Filtros do ar para o mercado industrial
Por Carla Legner
Edição Nº 104 - Maio/Junho de 2020 - Ano 19
Os Filtros de ar na indústria também podem ser percebidos como sistema, e não apenas como elemento filtrante
Filtros de ar são componentes de sistemas projetados para garantir a qualidade do ar determinada de acordo com o ambiente (tamanho do local ou tipo de processo). No caso da indústria deve atender as normas técnicas específicas de filtragem em salas limpas, etapas de processos industriais, farmacêuticas, laboratórios, centro cirúrgicos etc.
“Pode ser utilizados para proteger um processo, ou seja, evitar que as impurezas presentes no ambiente interfiram nessa linha de produção. Isso vai desde a montagem de um celular para evitar que películas caiam na tela, por exemplo, até os processos alimentícios e farmacêuticos, onde bactérias podem comprometer o alimento e os medicamentos” – detalha Osmar Xavier Ribeiro, gerente da ABS Filtex.
Basicamente, esses filtros têm a função de reter as impurezas tanto no insuflamento como na exaustão. Servem para separar particulados sólidos e líquidos presentes na atmosfera. Também pode ser definido como o processo de remoção de contaminantes de uma corrente de ar ou gás, retendo partículas por meio de uma barreira contrária à passagem do fluxo do ar.
De acordo com Andre Gallo, engenheiro da Trox do Brasil, o seu uso visa reduzir riscos à saúde humana e animal, segurança dos ocupantes dentro do ambiente, remover contaminantes tóxicos do ar, retirar microrganismo patogênicos (vírus, bactérias, etc), bem como reduzir interrupções dos processos produtivos, e principalmente mitigar os riscos de contaminantes presentes no ambiente externo.
Os Filtros de ar na indústria também podem ser percebidos como sistema, e não apenas como elemento filtrante. Hairton de Oliveira, engenheiro ambiental da Parker do Brasil explica que esse conjunto é concebido pela necessidade específica de sua aplicação, seja ela de processo produtivo, que permite alta produção e ao mesmo tempo garante a qualidade do ar ambiental, como para controle de poluição ambiental especificamente, que chamamos apenas de filtro coletor de pó.
A construção da maioria dos elementos filtrantes de ar industrial é simples. Em grande parte das aplicações, basta imaginar um meio filtrante, seja ele tecido, papel, ou telas metálicas, com furos pequenos o suficiente para prender as partículas e o projeto já estará completo. Vale ressaltar que quando esses furos ou poros estiverem tapados ou saturados, o filtro estará inutilizado e deverá ser limpo novamente ou descartado.
“Nesse ponto acrescenta-se mais um objetivo da filtração que é a durabilidade, seja ela conseguida com a remoção das partículas saturadas e regeneração do filtro, ou condicionando o elemento filtrante para ter alta capacidade de retenção de pó até o final de sua vida útil para ser definitivamente descartado” – ressalta Oliveira. Produzidos pela primeira vez na década de 1930, os filtros de ar foram projetados para reduzir a chance de incêndios. Devido aos avanços tecnológicos e às atualizações padrão, os filtros de ar atendem a uma finalidade muito maior atualmente.
Como funcionam e suas aplicações
Isildo Pedro da Silva, diretor da Airfil explica que o filtro de ar industrial é geralmente utilizado em sistemas de ar-condicionado, exaustão de ar e ventilação, de maneira que sempre permaneça em boas condições, sem impurezas e cheiros desagradáveis, fazendo com que o local onde o filtro seja adequado para atividade humana.
“De forma simples e resumida, o filtro para ar condicionado serve para melhorar a qualidade do ar insuflado, na exaustão para reter particulados jogados na atmosfera, e também utilizados nos retornos das centrais de ar condicionado. Na ventilação, por sua vez, também serve para melhorar a qualidade do ar insuflado” – destaca Silva.
