As tendências no setor de Hidráulica e Pneumática

Empresas criam produtos em hidráulica e pneumática para atender às novas necessidades de seus clientes nacionais e investem no setor de engenharia.

A hidráulica e a pneumática podem ser encontradas nos mais diversos setores e equipamentos e tornam a atividade industrial muito mais fácil e rápida. Atualmente, as empresas já investem no desenvolvimento de produtos e componentes em território nacional e focam em inovação e pesquisa.

Mercado

Segundo dados da Câmara Setorial de Equipamentos Hidráulicos, Pneumáticos e Automação Industrial (CSHPA) da Abimaq, em 2012, houve um aumento entre 1 e 2% no faturamento de equipamentos hidráulicos e pneumáticos no Brasil, chegando a um valor de R$ 1,5 bilhão. Desse total, cerca de um terço está relacionado à importação e 15% à exportação.

Para Waldomiro, um dos obstáculos para o desenvolvimento do setor é que a indústria brasileira de pneumática e hidráulica ainda depende de muitos componentes do exterior. Os componentes mais tecnológicos vêm de países como Alemanha, Estados Unidos e Japão, já os mais simples costumam vir da China.

Para ganhar competitividade, “o setor tem que se preocupar em termos de normas, competência e qualidade de seus produtos”, afirma. Há cinco anos, a CSHPA trabalha na nacionalização das normas relativas ao setor H&P. “Agora estamos em contato com SENAI, IPT e outros centros de pesquisa para configurar o laboratório para testar componentes nacionais. Essa etapa deve ser concluída em até dois anos”, explica o presidente.

Nos últimos três anos, a CSHPA teve um aumento de 8% no número de associados, que hoje somam quase 70 indústrias do setor.

Indústrias

Uma das associadas da CSHPA é a Norgren. Com experiência de mais de 80 anos em soluções para automação industrial e uma rede que alcança 75 países, a Norgren trabalha com soluções de automação pneumática e controle de fluidos. No Brasil, atua há 38 anos e conta com cerca de 230 funcionários.

O presidente cita que um dos últimos produtos desenvolvidos deste segmento são as válvulas proporcionais para controle de ajuste do turbo, que ajudam a atender a legislação do Euro 5, diminuindo a emissão de gás carbônico e contribuindo para a eficiência energética.

Segundo Rodrigues, os produtos asiáticos vêm ganhando espaço no Brasil e com um preço muito abaixo dos praticados no mercado nacional. “Focamos em agregar valor aos nossos produtos, tentamos diferenciá-lo da concorrência através da qualidade”. Um exemplo disso é que a Norgren está desenvolvendo cilindros pneumáticos com válvulas de controle com inteligência integrada. O produto é voltado, principalmente, para a indústria de alimentos, pois é mais fácil de desmontar e limpar, por exemplo, por não possuir tantos mecanismos.

Rodrigues conta ainda que, em 2012, eles aumentaram 50% do tamanho da única fábrica da Norgren no Brasil, localizada em Santo Amaro (SP). Para este ano, o foco está no aumento de profissionais na área de engenharia, que hoje são 20. “Queremos ampliar em 20% o número de engenheiros, mas é muito difícil encontrar mão de obra qualificada neste segmento, assim como em tantas outras áreas de engenharia. Queremos formar profissionais que sejam referência no mercado”, defende. Ele afirma que cada engenheiro desenvolve três a quatro projetos ao mesmo tempo, com duração de seis meses a um ano cada um, dependendo da complexidade.

No desenvolvimento de novos produtos, o presidente da Norgren explica que a empresa trabalha em conjunto com as necessidades do mercado. “Os engenheiros, muitas vezes, trabalham alocados na indústria para saberem realmente o que o cliente precisa”, afirma. Segundo Rodrigues, a grande vantagem de se estar em um segmento predominantemente de empresas globais é que ocorre a amplificação. “Na Norgren, as soluções de automação pneumática criadas no Brasil são reaproveitadas em outros contextos e países e vice-versa”, explica.

