Atualmente, temos no mercado de filtros, diversos tipos de meios filtrantes granulados, para as mais diferentes áreas. Para saber qual o melhor deles para cada aplicação, é necessário conhecer a característica de cada um. A filtração, trata-se de um processo para separar partículas sólidas de uma suspensão líquida baseada em princípios de escoamento em meios porosos. O sólido em suspensão fica retido sobre o meio filtrante, formando um depósito (chamado de torta).Para especificar um filtro adequado para determinada aplicação, deve-se considerar diversos fatores associados às características da torta resultante da filtração e da suspensão a ser filtrada.As principais características da torta a serem consideradas na escolha do tipo de meio filtrante granulado são a compressibilidade, propriedades físico-químicas, uniformidade e estado de pureza desejado. Já no caso da suspensão, devem ser avaliados vazão, temperatura, tipo e concentração de sólido, granulometria, heterogeneidade, forma da partícula, além do custo-benefício, ou seja, a eficácia do processo frente ao custo.A escolha do equipamento filtrante depende em grande parte da economia do processo, mas as vantagens econômicas variam de acordo com a viscosidade do fluido, tamanho e forma das partículas, concentração da suspensão, quantidade do material que deve ser operado, grau de separação que se deseja efetuar, custo da mão-de-obra e da energia.Os meios filtrantes granulados são os filtros industriais mais simples no mercado. Constituídos por uma ou mais camada de sólidos particulados, que geralmente ficam alocados sobre uma grade, através da qual o material a ser filtrado flui por gravidade ou por pressão. Em alguns desses filtros, usam-se mais de um tipo de meio filtrante, criando-se o conceito de multicamadas. Os materiais utilizados para a produção do meio filtrante granulado são diversos e também dependem da finalidade para qual será destinado. Entre eles, pode-se destacar os filtros de areia, de carvão ativado/antracito, as zeólitas e as de sílica gel, comumente utilizado em filtrações industriais para a linha de ar comprimido.Nos filtros de areia, o dimensionamento dos filtros depende do tipo de água a ser tratada, do teor dos sólidos em suspensão, da existência de óleo e gorduras em suspensão, ou do teor em ferro. Após o estudo sobre a característica do que tratar, é necessário desenvolver uma série de cálculos para o sucesso da filtração, tal como calcular a velocidade de filtração, a área de filtração, o intervalo de pressão, a profundidade do leito. 


Outro tipo de meio filtrante granulado muito utilizado é o de carvão ativado. O carvão ativado para filtros é apresentado em apenas duas formas, carvão ativado granular e extrudado. Há mais de 600 aplicações conhecidas sobre o uso de carvão ativado, e para cada uma destas aplicações poderá haver procedimentos distintos, em função da característica do fluido a ser tratado e dos resultados que se desejam após este tratamento. Para isto, algumas empresas do setor, contam com vendedores especializados para atender a necessidade do cliente e encontrar a melhor solução, como salienta o gerente de vendas da Clarimex, Luciano Barche."Para nossa empresa o atendimento especializado e técnico é um dos nossos diferenciais de mercado, pois através deste conseguimos manter uma relação de confiança com o nosso cliente". Para ele, o diferencial da empresa é investir em desenvolvimento de novos produtos focados às necessidades dos clientes. Um trabalho técnico de campo em parceria com os clientes buscando auxiliar na resolução de problemas e buscar novas oportunidades".


