Aula 02 - Conceitos fundamentais de hidráulica

Fluído é qualquer substância capaz de deformar-se continuamente e assumir a forma do recipiente que a contém. Como o presente trabalho trata apenas de circuitos hidráulicos, o fluido que nos interessa é o óleo hidráulico. O fluido pode ser líquido ou gasoso.

Figura 01 - Vazão volumétrica.

Força é definida como qualquer causa capaz de realizar trabalho. Por exemplo, se se quer movimentar um corpo qualquer, deve-se aplicar uma força sobre ele. O mesmo ocorre quando se quer pará-lo.
Vazão Volumétrica de um fluido pode ser determinada de duas formas distintas. Como ela é dada por 1/min (litros por minuto) ou g.p.m. (galões por minuto) ou no sistema internacional em m3/seg. Pode-se determiná-la pela razão do volume escoado do fluido por unidade de tempo ou ainda pelo produto da velocidade do fluido versos a área da secção transversal na qual o mesmo está escoando.
Q = V / t. Onde: Q = vazão; V= volume  e t = tempo.
Q = v x A. Onde: Q = vazão; A = área e v = velocidade.
Para efeito de dimensionamento de tubulações considera-se como velocidades econômicas de escoamento de fluxo os seguintes valores: sucção de 0,5m/s a 1,5m/s, para pressão até 10MPa; sucção de 2m/s a 12m/s, e para pressão de 10,0MPa a 31,5Mpa.
Potência de um circuito hidráulico normalmente é concebida a partir do atuador para o motor de acionamento e para cálculos rápidos considera-se o rendimento total do sistema em torno de 65%. Daí a potência hidráulica pode ser definida a partir da seguinte expressão: Ph = F x V. Onde: Ph = Potência hidráulica (Watt); F = Força desenvolvida considerando uma segurança de ± 10% na carga (Newton) e V = Velocidade de movimentação da carga (m/s).
Considerando as grandezas envolvidas num circuito hidráulico a expressão para cálculo da potência hidráulica é: Ph = P x Q. Onde: Ph= Potência hidráulica (Watt); P = pressão de trabalho do circuito (N/m2 = Pa) e Q = Vazão volumétrica (m3/s).

Figura 02 - Multiplicação da Força.

Pressão é a força exercida por e unidade de superfície. Em hidráulica, a pressão é expressa em kgf/cm2, atm ou bar. A pressão também poderá ser expressa em psi (pound per square inch) que significa libra força por polegada quadrada, abrevia-se lbf/pol2.

Pressão pode ser entendido como a resistência oferecida pelo recipiente ao escoamento de um fluido. Disso decorre duas situações, as observações estática e dinâmica. Nas observações estáticas diz-se que “em um fluido confinado sobre áreas iguais atuam forças iguais”(princípio de Pascal), nas observações dinâmicas a pressão corresponde à energia necessária para vencer as resistência de escoamento decorrentes do atrito e choque dentro das tubulações. A aplicação mais simples do princípio de Pascal consiste em ao aplicar uma força “F” sobre uma superfície “A”, defini-se como pressão “P” , a razão entre a força “F” e a superfície “A”.
Segundo a Lei de Pascal "a pressão exercida em um ponto qualquer de um líquido estático é a mesma em todas as direções e exerce forças iguais em áreas iguais".

Figura 3 - Macaco Hidráulico.

No caso da Figura 2, sobre o êmbolo de 1cm2 de área atua a força de 10 kgf, resultando numa força de 100 kN sobre o êmbolo de área de 10 cm2 . Portanto, com o aumento da área nota-se a multiplicação da força aplicada pela razão de acréscimo da área, considerando o equilíbrio, ou seja, sistema ideal. Podemos considerar que as forças são proporcionais às áreas dos pistões.
Relembrando um princípio enunciado por Lavoisier, onde ele menciona: "Na natureza nada se cria e nada se perde, tudo se transforma." Realmente não podemos criar uma nova energia e nem tão pouco destruí-la e sim transformá-la em novas formas de energia.
Quando desejamos realizar uma multiplicação de forças significa que teremos o pistão maior, movido pelo fluido deslocado pelo pistão menor, sendo que a distância de cada pistão seja inversamente proporcional às suas áreas. O que se ganha em relação à força tem que ser sacrificado em distância ou velocidade.

O resumo matemático do princípio de Pascal é: P = F/A onde: P = pressão F = força A = área.

Quadro 1 - Tabela de conversão de unidades de pressão.

A Figura 3 representa um macaco hidráulico fundamental, onde F é a força que o operador faz e G e a força multiplicada pelo macaco. Na óleo-hidráulica diz-se que existe pressão em determinada parte do circuito hidráulico, quando existe resistência ao fluxo de óleo gerado pela bomba. A bomba nunca gera pressão, gera somente vazão de óleo. As resistências encontradas pelo óleo na sua trajetória são as responsáveis pela geração da pressão.

