Simbologia e diagramas: a energia sobe pela página, cada componente tem um código, e tudo é desenhado antes da partida

Linhas, alimentação, atuadores e válvulas: o vocabulário

Poucas dezenas de símbolos básicos, combinados, descrevem qualquer circuito.

Linhas. A linha contínua é a de trabalho: leva o ar de potência, da alimentação à válvula e da válvula ao atuador. A tracejada é a de pilotagem: leva sinais de comando. Duas linhas que se cruzam com um ponto estão ligadas. Sem ponto, apenas passam uma pela outra. Em desenhos atuais, o cruzamento sem ligação é um simples cruzamento, sem o arco.

Fonte e escape. Um triângulo vazado na ponta da linha, apontando para ela, indica ligação à rede de ar comprimido. Poupa o desenho de todas as linhas de alimentação. Em pneumática o triângulo é sempre vazado; cheio, ele indicaria fluido hidráulico. Na via de escape, um triângulo vazado apontando para fora indica descarga livre para a atmosfera. Com uma linha ligada, escape canalizado.

Regras que valem para todos os símbolos.

• O símbolo indica a função, e não a construção, o tamanho ou a posição de montagem.
• Uma seta inclinada atravessando um símbolo indica que ele é ajustável: mola, estrangulamento, amortecimento.
• Uma moldura de traço e ponto em volta de vários símbolos indica que eles formam um só conjunto, em um corpo.
• Os símbolos podem ser desenhados em qualquer orientação, sem mudar de sentido.

Símbolo simplificado. A unidade de conservação completa, com filtro, purgador, regulador, manômetro e lubrificador, ocupa um espaço grande. Em diagramas de circuito, usa-se o símbolo simplificado: um retângulo com os elementos essenciais.

Peça 3D · realidade aumentada

A válvula 3/2 de botão e o seu símbolo

Válvula 3/2 normalmente fechada, de botão com retorno por mola, cortada ao meio, ao lado do símbolo da norma ISO 1219. Toque nos números e compare a peça com o desenho.

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De baixo para cima: alimentação, sinais, comando e atuadores

A posição de um componente no diagrama é definida pelo seu papel na cadeia de comando, e não pelo lugar que ocupa na máquina.

Sentido de leitura. A energia e os sinais sobem. Para entender o que faz um atuador se mover, lê-se o diagrama de cima para baixo: do cilindro à sua válvula de potência, dela aos sinais que a pilotam, e desses às suas condições. Para entender o que um botão provoca, de baixo para cima.

Atuadores lado a lado. Em máquinas com vários cilindros, eles são desenhados na faixa superior, da esquerda para a direita, na ordem em que se movem. Cada um, com a sua válvula de potência logo abaixo.

Cilindros na horizontal. Todos são desenhados com a haste para a direita, mesmo que na máquina estejam na vertical ou voltados para o outro lado.

Posição inicial. O diagrama representa o instante em que a máquina está pressurizada e pronta, antes do sinal de partida. Daí decorrem três regras.

• Os cilindros são desenhados na posição em que ficam nesse instante: em geral, recuados.
• As válvulas, com as conexões no quadrado que vale nesse instante.
• Um fim de curso que já está pressionado pela haste é desenhado acionado, com as conexões no quadrado correspondente, e um ressalto junto ao rolete.

Posição de repouso não é posição inicial. Repouso é o estado de um componente sem nenhuma energia e sem acionamento: a válvula como sai da caixa. Posição inicial é o estado da máquina pronta. Para a maior parte dos componentes, coincidem. Para o fim de curso pressionado pela haste recuada, não.

O código de cada componente: circuito, letra e número

Um nome único para cada peça, igual no diagrama, na lista de materiais e na etiqueta colada na máquina.

A estrutura do código. A designação normalizada mais difundida tem três partes: o número do circuito, uma letra que diz o que o componente é, e o número do componente dentro do circuito.

Numeração dos circuitos. Cada atuador, com tudo o que o comanda, forma um circuito: 1, 2, 3. A alimentação comum é o circuito 0.

Outra convenção: letras para os cilindros. Em diagramas de sequência, é comum chamar os cilindros de A, B, C, e os seus fins de curso, de a0 e a1, b0 e b1: o índice 0 para a haste recuada, e 1 para a avançada. É uma notação de projeto, usada nas aulas sobre sequências.

A designação numérica antiga. Diagramas feitos até a década de 1990, e muito material didático, usam um sistema só de números, separados por ponto.

A regra dos pares e ímpares é uma ajuda na procura de defeitos: se o cilindro 2 não avança, os suspeitos são os elementos 2.2, 2.4, 2.6.

Conexões e tubos. As vias das válvulas são identificadas pelos números da aula 10. As conexões dos cilindros não têm número normalizado. Em máquinas bem documentadas, cada tubo recebe uma etiqueta nas duas pontas, com a indicação de onde se liga: o código do componente e o número da via.

