Como funcionam os elevadores hidráulicos
Giullia Peres da Silva
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Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul – Campus Osório
Osório - RS – Brasil
Introdução:
As pessoas entendem por elevador algo que, por algum mecanismo simples, faça alguma
coisa ou alguém subir ou descer de um determinado andar para o outro. Na verdade, é bem
assim que funciona. Se você tiver uma caixa de madeira, uma corda e algo para apoiá-la, você
terá um elevador. Mas, a questão é que quando esse elevador é feito para um prédio, para
carregar pessoas, ele é um pouco diferente. Existem dois tipos de elevadores que são bastante
usados hoje em dia, como o elevador elétrico e o elevador hidráulico. Nesse trabalho, falarei
um pouco sobre como funciona o elevador hidráulico e o que tem de física e matemática
nesse contexto.
1- Sobre o Sistema Hidráulico
Os sistemas de elevador hidráulico são capazes de levantar até um carro, fazendo uso de uma
bomba hidráulica, que seria um sistema com um pistão dirigido por fluidos dentro de um
cilindro.
Esse sistema conta com três partes: Um tanque, onde fica armazenado o fluido, uma bomba,
que é acionada por um motor elétrico e uma válvula, entre o cilindro e o tanque.
2- Funcionamento
Para o elevador subir, a bomba aplica uma certa força ao fluido que, se a válvula estiver
fechada, fará uma pressão no cilindro, empurrando o pistão para cima, o que fará com que o
elevador suba. Quando o elevador está se aproximando do andar em que deve parar, o sistema
de controle envia um sinal a um motor elétrico que, aos poucos, vai fazendo com que a bomba
pare de enviar o fluido para o cilindro.
Já para fazer com que o elevador desça, a válvula deve se abrir, deixando com que o fluido
volte ao tanque, fazendo com que a altura vá diminuindo, até chegar no andar desejado.
3- Vantagens x Desvantagens
O sistema hidráulico é muito simples, e bastante vantajoso. Mas, apesar de ser vantajoso para
algumas coisas, possui bastante desvantagens em outras.
A vantagem principal do sistema hidráulico é que ele pode facilmente multiplicar a força da
bomba ao gerar mais força necessária para levantar o carro.
O sistema hidráulico apresenta algumas desvantagens. O principal problema é o tamanho do
equipamento. Para o elevador ser capaz de alcançar os andares mais altos, você tem que fazer
o pistão mais longo. O cilindro tem de ser maio que o pistão, já que o pistão precisa ser capaz
de dobrar todo o trajeto quando o carro está no primeiro andar.
Outro problema é que a estrutura do cilindro deve ser enterrada abaixo do fundo do elevador.
Isso significa que você tem que cavar mais fundo à medida que faz mais andares. Para instalar
um elevador hidráulico em um prédio de 10 andares é preciso cavar no mínimo nove andares.
Outra desvantagem de elevadores hidráulicos é que são ineficientes. É necessária muita
energia para levantar um elevador a vários andares, e em um elevador hidráulico padrão não
há meio de armazenar essa energia. A energia de posição apenas funciona para empurrar o
fluido de volta para o tanque. Para levantar o carro do elevador novamente é necessário gerar
toda a energia de novo.
4- Princípio de Pascal
Blaise Pascal foi um grande colaborador com a física e a matemática, estudando os fluídos.
Foi ele quem criou o princípio de Pascal, que diz: “A variação de pressão sofrida por um
ponto de um líquido em equilíbrio é transmitida integralmente a todos os pontos do líquido e
às paredes do recipiente onde está contido.” O elevador hidráulico é um dos que funciona com
base neste princípio, repassando a pressão sobre uma de suas colunas a todos os pontos do
elevador.
A pressão aplicada na menor coluna do elevador é repassada para o fluido e repassada até o
outro extremo. Se essa coluna for usada como a coluna do elevador hidráulico, a força que
será aplicada nessa coluna deverá ser maior do que a força que foi aplicada na primeira
coluna. A fórmula seria p=f/a, onde f é a força que age sobre a coluna de fluido. Isso quer
dizer que, se a área da coluna for duplicada, a força também será, por causa do fato de que a
pressão que atua nas duas serem a mesma.
Mas não só o elevador utiliza o Princípio de Pascal. As cadeiras de dentista, ou até mesmo os
freios de automóveis também fazem uso do mesmo.
Considerações finais
Os elevadores são muito úteis no nosso cotidiano, nos facilitando de carregar pesos para um
andar muito elevado de um prédio, ou até mesmo no caso de algum deficiente físico, ou
algum idoso que não pode subir escadas. O elevador facilita até mesmo o surgimento de
metrópoles pois, sem os mesmos, as pessoas não construiriam prédios tão altos, sendo que
ninguém iria subir até o 26º andar de um prédio pela escada, e isso impossibilitaria as pessoas
de construírem esse tipo de prédio, impossibilitando a cidade de crescer.
http://ciencia.hsw.uol.com.br/elevadores1.htm
http://www.ebah.com.br/content/ABAAAA4oAAI/como-funcionam-os-elevadores
http://www2.fc.unesp.br/experimentosdefisica/mec34.htm