A importância da filtragem de óleo na indústria
Por Carla Legner
Edição Nº 118 - Setembro/Outubro 2022 - Ano 21
As empresas estão cada dia mais com o olhar atento no que diz respeito ao desempenho e a manutenção preditiva dos seus equipamentos, evitando assim paradas inesperadas e altos custos com manutenção corretiva
As empresas estão cada dia mais com o olhar atento no que diz respeito ao desempenho e a manutenção preditiva dos seus equipamentos, evitando assim paradas inesperadas e altos custos com manutenção corretiva. Nesse sentido, o processo de filtragem do óleo se tornou um aliado importante.
Isso porque, trata-se de um procedimento adotado por meio de equipamentos e elementos filtrantes específicos para cada situação, que contribuem com a preservação das características do óleo e assim mantendo os níveis aceitáveis de umidade ou particulado. Sérgio M. Monteiro, gerente da Purilub Filtration, explica que para um melhor resultado é preciso saber, antes de mais nada, qual o uso que se dará ao óleo industrial.
“Há que se levar em consideração que os fabricantes de óleos, industriais ou automotivos, não tem condições de produzir óleo com grau de pureza elevado, pois os processos de fabricação envolvem misturadores e muita tubulação de aço, sem levar em conta que os insumos são transportados aos fabricantes por navios, caminhões entre outros meios e estão sempre sujeitos à contaminação. Portanto, cabe ao usuário tratá-lo” – destaca Monteiro.
Quando empregado em transformadores de energia elétrica a criticidades será contaminação por água. Se o uso for em sistemas hidráulicos, redutores planetários ou compressores de ar, a criticidade será contaminante sólido. No caso de lubrificação de barramento de máquinas de usinagem, praticamente não há necessidade de filtragem, mas por outro lado, se for óleo refrigerante de usinagem, o maior problema é a degeneração do óleo refrigerante, uma vez que em sua composição há 95% de água.
Desta forma, o processo de filtragem, também chamado de purificação, dependerá apenas de dois tipos de contaminantes: sólidos ou água. Os sólidos podem ser oriundos de desgaste inerente ao equipamento. Embora uma das funções dos óleos seja o de mitigar o desgaste é impossível evita-lo ou agrega-los pelo meio, como por exemplo poeira por um respiro mal vedado. A água está presente em todos os lugares e agrega-se aos óleos devido a sua condensação e/ou algum acidente, como o de um trocador de calor danificado.
A remoção dos contaminantes sólidos se dá ou por centrifugação, por filtragem mecânica ou ambos. A mais comumente, chamada de umidade no óleo, se dá por absorção, com o emprego de um elemento filtrante que absorva a umidade por evaporação a baixa temperatura, em um aparelho chamado de Termovácuo ou em uma Centrífuga. A escolha de um ou outro dependerá do grau de pureza que se deseja obter.
“De maneira geral, a ação é realizada através da circulação do óleo contaminado pelo equipamento de filtragem que pode ser apenas por elementos filtrantes, quando o objetivo é a remoção de partículas sólidas, ou por um processo de filtros e aquecimento submetidos ao vácuo, quando o objetivo é a remoção de água no óleo. Este processo de circulação ocorre por múltiplas vezes até que se possa atingir o nível de pureza exigido por norma” – complementa Douglas Conti, representante da Termofiltro.
Os sistemas de filtragem
Sistemas de filtragem são constituídos por filtros mecânicos, ou seja, barreira porosa transversal ao fluxo do óleo cujo objetivo é o de reter o contaminante que se deseja retirar. Visando diminuir seu tamanho, normalmente são cilíndricos e plissados, obtendo-se assim uma grande área de filtragem em relação ao seu tamanho.
Basicamente há duas técnicas de filtragem: retenção de contaminantes e separação. A primeira é muito comum para contaminantes sólidos que serão removidos pela sua retenção nos poros de um elemento filtrante. A segunda é realizada ou pela ação da diferença de densidade ou pela diferença de pontos de evaporação entre o contaminante e o óleo que se deseja purificar.
Também é possível a remoção de partículas maiores, normalmente acima de 10 micra, empregando-se um processo de centrifugação, que nada mais é do que a decantação das partículas mais pesadas (maior densidade) com o emprego de uma força centrípeta, provocada por sua aceleração, muitas vezes maior que a aceleração da gravidade. Com o emprego de centrífugas também se remove a umidade presente no óleo, reduzindo-a a valores da ordem de 300ppm.
“Os sistemas mais comuns no dia a dia da manutenção são as unidades de filtragem e os equipamentos Termovácuo. As unidades de filtragem têm como característica uma bomba de engrenagens e elementos filtrantes intercambiáveis normalmente em série. Para uma melhor eficiência na filtragem, podem ser montados em bases moveis ou fixas” – destaca Conti.
