Pressão Hidráulica vs. Vazão: Entendendo a Diferença

Como instrutor e consultor hidráulico, conheci milhares de pessoas cujo trabalho consiste, pelo menos em parte, na manutenção e reparo de sistemas hidráulicos. O número de solucionadores de problemas hidráulicos que encontrei, no entanto, posso contar com os dedos de uma mão.

Na maioria das vezes, encontrei muitos trocadores de peças hidráulicas excelentes. São pessoas que trabalham nos sistemas hidráulicos e em torno deles há tanto tempo que sabem que trocar uma peça específica normalmente corrige um certo problema. Elas podem ou não saber exatamente por que isso acontece, mas sabem por experiência que substituir essa peça resolve o problema.

Agora eu não quero dizer isso de forma depreciativa. Alguém com esse nível de experiência é valioso, mas não é uma solução de problemas; são peças que mudam. Funciona bem sempre que mudar uma peça de fato corrige o problema.

O problema vem quando um trocador de peças muda uma peça e não resolve o problema. Qual você acha que pode ser o próximo curso de ação do trocador de peças? Se você dissesse “mudar algo mais”, você estaria correto.

Freqüentemente, o processo de mudança de peças continua até que uma de duas coisas aconteça: ou a máquina é reparada e todos se alegram, ou o sistema é colocado em tal estado que alguém deve ser chamado.

Bastante freqüentemente, esse alguém sou eu. Embora seja possível reparar o sistema desta forma, também é possível adicionar um ou dois problemas sempre que um componente é substituído que não tenha sido mau. Normalmente, quando sou chamado para ajudar, uma quantidade considerável de peças mudou, e o que começou como algo simples pode ter progredido para múltiplos problemas que podem ser muito demorados para diagnosticar.

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Pressão ou Fluxo?

Se eu tivesse que escolher um único conceito que evita que a maioria dos trocadores de peças se tornem solucionadores de problemas, seria a falha em entender a diferença entre pressão e fluxo. Não é raro ouvir os termos usados de forma intercambiável, como se fossem sinônimos. Eles não são. Muitas vezes ouço a queixa de que uma bomba não está emitindo tanta pressão quanto deveria, implicando que a bomba deve fornecer pressão.

Uma suposição comum é que se a pressão é baixa, a bomba deve ser ruim. Este não é o caso. A bomba não bombeia pressão. A bomba fornece uma taxa de fluxo. A função única da bomba é pegar o fluido de um lugar e colocá-lo em outro lugar. A pressão é o resultado da resistência ao fluxo. Em nossas aulas de treinamento, usamos o esquema simples mostrado acima para explicar este conceito.

Uma bomba de deslocamento fixo é o tipo mais simples de bomba hidráulica. Ela é girada por um motor primário, geralmente um motor de acionamento elétrico ou, em equipamentos móveis, o mesmo motor que move a máquina. A quantidade de fluxo é determinada pelo deslocamento e pela velocidade do motor de acionamento. Por “deslocamento”, quero dizer a quantidade de fluido fornecida para cada rotação completa da bomba.

Em sistemas industriais típicos, a bomba é girada a uma velocidade constante e, portanto, fornece uma quantidade constante de fluxo. Quando a bomba é ligada, o óleo é movido do reservatório para dentro do sistema. Quanto maior a vazão, mais rápido o atuador se moverá.

Se você rastrear a vazão da bomba, você chega a um “T” na linha. Sempre que você segue o fluxo em um esquema e chega a uma divisão de linha, você deve rastrear o fluxo em ambos os sentidos para determinar o caminho de menor resistência. O fluido hidráulico toma sempre o caminho de menor resistência. I

se você traçar o fluxo à esquerda, você encontrará um símbolo de válvula de alívio. A válvula de alívio é representada por um único quadrado com uma seta indicando o sentido do fluxo. Note que a seta não toca na porta de entrada ou de saída. Isto significa que a válvula de alívio está normalmente fechada e bloqueando o fluxo.

A linha “ziguezague” na parte inferior da válvula de alívio simboliza uma mola. Uma boa maneira de pensar em uma válvula de alívio em um esquema é pensar na mola empurrando a seta para cima das portas, mantendo-a fechada. Isto significa que, para abrir a válvula, algo deve empurrar a seta para baixo com mais força do que a mola está empurrando para cima.

Além disso, observe a linha pontilhada. Em esquemas hidráulicos, uma linha pontilhada geralmente representa um caminho de fluxo que é um pouco menor que o de uma linha sólida, tipicamente uma linha de drenagem ou uma linha piloto. A que aparece nos esquemas à esquerda é uma linha piloto ligada imediatamente a montante da válvula. Qualquer que seja a pressão na linha principal estará presente na linha piloto.

Retornando para a mola, observe a seta diagonal. Nos símbolos esquemáticos, uma seta diagonal significa que o seu componente relacionado é variável ou ajustável. Neste caso, a válvula de alívio tem uma mola ajustável e foi ajustada para que uma pressão de 500 libras por polegada quadrada (psi) desenvolva força suficiente para comprimir a mola e abrir a válvula de alívio. A resistência nesta direção é portanto 500 psi.

Traçando o fluxo para a direita, você encontra um símbolo para uma válvula manual. Esta pode ser uma válvula de esfera, válvula de gaveta, válvula borboleta, etc. A válvula pode ser aberta ou fechada. A notação indica que está aberta, portanto não há resistência nesta direção.

A linha termina em um tambor aberto. Quando a bomba é ligada, como mostrado no esquema à esquerda, o caminho de menor resistência, neste caso, é para o tambor, não através da válvula de alívio. A leitura da pressão no manômetro é de 0 psi.

Claramente, o motivo da leitura do manômetro ser tão baixa é porque não há resistência no sistema. Entretanto, tenho visto muitas bombas serem substituídas por nenhuma outra razão que não seja porque a pressão no sistema era baixa. Ao longo dos anos, recebi inúmeros telefonemas que começaram: “Bem, eu mudei a bomba, mas a minha pressão ainda está baixa. O que mais devo procurar?”

Na verdade, um problema de pressão em um sistema hidráulico raramente é a bomba. É quase sempre outro componente ruim no sistema. A bomba nunca deve ser o primeiro componente a tentar, mas sim o seu último recurso quando existe um problema de pressão. No exemplo mostrado, a substituição da bomba produziria exatamente o mesmo resultado.

No esquema à esquerda, a válvula manual foi fechada, bloqueando o fluxo para o tambor. O único caminho de fluxo restante é através da válvula de alívio. Para que o fluido passe através da válvula de alívio, uma resistência de 500 psi deve ser superada. Uma vez que a pressão aumenta para 500 psi, o fluxo é entregue através da válvula de alívio e de volta ao tanque.

Em muitas ocasiões, ouvi comentários tais como, “Minha bomba está apagando 1.500 psi”. Isto ilustra a concepção errada que a pressão tem origem na bomba.

Como você pode ver, o que está sendo lido no manômetro não é a quantidade de pressão que a bomba está colocando para fora, mas sim a quantidade de resistência que está sendo superada atualmente no sistema. Sem um entendimento firme deste conceito, tornar-se um solucionador de problemas é impossível.

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