Preservar o meio ambiente é mais do que uma tarefa para as indústrias, essa preocupação é um dever que, quando não cumprido, é passível de advertências e até multas. A indústria fica exposta a processos judiciais por não cumprir as normas e assumir o risco de causar danos ao meio ambiente e, dependendo do segmento, a integridade física dos colaboradores e populações ao redor da fábrica. "A emissão de poluentes tipo particulado e poluentes gasosos acima dos limites definidos pela Legislação Ambiental acarreta em autos de infração, multas e interdição do processo gerador de poluição, uma vez que a Agência Ambiental responsável pela fiscalização tem esta prerrogativa. Fora isso, podem haver processos judiciais relacionados a segurança do trabalho (funcionários) ou de saúde pública (ministério público) em função do dano que estas emissões tenham causado a saúde das pessoas dentro e fora da unidade fabril, afirma Tito de Almeida Pacheco, engenheiro químico especialista em filtração industrial seca e diretor técnico da Vortex Consultoria Industrial Ltda., empresa especializada em reengenharia de sistemas antipoluição e treinamento para formação de equipes em desempoeiramento.
Uma das opções para controlar a emissão de poluentes na atmosfera são os filtros de mangas. De acordo com Pacheco, estes equipamentos são muito eficientes para esta finalidade, além de apresentar um bom custo benefício. "Os filtros de mangas são utilizados em larga escala para controle da emissão de particulado, sendo a opção preferencial em relação a outros tipos de equipamentos, como precipitadores eletrostáticos, ciclones ou lavadores de gases, devido à ótima relação custo benefício".



A engenharia das mangas
Segundo o engenheiro, os filtros de mangas tem como função a separação de gases e partículas e, por meio deles, é possível atender as normas de emissão de particulados exigidas pelas leis ambientais. "A função desses equipamentos é separar as partículas (fase sólida) dos gases efluentes (fase gasosa), tanto para fins de recuperação de produto industrial (fase sólida) e purificação dos gases, quanto para retirada dos poluentes (fase sólida). Em todos os casos se faz necessário o acionamento periódico do sistema de limpeza do filtro para que as mangas não entupam. A vida útil do equipamento é definida pelo tipo de limpeza adotado pelo filtro, dois anos para jato pulsante, quatro anos para sacudimento mecânico e de seis a oito anos para fluxo reverso", explica. 
Segundo Tito de Almeida Pacheco, o filtro mais utilizado pelas indústrias é aquele cujo sistema de limpeza é do tipo jato pulsante. Esse tipo de equipamento se faz tão popular por ter as maiores taxas de filtração, fato que resulta num equipamento compacto e, por conseguinte, mais econômico, explica.
Existem alguns tipos de mangas filtrantes (elementos filtrantes). As mangas podem ser construídas de tecidos, não tecidos ou materiais cerâmicos rígidos. As duas primeiras construções podem ser realizadas em materiais flexíveis plásticos, metálicos ou cerâmicos, dependendo da resistência térmica e química requerida pelo processo de filtração, explica o engenheiro. A construção de manga mais adotada é a manga de não tecido, onde, basicamente, ela é composta por fibra, tela e fibra com algum acabamento superficial tipo: chamuscado, plastificado, membrana ou espumado, para um melhor destacamento da torta de pó sobre ela formada. Por isso, alguns parâmetros de qualidade são essenciais para um bom funcionamento do equipamento e tempo de vida útil do filtro. De acordo com o diretor técnico da Vortex, a indústria deve adquirir mangas de empresas que tenham confiabilidade no mercado. São muitas especificidades que podem colocar o projeto de controle de emissão de poluição atmosférica por água a baixo.
Basicamente, a empresa que vai adquirir uma manga filtrante deve estar atenta a alguns itens, são eles: material da fibra e tela (não tecido) ou do tecido, material e tração / alongamento de ruptura da linha de costura, acabamento superficial, gramatura, espessura, permeabilidade ao ar, tração / alongamento de ruptura e, eventual, tratamento químico, além de, é óbvio, do tipo de encaixe (vedação), dimensional e qualidade de costura.
A tela de sustentação é o item mais caro do meio filtrante tipo não tecido, pois ela é responsável pela resistência mecânica do mesmo e participa ativamente na capacidade de retenção de pó. Situações onde existam elevado esforço mecânico, juntamente com pós muito finos, exigem uma tela com alta eficiência", indica o engenheiro.
A gramatura do não tecido deve ser levada em consideração. Quanto mais baixa for, menor a vida útil da manga. Segundo Pacheco, a gramatura também é responsável pela eficiência de filtração, pois não tecidos de baixa gramatura podem gerar altas emissões de particulados. Na hora de adquirir as mangas, a densidade (razão entre a gramatura e espessura) também deve ser observada. Se ela for muito baixa, a manga pode se rasgar precocemente, devido à abrasão do pó sob filtração ou pode permitir passagem de particulado, explica o engenheiro.
A fábrica que solicita mangas filtrantes também deve ficar muito atenta à permeabilidade ao ar que as mesmas possuem. Quanto mais alta esta taxa, maior a tendência de penetração excessiva de pó. Segundo o diretor técnico da Vortex, isso pode acarretar em maior emissão e entupimento precoce dos elementos filtrantes, e, por conseguinte, do filtro de mangas como um todo. Todos esses fatores, caso mal dimensionados, geram uma vida útil menor ao jogo de mangas filtrantes.
Os outros tipos de filtro de mangas que o mercado oferece são os de sacudimento mecânico e o de ar reverso. Segundo Marcello Vinícius Bernardini, supervisor da McFil o filtro de ar reverso funciona por meio de elementos filtrantes tubulares em tecido que realizam a filtração de dentro para fora da manga. "Este equipamento normalmente é compartimentado, pois para realizar a limpeza das mangas o fluxo é interrompido naquela câmara, permanece algum tempo em repouso e recebe um fluxo reverso ao sentido da filtração. Estas mangas são dotadas de anéis metálicos intermediários que evitam o colapso da manga no momento da reversão. Na reversão a torta de particulado retida na superfície interna da manga se quebra e cai fazendo com que o meio filtrante regenere a sua permeabilidade naquela câmara. Em seguida a câmara é colocada em filtração novamente e outra câmara tem o seu fluxo interrompido para realizar a reversão de limpeza", explica Marcello.
Assim como os filtros de ar reverso, o filtro de mangas de sacudimento mecânico funciona por meio de elementos filtrantes tubulares em tecido que realizam a filtração de dentro para fora da manga. "Esse filtro funciona da seguinte forma: de tempos em tempos uma estrutura interna do equipamento, onde são afixadas as mangas pela parte superior, sacode através de mecanismos. Este movimento derruba a torta de particulado que ficou retida no interior da manga fazendo com que o meio filtrante regenere a sua permeabilidade e permita a passagem do fluxo de gases pelo filtro," afirma Bernardini.



