A hidráulica evoluiu muito nos últimos anos. Seus componentes hidráulicos, elementos de máquinas e óleos hidráulicos e lubrificantes se modernizaram tecnologicamente. E os filtros hidráulicos acompanharam essa tendência para garantir um nível de limpeza cada vez melhor aos sistemas. Aqui está o desafio: para atingir esse nível de limpeza mais rigoroso, os fabricantes de filtros tiveram que evoluir na tecnologia aplicada no meio filtrante. Hoje, os filtros hidráulicos e elementos filtrantes dispõem de opções para aplicações específicas com soluções customizadas, melhores níveis de limpeza e vida útil mais longa.
A aplicação, o dimensionamento e a seleção dos filtros não mudaram. As alterações observadas ao longo do desenvolvimento tecnológico dos filtros são a redução de tamanho e de peso e os custos de fabricação dos equipamentos novos. “Para os equipamentos existentes, a substituição dos elementos filtrantes de tecnologia ultrapassada pelos similares com tecnologia mais avançada combina menor perda de carga inicial, menor consumo energético e maior vida útil, dependendo do caso” – ressalta Alex Alencar, engenheiro de aplicações da Engefluid, empresa distribuidora focada no segmento fluidodinâmico.

Eficácia do material
A eficácia de um filtro está atrelada à tecnologia do material usado no elemento filtrante para reter partículas sólidas. “Onde existe aplicação com componentes sensíveis à contaminação, como válvulas direcionais, proporcionais, bombas de pistão, entre outros, é preciso o uso de filtros para protegê-los de contaminações geradas a todo momento de inúmeras fontes” – exemplifica o engenheiro Gabriel Souza, gerente de produto da divisão de filtros da Hydac.
Apesar de existirem inúmeros meios filtrantes, como a fibra de vidro e a celulose, Souza recomenda que é sempre importante utilizar material que ofereça ao sistema perda de carga inicial baixa e alta capacidade de retenção, assim, será possível disponibilizar vida útil maior do elemento filtrante. Além disso, ele indica usar um meio filtrante que retenha partículas de diferentes tamanhos, principalmente entre 3 µm e 15 µm, que causam dano prematuro aos componentes hidráulicos, elevando os custos de manutenção.
Para este caso, a Hydac criou os elementos hidráulicos Optimicron^®, produzidos com fibras especiais e por processo de plissagem customizado. Eles são projetados visando à perda de carga menor aliada à alta eficiência na retenção de partículas, o que propicia maior vida útil do elemento, alcançando até 30% se comparado com a geração anterior da empresa. Assim, o descarte frequente desse componente é postergado. Outro destaque é o ganho energético já que com a existência de perda de carga inicial menor e durante sua vida útil, é possível reduzir custos energéticos em um sistema hidráulico.

Inibição de cargas eletrostáticas
Segundo Alencar, da Engefluid, já é possível encontrar no Brasil sistemas hidráulicos e de lubrificação que operam com fluidos de base mineral. “Eles são obtidos por tecnologias de refino mais elaboradas que exigem certas características operacionais na composição do meio filtrante que inibam a formação de cargas eletrostáticas” – explica. Essa tecnologia é amplamente difundida na Europa, Ásia e EUA e exige essa composição dos elementos filtrantes para impedir a neutralização elétrica do óleo através do faiscamento, o que pode resultar em danos ou mesmo acidentes, como explosões e incêndios.

A tendência no Brasil, conforme Souza, da Hydac, é o uso de óleos hidráulicos com base nos grupos II e III, que têm a vantagem de serem isentos de zinco, porém, ao mesmo tempo, têm baixa condutividade elétrica, o que é um grande problema para o sistema hidráulico de uma máquina. “Devido à baixa condutividade do óleo, pode ocorrer descarregamento eletrostático, gerando arcos elétricos no sistema, principalmente no tanque hidráulico. Por essa descarga eletrostática, é possível observar vários problemas, como furos na malha filtrante do elemento hidráulico e envelhecimento prematuro do óleo” – aponta.
Mediante essas falhas, o usuário poderá realizar a troca prematura do elemento filtrante e óleo hidráulico/lubrificante, que trabalhariam ainda por inúmeras horas no equipamento. Por essa razão, foram criados filtros hidráulicos que neutralizam esse carregamento eletrostático. A Hydac, por exemplo, desenvolveu a série Stat-Free^® com meio filtrante especial que previne o carregamento eletrostático no sistema hidráulico, evitando danos ao elemento filtrante e ao óleo hidráulico/lubrificante.

