatores com controle preciso de pressão e temperatura.

4. Indústria de alimentos e bebidas

Atuadores eletropneumáticos são muito utilizados em sistemas automatizados de:

• Pasteurização e esterilização térmica;
• Controle de fluxo em linhas de envase e transporte de líquidos;
• Sistemas de higienização CIP e SIP em dutos, tanques e equipamentos de processo;
• Plantas de laticínios, cervejarias, frigoríficos e fábricas de sucos.

Vantagens do atuador eletropneumático

1. Precisão no posicionamento

O uso de posicionadores eletropneumáticos garante resposta proporcional e exata aos sinais de controle, permitindo ajustes finos em tempo real. Isso é fundamental para manter variáveis de processo estáveis, como vazão, pressão ou temperatura.

2. Resposta rápida e estável

Combinando o controle elétrico à potência do ar comprimido, os atuadores eletropneumáticos oferecem velocidade de resposta superior à de atuadores puramente elétricos em muitas aplicações. A atuação é suave e eficiente, mesmo em ciclos repetitivos e de alta frequência.

3. Baixo consumo de energia elétrica

A eletricidade é utilizada apenas para controlar o posicionador, enquanto a energia de atuação provém do sistema pneumático. Isso reduz significativamente o consumo elétrico em comparação com atuadores motorizados.

4. Compatibilidade com sistemas automatizados

São totalmente integráveis com sistemas de automação industrial e plataformas de controle remoto, como CLPs, SCADA e sistemas DCS. Permitem comunicação via protocolos industriais, como HART, Profibus ou Foundation Fieldbus, ampliando as possibilidades de monitoramento e diagnóstico.

5. Segurança

Em caso de falha de energia elétrica, muitos modelos mantêm a última posição ou recuam automaticamente para uma posição de segurança (fail-safe), dependendo do projeto do sistema. Isso proporciona maior segurança em processos críticos.

6. Maior versatilidade

Disponível em versões para áreas classificadas (à prova de explosão) e com diferentes níveis de proteção IP, o atuador eletropneumático pode ser instalado em ambientes severos, com presença de umidade, poeira, produtos corrosivos ou risco de explosão.

Componentes do atuador eletropneumático

• Cilindro pneumático (linear ou rotativo): responsável pela movimentação da válvula.
• Posicionador eletropneumático: converte o sinal elétrico em controle de pressão de ar.
• Válvulas solenóides: realizam a comutação de ar conforme comando.
• Sensores de posição: monitoram o movimento do atuador e permitem feedback contínuo ao sistema de controle.
• Filtro/regulador de ar: assegura fornecimento limpo e constante de ar comprimido ao sistema.

Tipos de atuador eletropneumático

• Ação simples: usam ar comprimido para atuar em um sentido, retornando por meio de mola interna. Recomendados quando se deseja uma posição segura em caso de falha de ar.
• Dupla ação: usam ar comprimido para atuar nos dois sentidos, oferecendo maior força e controle em ambos os movimentos.
• Com feedback digital: oferecem monitoramento em tempo real, autodiagnóstico e integração com redes industriais.

Considerações técnicas sobre o atuador eletropneumático

• Pressão de operação típica: 3 a 7 bar.
• Sinal de controle padrão: 4-20 mA, 0-10 V, ou comunicação digital.
• Tempo de resposta: depende do volume de ar e curso da válvula, mas é geralmente muito rápido.
• Compatibilidade: podem ser adaptados a diferentes tipos de válvulas, como borboleta, esfera, globo e válvulas de diafragma.

Carbofluor: empresa especializada em atuador eletropneumático

A Carbofluor Indústria e Comércio de Válvulas e Polímeros Ltda, sediada em Barueri, São Paulo, é uma empresa especializada na fabricação e comercialização de válvulas industriais e produtos em PTFE (Politetrafluoretileno), atendendo a diversos setores, como químico, alimentício, petroquímico, farmacêutico e de tratamento de água. Fundada em 2016, a Carbofluor destaca-se por oferecer soluções de alta qualidade e serviços personalizados, incluindo manutenção preventiva e corretiva de válvulas, além do desenvolvimento de produtos em borracha e PTFE para diversas aplicações industriais.

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