Candidato: Nicodemos Monteiro de Farias 
Programa: UFSC / POSMEC
Data: Março de 2020
Orientador: Victor Juliano De Negri
Resumo: Em sistemas de atuação pneumáticos com atuação discreta, o ar pressurizado é geralmente eliminado para o ambiente após a realização de trabalho mecânico. No cenário atual, onde as exigências por redução de consumo de energia representam grande impacto na escolha de uma solução tecnológica, é de fundamental importância o desenvolvimento de técnicas que possam, de forma parcial, reaproveitar essa energia potencial que é descartada. Esse reaproveitamento é um tema bastante amplo e diferentes soluções podem ser aplicadas. No entanto, este trabalho trata apenas do armazenamento da energia pneumática das câmaras de cilindros empregando reservatórios intermediários para posterior reutilização em outros sistemas de atuação que exijam baixos níveis de pressão. Para isso, primeiro, é proposta uma configuração de circuito a partir da identificação dos critérios já adotados nos exemplos da literatura científica. Segundo, apresenta-se um estudo analítico sobre recuperação e reutilização de ar comprimido para o sistema proposto, que emprega uma válvula direcional 3/2 vias e um reservatório intermediário entre o atuador e a válvula principal em sistemas convencionais de atuação (conjunto válvula-atuador). O ponto de partida desse estudo concentra-se na determinação do tempo de equalização de pressões entre o reservatório e a câmara do atuador (implementado no controle discreto da válvula auxiliar) por meio de modelos obtidos da equação da continuidade sob certas hipóteses simplificadoras. É avaliada também uma forma de dimensionar o reservatório intermediário a partir dos parâmetros do sistema de atuação, empregando a equação de estado dos gases, da qual estima-se as pressões de equilíbrio durante o processo de reaproveitamento. Além disso, um modelo matemático do sistema estudado foi desenvolvido em ambiente MATLAB®/Simulink® para realizar simulações e compará-las com a resposta dos modelos simplificados. Por fim, aplicou-se a proposta de reaproveitamento de energia em um estudo de caso (sistema de elevação de embalagens), verificando-se, através de simulação computacional, os efeitos na dinâmica do sistema e a eficiência energética. Os resultados das simulações mostraram que, com essa configuração, até 34% de ar comprimido pode ser economizado.
Referência: FARIAS, N. M. Reaproveitamento de Ar Comprimido em Sistemas Discretos de Atuação Pneumática Empregando Reservatório Intermediário. 2020. 106 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica). Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis.
