Segundo estudos, 80% das paradas em sistemas hidráulicos possuem conexão direta com a falta de manutenção e consequente contaminação. Os problemas provenientes da falta de cuidados com os equipamentos são redução da vida útil deles, custos de manutenção e horas de máquinas paradas, ou seja, prejuízo financeiro. Para evitar tais incômodos, conhecer, prevenir e tratar a contaminação é imprescindível.

A contaminação pode ser sólida, líquida e gasosa que muitas vezes, podem ser combinadas. A contaminação líquida ocorre, geralmente, quando água entra no reservatório e isto pode ocorrer diretamente ou quando ocorre a condensação da umidade do ar dentro do equipamento. Quando a água se mistura ao óleo, do reservatório hidráulico, age como catalisador de reações químicas diversas, o que acelera o processo de destruição destes aditivos e consequentemente reduz muito a vida útil do óleo. 

Mas também existe a contaminação por ar, que acontece por cavitação. A cavitação é a formação de bolhas de vapor e posterior implosão das mesmas nas pás do impulsor da bomba. Este fenômeno ocorre quando a pressão estática do fluido bombeado, a uma determinada temperatura, desce até à pressão de vaporização e posteriormente sofre uma súbita subida de pressão.

A contaminação sólida, por sua vez, pode ocorrer em diversos momentos, entre eles durante a construção do equipamento, ou no momento do abastecimento, reabastecimento ou manutenção do equipamento, desgaste interno do sistema, vazamentos e retentores deteriorados ou ainda quando poeira do ambiente entra no equipamento via filtro de ar. O engenheiro da Engefluid, Alex Alencar, explica sobre dois tipos de contaminação sólida: externa ou interna.

"No caso das fontes externas, é fácil identificar sua influência para aqueles circuitos que operam em ambientes muito poluídos, como cimenteiras, mineração, construção civil, certas áreas encontradas na siderurgia, etc. É intuitivo entendermos que num ambiente muito poluído, uma abertura indesejada irá permitir que partículas em suspensão no ar, penetrarão por este ponto. Caso o respiro seja inadequado para o reservatório, também poderá permitir o ingresso de contaminantes sempre que ocorrer uma depressão no interior do reservatório". E continua.

"Entretanto, mesmo em ambientes muito limpos, como certas plantas industriais ou laboratórios, a contaminação poderá estar presente em razão da segunda fonte de contaminação que é a interna". O engenheiro explica que a geração de partículas que ocorre no interior dos circuitos é a principal fonte de contaminação a ser considerada e que faz surgir um fenômeno denominado reação em cadeia do desgaste. 

"Em outras palavras, podemos dizer que quanto mais contaminado estiver o sistema hidráulico, mais contaminação irá surgir no circuito" – completa. Segundo Alencar, alguns fatores são mais impactantes que outros no que diz respeito à contaminação.

a) Sistemas hidráulicos que operam com pressões mais elevadas possuem componentes hidráulicos com folgas dinâmicas menores e quanto menor a folga, mais crítico precisa ser o controle da contaminação para minimizar a multiplicação de partículas;

b) Sistemas que operam com temperaturas acima do recomendado ou com óleo com viscosidade cinemática inferior ao especificado terão filme lubrificante comprometido, propiciando a geração de novas partículas;

c) Sistemas que possuem filtração deficiente irão permitir uma presença maior de partículas sólidas nocivas no óleo e isso vai propiciar a propagação da contaminação;

d) Pontos internos nos circuitos que possuam redução de área de passagem irão contribuir mais com a geração de partículas por erosão superficial devido ao choque de partículas com mais quantidade de movimento;

e) Sistemas que possuem funcionamento intermitente serão mais geradores de novas partículas destacadas das superfícies internas de partes com movimento relativo entre si pelo processo de adesão superficial;

f) Rolamentos que são lubrificados com óleo contaminado com níveis acima da recomendação irão sofrer mais desgaste erosivo gerando mais partículas sólidas nocivas destacadas pelo processo de geração por fadiga.

O engenheiro afirma que para se descobrir a contaminação, é necessário verificar se a filtração hidráulica está corretamente dimensionada para um circuito. "É necessário que se acompanhe, no mínimo, dois fatores relativos ao comportamento dos filtros: a vida útil do elemento filtrante e o resultado obtido referente ao nível de limpeza que pode ser alcançado. Quanto ao tempo de vida útil, basta acompanhar no calendário, mas para avaliação do resultado, se faz necessária a utilização de uma técnica de medição do nível de limpeza, que pode ser periódica ou on-line, isto é, o nível de contaminação é medido em tempo real e alimenta um sistema de dados de manutenção". 

Ele lembra que em equipamentos menos sensíveis, a medição periódica da contaminação costuma ser suficiente, mas para equipamentos de alta disponibilidade e/ou que possuam recomendações de níveis de limpeza abaixo das normas indicadas na ISO 4406 (vide box), é fortemente recomendado que se utilize um contador de partículas on-line. Segundo o engenheiro, a contagem de partículas não especifica o formato nem a origem dos contaminantes, mas se o objetivo é desenvolver uma investigação para buscar a origem e formação das partículas, podem ser adotadas técnicas de leitura pelo método da ferrografia analítica. Neste procedimento uma amostra de óleo é colocada numa placa de vidro montada num plano inclinado e submetida a um campo magnético intenso. Através deste método é possível identificar diferentes grupos com diferentes dimensões e concentrações. Ao final da inspeção por microscopia óptica (ferroscópio), o analista deve interpretar os resultados e correlacioná-los com os vários tipos de desgaste. Assim são determinados os tipos de problemas existentes e quais providências a equipe de manutenção deve tomar.
Embora sugira que apenas partículas ferromagnéticas possam ser detectadas, inúmeros outros tipos de materiais são analisados por esta técnica como ligas de metais não ferrosos e materiais não metálicos (areia, fibras orgânicas e fibras inorgânicas, borra, fuligem, etc). Quando executada com todos os rigores técnicos, permite um diagnóstico preciso do modo de desgaste da máquina monitorada.