Como exercício calcule a força “F” do operador do macaco hidráulico para elevar uma carga “G” de 20kN, considere as distâncias apresentadas em centímetros e o sistema ideal, sem atrito.

A pressão é, normalmente, expressa por kgf/cm2, PSI (pounds square inches - libras por polegadas quadradas), bars ou atmosferas. Porém de acordo com o sistema internacional de medidas, a pressão deve ser expressa em N/m2 que corresponde a Pa. (Pascal) e seu múltiplos. O quadro 1 apresenta valores de conversão das unidades de pressão mais usuais.

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© Direitos de autor. 2015: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 28/01/2016

Blaise Pascal: 1623 - 1662

Blaise Pascal (Clermont-Ferrand, 19 de junho de 1623 – Paris, 19 de agosto de 1662) foi um matemático, escritor, físico, inventor, filósofo e teólogo francês.

Nascido na cidade francesa de Clermont-Ferrand em 19 de junho de 1623, Pascal perdeu sua mãe muito cedo. Diante disso, seu pai, professor de matemática, foi um importante tutor para seu desenvolvimento, sobretudo, na área das exatas.

Conforme cresce, Pascal demostrou interesse pelas áreas da matemática, física e filosofia, e foi na capital francesa que começa a se aprofundar nesses temas. Dessa maneira, Pascal começa a publicar diversas obras nas áreas de interesse. De suas obras destacam-se:

• Ensaio sobre secções cônicas (matemática)
• Pensamentos (filosofia)
• Tratado sobre o equilíbrio dos líquidos (física).

Entre 1642 e 1644, Pascal concebeu e construiu um dispositivo de cálculo, a Pascalina, para auxiliar seu pai — que em 1639 fora nomeado intendente (administrador local) de Rouen — em seus cálculos tributários. A máquina foi considerada pelos contemporâneos de Pascal como sua principal contribuição para a fama, e com razão, pois, em certo sentido, foi a primeira calculadora digital, já que operava contando números inteiros . A importância dessa contribuição explica o orgulho juvenil que transparece em sua dedicatória da máquina ao chanceler da França, Pierre Séguier, em 1644.

Em seus interesses científicos, ele testou as teorias de Galileu e Evangelista Torricelli ( físico italiano que descobriu o princípio do barômetro ). Para isso, reproduziu e ampliou experimentos sobre a pressão atmosférica , construindo barômetros de mercúrio. barômetros e medição da pressão atmosférica , tanto em Paris quanto no topo de uma montanha com vista para Clermont-Ferrand. Esses testes abriram caminho para estudos posteriores em hidrodinâmica e hidrostática. 

Durante os experimentos, Pascal inventou a seringa e criou a prensa hidráulica, um instrumento baseado no princípio que ficou conhecido como:

Princípio de Pascal: "A pressão aplicada a um líquido confinado é transmitida integralmente através do líquido em todas as direções, independentemente da área sobre a qual a pressão é aplicada".

Princípio de Pascal

 O princípio de Pascal é uma lei da Mecânica dos Fluidos que afirma que a pressão aplicada sobre um fluido em equilíbrio estático é distribuída igualmente e sem perdas para todas as suas partes, inclusive para as paredes do recipiente em que está contido. Esse princípio foi enunciado pelo cientista francês Blaise Pascal.

Diferença de pressão: A diferença de pressão entre dois pontos quaisquer de um fluido em equilíbrio estático deve ser igual.
Pressão é definida pela razão entre a força aplicada e a área da aplicação. Essa grandeza física é medida em pascal (Pa). De acordo com o princípio de Pascal, ao aplicar-se uma força sobre um sistema hidráulico, como em um conjunto de pistões, o aumento de pressão sobre o pistão será exercido de maneira uniforme em todos os pontos do fluido.

Além disso, se o fluido estiver em contato com outro pistão de área 10 vezes maior, a força exercida sobre ele será 10 vezes maior do que aquela exercida sobre o primeiro pistão. Dessa forma, o aumento de pressão em cada um dos pistões será igual.

Na figura ao lado, há dois pistões conectados por um fluido incompressível em equilíbrio estático.

Observe: De acordo com o princípio de Pascal, o aumento de pressão exercido sobre o primeiro pistão é comunicado uniformemente por todo o fluido.
Ao aplicar-se uma força F1 sobre o pistão 1 de área A1, um aumento de pressão é comunicado por todo o fluido. Dessa forma, como a área A2 do pistão 2 é maior que a área do pistão 1, a força exercida sobre o pistão 2 deverá ser proporcionalmente maior em relação às suas áreas. Portanto, o princípio de Pascal pode ser escrito por meio da seguinte equação: F2/F1 = A2/A1 => Fórmula do princípio de Pascal.

