Tradução por Christian Duch

Imagine um fabricante de automóveis de liderança apresentando a seguinte nova geração de seus carros: Potência de motor aumentada de 100 para 500 Hp com 30% de quilômetros rodados a mais por tanque cheio, mantendo a mesma cilindrada e peso como antes. Impossível?
Certamente muito difícil de imaginar. Infelizmente, tal veículo não está à venda. Este exemplo fictício só serve como imagem para ilustrar o salto inovador alcançado pela equipe de desenvolvimento da Hydac Tecnologia.
Até que ponto, aliás, um veículo pode ser comparado com um produto de filtração? O desempenho do respectivo produto é definido muito facilmente de um lado pela força do motor, por outro lado pelo grau de separação de partículas do filtro. O consumo é facilmente comparável com a capacidade de absorção de impurezas de um filtro. Quanto mais capacidade de absorção de impureza estiver instalada mais tempo a máquina pode funcionar sem a necessidade de ser intercaladas paradas para manutenção.
Cilindrada e peso definem o tamanho do motor, semelhante como na filtração, onde o tamanho do filtro é determinado pela pressão diferencial especificada.
Uma bela ficção, um jogo interessante com comparações, mas que benefícios o cliente ganha com isto? Porque a Hydac substituiu a técnica Betamicron®3 de sucesso, com tecnologia de ponta – e, com isto, vamos abrir o jogo – pela nova geração Betamicron®4? Mas agora chega de ficção – vamos aos fatos com os desafios do cotidiano na construção de máquinas. Quais os temas dominantes hoje em dia nas conversações entre fornecedores, fabricantes de máquinas e consumidor final?
As tendências relacionadas na figura 1 valem extensivamente para todos os setores na construção de máquinas, independente que se fale sobre aplicações de compressores na área de óleo e gás, sobre máquinas ferramentas e injeção de plástico, até empilhadeiras e escavadeiras de grande porte. As causas destas tendências são múltiplas; raízes essenciais a respeito dos custos de ciclo de vida são os empenhos de praticamente todos os clientes finais em reduzir o respectivo capital fixo atrelado, assim como tornar transparente os custo de compra de uma máquina, incluindo sua vida útil, que caem sobre os custos do produto como através de modelos operacionais, contratos de leasing e contratos de manutenção com o fabricante da máquina.
Além disso, pela crescente pressão de custo no equipamento original primário, resulta para os construtores de máquinas a obrigação de desenvolver estrategicamente áreas de atividades rentáveis, como a comercialização de serviços. Naturalmente ambas as avaliações são atreladas uma na outra. Recursos eficientes na luta contra a pirataria de produto, em particular na comercialização de peças de reposição, são condições prévias para que as metas estabelecidas tenham sucesso. A seguir o tema "Life Cycle Cost", custo do ciclo de vida, e suas conseqüências sobre a construção de máquinas e a técnica dos fluidos, será discutido com maior ênfase.

Life Cycle Cost / Total Cost of Ownership
Os conceitos Life Cycle Cost (LCC) e Total Cost of Ownership (TCO) são utilizados hoje em dia com freqüência em discussões. Com isto entende-se basicamente a análise e, respectivamente, a consideração na totalidade de um ciclo de vida de uma instalação, máquina ou ainda componente, desde a aquisição até o sucateamento.

A meta da redução do LCC (respect. do TCO), por sua vez, resulta na colocação de tarefa para uma série inteira de conceitos, tais como OOE (Overall Operating Efficiency), MTBF (Mean Time-Between Failures), MTTR (Mean Time To Repair), e outros.
As diretivas para as características acima são atualmente definidas de forma crescente e quantitativamente com maior peso por grandes consumidores finais. Assim, fabricantes de automóveis de liderança já exigem hoje indicações obrigatórias sobre o Life Cycle Cost, e destas, grandezas derivadas para máquinas ferramenta por dez anos, para prensas até mesmo por até 30 anos. Investimentos novos dos fabricantes de máquinas são decididos à base dos preços das máquinas e do cálculo LCC oferecido (figura 2).
Esta compreensão alterada de custos dos clientes finais, baseada num todo, coloca naturalmente os fabricantes de máquinas diante de novos desafios. Conceitos de máquinas, subsistemas empregados e componentes precisam ser igualmente colocados na bancada de testes, referente a sua influência sobre o Life Cycle Cost. Disto resultam por sua vez novas exigências aos fornecedores terceiros, cujos produtos são utilizados e montados pelos fabricantes de máquinas.
Uma ênfase dos Life Cycle Costs significa assim uma transformação de base e abrangente dentro da completa cadeia tecnológica. Disto resultam principalmente para a técnica dos fluidos uma série de desafios.

