A redução do volume de óleo hidráulico em máquinas industriais pode representar ganhos importantes em eficiência, manutenção e sustentabilidade. Porém, diminuir a quantidade de fluido de um sistema não significa simplesmente utilizar um reservatório menor.
O volume instalado está relacionado ao projeto do circuito, à quantidade de óleo movimentada pelos atuadores, à vazão necessária, às condições de temperatura e, principalmente, à tecnologia utilizada para gerar potência hidráulica.
Em sistemas convencionais, reservatórios de grande capacidade podem ser necessários não apenas para fornecer óleo aos cilindros, mas também para auxiliar na circulação e na dissipação do calor gerado pelo funcionamento do conjunto motor-bomba.
A Drausuisse desenvolveu uma tecnologia que modifica essa lógica. A AirDraulic substitui o conjunto motor-bomba convencional por uma geração de potência hidráulica com acionamento pneumático e funcionamento de acordo com a demanda da aplicação.
Segundo a Drausuisse, essa mudança pode permitir uma redução de até 90% do volume de óleo instalado, conforme as características da máquina e do processo.
Por que uma unidade hidráulica utiliza um reservatório de óleo?
O reservatório possui diversas funções dentro de um sistema hidráulico.
Além de armazenar o óleo necessário para os movimentos, ele pode contribuir para:
- alimentar a bomba;
- compensar diferenças de volume entre os atuadores;
- favorecer a separação de ar;
- permitir a sedimentação de partículas;
- auxiliar na estabilização do fluido;
- dissipar o calor gerado durante a operação.
Por isso, a quantidade de óleo existente na unidade nem sempre corresponde ao volume efetivamente utilizado pelos cilindros durante um ciclo.
Uma máquina pode ter dezenas ou centenas de litros instalados enquanto movimenta apenas uma pequena parcela desse volume em cada atuação.
Essa diferença é um dos principais pontos que precisam ser analisados quando o objetivo é reduzir a quantidade de óleo utilizado.
Volume instalado e volume movimentado são diferentes
Para dimensionar corretamente uma unidade hidráulica, é importante separar dois conceitos.
O volume instalado corresponde a todo o óleo presente no reservatório, tubulações, válvulas, cilindros e demais componentes.
Já o volume movimentado é a quantidade de fluido necessária para realizar os movimentos dos atuadores durante cada ciclo.
Considere um dispositivo de fixação em um centro de usinagem. O cilindro utiliza determinado volume para avançar e prender a peça. Depois que a pressão necessária é atingida, ele pode permanecer vários minutos sem movimentação enquanto ocorre a usinagem.
Nesse período, o requisito principal é manter a pressão, e não necessariamente continuar fornecendo grandes volumes de óleo.
Quando existe uma diferença elevada entre a demanda efetiva e a capacidade permanentemente instalada, pode existir uma oportunidade de modernização.
Por que o sistema convencional pode precisar de mais óleo?
Em unidades hidráulicas tradicionais, o motor elétrico aciona uma bomba que pode permanecer trabalhando continuamente durante o período de operação da máquina.
Mesmo quando os atuadores não estão realizando movimentos, o óleo pode continuar circulando pelo circuito.
Essa condição pode gerar perdas mecânicas e hidráulicas que se transformam em calor.
Quanto maior a geração de calor, maior pode ser a necessidade de recursos para manter a temperatura sob controle.
Isso pode envolver:
- maior volume de óleo;
- reservatórios maiores;
- trocadores de calor;
- ventilação;
- circuitos de água;
- componentes auxiliares de refrigeração.
Portanto, parte do volume existente pode estar relacionada não ao trabalho realizado pelos cilindros, mas às necessidades térmicas da arquitetura convencional.
É possível simplesmente diminuir o reservatório?
Não é recomendável reduzir arbitrariamente o volume de óleo de uma unidade convencional.
Se o sistema foi dimensionado para trabalhar com determinada quantidade de fluido, uma redução sem análise pode provocar:
- aumento mais rápido da temperatura;
- maior concentração de contaminantes;
- entrada de ar na sucção;
- cavitação;
- alteração das condições de retorno;
- degradação acelerada do óleo;
- redução da confiabilidade.
A redução precisa ser resultado de um novo dimensionamento.