Ao lado, temos uma figura que mostra o efeito do princípio de Pascal: ao comprimir-se o êmbolo da seringa, o fluido contido dentro da bexiga furada fica sujeito ao aumento de pressão de forma homogênea: Aplicação do princípio de Pascal

A pressão aplicada pelo êmbolo é transmitida de forma igual a todas as partes do fluido.
É importante saber também que a força exercida sobre o recipiente é sempre perpendicular à sua superfície. Por essa razão, na imagem acima, a água é expelida com ângulo de 90º em relação à curvatura da bexiga.

© Direitos de autor. 2026: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 02/01/2026

Uma de suas frases mais célebres é de Blaise Pascal: “O coração tem razões que a própria razão desconhece”.

Blaise Pascal faleceu em Paris em 19 de agosto de 1662, vítima de um câncer.

Aula 01 - Histórico da Hidráulica

Figura 01 - Roda d'água.

A força fluida tem sua origem a milhares de anos, o marco inicial, de que se tem conhecimento, foi o uso da potência fluida em uma roda d’água, que emprega a energia potencial da água armazenada a uma certa altura, para a geração de energia. Os romanos por sua vez, tinham um sistema de armazenamento de água e transmissão, através de canais ou dutos para as casas de banho ou fontes ornamentais. O uso do fluido sob pressão, como meio de transmissão de potência, já é mais recente, sendo que o seu desenvolvimento ocorreu, mais precisamente, após a primeira grande guerra. 

Figura 02 - Aplicação de Hidráulica em máquinas pesadas.

A grande vantagem da utilização da energia hidráulica consiste na facilidade de controle da velocidade e inversão, praticamente instantânea, do movimento. Além disso os sistemas são auto lubrificados e compactos se comparados com as demais formas de transmissão de energia. As desvantagens dos sistemas é que se comparados com a eletricidade, por exemplo, os sistemas têm um rendimento baixo, de modo geral em torno de 65%, principalmente devido a perdas de cargas e vazamentos internos nos componentes. A construção dos elementos necessita de tecnologia de precisão encarecendo os custos de produção.
As máquinas e processos são projetados e construídos para cumprir objetivos variados como produção de peças, embalagem de produtos, preparação de substâncias, transporte entre estações de trabalho etc. Essencialmente, estes objetivos são alcançados principalmente por meio de ações mecânicas que produzem movimentos lineares ou rotativos, conforme ilustrado nos exemplos a seguir.

Figura 03 - Aplicação de hidráulica em aviação

Uma aplicação intensa da hidráulica na indústria que são as máquinas injetoras, onde existem varias atuações tanto para o fechamento e abertura do molde quanto para a injeção da matéria prima.
A utilização da hidráulica e pneumática é bastante intensa não somente na indústria. Na área móbil (ônibus, caminhões, tratores, automóveis etc.) tem-se várias aplicações como na máquina agrícola envolvendo acionamento, direção e posicionamento de implementos como na figura 2.
No avião esboçado na figura 3 verifica-se também o uso intenso da hidráulica.
Este arquivo pode ser baixado em: 16_01_001 Histórico da Hidráulica.

Direitos de autor. 2017: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 15/01/2017

Plano de ensino: Integração de Sistemas Eletroeletrônicos Industriais

Integração de Sistemas Eletroeletrônicos Industriais

 Objetivo: Proporcionar a aquisição de capacidades técnicas relativas a integração de Controlador Lógico Programável com periféricos do sistema industrial, elaboração e testes de programas para CLP, interpretação e montagem de circuitos eletropneumáticos e eletro hidráulicos e testes desses sistemas, bem como, o desenvolvimento de capacidades socioemocionais adequadas a diferentes situações profissionais. 

Competências Específicas e Socioemocionais.

Capacidades Técnicas 

1. Integrar dispositivos programáveis com periféricos de entrada e saída de sistemas industriais, de acordo, normas técnicas, procedimentos de saúde, segurança no trabalho e ambiental.

2. Elaborar programas em controladores programáveis.

3. Desenvolver aplicativos em sistemas supervisórios para acionamento e controle de sistemas industriais. 

4. Realizar teste de funcionamento dos dispositivos programáveis em sistemas eletroeletrônicos.  

5. Interligar componentes de sistemas eletropneumáticos e eletro-hidráulicos, conforme diagramas. 

6. Realizar testes de funcionamento de componentes e sistemas eletropneumáticos e eletro-hidráulicos. 

Capacidades Socioemocionais 

1. Demonstrar capacidade de análise. 

2. Demonstrar capacidade para trabalhar em equipe. 

3. Trabalhar de forma planejada.

Hidráulica / Eletro-Hidráulica: A empresa ACME - Eléctric Company trabalha oferecendo soluções para máquinas antigas que apresentam boa estrutura mecânica. A restauração de uma máquina implica na substituição completa dos componentes elétricos, eletrônicos e pneumáticos, além da troca de peças e elementos de máquinas avariados.