O mesmo acontece na Parker Hannifin. Com vendas anuais superiores a US$13 bilhões no ano fiscal de 2012, a Parker trabalha com tecnologias voltadas a movimento e controle, fornecendo soluções de engenharia de precisão para uma grande variedade de mercados; com ênfase em equipamentos “mobil” (construção, rodoviário e agrícola), transportes industriais e aeroespaciais. Há mais de 40 anos no Brasil, a empresa tem investido fortemente no mercado de filtração nos últimos sete anos.

Em março deste ano, a Parker Hannifin inaugurou sua oitava fábrica no país. A nova unidade é dedicada à fabricação de filtros e acessórios hidráulicos para a indústria de transformação, equipamentos para construção civil, equipamentos agrícolas e rodoviários. Após a fusão com a HDA Acessórios e Equipamentos, em 2011, a Parker se tornou a maior fabricante de filtros hidráulicos da América Latina.

A produção mensal de filtros hidráulicos, que era de 10 mil peças por ano em 2011, deve chegar a 30 mil itens em 2013. “O fato de sermos o único fabricante internacional de filtros hidráulicos no país nos traz a possibilidade de iniciar diversos desenvolvimentos, uma vez que temos acesso irrestrito às novas tecnologias de filtração desenvolvidas no exterior”, explicou o gerente geral da Divisão Filtração da Parker, Sérgio Monteiro. Ele afirma que há um grande potencial de crescimento do segmento no Brasil, já que esperam entrar em um mercado, até então, dominado por importações. “Fabricantes de máquinas, por exemplo, antes tinham que importar os filtros hidráulicos, agora somos uma opção para eles”, afirma.

Monteiro tem uma expectativa de crescimento de 50% da área de filtração da Parker nos próximos três anos. Atualmente, essa plataforma representa 26% do faturamento total da empresa no Brasil.

O gerente vê uma tendência das empresas globais em desenvolver produtos em suas unidades brasileiras. Os motivos, segundo Monteiro, seriam a necessidade de conteúdo local de fabricação que os habilitará a participar de licitações públicas, além de benefícios fiscais concedidos pelo governo federal às empresas que comprovem gastos com inovação, entre outros. Atualmente, a empresa conta com dois centros de engenharia no Brasil, com um contingente total de 12 engenheiros e seis técnicos.

A Festo, que iniciou suas atividades no Brasil em 1968, também se destaca quando o assunto é treinamento e pesquisa na área de automação industrial no país. Este ano, a empresa está inaugurando dois centros tecnológicos de aplicação no Brasil. “Esses centros terão como foco antecipar e atestar soluções desenvolvidas especialmente para nossos clientes”, explica o diretor de negócios da Divisão de Automação Industrial da Festo, Carlos Padovan.

Desde 1974, a Festo conta com o Festo Didactic, que possui dois centros de negócios: o TaC (Treinamento e Consultoria) e o LS (Learning System). O TaC realiza cursos de formação profissional e de especialização em tecnologias de automação, em otimização de processos produtivos e em gestão de pessoas.

Segundo o diretor de negócios da Divisão Didactic da Festo, Mário Borin, a companhia conta com um moderno Centro de Treinamento em sua sede, além de possuir uma equipe preparada para ministrar cursos in company em todo o Brasil. “Os profissionais treinados nos cursos da Didactic são reconhecidos internacionalmente por meio de Certificado de Participação Festo e valorizados pelo mercado”, comenta Borin.

Já o Learning System é o centro de negócios responsável pelo fornecimento de equipamentos didáticos para instituições de ensino e para centros de treinamentos de empresas em todo o território nacional. Os produtos didáticos oferecidos pelo LS abrangem os campos da eletroeletrônica, pneumática, hidráulica, robótica, mecatrônica, sistemas de manufatura integrada e sistema de controle de processos contínuos. Todas essas tecnologias são suportadas por softwares de desenho, simulação e programação desenvolvidos no Brasil. “Mais de 120 mil pessoas já passaram pelos treinamentos ministrados pela Didactic no Brasil desde a chegada da empresa no país”, avalia Borin.

A empresa teve um faturamento, em 2012, nivelado ao do ano anterior, porém para este ano, as expectativas são de crescimento. “Com as medidas anunciadas pelo Governo com o intuito de incentivar a indústria nacional, acreditamos em um melhor resultado em 2013, com valores de dois dígitos, entre 12% a 15%”, explica o diretor de negócios Carlos Padovan.