Isso significa analisar tanto a demanda hidráulica da máquina quanto a forma utilizada para gerar a potência necessária.
É justamente nesse ponto que tecnologias diferentes do conjunto motor-bomba convencional podem permitir reduções mais expressivas.
AirDraulic e a redução do volume de óleo hidráulico
A AirDraulic é uma unidade hidráulica pneumática desenvolvida pela Drausuisse para substituir o conjunto motor-bomba convencional em aplicações compatíveis.
Seu princípio de funcionamento é diferente.
Os equipamentos Drausuisse mantém o circuito hidráulico pressurizado, estático e pronto para atuar. O fornecimento de óleo ocorre quando os atuadores apresentam uma nova demanda.
Depois que o sistema alcança a condição necessária, não existe a mesma necessidade de manter uma bomba elétrica continuamente movimentando óleo pelo circuito.
Essa característica contribui para reduzir:
- circulação desnecessária;
- geração de calor;
- volume instalado;
- necessidade de refrigeração;
- consumo de energia;
- desgaste térmico do óleo.
A Drausuisse informa que sua tecnologia pode proporcionar redução do volume de óleo em até 90%, dependendo da aplicação.
Conheça o conceito na página Nossa Solução.
Como a geração sob demanda permite trabalhar com menos óleo?
Quando uma unidade deixa de produzir calor continuamente, muda também a função que o reservatório precisa exercer.
Em determinadas aplicações convencionais, parte do óleo serve como massa térmica para absorver e dissipar o calor produzido pela própria unidade.
Na AirDraulic, o acionamento pneumático favorece a estabilização da temperatura e não apresenta a mesma fonte contínua de aquecimento.
O volume pode, então, ser dimensionado de maneira mais próxima da necessidade efetiva do circuito.
Imagine uma aplicação que precisa movimentar um cilindro por poucos segundos e depois permanecer vários minutos mantendo uma peça fixada.
A necessidade de óleo ocorre no momento do movimento.
Depois disso, o requisito é conservar a pressão.
Ao alinhar a geração de potência a esse comportamento, é possível reduzir a diferença entre o volume instalado e o volume realmente necessário para produzir.
O dimensionamento correto é essencial
A possibilidade de redução depende das características de cada máquina.
Entre as principais informações que precisam ser avaliadas estão:
- diâmetro dos cilindros;
- curso dos atuadores;
- quantidade de cilindros;
- volume necessário para cada movimento;
- pressão de trabalho;
- vazão;
- velocidade requerida;
- frequência dos ciclos;
- movimentos simultâneos;
- tempo de manutenção da pressão;
- temperatura atual;
- volume do reservatório existente.
Também é importante compreender situações de pico.
Uma máquina pode possuir consumo médio baixo, mas apresentar momentos específicos em que vários atuadores precisam funcionar simultaneamente.
O sistema deve ser dimensionado para atender também a essas condições sem comprometer desempenho ou segurança.
Reduzir volume não significa reduzir pressão
Um dos equívocos comuns é associar menor quantidade de óleo a menor capacidade da máquina.
A pressão hidráulica não é determinada simplesmente pelo número de litros existentes no reservatório.
Uma aplicação corretamente dimensionada pode trabalhar com menor volume instalado e continuar entregando a pressão necessária ao processo.
A Drausuisse possui diferentes configurações AirDraulic para atender variadas demandas industriais.
AirDraulic AS/LT
As unidades AS/LT possuem geração hidráulica de estágio simples e trabalham entre 5 e 260 bar.
São indicadas principalmente para:
- dispositivos de fixação;
- centros de usinagem;
- centros de torneamento;
- máquinas operatrizes;
- aplicações industriais semelhantes.
Esse perfil de máquina frequentemente apresenta movimentos hidráulicos curtos e períodos mais longos de manutenção da pressão.
AirDraulic ASH/LTH
As unidades ASH/LTH trabalham com geração de estágio duplo e podem operar entre 5 e 290 bar.
São aplicáveis a processos que exigem volumes maiores, como:
- injetoras de rodas;
- equipamentos Banbury;
- calandras de conformação;
- aplicações com maior demanda hidráulica;
- centrais destinadas ao fornecimento para várias máquinas.
Os sistemas possuem configuração modular, permitindo expansão conforme a necessidade da planta.