Vantagens e desvantagens dos filtros manga
A maior vantagem dos filtros de mangas para redução da emissão de poluentes na atmosfera é o custo benefício proporcionado pelo equipamento. Além disso, esse tipo de filtro é muito versátil, com um projeto bem elaborado ele se enquadra a todos os tipos de indústrias. Segundo Pacheco, os filtros de mangas ainda ajudam na redução de custos com o pós-tratamento do particulado, já que ele gera um dejeto seco.
Quanto as desvantagens, o engenheiro ressalta o custo de manutenção e operação do equipamento. A empresa que opta por este equipamento precisa ter uma equipe com conhecimento para operação e manutenção preventiva da máquina. "Os filtros de mangas ainda demandam uma linha de ar comprimido em excelentes condições, de pressão estável, baixos teores de água e óleo para obtenção de uma boa performance de limpeza (filtros tipo jato pulsante). O equipamento também não tolera condensação de umidade ou ácidos, nem temperaturas gasosas maiores que o limite de temperatura da manga filtrante", afirma.
Para o supervisor da McFil, os filtros de mangas são a melhor tecnologia que o mercado disponibiliza para o controle de material particulado". A alta qualidade desse tipo de filtro só é possível graças ao desenvolvimento de várias fibras sintéticas utilizadas na fabricação dos meios filtrantes", afirma Marcello. "Considerando as condições operacionais de um determinado processo é possível fazer a escolha do melhor meio filtrante a ser utilizado. Este processo é realizado por meio de uma engenharia de aplicação onde todas as variáveis são consideradas, tais como condições químicas e térmicas do fluxo de gases e do particulado, granulometria do particulado, entre outras. As condições são analisadas e a escolha se faz por uma fibra que resista a esta combinação de variáveis."

