Aplicados em diversas etapas da produção do papel e da celulose, os filtros normalizam as condições de trabalho

por Tiago Dias

As indústrias de celulose e papel representam hoje um setor de extrema importância econômica e ambiental. Segundo a BRACELPA - Associação Brasileira de Celulose e Papel, mais de 5 milhões de toneladas de papéis foram fabricados durante janeiro a junho de 2008, divididos em diversos produtos, como papel para imprensa, embalagem, fins sanitários, cartolinas, entre outros. A produção da pasta de celulose resume-se em 7 milhões de toneladas no mesmo período. Todo esse montante gera inúmeros bens e objetos de extrema utilidade no dia-a-dia, ou seja, é um mercado que nunca pára.
Para entender mais sobre esse negócio, suas nuances e toda a tecnologia dos filtros necessária, é preciso analisar as etapas, começando na matéria-prima.A pasta de celulose, de onde se gera o papel, é geralmente derivada do eucalipto. A espécie brasileira, aliás, tem o menor ciclo de crescimento - somente sete anos -, o que faz com que as indústrias fabricantes voltem sua atenção para a área ambiental e para a auto-produtividade florestal. Segundo pesquisas acadêmicas, a confecção do papel pode ser realizada em duas fases, o polpeamento de madeira e a obtenção do produto final.
A fabricação do papel é geralmente integrada ao polpeamento, de forma que a polpa recebe enchimento e acabamento para que, logo após, o produto seja transformado em folhas de papel. Argila, gesso e talco são alguns dos enchimentos mais utilizados no segmento, e as quatro categorias de polpeamento são ground wood, soda, sulfito (polpeamento ácido) e Kraft (processo sulfato – polpeamento alcalino).
Geraldo Simão, Coordenador de produção da Unidade Mucuri da Suzano Papel e Celulose, explica o processo inicial. “Os eucaliptos são provenientes das florestas que plantamos. Após seu corte, as toras são descascadas e transformadas em cavacos para o processo de cozimento. As cascas são recuperadas e usadas como combustível para produzir vapor e eletricidade”, detalha.
Para converter madeira em polpa, deve-se então separar as fibras, ou seja, remover o componente natural chamado lignina e reter as fibras de celulose. Para isso, aplica-se um processo específico, conforme a necessidade final.

Processo químico e mecânico
A polpa química é obtida muitas vezes através do processo químico Kraft. “Os cavacos são misturados com substâncias químicas, soda cáustica e sulfeto de sódio, cozidos a alta pressão em imensos vasos de pressão chamados digestores”, explica Geraldo. A ação combinada das substâncias químicas e o calor dissolvem a lignina e a separa das fibras. No processo mecânico, a madeira é triturada automaticamente, sem a separação da lignina e extrativos. O equipamento utilizado para desagregar a madeira é denominado refinador.
Reciclagem - A reciclagem do papel é feita com aparas, que são os pedaços de papel, misturando água e desintegrando em polpeadores. Os contaminantes que podem chegar até aí, ou seja, plástico, metal, entre outros, são separados da mistura por filtros simples de tela e limpadores. Se necessário, da polpa resultante é feita a retirada da tinta pela ação combinada de água, substâncias químicas, calor e energia mecânica. A polpa reciclada é usada freqüentemente para fabricar diversos papéis industriais e para o lar.
Branqueamento - Para a fabricação de certos tipos de papel, a polpa deve ser branqueada. Para isso, são usados produtos químicos para branquear ou eliminar a lignina restante. A polpa resultante não só é mais branca, como também tem uma tendência menor de amarelar com o passar do tempo.

A ação filtrante na formação da folha
Quando a polpa chegar à caixa de entrada da máquina de papel, seu conteúdo de água já terá excedido 97% da mistura. A mistura é lançada na forma de um jato fino e uniforme sobre uma tela móvel chamada de tela formadora. A ação filtrante desta tela formadora, combinada com um sistema de vácuo, extrai a maior parte da água contida na polpa, formando assim a folha de papel. “A folha é prensada entre rolos para remover mais água, atravessando a seção de secagem, onde entra em contato com grandes cilindros que estão geralmente aquecidos com vapor, extraindo a maior parte da água restante através da evaporação”, conta Geraldo. No final da máquina, o papel é enrolado em enormes mandris, o rolo jumbo, que são rebobinados e segmentados em rolos menores, seguindo para a seção de conversão ou de acabamento. “Para que o processo de produção de papel seja viável, precisamos produzir energia, água, vapor e ar comprimido, recuperar químicos e converter subprodutos em matéria-prima, para reutilização no processo. Para tal, existem as áreas de recuperação de produtos químicos e utilidades”, esclarece.