Padovan também ressalta um produto lançado recentemente pela Festo, que é o atuador EPCO, que possui motor integrado com movimento de avanço e retorno. “Alguns benefícios do produto são o fácil comissionamento por meio do CMMO, sendo necessários apenas cinco minutos para o funcionamento do conjunto, e formas diversas de montagem com acessórios de fixação”, explica o diretor de negócios.

O motor do EPCO possui modelos com ou sem freio e encoder, além de alcançar a força de até 650N e velocidade máxima de 500 mm/s.

Pesquisa

Victor Juliano De Negri começou a estudar a área de Hidráulica e Pneumática no ano de 1984, quando iniciou o Mestrado na Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), e depois ao fazer o doutorado na mesma área. E desde 1995, quando começou como docente na mesma Universidade, segue essa linha de pesquisa.

“É uma área muito interessante, porque combina diferentes áreas do conhecimento dentro da engenharia, como mecânica dos fluidos, visão sistêmica, teoria de controle e processo de projeto”, conta De Negri, que hoje é chefe do Departamento de Engenharia Mecânica da UFSC e coordenador do Laboratório de Sistemas Hidráulicos e Pneumáticos do Departamento de Engenharia Mecânica (Laship).

O Laship é considerado pela comunidade científica internacional o laboratório de pesquisa de H&P mais representativo da América do Sul. No Brasil, segundo o diretório de grupos de pesquisa do CNPq, existem apenas três laboratórios voltados ao segmento.

O Laship, criado em 1984, conta atualmente com 15 colaboradores, entre engenheiros, estudantes e professores, e atua em projetos voltados principalmente para a geração de energia. Há três anos, eles começaram a desenvolver pesquisa na parte de turbinas eólicas para controle de ângulo de pás e seu sistema hidráulico. Segundo De Negri, em um passado recente era incomum as empresas do setor desenvolverem pesquisa dentro de suas estruturas, mas, aos poucos, o cenário está mudando. “Nos últimos cinco anos, temos percebido uma abertura das empresas sediadas no Brasil em desenvolver seus produtos aqui”, explica. De Negri conta que antes a indústria nacional apenas adequava os produtos hidráulicos e pneumáticos às necessidades dos clientes e que eles eram desenvolvidos nas matrizes, geralmente nos Estados Unidos e Alemanha. Para ele, as causas desse fenômeno, ainda recente e um tanto tímido, podem ser a política de criação de centros de pesquisa de empresas em diversos países, incentivos fiscais e mecanismos de subvenção.

Para o também doutor em engenharia Eduardo André Perondi, o tempo que apenas os fabricantes se preocupavam com a formação e treinamento dos profissionais na área de H&P está ultrapassado. Ele cita como exemplo a UFRGS, que incorporou aos cursos tradicionais de engenharia o Curso de Engenharia de Controle e Automação, a partir de 2008. Segundo Perondi, com o novo curso, foram contratados 14 professores doutores na área e foi implantado o Laboratório de Hidráulica e Pneumática.

Tendências

De acordo com o professor Victor De Negri, os congressos nos últimos três anos na área de H&P apontam uma forte tendência na parte de eficiência energética. “Pesquisa-se o aumento na eficiência de alguns componentes, como bombas e motores, e a busca de novas soluções de controle para os sistemas hidráulicos, visto que este é um sistema cujo controle é dissipativo, ou seja, é baseado no uso de válvulas que geram perda de carga”, comenta.

De Negri explica que isso faz com que o sistema tenha um rendimento muito baixo, cerca de 40% de sua capacidade total. Então, o grande foco está sendo, hoje, a chamada hidráulica digital. “A hidráulica digital, na maioria dos princípios estudados, passa por acoplar várias bombas e você fazer o chaveamento dessas bombas de acordo com a demanda. Como esse chaveamento é feito por válvulas direcionais veio o nome da hidráulica digital, como se tivesse um código binário decidindo que válvulas devem ser acionadas”, explica.

No ano passado, o Laboratório iniciou o relacionamento com a Volvo, em Curitiba (PR), e começaram a estudar mais profundamente a hidráulica veicular, que também está sendo usada em prol da eficiência energética. “A hidráulica já está presente desde a origem dos veículos, no sistema de freios, por exemplo. Mas agora se fala muito em veículos híbridos, para os quais temos o sistema elétrico e o hidráulico”, diz o professor Victor De Negri.