Para o diretor técnico da Vortex, o know-how da empresa que está fornecendo o filtro é de suma importância para o sucesso do projeto. Quando um fabricante comercializa filtros de manga para segmentos industriais com o qual nunca tenha trabalhado é como se estivesse projetando o primeiro filtro manga de seu portfolio. Cada segmento industrial tem particularidades muito distintas, exigindo pesquisa e estudo (caracterização dos efluentes) para a implantação de um equipamento alinhado às suas necessidades (que atenda aos requisitos do processo fabril).
Uma das causas mais comuns da falha dos filtros de mangas se deve a utilização de informações para projeto alienadas das reais condições dos efluentes a serem tratados, pois se baseiam na "experiência" do fabricante noutros processos ou em dados bibliográficos ou históricos de processos similares ou numa mera amostragem de gases dos efluentes, afirma o engenheiro Pacheco. Acontece que, segundo ele, o processo industrial varia e, com ele, variam também os parâmetros de caracterização dos efluentes, tais como:
a) Para a fase gasosa: vazão, temperatura, composição química, densidade, viscosidade, calor específico, ponto de orvalho (da água e dos ácidos) e concentração de material particulado;
b) Para fase sólida: formato e distribuição granulométrica do pó, densidade aparente e absoluta, composição química, ângulos de arraste e repouso, velocidades terminal e de transporte, além de características físico-químicas, como explosividade, corrosividade, fluidização, incrustração, etc.
Tendo em vista que os 15 parâmetros de especificação do elemento filtrante, bem como, as 24 equações matemáticas de projeto de um filtro de mangas são baseados justamente nestes parâmetros de caracterização dos efluentes, não é difícil perceber que tanto a manga filtrante, quanto o filtro de mangas (independentemente da manga), podem falhar dependendo desta variação dos efluentes, finaliza o diretor da Vortex.





Complexidade do projeto do filtro de manga
Cada projeto é específico para um processo fabril e, de acordo com os valores e variabilidade dos efluentes industriais, exige mais ou menos complexidade no que tange a tecnologia do filtro de mangas. Tito Pacheco enumerou esses graus de complexidade de um a dez no trabalho: patamares tecnológicos em sistemas para desempoeiramento, disponível no Facebook, Linkedin ou por e-mail.
Segundo Pacheco, a incineração de lixo é o processo mais complexo para um sistema antipoluição, pois ele se enquadra no nível 10. "A falta de conhecimento da composição química exata do lixo gera uma elevada imprevisibilidade na composição dos gases efluentes. O filtro de mangas para este processo demanda especial cuidado em relação a resistência química e mecânica dos materiais, desde a manga, chaparia, gaiolas, válvulas diafragma e de descarga até os sensores, dutos, chaminé e ventilador. Desta forma, se faz necessário mais que o absoluto domínio da química da filtração, mas também uma completa e complexa instrumentação e controle, bem como alto nível de especialização técnica das equipes de manutenção e operação deste tipo de sistema antipoluição", alerta o engenheiro.
Logo abaixo da incineração de lixo, vem o processo industrial que envolve fornos de vidro, ácido sulfúrico e coqueria. O processo é considerado nível 9 de complexidade. "Uma característica comum aos processos industriais deste patamar é a elevada temperatura e concentração de componentes gasosos danosos a um filtro de mangas exigindo necessariamente equipamento para pré-tratamento dos gases efluentes", indica o diretor técnico da Vortex.   
No nível oito de complexidade se enquadra processos industriais que envolvem chumbo, alumínio, estanho, PCI, defensinvo e farmacêuticas. Esse processo exige filtros de manga de alta performance. Segundo Pacheco, o cuidado com esses particulados é essencial para a saúde pública, um pequeno vazamento pode causar desastres grandiosos. "Neste Patamar todos os filtros de mangas devem ser de alta performance, onde emissões de 1 a 5 mg/Nm³ são o mínimo a ser atingido, sendo usualmente esperado menos do que isso. Os fumos metálicos e partículas de metal fundido dos processos de fundição de metais com baixo ponto de fusão igualmente demandam decantadores antes do filtro para evitar furos ou entupimentos nas mangas. O controle rigoroso de quaisquer falhas de vedações, sistema de limpeza usando gás nitrogênio, ao invés de ar comprimido, bem como do controle do teor de oxigênio nos gases para o processo de PCI (Injeção de finos de carvão) são tão indispensáveis quanto as janelas de explosão e demais sistemas de arrefecimento de explosões."