Atuação industrial
A combinação dos filtros com “efeito ciclone” e dos elementos filtrantes com Pure Power propicia melhor filtração dos fluidos hidráulicos. “O que aumenta a disponibilidade dos equipamentos e dos componentes hidráulicos de forma individual, reduz o tempo de parada das máquinas e, como resultado final, diminui, de forma significativa, o TCO, Custo Total de Propriedade” – afirma Píccolo.

A linha de filtros industriais da Hydac busca acompanhar a necessidade de maior proteção dos componentes mais sensíveis. “Esta linha entrega maior filtrabilidade, alcançada devido ao maior número de camadas do elemento filtrante, que permite maior retenção de partículas, maior range de tamanho de partículas retidas, menor perda de carga inicial, maior estabilidade de filtração em condições reais de operação e, mesmo nas condições que levam o elemento próximo ao seu limite, garante rigidez estrutural do elemento filtrante até o final de sua vida útil. Essa qualidade é fundamental para o ganho de produção e maior confiabilidade do equipamento onde o filtro está instalado” – esclarece Souza.
O gerente de produto da Hydac diz que para atingir esse nível de tecnologia em um filtro hidráulico, são necessários anos de estudos e testes em laboratório e de campo para garantir que o filtro projetado atenda a um range grande de aplicações. Isso porque cada aplicação tem sua particularidade de nível de limpeza, pressão de trabalho, fadiga etc.
A Hydac se torna referência nesse processo de desenvolvimento de um novo filtro hidráulico. Antes de lançar um produto, realiza uma série de testes de bancadas e de campo para garantir que o produto a ser inserido no mercado atenda às necessidades dos sistemas atuais na indústria.

Dispositivos indicadores
O controle de vida útil dos elementos filtrantes continua sendo monitorado por sensores de ?p (Delta P). “Sendo possível, neste caso, utilizar este controle por sensores analógicos com sinais padronizados no mercado em corrente ou tensão que acompanham a evolução desta perda de carga proporcionalmente em modo remoto em tempo real, alimentando qualquer sistema de controle automatizado existente” – afirma Alencar. Além disso, o mercado hoje encontra sensores de contaminação on-line que comandam em modo automático a entrada de sistemas auxiliares de filtração, desumidificação e desaeração.
Seja pela orientação na produção do cliente, seja na proteção do componente mais sensível do equipamento, cada aplicação hidráulica solicita que seja realizado um estudo para definir o melhor ponto de instalação do filtro.
O filtro poderá ser instalado na linha de pressão, retorno, recirculação on-line, recirculação off-line, sucção ou mesmo em aplicações conjuntas das anteriores. “Independentemente do local de instalação do filtro, é necessário ter um dispositivo para indicar ao usuário o momento correto de substituir o elemento filtrante, pois a falta desse dispositivo pode fazer com que a troca seja tardia ou precoce” – aponta Gabriel Souza.
Quando a troca do elemento é feita tardia, inúmeras situações podem acontecer. “Por exemplo, o sistema trabalhar desprotegido quanto à filtração, pois na existência de um by pass no filtro ou elemento, ele poderá estar aberto, fazendo com que grande parte do óleo não seja filtrado” – diz Souza. No caso do elemento filtrante ser trocado prematuro, muitas das vezes por horas de trabalho, o usuário descartará um elemento filtrante que talvez trabalharia por um período maior no sistema. “Nessa situação, o usuário deixou de usar toda a vida útil de elemento filtrante, então, parte do investimento feito na compra dele é perdida” – explica.
Existem vários tipos de dispositivos para monitorar a vida útil do elemento filtrante de um filtro hidráulico: indicadores de ensujamento visual, elétrico, elétrico/visual, com sinal de 4 a 20 mA etc. “Isso possibilita ao usuário conectar tal dispositivo em uma central, fazendo com que seja avisado de forma automatizada o momento de troca do elemento filtrante” – salienta Souza.
Píccolo diz que, preferencialmente, todos os filtros devem possuir indicadores de contaminação. Segundo ele, os indicadores variam das versões mais básicas, que são manômetros ou mecânicos (indicador óptico), passando pelos indicadores elétricos digitais com 1 ou 2 sinais (75% e 100% de saturação) e chegando até os indicadores eletrônicos com sinais analógicos que acompanham todo o desenvolvimento da “saúde” do elemento. Esses indicadores podem ser conectados a um CLP para leitura e monitoramento do nível de saturação dos filtros, como também serem parte de um sistema integrado de manutenção preditiva com uso de Inteligência Artificial.