Ele explica que há aplicação da hidráulica em conjunto com o motor de combustão, possibilitando realizar o armazenamento de energia em curtos espaços de tempo, por exemplo, na frenagem do veículo, mas ainda não é possível armazenar muita energia. “Acoplando uma bomba ao sistema hidráulico, consegue-se uma ótima relação peso versus potência. Essa é a grande vantagem, quando acoplamos hidráulica no veículo, não aumentamos tanto sua massa como no caso de sistemas elétricos”, defende.

Além do Laship, o Laboratório de Mecatrônica e Controle, o Lamecc, da UFRGS, também atua fortemente em pesquisa na área de H&P, principalmente no desenvolvimento de controladores para servoatuadores pneumáticos e hidráulicos. Segundo o professor coordenador do Laboratório, Eduardo André Perondi, no Lamecc há participação em projetos institucionais como, por exemplo, o apoio ao desenvolvimento do aeromóvel, que é um sistema automático de transporte movido a ar, através do trabalho de modelagem do sistema físico, desenvolvimento do freio de parada precisa baseado em gain- -schedulle e proposta de algoritmo para controle de seguimento de trajetória.

Atualmente, também está sendo realizado no Laboratório, em parceria com a iniciativa privada, o desenvolvimento de válvulas de controle baseadas na aplicação de material com memória (SMA), permitindo substituir o solenoide de cobre e o núcleo de aço do atuador elétrico linear por um esbelto fio de nitinol. “Está disponível, hoje, no Lamecc uma válvula de entrada de máquinas da linha branca já funcional totalmente baseada nesse princípio”, explica Perondi. O doutor em Engenharia Mecânica destaca ainda o trabalho do Lamecc no desenvolvimento de um robô cilíndrico de 5 graus de liberdade com acionamento pneumático.

“O robô está em fase de testes e deverá ser aplicado em problemas de movimentação de peças que envolvem situações de risco, com elevada periculosidade ou insalubridade, colaborando com a redução dos problemas associados a esses fatores”, afirma. O professor cita que o robô poderá ser usado nas indústrias manufatureiras nas quais operações de alimentação e extração de peças de equipamentos de forja são realizadas manualmente.

Sobre as novidades do setor de H&P, o professor Perondi destaca a aplicação de novos materiais e a integração de eletrônica embarcada e informática na concepção dos dispositivos e sistemas tanto pneumáticos, quanto hidráulicos e mesmo elétricos. De acordo com Perondi, outro fator que tem colaborado com o processo de automatização é a grande evolução dos programas computacionais que auxiliam no desenvolvimento de novos sistemas, os quais, graças a esses avanços, têm seu custo e tempo de desenvolvimento reduzidos e sua confiabilidade e robustez aumentadas.

Na área de materiais, ele destaca a utilização de acionamento de válvulas proporcionais realizado por atuadores baseados em princípios físicos alternativos, como o efeito piezelétrico inverso, materiais com memória e, mais recentemente, o grafeno.

Ao falar de novos materiais, o coordenador do Laship, Victor Juliano De Negri, afirma que são eles que podem fazer a diferença no futuro. Ele cita os fluidos biodegradáveis, que embora ainda não tenham demanda no Brasil, podem ser a solução para alguns problemas ambientais. Segundo De Negri, os fluidos biodegradáveis surgiram e já são realidade na Europa, principalmente por determinação de legislação e suas principais aplicações têm sido em máquinas agrícolas e na área de geração de energia, evitando a contaminação do solo e dos rios. Mas eles ainda não são exigidos no Brasil e têm um custo três vezes maior, o que é um obstáculo para sua utilização no país.

A humanidade vem desenvolvendo a capacidade de utilização energética dos fluidos há centenas de anos. Confira os acontecimentos que marcaram os primórdios da H&P:

Início do século XX – Simplicidade oferecida pelos acionamentos elétricos afeta a importância dos sistemas de transmissão hidráulica. 1900 – Inventor amador americano, Eli Janney deu novo impulso aos sistemas hidráulicos ao substituir água por óleo e reduziu os problemas de vazamentos e lubrificação.