Ar condicionado: Na indústria farmacêutica, apesar de ser indústria, os filtros de Ar Condicionado são classificados como HVAC, Heating Ventilation and Air Conditioning, não com o termo Filtro Industrial. Isso se deve, por ser uma aplicação muito específica e estar instalado com tratamento de ar na sua condição de temperatura e umidade controlados, além da alta eficiência de filtração necessária. Esses elementos filtrantes são especificamente de filtração de profundidade, devido à sua assepsia e volume de poluentes muito baixo, ele deve ser trocado quando atingir a sua capacidade de retenção de partículas.
Ventilação: Se a finalidade da ventilação for para diminuição da temperatura de um ambiente, tomando ar externo e jogando este ar no ambiente interno, a filtração é fundamental para garantir baixos níveis de particulado, e proteger pessoas, produtos e equipamentos no ambiente, garantindo a qualidade do ar interno. Neste caso os filtros de HVAC são muito indicados pois a condição do ar externo, na maioria dos casos, é de baixas concentrações, permitindo o uso de filtros de profundidade, que serão trocados quando atingirem a perda de carga (saturação) máxima.
Exaustão: Os filtros de exaustão podem utilizar elementos filtrantes de origem HVAC ou somente os já entendidos como filtros Industriais, mas ambos serão instalados de acordo com seu contexto. A quantidade de poluente que este filtro ou elemento filtrante vai receber é que vai determinar se o sistema ou o elemento filtrante será de profundidade ou de superfície.
Ou seja, será um elemento de troca constante, no caso dos de profundidade, ou um elemento autolimpante, no caso de filtros de filtração de superfície, que permitem ser limpos por sistemas de jato pulsante (ar comprimido) injetado periodicamente no contra fluxo para limpeza. Em alguns casos, como na exaustão de tinta, o filtro utilizado é de profundidade, e trocado constantemente em períodos bem curtos.
Vinícius M. Fernandes, representante da Aeroglass, ressalta também que filtros utilizados para sistemas de exaustão tem a função de reter partículas que possam contaminar o ar externo. Essas partículas podem ser químicas como solventes e mais materiais tóxicos, ou até mesmo biológicas, como em alguns casos de laboratórios e farmacêuticas que manipulam vírus e bactérias.
Existem dois tipos mais utilizados para estes casos, que são filtro de filtragem mecânica, que nada mais é que uma restrição de dimensão de partícula, ou seja, o espaço para passagem da partícula é inferior ao tamanho da partícula em questão. Além disso, existem filtros que funcionam com absorção química, um exemplo conhecido destes filtros são os de carvão ativados, capazes de eliminar odores de diversas fontes.
“O mesmo princípio de filtragem vale para outros usos de filtros, sendo assim, filtros de insuflamento de ar industrial ou climatizado possuem o mesmo princípio de filtragem, o que se altera são as características do ar necessário para cada uso. Em ambientes relacionados a área da saúde, os controles são rigorosos com o objetivo de prevenir infecções e proliferações de vírus e bactérias” – enfatiza Fernandes.
Nos filtros para máquinas e equipamentos, a maioria dos casos estão relacionados a filtragem mecânica, que impede certas partículas de terem contato com o mecanismo do equipamento, ou são uma forma de proteção para que o ar utilizado no equipamento não seja contaminado.
Cada tipo de aplicação do uso dos filtros exige modelos específicos, para que as finalidades sejam bem cumpridas. Em geral, eles podem ser diferenciados pelos níveis de filtragem que possuem. Há uma série de aplicação variadas e formatos construtivos distintos que se adequam a todos os tipos de uso e equipamentos.
“Existem filtros que atenuam odores indesejados (orgânicos e inorgânicos), existem aqueles que são utilizados em sistemas de ar condicionado, exaustão, ventilação, destinados a evitar propagação de poeira, fungos e outros contaminantes que causam danos à saúde das pessoas expostas no local, além disso, existem ainda os pré-filtro que trabalham em conjunto com os filtros, aumentando a durabilidade destes” – completa Gallo.