Desafios à técnica dos fluidos
Sistemas hidráulicos e sistemas de lubrificação são componentes essenciais de praticamente todas as máquinas estacionárias e na área móbil. O Total Cost of Ownership de instalações da técnica de fluidos pode ser reduzido com eficácia pela concepção (possivelmente por sistemas otimizados no grau de rendimento) ou pela construção (por ventura mediante as medidas especiais para minimizar vazamentos e fugas internas). Além disso, cabe ao elemento construtivo óleo, ao contrário de outras técnicas de acionamento, naturalmente uma importância decisiva.
Manter os fluidos hidráulicos dentro da temperatura e da pureza, é decisivo para o estado da completa técnica de comando hidráulico. Isto não é um conhecimento novo; existe um grande número de pesquisas científicas, que comprova que a maioria das falhas hidráulicas é condicionada ao fluido (contaminação, envelhecimento, misturas, temperatura etc.). As atuais tendências na discussão acerca do fluido são representadas na figura 3.
Estas definições de meta concretas formaram a base para o desenvolvimento de Betamicron®4, a nova tecnologia de elemento da Hydac. Para a filtração resultam assim diferentes exigências, em sua essência acentuadas com respeito à capacidade de absorção de impurezas dos elementos e da eficiência do filtro, definidos pela separação de partículas (valor ßx(c)).

Estrutura construtiva
Em primeiro lugar alguns esclarecimentos referente à estrutura construtiva do produto (figura 4). Para proteger os meios filtrantes sensíveis contra fluxo de incidência direta, os elementos são providos com uma resistente capa externa de plástico. Esta capa externa melhora as características de fluxo através do elemento, a estabilidade e o manuseio do elemento filtrante, como na troca do elemento. Além disso, a mesma oferece a possibilidade, mediante impressão do logotipo do cliente, como estandarte de marca assegurar a comercialização de reposição, e com isto, prevenir a pirataria de produto com sucesso.
Outro ponto positivo em termos de segurança operacional, representa a junção patenteada dos terminais da manta em forma de uma costura de solda longitudinal (figura 5). Ela impede com segurança e confiabilidade a passagem de partículas do lado sujo para o lado limpo. A firme integração da manta ao redor do tubo de apoio, instalado internamente e do próprio tubo de apoio, garantem grande estabilidade. Assim, a meta de aumento da vida útil do filtro, respectivamente da disponibilidade da máquina, pôde ser alcançada mesmo em aplicações sob condições dinâmicas. O trabalho de filtração propriamente dito é realizado pela manta de filtro multicamadas, chamado assim pelo fato que somente através da combinação de diferentes fibras filtrantes de elevada qualidade é possível garantir uma alta e estável separação de partículas, através de uma ampla pressão diferencial. Por meio de um dispositivo especial da manta filtrante, podem ser filtrados mesmo fluidos com condutividade extremamente baixa, como óleos isentos de zinco e cinzas, sem que aconteçam descargas dentro do elemento filtrante. Uma geometria de fibras e dobras otimizada, resulta numa baixa pressão diferencial no elemento filtrante e conseqüentemente, numa nítida diminuição da necessidade de energia durante a operação da instalação. As metas referentes a capacidade de absorção de sujeira e separação de partículas foram alcançadas, através de um desenvolvimento totalmente novo dos meios filtrantes e confirmadas por meio de inúmeras medições de validação e testes de campo.