Filtros
Hoje existe uma grande preocupação na utilização sem controle de recursos naturais, principalmente sobre água e a devolução da mesma ao meio ambiente. “Os filtros são desenvolvidos visando abranger as mais diversas aplicações, considerando as necessidades dos equipamentos, normas, especificações de fluidos, condições de cada trabalho”, comenta Pedro Aoki, Tecnólogo de vendas da Divisão Hidráulica Industrial da Bosch Rexroth no Brasil.
Desta forma, seria inviável a operação de uma indústria do porte da Suzano, por exemplo, onde não houvesse utilização de sistemas de filtragem, para o cuidado dos equipamentos, a redução do uso de recursos e o tratamento cabível após a utilização dos mesmos. “Também com a utilização de filtros, ganhamos com a redução significativa de custos, uma vez que reaproveitamos os produtos, os quais, sem os filtros, seriam provavelmente descartados”, diz Geraldo.
Para a Hydac, este é um segmento representativo. “Na planta de papel e celulose, há desde os circuitos mais simples e grosseiros até os mais sofisticados, como aqueles que possuem sistemas servo-controlados, em que a exigência dos níveis de limpeza é muito apurada. Para isso, podem ser utilizadas todas as opções de filtros hidráulicos existentes, assim como filtros de processo para água - desde a captação até o tratamento de efluentes”, esclarece o Engenheiro Alex Peixoto, da Assistência Técnica da empresa.
Conheça mais sobre os principais sistemas filtrantes utilizados no segmento:
Filtro de areia: É aplicado especificamente em tratamento de água industrial e potável, como explica André Melo, Assistente Técnico da Permution. “Neste segmento de papel e celulose, ou em qualquer outro segmento, o filtro de areia tem como objetivo retirar da água os sólidos em suspensão e as impurezas mais grosseiras, como barro, fios, folhas”.
A água passará em fluxo de cima para baixo pelo filtro de areia, sendo filtrado pela areia e subindo pelo coletor, liberando água livre de impurezas.
Segundo André, os filtros de areia são fabricados em uma coluna de polietileno de alta resistência. “São revestidos externamente com fiberglass, o material filtrante é uma areia classificada, e os filtros saem com cabeçotes digitais ou manuais para fazer lavagem e retrolavagem do material filtrante”, detalha.
Bolsa e cartucho – Os filtros bolsa são elementos confeccionados em poliéster, polipropileno ou nylon, com diversas aplicações de filtragem nos processos produtivos. “São utilizados na filtração de água, látex, corantes e pigmentos em geral, removendo particulado sólido”, comenta Maurício Biral, da Engenharia de aplicações da Tech Filter. Suas principais vantagens são o baixo custo, boa vida útil, fácil manutenção e descarte não agressivo ao meio ambiente.
Já os filtros cartucho, segundo Maurício, são utilizados para tratamento de água para caldeiras e água para reúso nas mesmas. “Removem particulado sólido e são muito utilizados como pré-filtro para osmose reversa, no polimento e recuperação do condensado”.
Filtros de mangas: Utilizados para filtragem de licor branco na caustificação. Os filtros de mangas têm por finalidade separar as partículas existentes no fluxo de gases industriais. A filtragem é realizada através de mangas pela passagem do ar, carregado de partículas, que ficam retidas na superfície e nos poros dos fios, formando um bolo que atua também como meio filtrante. A separação de partículas do fluxo de ar e dos gases industriais é freqüentemente realizada por filtros de fibras naturais ou sintéticas.
Filtros tipo cesto: Aplicados para filtragem de óleo para queima nas caldeiras e fornos, assim como o óleo utilizado na lubrificação de máquinas e equipamentos. “É bastante aplicado também na filtração da água dos chuveiros, na limpeza do feltro e da tela, além de proteger as bombas. É voltado para uma filtração grosseira, que retém objetos estranhos”, diz Maurício.
Filtro Coalescente: Sua principal característica é a grande eficiência na retirada do óleo contido no ar. A coalescência consiste na coleta de finas partículas em suspensão nos gases, através da coesão entre elas, formando partículas maiores que são mais facilmente removíveis. “O filtro coalescente é utilizado para filtração de ar comprimido, protegendo os equipamentos pneumáticos das máquinas de papel, removendo particulado sólido, óleo e umidade”, conta Maurício.
Filtros Autolimpantes: Entre os filtros de processo, há ainda os filtros automáticos autolimpantes, utilizados com água em diversas partes do processo, o que permite a retrolavagem para limpeza sem a interrupção do fluxo e sem necessidade de operador. “Para aplicações com água de processo, a função é garantir a retenção de contaminantes, conforme a exigência do ponto, e isso pode significar a retenção de sólidos a partir de 5 µm até sólidos a partir de 3.000 µm (3 mm), além de oferecer reduzida perda de carga ao longo do período em operação”, explica Alex Peixoto, da Hydac.