Mais informações estão na página de produtos Drausuisse.
Qual a relação entre volume de óleo e temperatura?
A temperatura é um dos elementos centrais para compreender por que determinadas unidades possuem grandes reservatórios.
Quando o óleo circula continuamente e encontra perdas no circuito, parte da energia é convertida em calor.
Essa elevação térmica pode alterar a viscosidade e acelerar a degradação do fluido.
Além do próprio óleo, a temperatura elevada pode reduzir a vida útil de:
- mangueiras;
- vedações;
- válvulas;
- cilindros.
Como a AirDraulic não apresenta o superaquecimento característico do bombeamento convencional contínuo, a Drausuisse destaca a estabilização da temperatura do óleo entre os principais benefícios da tecnologia.
Esse comportamento cria condições para trabalhar com volumes menores sem depender do reservatório como principal elemento de dissipação térmica.
Menor volume também reduz outros recursos
Reduzir a quantidade instalada pode gerar efeitos que vão além da compra de óleo.
Um sistema com menor volume pode demandar menos recursos relacionados a:
- preenchimento inicial;
- armazenamento;
- filtragem;
- manutenção;
- reposição;
- troca;
- contenção;
- destinação do fluido após o uso.
A Drausuisse também relaciona seu conceito à redução de filtros e elementos filtrantes e, em aplicações compatíveis, à eliminação de trocadores de calor.
Isso significa que a modernização pode simplificar a infraestrutura associada à unidade hidráulica.
Menos óleo pode aumentar a sustentabilidade da operação
Todo óleo utilizado possui um ciclo que começa antes de chegar à máquina e continua depois de sua retirada.
Existem impactos relacionados à fabricação, transporte, armazenamento, utilização e destinação.
Uma máquina que opera com 50 litros em vez de 500 litros, por exemplo, possui uma diferença significativa na quantidade de recurso que precisa ser adquirida e administrada durante sua vida útil.
O percentual real de redução depende de cada aplicação, mas o princípio é o mesmo: utilizar apenas o volume necessário reduz o uso de recursos.
A tecnologia Drausuisse possui Patente Verde concedida pelo INPI, reconhecimento relacionado a inovações com impacto ambiental positivo e sustentabilidade.
Aplicações com potencial para redução do volume de óleo
As tecnologias Drausuisse atendem diferentes ambientes industriais.
Centros de usinagem e tornos
São aplicações particularmente interessantes porque a hidráulica frequentemente é utilizada em dispositivos de fixação.
O sistema movimenta o cilindro, fixa a peça e permanece mantendo pressão durante grande parte do ciclo.
A demanda efetiva de óleo pode ser significativamente menor que a capacidade instalada em uma configuração convencional.
Indústria automotiva
Células robóticas, dispositivos de fixação, linhas automatizadas e transferidores utilizam hidráulica em diferentes etapas da produção.
A modernização precisa garantir repetibilidade e disponibilidade, ao mesmo tempo em que pode reduzir óleo e energia.
Metalurgia
Tornos, fresas, retíficas, desbastadoras, fornos e outras máquinas apresentam perfis diferentes de atuação hidráulica.
A análise do ciclo permite identificar quais possuem maior aderência à geração sob demanda.
Máquinas especiais
Prensas de montagem, testes hidrostáticos, montadores de flange, elevadores e equipamentos específicos também podem apresentar longos períodos sem demanda contínua de vazão.
TickDraulic ajuda a descobrir a demanda real
Antes de definir quanto óleo pode ser reduzido, é necessário medir o comportamento da aplicação.
A TickDraulic foi desenvolvida para apoiar essa etapa.
A tecnologia possui configuração plug and play e realiza a sucção diretamente a partir de um reservatório existente, facilitando sua instalação para diagnóstico.
Seu objetivo é aumentar a assertividade da aplicação definitiva por meio do levantamento de dados do processo.
A análise permite compreender melhor variáveis como:
- pressão utilizada;
- comportamento dos ciclos;
- demanda de óleo;
- frequência das atuações;
- condições reais da máquina.
Assim, o dimensionamento não precisa depender apenas das informações nominais do equipamento.
FlugDraulic para aplicações com demanda contínua
Nem toda máquina trabalha com movimentos intermitentes.
Alguns processos precisam de uma entrega mais linear de pressão e vazão.