Os respectivos resultados são representados em gráficos nas figuras 6 e 7. Em média obteve-se um aumento da capacidade de absorção de sujeira, com a geometria dada dos elementos, em cerca de 30 %. O nível dos valores ß em filtros ultrafinos (3 e 5 µm) foi aumentado por um fator de até 8, quando comparado com o valor atual com uma perda de pressão dada.
A complexidade no desenvolvimento de uma nova técnica de elemento filtrante é cunhada pelo envolvimento de diferentes disciplinas técnicas. Somente através de um conjunto interdisciplinar, da técnica de construção, mecânica de fluxo, ciência de materiais, tribologia e tecnologia de fabricação de fibras igualmente considerada, é possível elevar potenciais de inovação (figura 8). No desenvolvimento, além de abrangentes testes de materiais e validações, também a aplicação de métodos CFD, assim como malhas neuronais, mostrou-se muito eficiente.
As propriedades conhecidas e aprovadas do Betamicron®3, de uma compatibilidade com os meios praticamente universal, o cumprimento de altas pressões de colapso, estabilidade dinâmica dos elementos etc., eram naturalmente pontos de foco do novo desenvolvimento e que foram plenamente integrados na nova tecnologia. Evidentemente, em termos de geometria, Betamicron®4 é inteiramente intercambiável com a atual técnica de filtros da Hydac, de modos que não haverá qualquer custo de modificação para o cliente. Desta maneira se beneficiam diretamente da nova tecnologia tanto o fabricante de máquinas como também o cliente final.

Monitoramento Online e diagnósticos
Modernos conceitos para reduzir o Life Cycle Cost e o Total Cost of Ownership incluem, além da seleção das técnicas de filtração apropriadas, também o monitoramento contínuo Online e o diagnóstico do estado do sistema hidráulico. Para isso é particularmente apropriado o registro de dados importantes referentes ao fluido.
O fluido num sistema hidráulico ou de lubrificação desempenha de certa forma o papel de impressão digital do sistema. Superaquecimento, alteração de viscosidade, teor de água, contaminação com partículas ou similares, podem ser registrados online representando assim valiosas informações sobre o estado da instalação. Para este propósito estão disponíveis entrementes uma série de aparelhos no mercado, que permitem este tipo de monitoramento a um nível atrativo de custos. Alguns destes aparelhos são representados na figura 9 (vide também o artigo técnico "Monitoramento de Condições para sistemas hidráulicos e de lubrificação", publicado na revista Meio Filtrante nº 21, páginas 24 até 30).
Aqui deve ser destacado principalmente o HYDACLab®, um sensor múltiplo que, numa só carcaça, pode captar tanto a medição de viscosidade, teor de água, temperatura e a alteração do número dielétrico, podendo colocar os respectivos sinais de saída à disposição, normatizados por temperatura em forma de valores analógicos, como também em forma de saídas comutadoras e de alerta (sinalizador).
O aparelho dispõe, além do micro-controlador interno, também de respectivas possibilidades de memória, de modos que o completo histórico do fluido de uma instalação pode ser baixado. Um instrumento muito útil e em alguns casos decisivo para a avaliação de casos de reivindicação de garantia.
Igualmente inovador é o recém desenvolvido CS1000, um instrumento compacto para a medição Online da contaminação por partículas de sistemas hidráulicos e de lubrificação. Com este aparelho, o monitoramento da contaminação por partículas passa de uma ferramenta de serviço e manutenção para uma solução Série OEM. Também neste caso, através do micro-controlador integrado e da memória Onboard, podem ser diagnosticados o estado e o histórico do sistema.
Este monitoramento de condições referente ao fluido permite ao fabricante e usuário de máquinas e instalações aumentar a disponibilidade de máquina, prolongar a vida útil do fluido e do equipamento e oferecer manutenção com relação ao estado, em vez do tempo; em poucas palavras: reduzir o Life Cycle Cost (custo do ciclo de vida) da instalação.

Tecnologia de filtração
O Life Cycle Cost ou o Total Cost of Ownership estão no foco central na orientação para o futuro de fabricantes de máquinas e consumidores finais. Na hidráulica estes custos de vida útil dependem em alto grau do estado do fluido utilizado, principalmente sua contaminação e o tempo de uso.
Através da moderna tecnologia de elemento filtrante Betamicron®4 aqui apresentada, presta-se uma contribuição duradoura e eficaz de reduzir o Life Cycle Cost. Especialmente atrativo, e quase não comparável com outros produtos, é aqui a relação entre o investimento empregado e relativamente baixo na técnica de filtração, em comparação com os custos economizados com panes e equipamentos parados. A Hydac Filtertechnik, com a inovação Betamicron®4 talhada sob medida para o exposto, espera também trazer para a consciência de fabricantes de máquinas e usuários com mais ênfase o valor de "Tecnologia de filtração".

---

Hydac Tecnologia Ltda.
Tel.: (11) 4393-6600
www.hydac.com.br