O cuidado com os sistemas hidráulicos
Se o óleo nos sistemas hidráulicos não estiver limpo conforme a norma ISO 4406, poderá ocorrer quebra dos componentes hidráulicos. “Normalmente, as máquinas são imensas e trabalham 24 horas por turno para atender a demanda do mercado. Imaginemos uma quebra de bomba hidráulica por desgaste prematuro, em decorrência da ausência de filtros, portanto, uma parada não-programada, o tamanho do prejuízo. Por causa do porte e da complexidade do equipamento, normalmente o tempo de manutenção é longo”, diz Luiza Machado, da Engenharia de Aplicação e Vendas da Hy-pro.
Os filtros hidráulicos são aplicados nesses sistemas de automação e lubrificação, no segmento da indústria de papel e celulose, em lavadoras de celulose, prensas, enroladeiras, rebobinadeiras, embaladoras, tombadores, elevadores etc. “Nesta aplicação, utilizamos filtros para linhas de retorno e pressão de óleo hidráulico, e filtros de ar com ou sem sílica gel”, conta Pedro Aoki, da Bosch Rexroth.

A exigência de filtração para os circuitos hidráulicos e de lubrificação é similar à existente em outros mercados, como no segmento siderúrgico ou de mineração, não havendo necessidade da criação de produtos especiais. “Há filtros da Hydac para aplicação nos circuitos de óleo hidráulico e óleo lubrificante das máquinas, e equipamentos utilizados nos processos desde o corte do eucalipto, passando pela produção de celulose e nas máquinas de papel. Com relação a aplicações em água, a construção em aço inox costuma ser a única exigência especial”, explica Alex.

Efluentes
Com problemas no que se diz respeito aos recursos hídricos e escassez de água em âmbito mundial, o tratamento dos efluentes se faz mais do que obrigatório, principalmente por esta atividade industrial exigir grande consumo de água e gerar quantidades iguais de efluentes, com coloração e potencial poluidor. Este conceito também serve para que as indústrias do setor se adequem às exigências legais para a proteção do meio ambiente e se preparem para a tributação dos recursos hídricos, reduzindo a geração de efluentes na fonte, desenvolvendo tecnologias para tratamento externo e reaproveitando os efluentes. “Dentro do processo há filtros específicos que contribuem na diminuição de carga e sólidos enviados para o efluente, aumentando a eficiência de tratabilidade, uma preocupação cada vez maior.
Desta forma, buscamos otimização de processos e a máxima reutilização desse recurso”, detalha Geraldo Simões, da Suzano. A carga poluidora contida nos despejos procedentes dos processos de produção de polpa e papel, varia de fábrica para fábrica, dependendo do tipo de polpeamento, qualidade da matéria-prima empregada e do produto final desejado. Em geral, as águas residuárias são divididas, dependendo do seu estado físico, em matéria dissolvida e sólidos em suspensão. São mais utilizados nessa área tratamentos biológicos, sendo o sistema de lodo ativado o mais eficaz, segundo as empresas do segmento, assim como os sistemas de ultrafiltração e o processo de tratamento fotoeletroquímico, que são estudados como novas opções para esta aplicação.