Edições recentes da norma. As revisões mais novas adotam uma estrutura de designação alinhada à usada em documentação elétrica. O princípio é o mesmo, e a forma apresentada aqui é a que se encontra na maior parte das máquinas em operação.

O que acompanha o diagrama, e o que acontece quando ele não corresponde à máquina

O diagrama é a peça central de um conjunto de documentos. E só vale enquanto estiver igual ao que está montado.

Identificação na máquina. Os códigos do diagrama devem estar fisicamente nos componentes: plaquetas ou etiquetas junto a cada válvula, cilindro e sensor, e nos tubos. A etiqueta fica na estrutura, ao lado do componente, e não nele: assim sobrevive à troca.

Cores de tubos. Algumas empresas e fabricantes de máquinas adotam cores para as funções: uma para alimentação, outra para linhas de trabalho, outra para pilotagem. Não há padrão universal. Onde existe, vale a convenção documentada da própria máquina. Em redes de gases diferentes na mesma instalação, a identificação por cor, por texto e por tipo de conexão deixa de ser conveniência.

Regras de boa execução de um diagrama.

• Linhas retas, horizontais e verticais, com o mínimo de cruzamentos.
• Componentes alinhados por nível.
• Um triângulo de fonte em cada ponto de alimentação, em vez de linhas compridas.
• Fins de curso com o traço de posição junto ao cilindro.
• Folha com título, data, autor e índice de revisão.

Case real · Sudbury, Canadá, 1973

A ala nova do hospital tinha sido inaugurada meses antes. Na sala de emergência, pacientes que recebiam oxigênio pioravam sem explicação, e a equipe atribuía as mortes à gravidade dos casos. Um anestesista desconfiou, e pediu um teste do gás que saía da tomada da parede marcada como oxigênio. Não era oxigênio

Hospitais distribuem gases por redes de tubos embutidos, como uma fábrica distribui ar comprimido. Uma central abastece tubulações separadas de oxigênio, de óxido nitroso, usado em anestesia, de ar comprimido medicinal e de vácuo. Cada sala tem, na parede, tomadas identificadas para cada gás.

Em Sudbury, na província canadense de Ontário, um hospital geral ampliou as suas instalações no início da década de 1970. Durante a obra, em algum ponto da tubulação embutida que servia a nova área de emergência, as linhas de oxigênio e de óxido nitroso foram ligadas trocadas. A tomada identificada como oxigênio passou a fornecer óxido nitroso, e a outra, oxigênio.

A troca não era visível. As tomadas estavam corretamente identificadas, os tubos aparentes tinham as marcações certas, e os dois gases são incolores e quase sem cheiro. Um paciente em estado grave, que recebe um gás anestésico no lugar de oxigênio, piora, e a piora é atribuída à doença.

A situação se manteve por meses, até que, em 1973, a suspeita de um médico levou à análise do gás nas tomadas. O inquérito que se seguiu examinou mais de vinte mortes ocorridas na área afetada durante o período, e atribuiu ao menos nove delas à troca dos gases. Constatou que a instalação nova não havia passado por um teste que verificasse, tomada por tomada, qual gás efetivamente saía de cada uma.

O caso, com outros semelhantes em vários países, levou a mudanças nas normas de gases medicinais. As tomadas e os conectores de cada gás passaram a ter formatos diferentes, que não se encaixam uns nos outros. As tubulações passaram a ser identificadas ao longo de todo o percurso. E toda instalação nova ou modificada passou a exigir, antes do uso, a verificação da identidade e da pureza do gás em cada ponto, feita por pessoa independente de quem executou a obra.

A lição: é o caso extremo de um problema cotidiano: o diagrama e a etiqueta diziam uma coisa, e a tubulação fazia outra. A identificação estava perfeita, e errada. Em pneumática industrial, a troca de dois tubos em uma válvula raramente mata, mas faz o cilindro avançar quando deveria recuar, na primeira pressurização, com alguém ao lado. As lições são três. A identificação vale no ponto de uso e ao longo do caminho, e não só nas pontas. Depois de qualquer montagem ou alteração, o circuito é testado função por função, em baixa pressão, antes de ser liberado, e não apenas conferido contra o desenho. E, onde a troca é perigosa, a melhor proteção é física: conexões de tamanhos ou formatos diferentes, que não permitem a montagem errada.

Fontes: CBC News, Sudbury General Hospital gas deaths, 1973 (inquérito de 23 mortes; ao menos 9 atribuídas à troca das linhas de gás); Time, Medicine: Breath of Death; Toronto Public Library, arquivo digital do Toronto Star (fotos do inquérito de 1974)

Em que nível do diagrama, que letra na designação, decodificador de códigos, lista de componentes de uma máquina, como ler e desenhar, e treino

Os dois primeiros modos classificam componentes. O terceiro decodifica designações, novas e antigas. O quarto monta a lista de componentes de uma máquina. O quinto apresenta decisões de leitura e de desenho. O sexto sorteia perguntas.

Quatro erros de desenho e de leitura de diagramas

Três tornam o diagrama difícil de ler. O quarto o torna falso.

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