Para essas situações, a Drausuisse desenvolveu a FlugDraulic, uma solução híbrida que combina acionamento por ar comprimido com um conjunto eletromecânico.
Sua principal característica é fornecer óleo hidráulico pressurizado de maneira linear, mantendo pressão e vazão constantes.
A FlugDraulic também pode ser aplicada quando a disponibilidade de ar comprimido da planta é limitada.
Isso demonstra a importância de selecionar a tecnologia de acordo com o comportamento da máquina, e não aplicar uma única solução a todos os processos.
SmartDraulic para acompanhar o desempenho
Depois da modernização, os dados continuam sendo importantes.
A SmartDraulic integra hardware e software para monitorar a saúde dos sistemas hidráulicos e conectá-los à Indústria 4.0.
A plataforma oferece recursos relacionados a:
- identificação prévia de falhas de processo;
- identificação prévia de falhas do equipamento;
- gerenciamento da produtividade;
- histórico permanente em nuvem;
- análise e compilação de dados.
O acompanhamento ajuda a identificar mudanças no comportamento da máquina e preservar os resultados alcançados com a nova configuração.
Como avaliar o potencial de redução?
Uma análise inicial pode responder a perguntas como:
- Quantos litros estão instalados atualmente?
- Quanto óleo os atuadores realmente movimentam?
- Qual é a pressão de trabalho?
- Qual vazão é necessária?
- Quantos movimentos acontecem por ciclo?
- Quanto tempo os atuadores permanecem parados?
- Existem períodos longos apenas mantendo pressão?
- A unidade trabalha continuamente?
- Qual é a temperatura normal do óleo?
- Existe trocador de calor?
- Existem atuações simultâneas?
- Qual é a capacidade da rede de ar comprimido?
A resposta a essas perguntas ajuda a determinar se o grande volume existente é realmente necessário ou se está relacionado às características da arquitetura convencional.
Perguntas frequentes sobre redução do volume de óleo hidráulico
É possível reduzir o volume de óleo de qualquer máquina?
Não necessariamente. A redução depende de pressão, vazão, ciclos, volume movimentado e arquitetura do sistema.
Quanto a Drausuisse consegue reduzir?
Segundo a empresa, a tecnologia pode proporcionar redução de até 90% do volume de óleo instalado, conforme a aplicação.
Basta instalar um reservatório menor?
Não. A redução precisa fazer parte de um dimensionamento adequado e pode exigir uma mudança na forma de geração de potência hidráulica.
Menos óleo reduz a força dos cilindros?
Não quando a solução é corretamente dimensionada. O sistema continua atendendo à pressão e ao volume necessários para realizar os movimentos.
Por que a temperatura interfere no tamanho do reservatório?
Em unidades convencionais, o volume de óleo pode ajudar na dissipação do calor gerado pelo bombeamento contínuo. Uma tecnologia que reduz essa geração térmica permite rever esse dimensionamento.
Como saber quanto óleo minha aplicação realmente precisa?
É necessário analisar os atuadores, ciclos, pressão, vazão e simultaneidade. A TickDraulic foi desenvolvida pela Drausuisse justamente para apoiar o diagnóstico e a coleta de dados da aplicação.
Reduzir o volume começa por repensar a geração hidráulica
A redução do volume de óleo hidráulico não deve ser tratada como uma simples diminuição do reservatório.
Para alcançar uma economia significativa sem comprometer a máquina, é necessário compreender quanto óleo o processo realmente movimenta, por que determinado volume está instalado e qual papel a arquitetura convencional exerce nesse dimensionamento.
A AirDraulic altera essa relação ao substituir o conjunto motor-bomba convencional por uma geração pneumática sob demanda. O circuito permanece pressurizado e o fornecimento de óleo ocorre conforme a atuação da máquina.
Em aplicações compatíveis, essa mudança permite reduzir o volume instalado em até 90%, além de contribuir para estabilizar a temperatura, aumentar a vida útil do óleo e dos componentes e diminuir o consumo energético.
Com TickDraulic para diagnóstico, AirDraulic para geração pneumática, FlugDraulic para demandas lineares e SmartDraulic para monitoramento, a Drausuisse reúne diferentes tecnologias em um ecossistema voltado à modernização da potência hidráulica.