 

Entendendo a Norma ISO 4406 O objetivo do código ISO é simplificar o relatório de contagem de partículas, através da conversão da quantidade de partículas encontradas por mililitro da amostra analisada em um código, que represente este valor. Na versão atual da norma, são reportados os seguintes tamanhos de partículas: >4u/ >6u / >14u A primeira representa o número de partículas iguais ou maior que 4u por ml. A segunda representa o número de partículas iguais ou maior que 6u por ml. A terceira representa o número de partículas iguais ou maior que 14u por ml.

 

"Um sistema hidráulico contaminado chega a perder cerca de 20% de sua eficiência antes de ter a parada total do equipamento. Por este motivo é de extrema importância que seja feito um acompanhamento eficaz do índice de contaminação do óleo e também de suas propriedades físico-químicas" - complementa Angélica Oliveira, especialista de produto e mercado da Parker.

Quando o problema é detectado, é preciso resolver. O engenheiro da Engefluid, Alex Alencar, defende que independente da origem e forma das partículas sólidas, o correto dimensionamento da filtração do circuito hidráulico busca equilibrar o trinômio ingresso-geração-retenção. "Cada circuito deve ser analisado quanto ao seu uso, ambiente de instalação, disponibilidade, exigência de níveis de limpeza, limites de perda de carga disponíveis e certas particularidades que possam existir". Oliveira, da Parker, acrescenta:

"Para impedir a entrada de contaminantes e minimizar os impactos para sistema hidráulico é importante utilizar filtros de alta eficiência, pois a utilização destes filtros trará maior confiabilidade para o sistema e aumentará a vida útil dos principais componentes hidráulicos, fazendo com que o equipamento opere no seu melhor rendimento".

Alencar é categórico sobre o combate à contaminação. "O correto dimensionamento da filtração é a chave para o aumento da confiabilidade dos sistemas hidráulicos e de lubrificação a óleo e sempre acompanhando seu desempenho, principalmente com relação ao resultado atingido". Ele lembra que não há uma instalação padrão, mas sim a solução padrão que é barrar o ingresso de contaminantes externos e provocar o desequilíbrio na relação entre a geração e a retenção de partículas. "De modo forçado, é comum ouvirmos que uma filtração bem dimensionada vai interromper a reação em cadeia do desgaste, mas isso não é o que realmente acontece. A filtração bem dimensionada consegue retardar violentamente o desgaste interno de componentes atendidos pelo óleo e consequentemente diminuir em muito esta reação em cadeia do desgaste". A especialista da Parker acrescenta:

"Para combater a contaminação presente no sistema hidráulico é importante ter um sistema de filtragem adequado, utilizando filtros de ar, pressão e retorno de alta eficiência. Assim como efetuar limpeza no reservatório hidráulico periodicamente, garantir que toda transferência de óleo e abastecimentos sejam feitos mediante filtragem. Com simples ações podemos garantir a confiabilidade do sistema".

Atualmente há tecnologias específicas de filtros e elementos filtrantes para aplicações hidráulicas com particularidades que podem ser encontradas em diferentes tipos de máquinas. Elementos filtrantes hidráulicos não são comparáveis apenas pelo tamanho físico, mas sim pelo seu comportamento quando em operação. Infelizmente, no mundo todo há fornecedores de filtro que tratam o elemento filtrante hidráulico como uma commodity e oferecem seus produtos como sendo "totalmente" intercambiáveis com os modelos que o usuário utiliza, mas que na verdade são apenas cópias dimensionais e que podem até mesmo apresentar incompatibilidade química ou mesmo sofrerem colapso por não suportar um diferencial de pressão capaz de acionar até mesmo o indicador de saturação. Para selecionar o melhor elemento filtrante, se faz necessário acompanhar seu desempenho em termos de vida útil e resultado, de modo que seu custo possa ser comparado com embasamento técnico a outra opção. Note que o que deve ser comparado é seu custo global de utilização e não seu preço de compra. Todos os fabricantes sérios de filtros hidráulicos estão sempre desenvolvendo produtos mais adequados às necessidades da indústria acompanhando seu desenvolvimento tecnológico.

Angélica ressalta que a empresa possui produtos que auxiliam no combate à contaminação do sistema. "Trabalhamos com o triceptor, um filtro de ar capaz de reter umidade e partículas sólidas durante a troca de ar, impedindo que esses contaminantes afetem o sistema hidráulico". E continua. "Em nossa linha de produtos também temos unidades de transferência e abastecimento que auxiliam na adequação da classe de contaminação do óleo de acordo com cada sistema hidráulico. Essas unidades podem ser equipadas com o monitorador de partículas on line, iCount PD, este equipamento possibilita a visualização em tempo real da classe contaminação do sistema (ISO/NAS)". 

Parker: www.parker.com.br