A norma ISO16890:2016 - Filtros de ar para sistemas de ar-condicionado está sendo introduzida ao mercado trazendo mudanças nos métodos de teste de filtros bem como seus níveis de classificação de filtragem. “Essa nova norma traz como principal argumento o foco na proteção de pessoas, aproximando os testes de laboratório a realidade encontrada no campo” – destaca Miwa Saito, representante da Airlink.
Hoje, o mercado brasileiro trabalha com 3 normas para classificação de filtragem dos filtros. As normas EN779:2012 (norma europeia) e a NBR16101:2012 (norma brasileira) classificam os filtros de ar grossos, médios e finos.
Tipos de filtros e para que servem
Oliveira explica que na indústria, os filtros chamados de filtros industriais, tem uma diversidade de aplicações dependendo do tipo do ramo ou processo produtivo. Os principais motivos da utilização dos filtros industriais são: criar ambientes de trabalho saudáveis e seguros, proteger produtos manufaturados e eliminar de forma sustentável a poluição do ar.
A indústria farmacêutica exige um grau de filtragem mais intenso (mais fino), quase que estéreo. Um shopping, por sua vez, seria suficiente uma classe de filtragem mais grossa, apenas para tratar o ar. Cada indústria tem uma exigência. Ribeiro destaca a indústria alimentícia e a hospitalar, uma vez que o grau de exigência nesses ambientes é mais forte.
“É importante mencionar também que os filtros industriais podem ir além disso: como item fundamental em processos de transporte pneumático de produtos (indústria alimentícia), tratamento de gases e odores, (indústria celulose, nuclear), e processos térmicos e químicos (indústria cimenteira, mineração, química, etc)”, completa o engenheiro da Parker.
A filtração do ar é um dos processos mais comuns e primordiais no ramo industrial, independentemente do tipo da indústria, se não tratado, o ar pode contaminar a linha de produção, além de causar danos à saúde do operador no processo, do consumidor/cliente e contribuir para o resultado insatisfatório dos produtos. “Utiliza-se filtros para garantir um ambiente livre de impurezas, uma vez que há poeira, fumaça e partículas provenientes dos próprios processos” – destaca Gallo.
Ainda de acordo com o especialista da Trox, os filtros de ar para esse mercado se subdividem em Grossos, Médios, Finos e Absolutos. Em geral, são diferenciados pelos níveis de filtragem que possuem, atendendo a normas nacionais e internacionais.
Filtros Grosso ou Pré-filtro retêm as partículas grandes, são indicados para filtragem de ar em geral, tomadas de ar externo ou qualquer sistema de climatização, serve como barreira de proteção para que as partículas grandes não comprometam o desempenho de alguns componentes do equipamento, como trocador de calor ou serpentina.
Os filtros médios, finos ou intermediários são para filtragem de partículas acima de 0,4um com eficiência de filtragem entre 40% e 95% e normalmente são utilizados em sistema de filtragem única ou modulares, e de modo geral são instalados após o ventilador de insuflamento.
O filtro fino é um grande aliado no controle de vírus e bactérias, dificultando a chegada dos vírus e bactérias em ambiente climatizados.
Já os filtros HEPA e ULPA são chamados filtros alta eficiência ou absolutos e são os responsáveis pela retenção das partículas críticas abaixo de 0,3um, além de reter os microrganismos, inibem sua proliferação, comumente utilizados em sistemas de ar condicionado, salas limpas. São filtros com alto valor de aquisição.
Saito explica que os filtros de ar para aplicação em indústrias, ar condicionado e sistema de ventilação são divididos em: Filtros para separar contaminantes e pó em lugares onde se originam. Normalmente em locais de alta concentração de poeira, como ciclones, cortina d’água, filtros eletrostáticos e separadores inerciais; e filtros com grau de filtragem pré-determinados. Utilizados em ar condicionado ou com normas específicas.