Após o diagnóstico de um Guindaste de um cliente, o setor de engenharia concluiu que será necessário a reforma do painel elétrico e substituição de componentes e enviou uma ordem de serviço (OS) ao setor de montagem, no qual caberá a você atender a solicitação descrita abaixo:

O sistema mecânico de elevação que dispões de dois cilindros hidráulicos lineares e um atuador rotativo que formam um Guincho hidráulico, onde o funcionamento é definido através de um circuito hidráulico com comando sequencial.

Os cilindros de dupla ação tem a função elevar e girar o braço mecânico que movimenta cargas e deverá ser controlado por uma válvula direcional de com comando por mola, outra por comando por rolete e outra que promove o giro do atuador rotativo.

Descrição do Trabalho: Desenvolver junto com seu colega de setor:

• Croqui,

• Diagrama Hidráulico,

• Descrição de Funcionamento,

• Lista de Peças do conjunto a ser montado,

• Sequência Teste de Funcionamento a pela equipe técnica segundo as especificações descritas em manual de fabricante.

Pneumática / Eletropneumática : A empresa ACME - Eléctric Company trabalha oferecendo soluções para máquinas antigas que apresentam boa estrutura mecânica. A restauração de uma máquina implica na substituição dos componentes eletropneumáticos, além da troca de peças e elementos de acionamentos da máquinas avariada. Tendo como principal objetivo melhorar segurança da máquina com o acionamento Bimanual.

Você, contratado como Eletricista Industrial nesta empresa, deverá implementar a instalação de vários componentes eletropneumáticos, para tanto será apresentado várias situações problemas onde você e seu parceiro de trabalho deverão apresentar a solução contendo quando necessário lista de materiais e ferramentas, memoriais descritivos e o circuito implementado, além de validar o sistema de automação industrial fabril.

Você irá desenvolver junto com seu colega de setor: o Croqui, o Diagrama Eletropneumáuticos, a Descrição de Funcionamento e a Lista de Peças do conjunto a ser montada pela equipe técnica segundo as especificações descritas em manual de fabricante.

Descrição do Trabalho: 

• Especificação de componentes eletropneumáuticos e dimensionar sistemas;

• Programar controladores lógicos programáveis, selecionar e configurar uma rede de dados;

• Utilizar softwares de simulação e criação de telas de supervisórios e validar o sistema de automação industrial fabril.

Automação Industrial : A empresa ACME - Eléctric Company trabalha oferecendo soluções para Integração de Equipamentos Eletroeletrônicos Industriais.

Você foi contratado como Integrador de sistemas eletroeletrônicos e deverá:

• Especificar, implementar e comissionar a instalação de vários equipamentos em uma indústria de alimentos.

Para tanto será apresentado várias situações problemas onde você e seu parceiro de trabalho deverão apresentar a solução contendo quando necessário lista de materiais e ferramentas, cálculos e memoriais descritivos e programa implementado, dentre as atividade previstas, destacamos:

• Especificação de componentes de automação, dimensionar sistemas;

• Programar controladores lógicos programáveis, selecionar e configurar uma rede de dados;

• Utilizar softwares de simulação e criação de telas de supervisórios e validar o sistema de automação

industrial fabril.

Você irá desenvolver junto com seu colega de setor: o Croqui, o Diagrama Elétrico, A programação Ladder, a Descrição de Funcionamento e a Lista de Peças do conjunto a ser montada pela equipe técnica segundo as especificações descritas em manual de fabricante.

© Direitos de autor. 2026: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 21/01/2026

Cadeia de Comando em Instalações Pneumáticas - Prof. Sinésio Gomes

 

Direitos de autor. 2026: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 15/08/2026

Redes de distribuição de ar comprimido - Prof. Sinésio Gomes

 

Direitos de autor. 2026: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 15/08/2026

Produção e preparação de ar comprimido - Prof. Sinésio Gomes

 

Direitos de autor. 2026: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 15/02/2026

 

Pneumática Industrial - Prof. Sinésio Gomes

 

Direitos de autor. 2026: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 15/08/2026

Histórico da Pneumática - Prof. Sinésio Gomes

 

Direitos de autor. 2026: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 15/08/2026

Evangelista Torricelli - Prof. Sinésio Gomes

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