Análise comparativa de custo-benefício entre atuadores hidráulicos e elétricos

Os atuadores de acionamento hidráulico são utilizados em uma série de segmentos, muito devido ao baixo custo do equipamento por unidade de força que exerce. Essa análise simplista pode, no entanto, levar o usuário de atuadores industriais ao erro, uma vez que uma série de outros fatores tem impacto no custo de operação do mesmo, com seus efeitos sendo sentidos a curto e médio prazo.

Os atuadores elétricos, além de diversas vantagens técnicas – precisão de movimento, monitoramento de posição, forma construtiva compacta –apresentam ótima relação a custo-benefício de grande impacto. Os dois principais aspectos são os gastos envolvidos na manutenção e a eficiência do equipamento.

Gastos relativos à manutenção

A manutenção de sistemas de acionamento hidráulico demanda grandes gastos e atenção constante. Diversos componentes do sistema exigem limpeza ou mesmo substituição, o que por si só demanda gasto e mão de obra, isso tudo somado ao tempo de máquina parada, que também implica em prejuízo financeiro. Os principais componentes do sistema hidráulico que demandam atenção são:

Mangueiras: podem ocorrer o acumulo de resíduo, enrijecimento da mangueira e até mesmo trincas. Em decorrência disto, exigem constante monitoramento. Em sua substituição, exige cuidado especial para não haver contaminação do fluído, o que torna a tarefa delicada. A vedação exige equipamentos adequados, não podendo ser realizado, por exemplo, com panos, uma vez que alguns fiapos são capazes de contaminar todo o fluído e comprometer o desempenho do equipamento.
Válvulas: item importante e presente nos sistemas hidráulicos, com a função de direcionar e regular o fluxo de fluido do sistema, através da movimentação de carretéis. Estes itens apresentam desgastes, e para avaliar os equipamentos é necessária à análise dos técnicos com a utilização do micrômetro, para verificar se as dimensões dos carretéis estão dentro da tolerância. A não identificação do problema acarreta em um funcionamento ineficaz do equipamento.
Cilindros: transmite força através do fluído pressurizado, sendo fundamental para o sistema e devendo passar por rigorosos procedimentos de inspeção.

Há, ainda, outros componentes menores que exigem fiscalização e substituição devido ao desgaste, como buchas, olhais e componentes de vedação. Tanto para estes itens quanto para os principais elementos do sistema hidráulico, a identificação da necessidade de manutenção é um problema. De forma geral, a verificação é visual durante a operação, e para alguns itens apenas é possível em paradas para inspeção. Outros defeitos que não podem ser identificados visualmente serão percebidos apenas pela perda de força da máquina ou pela perda de pressão de trabalho.

Em contraponto, a manutenção do atuador elétrico é simples e rápida.Consiste basicamente na reposição da graxa, um processo que demanda apenas alguns minutos. Todos os componentes dos atuadores elétricos são dimensionados para sua vida útil, e não necessitam de substituição,o que por si só já representa uma grande diferença nos custos de manutenção dos equipamentos. Além disso, a agilidade na manutenção de um atuador elétrico é extremamente atrativa, afinal não são necessárias as constantes paradas para inspeção e substituição de componentes.

GSX_left

Série GSX/GSM

Atuador linear eletromecânico com servo motor integrado

Capacidade de força: até 55,1 kN (12.389 lbf);

Velocidade: até 0,953 m/s (37,5 in/s)
FT Series

Série FT

Atuador linear mecânico classe de proteção IP 65S

Capacidade de força: até 177 kN

Velocidade: até 1,5 m/s (59,3 in/s)

Gastos relativos ao consumo de energia

A eficiência energética do atuador hidráulico é consideravelmente menor em relação ao elétrico. De forma geral, pode-se dizer que a eficiência dos atuadores hidráulicos é próxima de 40%, enquanto os elétricos apresentam valores próximos de 80%. Esse fator implica em uma considerável economia com a utilização de atuadores elétricos ao longo do tempo.

Outros fatores relevantes

Espaço: a utilização de atuadores hidráulicos implica na necessidade de uma unidade hidráulica, o que demanda muito espaço em comparação a compacta solução que os atuadores elétricos oferecem.
Limpeza: a possibilidade de vazamentos em sistemas hidráulicos é um grande transtorno, uma vez que prejudica na limpeza do ambiente, apresenta riscos de segurança, não é amigável ao meio ambiente e torna sua utilização em indústrias alimentícias (ou de quaisquer produtos sujeitos a contaminação) não recomendada. A solução elétrica é isenta de todos esses transtornos.
Repetibilidade: os atuadores elétricos asseguram a repetibilidade do processo. Já o acionamento hidráulico é sujeito tanto a alterações devido a condições ambientais quanto à própria perda de força de processo e pressão de trabalho natural na utilização deste sistema.

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