“Geralmente, em indústrias, os filtros são utilizados para ar condicionado, garantindo o conforto para os profissionais que ali atuam e também mantendo refrigerado sistemas que necessitam o controle de temperatura. Nos processos fabris que necessitam ar limpo e na filtragem do ar contaminado pelo processo, servem para garantir que o ar lançado no meio ambiente esteja devidamente tratado. Diferentes campos de aplicação requerem diferentes graus de eficiência na limpeza do ar” – afirma Saito.
Em laboratórios, hospitais e processos de fabricação de microeletrônica são aplicados filtros absolutos, com altíssima eficiência. Estes filtros são fabricados em papel microfibra de vidro.
Para a ventilação industrial normalmente a classe de filtragem são para partículas grossas, sendo apenas para proteção das estruturas e do equipamento mecânico. Para outros setores como indústria alimentícia, laboratórios, cabines de pintura ou indústrias, que liberam partículas radioativas ou perigosas à saúde, os filtros de altíssima eficiência devem ser utilizados.
Manutenção, troca e principais cuidados
O tema filtragem do ar nunca teve tamanha relevância como nos tempos atuais, muito se debate sobre a questão da saúde pública com relação à Qualidade do Ar Interior (QAI).
O que tem se observado é que no Brasil a questão da QAI vem evoluindo expressivamente nos últimos 20 anos, inserindo o tema como parte do dia-a-dia das indústrias, projetistas, imprensas especializadas.
A evolução tecnológica neste tema ao longo dos últimos anos foi tamanha, que de acordo com Gallo, é possível dizer que os filtros de ar utilizados há cinco ou dez anos não são e não devem ser os mesmos utilizados hoje.
“O aumento da demanda pela maior qualidade do ar seja em ambientes industriais e comerciais com ocupação de pessoas ou não, fez que novas normas de filtragem se tornassem mais exigentes e restritivas, como é o caso da norma ISO 16890:2018, que aborda sobre os problemas causados pela poluição e inalação de material particulado, neste sentido a melhoria da qualidade do ar interior será impulsionada por esta norma, pois está alinhada com os níveis seguros de MP no ambiente interno, estabelecidos pela OMS – Organização Mundial da Saúde” – afirma.
Outras normas vigentes no Brasil, como a Lei Federal 13.589:2018 - Plano de Manutenção, Operação e Controle (PMOC), que vem absolutamente de encontro à preservação da saúde e bem-estar dos usuários é um grande reforço às grandes normas e portarias que já existem quanto ao cumprimentos das exigências de se utilizar filtros para manter a QAI dentro dos níveis aceitáveis, pois os usuários serão responsabilizados pela boa ou má operação e manutenção do sistema de ar condicionado.
Os filtros de ar são resposáveis por proteções, seja essa proteção de um sistema produtivo, do equipamento em si, de produtos e pessoas em caso de uso relacionado a saúde, ou do meio ambiente. Assim fica claro que seu uso possui alta importância para manter processos em perfeito funcionamento, evitando paradas, retrabalhos ou poluições ambientais. Para todos os casos é importante manter os filtros dentro dos padrões indicados pelo fabricante, só assim é possível garantir o perfeito funcionamento dos filtros.
Fernandes explica que a manutenção dos filtros de ar está relacionada diretamente a sua saturação, para mensurar a saturação o indicado é a observação da perda de carga nos filtros. O filtro de ar quando saturado deverá ser trocado, e não recondicionado, alterar sua posição e demais iniciativas que não sejam o descarte dos mesmos para a instalação de novos filtros. A indicação da perda de carga final dos filtros deve ser fornecida sempre pelo fabricante, assim o usuário terá certeza que o filtro de ar está sendo usado da maneira correta.