Outro meio filtrante granulado muito utilizado são as zeólitas. As zeólitas foram descritas pela primeira vez em 1756 por Freiherr Axel Frederick Cronstedt, um mineralogista sueco, que nomeou o mineral a partir das palavras gregas zéo (ferver) e líthos (pedra) significando "pedras que fervem", uma alusão à sua característica peculiar de borbulhar quando imerso em água.Este exclusivo mineral natural possui estrutura cristalina tridimensional infinita. Esta estrutura forma cavidades que podem ser ocupadas por íons e moléculas de água com grande liberdade de movimento, permitindo o intercâmbio catiônico e a desidratação reversível da rede. Isto por que a água não afeta a estabilidade estrutural e pode ser eliminada, pois a zeólita opera como uma "esponja" ou peneira molecular.Fernando Borsatto da Celta Brasil, explica que o mercado oferece zeólitas naturais e sintéticas. Ele explica que "as zeólitas sintéticas possuem diversas aplicações, entre elas, craqueamento de petróleo, filtração de gases, purificação de oxigênio, separação de frutose-glicose, filtração de óleos específicos, desidratação de determinados compostos químicos, entre outros", mas conta que quando se trata de aplicações de meio filtrante granulado, exclusivamente deve-se aplicar produtos à base de zeólitas naturais.Fernando explica outro diferencial sobre as zeólitas naturais. Para a aplicação em tratamento de água e efluentes, há algumas características bem específicas nas zeólitas naturais que as fazem um excelente produto para a aplicação como meio filtrante granulado em tratamento de água e efluentes. Dentre estas características, ele destaca uma alta resistência mecânica, uma área interna muito grande (40m²/g) o que confere ao mineral uma alta porosidade com diâmetro de poros de 3 a 10 angstroms e alta capacidade de troca catiônica (1,5 meq/g). Assim, as zeólitas naturais atuam através de três fenômenos. O primeiro é a retenção física, já que a zeólita irá trabalhar como uma barreira física, retendo sólidos em suspensão ou qualquer outro composto que possa ser retido por diferença de partícula. Esta função é muito parecida com a areia ou outros meios filtrantes granulares, mas o principal diferencial das zeólitas naturais é que por sua alta área superficial e porosidade, sua capacidade de reter sólidos é muito maior, não só em quantidade mas como também em tamanho de partículas. Filtros com zeólitas naturais podem reter partículas com até 5 micra de tamanho, ao passo que a areia tem como referencial 30 micra. Esta alta porosidade, confere às zeólitas uma densidade menor que a areia. Isso possibilita maiores carreiras de filtração bem como economias significativas em processos de retrolavem.O segundo fenômeno é a adsorção, que fazem com que partículas de compostos químicos fiquem retidas na parede e cavidades internas das zeólitas naturais através de um processo de adsorção. Uma vez adsorvido, estes compostos não saem da estrutura do mineral ao menos que o leito granulado seja atacado por um pH extremamente ácido ou básico ou que sofra com temperaturas superiores a 1.300°C. Assim sendo, são fenômenos praticamente inexistentes nas condições de aplicação dos meios filtrantes granulados.Por último, a zeólita é capaz de realizar a troca catiônica. Através deste fenômeno, os meios filtrantes granulados irão reter compostos químicos através de um processo de troca. Enquanto retém produtos contaminantes, liberam cátions intercambiáveis, principalmente o cálcio e sódio.A empresa desenvolveu diversos meios filtrantes, 100% ecológicos, capazes de remover uma série de contaminantes em efluentes, águas subterrâneas e de consumo humano. Os produtos desenvolvidos, atualmente já estão sendo utilizados há aproximadamente 12 anos em larga escala no Brasil e há mais de 25 em países que possuem o domínio da tecnologia do mineral natural zeólita.Borsatto afirma que a empresa produz diversos produtos à base de zeólitas para os mais diversos usos, entre eles, para remover sólidos e materiais em suspensão de águas industriais e para consumo humano, para substituição dos leitos convencionais de filtração compostos por areia, para a remoção de ferro e manganês, para a remoção de amônia da água e efluentes, para remoção de metais pesados (cobre, chumbo, níquel, cádmio, zinco, cromo, estanho, cobalto, mercúrio e prata).Ele ressalta que embora todas as aplicações necessitem de zeólitas naturais modificadas, ao se utilizar uma zeólita sem nenhum tipo de processo de beneficiamento, os resultados são limitados. Por isto, a importância do beneficiamento da zeólita natural. Ele conta que basicamente, há três processos de beneficiamento de zeólitas, sendo eles, físicos, térmicos ou químicos. "Na sua maioria, pelo menos dois processos devem ser usados para produção dos produtos e visam direcionar e potencializar os três fenômenos destacados que a zeólita natural possui, ou seja, retenção física, adsorção ou intercâmbio catiônico, transformando o mineral natural em um produto com uma característica específica e de alto rendimento".Além de transformar as zeólitas de acordo com a necessidade para o qual ela será utilizada, a empresa desenvolve produtos exclusivos. É o caso da Alumina Ativada, meio filtrante granular empregado no tratamento de água potável para remoção de flúor. Segundo Fernando, este meio filtrante irá atuar através do fenômeno de intercâmbio catiônico e é passível de regeneração o que prolonga a sua vida útil e o torna viável para este tipo de aplicação".A empresa conta alguma das vantagens em se usar as zeólitas. Por suas características, seus processos de aplicação e eventuais regenerações não geram compostos terceiros que sejam contaminantes e como parte de seu tratamento é por adsorção, os contaminantes ficam retidos na estrutura do meio filtrante granulado e não lixiviam, logo, assim que estiverem saturados, não irão se transformar em um resíduo perigoso facilitando assim o seu descarte sem nenhum risco de contaminação ambiental.