Falta mais conhecimento
“A aplicação do filtro hidráulico cresce à medida que aumenta o tamanho do parque industrial e, principalmente, a assimilação de que a principal causa de falhas em sistemas hidráulicos ou de lubrificação a óleo é a contaminação sólida presente no fluido” – diz Alencar.
Esse conceito é adotado há décadas em segmentos da indústria, como a Siderurgia, Geração de Energia, Química e Papel e Celulose. Entretanto, segundo ele, ainda há setores que, mesmo utilizando largamente sistemas hidráulicos e circuitos de lubrificação a óleo, precisam aprofundar o conhecimento e cuidar com mais dedicação dessa importante parte da manutenção.
O mercado tem grande oportunidade de crescimento para a filtração hidráulica. “Não apenas para equipamentos mais sofisticados, de maior precisão ou de maior exigência de disponibilidade, mas até mesmo para aqueles sistemas considerados regulares. A razão é simples: reduzir custos de manutenção” – afirma Alencar.
O uso de filtros hidráulicos é necessário em aplicações nos mercados de Siderurgia, Celulose, Mineração e Automotivo, que, segundo Souza, da Hydac, são cobrados por produtividade dos seus equipamentos, visto que quando parados ou com a eficiência reduzida significa perda de recurso e dinheiro. “Por isso, esses segmentos possuem equipamentos com hidráulica mais tecnológica, porém, ao mesmo tempo, fazem uso de componentes mais sensíveis à contaminação por terem folgas dinâmicas menores. Os filtros hidráulicos são de extrema importância para proteger esses componentes, que, na maioria das vezes, têm custo de troca/reparo elevado” – ressalta.
Com a demanda do mercado industrial mundial por equipamentos mais compactos, precisos e com menor consumo energético, os componentes hidráulicos de forma individual estão se adequando a esta demanda. “Para que eles atinjam a performance solicitada, uma filtragem de excelência é crucial, demandando pesquisa e desenvolvimentos constantes no mercado de filtração” – salienta Píccolo, da Bosch.

Benefícios ambientais
Além do desenvolvimento de filtros e elementos filtrantes com particularidades técnicas para diferentes aplicações, há soluções que oferecem simultaneamente a proteção desejada, isto é, o controle da contaminação sólida associada ao menor consumo energético. “O filtro é uma perda de carga localizada que terá seu elemento filtrante substituído após atingir determinado valor final de ?p (Delta P). O melhor filtro é aquele que garante a obtenção e manutenção do patamar de limpeza desejado, com menor perda de carga pelo maior tempo possível. Há no mercado hoje fabricantes que oferecem em suas últimas versões de elementos filtrantes exatamente esse benefício” – explica Alencar, da Engefluid.
O resultado do ponto de vista da manutenção é que o nível de limpeza desejado irá conferir maior confiabilidade ao equipamento. Já sob o aspecto de consumo energético, seja em kWh ou em volume de combustível necessário para operar o sistema, ocorrerá menor consumo. “O impacto ambiental da utilização regular dos elementos filtrantes mais atuais tende a ser menor graças à maior vida útil devido às melhorias técnicas obtidas, com menos trocas e menor descarte e destinação de elementos filtrantes usados” – diz Alex Alencar da Engefluid.
Atualmente, além de pensarem em desenvolver produtos que ofereçam desempenho melhor na filtração dos equipamentos, os fabricantes de filtros precisam se atentar em projetar um produto que traga benefícios ambientais. “Tecnologia e meio ambiente sempre devem estar em sintonia. Desenvolver um filtro tecnológico sem nenhum benefício ambiental é algo incoerente com as novas tendências de mercado e as regulamentações ambientais existentes” – conclui Souza, da Hydac.

Contato das empresas
Bosch Rexroth: www.boschrexroth.com.br
Engefluid: www.engefluid.com.br
Hydac: www.hydac.com.br