“A perda de carga é uma variável importante de projeto, o aumento da perda de carga, que acontece no meio filtrante de uma manga, por exemplo, é compatível com a quantidade de partículas que vão sendo depositadas no meio filtrante. A leitura da perda de carga dos elementos filtrantes, é feita pelo manômetro diferencial de pressão, que aponta a diferença de pressão entre as câmaras limpa e suja, separadas pelo elemento filtrante” – completa Oliveira.
A correta manutenção é essencial para o bom funcionamento dos sistemas de ar-condicionado e consequentemente para o bem-estar das pessoas presentes nos ambientes, a falta de manutenção e troca dos filtros de ar ou, a escolha de filtros de baixo desempenho, podem comprometer a proteção dos processos, equipamentos e pessoas.
“Quando a troca dos filtros de ar condicionado não é realizada periodicamente, o acúmulo de resíduos impede o equipamento de funcionar de forma correta, e o mau funcionamento por sua vez, resulta em um esforço contínuo, gerando sobrecarga de energia, além das falhas ou paradas inesperadas e até a sua quebra, aumentando dessa forma os custos da empresa com manutenções, maior consumo de energia elétrica, etc” – enfatiza Gallo.
O método mais eficaz para se fazer as trocas dos filtros é mediante indicadores de saturação, como queda de pressão ou regulamento específico, seguindo as normas específicas ou a perda de carga recomendada pelo fabricante do equipamento, mas também podem ser submetidos a ensaios em campo quanto a sua performance para definir a troca dos mesmos.
Hoje, já é possível realizar essa avaliação por meio de um manômetro, Ribeiro explica que se trata de um equipamento que mede o desempenho do filtro de forma mais precisa, para quem não tem esse aparelho deve analisar, digamos de forma manual, o quanto o filtro está sujo.
Saito ressalta ainda que um sistema de filtragem bem dimensionado e que atende à necessidade exigida pelas Normas da Anvisa deve passar por processos de manutenção periódica, para que a eficiência do processo de filtragem seja contínua.
Para o PMOC, consiste que sejam mantidas limpas e higienizadas as casas de máquinas, tomadas de ar externo, e unidades condicionadoras sendo que seus filtros sejam substituídos dentro dos períodos adequados. A união dos processos de limpeza e higienização das unidades condicionadoras como serpentinas de resfriamento, bandejas de condensados, rotores e volutas dos ventiladores, bem como da parte interna destas, são fundamentais para bom funcionamento do sistema de filtragem.
“Além do fato de que realizar manutenções periódicas em equipamentos aumenta a vida útil do dispositivo, gera maior economia de energia, preserva o estado de saúde das pessoas e garante maior eficiência. Nessas operações, os filtros são os pontos fundamentais. Afinal, são eles os responsáveis pelo bom desempenho do aparelho e pelo controle de contaminação do ar do ambiente” – afirma Saito.
Os filtros mecânicos para partículas devem ter acompanhamento do diferencial de opressão e os filtros para gases e odores devem ser analisados periodicamente no controle de emissões de poluentes. “A manutenção periódica dos equipamentos aliadas a filtros de alto desempenho geram confiabilidade e segurança aos sistemas, proporcionando ar limpo, controlado e seguro” – completa a especialista da Airlink.
Mercado competitivo
Hoje em dia, o controle de contaminantes em processos industriais tem sido utilizado como uma importante ferramenta capaz de promover ganhos de produção, redução de trabalhos e segurança ambiental. Por este motivo os filtros e equipamentos devem associar eficiência na retenção de contaminantes, baixo consumo de energia, além de apresentar cada vez mais características de sustentabilidade.
Fernandes explica que os filtros de ar estão relacionados a processos produtivos para algumas indústrias, para outras estão relacionado qualidade de processos, como em cabines de pintura, onde o nível de sujidades é controlado, junto à taxa de retorno do ar, assim a filtragem se faz necessária para evitar retrabalhos e contaminações em peças durante o processo.