Processos industriais que envolvem celulose, cal, sabão em pó, pigmentos e fertilizantes se enquadram no nível sete do trabalho do diretor da Vortex. Segundo Pacheco, esse tipo de processo exige alta especialização por conta da facilidade de entupimento das mangas. "A aglomerabilidade do particulado nos processos de cal e sabão em pó são inigualáveis quando comparados aos demais processos industriais. Por outro lado, a característica altamente inscrustrante e corrosiva de particulados cristalinos, como os de fertilizantes, exige cuidados específicos desde a válvula de descarga, válvula diafragma, bem como, nos ângulos da tremonha e especificação das mangas e gaiolas. Além disso, a baixíssima granulometria aliada a elevada explosividade da celulose e dos pigmentos costumam resultar em instalações de sistemas como portas de explosão, sistemas de injeção de CO₂ líquido no duto antes do filtro, medidores de umidade e sistemas de neutralização passiva (mangas antiestáticas) e ativa (injeção de gás ionizado) da eletricidade estática formada por estes particulados, visando a coibição da fonte de ignição", explica o engenheiro.
No nível seis se encaixam os processos indústriais que envolvem siderúrgicas, cimento, ferro-ligas, fundições ferro e cobre, reciclagem de alumínio e secador de maneira. Segundo Tito de Almeida Pacheco, esse tipo de processo exige filtros de manga de alto porte. O aumento do tamanho do equipamento exige mais manutenção do filtro, se sobrecarregado, o equipamento poderá precisar de trocas anuais do jogo de mangas.
As indústrias que trabalham com caldeiras, fornos a óleo, carvão, biomassa, usina de asfalto, tinta e galvanoplastia se enquadram no nível cinco no guia do engenheiro. "Neste nível, os cuidados são com o ponto de orvalho ácido ou a exagerada aglomerabilidade do particulado (tinta e asfalto). Questões como corrosão acelerada das gaiolas, que esfola as mangas em semanas, ou relacionadas com o ataque químico das mangas, seja pelo ácido sulfúrico, pelo SO₂ ou ainda pelo NO₂, necessitam ser consideradas. A queima da Biomassa ainda possui alguns agravantes como cinzas extremamente leves ou abrasivas, bem como, geração de blue-haze em função da queima incompleta. Caldeiras que não tenham recuperador de calor ainda costumam agravar o projeto com temperaturas muito próximas do limite econômico para aquisição de mangas, pois acima disso, as mangas são exageradamente caras (mangas de fibra de aço inox ou cerâmica)", detalha Pacheco.
No nível quatro se enquadram as indústrias que trabalham com secadores, beneficiamento  de madeira, spray-dryer, açúcar, pós-alimentícios solúveis (café, suco, achocolatados e etc). De acordo com o diretor  técnico da Vortex, o cuidado com este tipo de particulado está no excesso de umidade que ele pode apresentar. "O ponto de orvalho da água deve ser rigorosamente controlado na saída da chaminé do filtro. Eventuais condensações de água, em combinação com particulados solúveis, permitem a penetração exagerada de particulado no interior das mangas, resultando em entupimentos irreversíveis em menos de uma semana."

Quando o processo industrial se enquadra no nível três – indústrias que trabalham com caldeiras a gás, cerâmica, olaria, farinhas alimentícias e algodão –, a engenharia do filtro deve considerar possíveis aglomerações de particulados no elemento filtrante.
Apesar de estar no segundo nível mais baixo do guia, os processos indústrias que envolvem borracha, móveis, fumo, plástico, couro e metalúrgicas exigem filtros mangas de alta complexidade tecnológica, segundo Tito de Almeida Pacheco. "Aqui a complexidade aumenta, pois será necessário lidar com o efeito eletrostático das partículas, onde cada partícula de pó carrega certa quantidade de carga eletrostática, seja devido ao atrito com a tubulação, ou ao próprio processo de sua geração (moinho, rebarbação, corte, lixamento)", afirma o engenheiro. "Usualmente tratam-se de particulados inflamáveis, portanto, se houver fagulha entre as mangas ou entre mangas e a carcaça do filtro, certamente haverá incêndio. Além disso, a limpeza das mangas fica prejudicada devido a atração eletrostática das partículas em seu corpo. No caso da metalúrgica, a dificuldade advém do óleo, utilizado na furação ou corte de peças. O particulado acaba entrando no filtro junto deste óleo, entumescendo a manga filtrante e vedando seus poros", finaliza.
Os processos industriais que envolvem cavaco, cereais, pedreiras, mineração e ração animal, são designados ao nível um do guia do engenheiro. Neste caso, o filtro é projetado para processos que exigem baixa complexidade, já que o particulado é bem graúdo e denso. "Claro que são particulados um pouco sensíveis a umidade ambiente, contudo, um bom tratamento hidrorrepelente a base de teflon na manga filtrante pode resolver o problema. Um pouco de abrasividade também pode trazer preocupações, principalmente quando a relação ar-pano é inadvertidamente alta, aparentemente justificada, pela facilidade de decantação dos particulados destes processos industriais", afirma Pacheco.

Contato das empresas:
Vortex: www.vortexindustrial.com.br
McFil: www.mcfil.com.br