Ele explica ainda que o equipamento Termovácuo conta com um banco de resistências de baixa dissipação de calor que atua em conjunto com filtros coalescentes na câmara de vácuo, que por sua vez permanece constantemente sob um sistema de alto vácuo. Além disso, com um sistema de filtragem composto por um pré-filtro de malha metálica e elemento filtrante com capacidade de retenção de sólidos.
Com relação aos elementos filtrantes, Monteiro afirma que para a filtragem do óleo há vários tipos, bem populares, a serem definidos em função do grau de pureza que se deseja obter:
Tela metálica – normalmente usada em filtros de sucção de bombas, trata-se de uma filtração nominal de baixa eficiência, mas o objetivo neste caso é o de proteger a bomba hidráulica, por incrível que pareça é muito comum a presença de elementos contaminantes de grande porte no interior de um reservatório de óleo.
Filtro bolsa – fabricado em polipropileno ou tecido de algodão, muito comuns em sistemas de grande porte, também usados para a proteção de bombas, raramente na linha de pressão ou retorno pois a eficiência de filtragem é baixa.
Elementos filtrantes fabricados com papel apropriado – também são elementos filtrantes de baixa eficiência, chamados de filtragem nominal, empregados em sistemas onde o grau de pureza do óleo não é crítico, muito comum em motores de combustão interna, redutores de eixos paralelos e, eventualmente até, em lubrificantes de turbinas a vapor.
Elementos filtrantes fabricados com boro silicato (fibra de vidro) – em seu processo construtivo a manta de fibra de vidro é compactada de tal forma a ter poros maiores de um lado de sua superfície, entrada do óleo, e poros menores do outro, na saída. Desta forma as partículas contaminantes ficarão retidas no interior do meio filtrante, conhecida como retenção de profundidade. Neste caso a eficiência de filtragem é elevada, estes elementos provêm o que chamamos de filtragem absoluta, com eficiência de 98,7% a 99,999% para um determinado tamanho de partícula.
Manutenção preventiva
O processo de filtragem com elementos apropriados visa garantir um alto desempenho do equipamento em operação e consequentemente aumentar sua vida útil, diminuindo gastos de manutenção e parada de produção. Estudos e dados levantados por usuários e especialistas de manutenção e lubrificação apontam que 75% das falhas são ocasionadas por contaminação.
Podemos destacar como principais riscos a perda de produção com paradas inesperadas, custo elevado de reposição dos componentes danificados por falta de lubrificação correta, reposição frequente do fluido, diminuição da vida útil dos equipamentos, desgaste de componentes e bloqueio de orifícios impedindo a lubrificação, formação de ferrugem e oxidação, superaquecimento do sistema e formação de componentes químicos.
Quem define se há necessidade de se filtrar um óleo industrial são os componentes que utilizam o óleo, ou seja, há casos em que não há necessidade alguma do processo. O grau de pureza será uma função direta das folgas que há entre as peças móveis de um equipamento. Um sistema hidráulico que opere a 315bar de pressão é muito maior que o de um sistema que opere a 70bar de pressão, isto porque a folga entre as partes moveis de um sistema de alta pressão serão muito menores que as de um sistema de baixa pressão.
Este raciocínio vale também para redutores de velocidade. Um redutor planetário, por exemplo, é muito mais crítico que um redutor de eixos paralelos ou coroa e sem-fim, pois as relações de redução e, portanto, esforços de contato entre dentes de engrenagens, serão muito maiores e mais intensos.
Desta forma, para Monteiro, o principal risco é o de provocar uma falha catastrófica do equipamento, a não remoção de um contaminante será exponencial na formação de outros e, por serem nocivos ao equipamento, culminarão em sua falha. Por isso, a filtragem é um procedimento que pode ser considerado como manutenção preventiva, uma vez que remove contaminantes nocivos ao equipamento evitando qualquer problema.
Segundo o gerente da Purilub Filtration é comum ouvirmos de pessoas ligadas a manutenção que o sistema está protegido pois possui filtros, mas aprofundando um pouco é possível notar que na maioria das vezes os mesmos não são adequados, sua eficiência não é apropriada e os procedimentos de manutenção dos próprios filtros são impróprios. Por estes motivos é reforçada ainda a necessidade de analises físico-químicas periódicas, pois os contaminantes são invisíveis.
“O custo x benefício obtido com o processo de filtragem e analise dos fluidos segue em constante crescimento, pois trata-se de um investimento na otimização do funcionamento e rendimento dos equipamentos. Por isso, temos um mercado onde sua atuação acontece, tanto na manutenção preditiva quanto na corretiva” – afirma Conti.
Por outro lado, segundo Monteiro, o mercado potencial para a filtração pode até em crescimento, porém, filtração de óleos industriais ainda é uma ciência pouco difundida. A filtração de processos de alimentos, bebidas e fármacos é melhor entendida, uma vez que afeta diretamente a saúde das pessoas.
Contato das empresas
Purilub Filtration: www.purilub.com.br
Termofiltro: www.termofiltro.com.br