Para Oliveira, a Eficiência Energética torna-se um assunto atualmente importante, em face aos altos custos de energia. O rigor das normas e fiscalização ambientais requer cada vez mais eficiência de filtragem na exaustão dos processos produtivos. A necessária busca pela competitividade das empresas, priorizam a produtividade, sendo assim, a necessidade de disponibilidade do equipamento, torna-se essencial, a fim de não comprometer o processo e a produção.
A importância do sistema de filtração bem projetado e a aplicação correta do elemento filtrante são importantes para garantir a competitividade das empresas de produção industrial. O mercado de filtros industriais é muito competitivo. Várias empresas globais atuam no Brasil, seja importando os elementos filtrantes já prontos, seja montando localmente, com meios filtrantes importados. Porém, o câmbio desfavorável tem permitindo produtos de origem duvidosa, reduzindo assim sua efetiva produtividade.
“Itens como eficiência energética, custos de mão de obra e de descarte são ignorados na aquisição, muitas vezes pelo comprador do usuário final, em detrimento à solicitação da área produtiva que precisam de filtragem de alta performance para garantir: disponibilidade, confiabilidade, produtividade, eficiência energética e proteção ambiental” – completa o especialista da Parker.
Mas há uma grande ansiedade do usuário final em obter a experiência de um upgrade de sua instalação. Nos filtros de mangas, por exemplo, as aplicações antes simples estão sendo submetidas a critérios mais rigorosos de qualidade, eficiência e produtividade. Muitas vezes há a inviabilidade de nova instalação, e a necessidade de um upgrade na instalação atual.
Os elementos de mangas, podem receber melhorias na sua especificação, algumas vezes passando de manga de feltro, ou tecido teflonado tradicional para manga de feltro ou tecido com membrana. Em muitos casos um repotenciamento com a aplicação de filtros plissados, são recomendados e são obtidos resultados relevantes de eficiência energética, com retorno do investimento de 12 a 18 meses.
“O mercado passava por um crescimento, graças ao crescimento das indústrias no país. Neste ano de 2020, com a crise instalada pelo COVID-19, o setor está trabalhando para atender as demandas das indústrias farmacêuticas, hospitais e laboratórios, ainda é cedo para dizer se está situação alavancará nosso setor, mas estamos todos empenhados em passar por este momento e superar os desafios” – destaca Fernandes.
Por sua vez, Gallo destaca que apesar do Brasil ainda estar se recuperando a passos lentos, tem otimismo moderado para este ano de 2020. A demanda por equipamentos do setor de ar condicionado cresça motivadamente, tendo como protagonismo a automação (IOT) para melhoria da eficiência das instalações e com isso se espera um crescimento no mercado do setor, visto que a utilização de automação integrada em todo o sistema, possibilita um controle mais eficaz e preciso dos equipamentos, entre eles os filtros, garantindo seu funcionamento correto.
É importante ressaltar sobre os cuidados em adquirir produtos visando somente o preço, pois no mercado há um sério problemas com empresas do setor que não estão em conformidades com os requisitos mínimos estabelecidos pelas normas específicas, aumentando os riscos de contaminação a saúde dos ocupantes, processo, produto, pela baixa qualidade empregada nos produtos.
“Atualmente a procura por equipamentos de filtragem vem aumentando gradativamente devido a grande preocupação com a filtragem do ar em processos produtivos, evitando possíveis contaminações nos produtos, eliminação de ar poluído para o meio ambiente e principalmente promover um ar limpo em sistemas de climatização evitando assim a proliferação de doenças respiratórias para ambientes públicos climatizados” – completa Saito.
Contato das empresas
ABS Filtex: www.absfiltex.com.br
Aeroglass: www.aeroglass.com.br
Airfil: www.airfilfiltros.com.br
Airlink: www.airlinkfiltros.com.br
Parker: www.parker.com.br
Trox do Brasil: www.troxbrasil.com.br