Borsatto também destaca que as zeólitas possuem maior eficiência em processo de retrolavagens e significativa diminuição de volume de água e gastos energéticos. "Em cenários de escassez hídrica, utilizar um volume menor em operações de água em processos de retrolavagem é extremamente necessário e importante não só por questões de custos como também por considerações ambientais".Segundo a empresa, o crescimento dos meios filtrantes granulados a base de zeólitas vem sendo bastante significativo, em taxas próximas aos 10% anuais. Isso ocorre por diversos fatores, mas destaca que o uso de meios filtrantes granulados permitem a elaboração de sistemas mais compactos e com um uso menor de produtos químicos, trazendo assim, economias em seu processo de concepção bem como diminuição do uso de químicos. Também por questões ecológicas, como menor uso de água e menor geração de resíduo a ser tratado, seja ele líquido ou sólido e também destaca a alta eficiência em remoção dos contaminantes.A empresa acredita que a crise hídrica pode impulsionar este crescimento:"Muitas empresas de abastecimento e também indústrias buscam tecnologias em que possam trabalhar com o reúso de água. O uso de meios granulados à base de zeólitas naturais proporcionam importantes aplicações para este fim e vem sendo um importante aliado para diversas empresas que buscam este objetivo". Também acredita que o tratamento de poços artesianos possa contribuir para este crescimento. "Uma importante fonte de abastecimento de água potável são as águas subterrâneas. Devido a características geológicas dos solos brasileiros, boa parte da água subterrânea contém teores principalmente de ferro e manganês que estão acima da portaria de potabilidade brasileira. Assim sendo, meios filtrantes granulares a base de zeólitas são as alternativas mais econômicas e eficientes para este tipo de aplicação".Para Borsatto, a substituição de leitos convencionais de areia e quartzo também são uma tendência: "Muitas estações convencionais de tratamento de água e efluentes que usam leitos convencionais de areia para a remoção de turbidez, estão optando pela substituição por leitos granulares a base de zeólitas, pois além de conferir à água uma melhor qualidade de turbidez, atingindo inclusive limites inferiores a 0,5 NTU na água filtrada, garante economias significativas ligadas aos custos operacionais, tais como energia e água em processos de retrolavagem. Estas economias podem chegar até 25%.Os filtros de meio filtrante granulado são usados primordialmente quando se trata, de grandes volumes de suspensão muito diluída, nas quais nem o sólido nem o líquido têm valor comercial elevado, e quando o produto sólido não deve ser recuperado. Por isto, constituem o suporte de águas servidas. Outro meio filtrante granulado com alta capacidade de adsorção é a sílica gel. A sílica gel é um adsorvente regenerável com ampla aplicação na indústria. "Entre os agentes de secagem disponíveis para processos de adsorção industriais, a sílica gel é o único que reúne uma elevada capacidade de adsorção de vapor d’água, inércia química, facilidade de reativação e ampla adaptabilidade para as variadas condições de secagem geralmente experimentadas na indústria", conta o gerente técnico da empresa Saguaragi, Dario Leite.Ele conta que para a maioria das aplicações de secagem, tais como a secagem de ar comprimido ou de fluxo de gás em processo, a sílica gel pode ser a única alternativa disponível com capacidade de reduzir a umidade aos níveis de requeridos. Em muitos casos, a utilização de sílica gel é imperativa devido à sua baixa reatividade.Leite explica que ao olharmos a estrutura da sílica gel no microscópio, ela pode ser comparada com uma esponja, permeada de poros de tamanho muito pequeno. Ao medirmos a superfície interna desses poros, atingimos um valor extremamente elevado de aproximadamente 800 m² por grama de sílica gel, essa elevada área superficial confere à sílica gel, excepcional capacidade de adsorção de umidade e compostos polares.Dario Leite ressalta, "A sílica gel é um material praticamente inerte, com aprovação de uso para contato com alimentos e medicamentos, com granulometria específica para adsorção de umidade de fluxo ar comprimido ou gases, além de líquidos orgânicos, utilizada também para remoção de contaminantes polares de solventes não-polares".A Sílica gel é um dióxido de silício sintético, obtido pela reação entre silicato de sódio e ácido sulfúrico. Assim que misturados o ácido e o silicato, utilizando-se um excesso de ácido, ocorre a gelificação, com a formação de um hidrosol, que lentamente se contrai através da perda de água para formar a estrutura sólida da sílica gel, chamada nessa etapa do processo de hidrogel. O gel sólido é então quebrado e lavado para remover o subproduto da reação, o sulfato de sódio, e criar sua estrutura porosa. É justamente essa estrutura porosa que conferirá à sílica gel sua grande gama de aplicações industriais.A partir da formação do gel várias rotas de produção são possíveis, envolvendo diferentes estágios de envelhecimento dos materiais processados e distintas formas de moagem e secagem. Essas rotas serão escolhidas de acordo com as características específicas desejadas na sílica gel a ser obtida no final de todo o processo. Dentre os vários tipos de sílica gel produzidos mundialmente, além daquela utilizada para remoção de umidade em fluxo de gases e ar comprimido, temos ainda as sílicas do tipo:

Hidrogel – largamente utilizada no refino de óleos vegetais, na estabilização de cervejas e na produção de biodiesel.  

Micronizada – destinada a várias aplicações na indústria, tais como o fosqueamento de tintas e vernizes, como adsorvedor de umidade para tintas em pó contendo pigmentos metálicos (alumínio e zinco), para conferir fluidez (free flow) em produtos em pó da indústria farmacêutica e alimentícia, como agente antibloqueio para filmes plásticos, como antiumectantes e carriers em aplicações na indústria alimentícia e farmacêutica e ainda na estabilização de cervejas.É importante ressaltar que muitas empresas utilizam nomes próprios para seus produtos. Por isto, é interessante sempre pesquisar a finalidade e procurar empresas especializadas de acordo com o objetivo para qual o meio filtrante será utilizado. 

Contato das empresas: 

Celta Brasil: www.celtabrasil.com.br

Clarimex: www.clarimex.com

Saguaragi: www.saguaragi.com.br