Filtros de retorno: Eficiência e qualidade em processos industriais
Por Carla Legner
Edição Nº 120 - Janeiro/Fevereiro 2023 - Ano 21
Os filtros de retorno são utilizados para reter partículas sólidas provenientes da linha de retorno e geralmente possuem válvulas Bypass para proteger o sistema de uma contrapressão excessiva
Os filtros de retorno são utilizados para reter partículas sólidas provenientes da linha de retorno e geralmente possuem válvulas Bypass para proteger o sistema de uma contrapressão excessiva. Pelo fato de existir uma grande vazão passando pelo filtro, é um equipamento fundamental no controle da contaminação e está presente na maioria dos processos.
“Servem para impedir que as partículas que penetram pela vedação das hastes dos cilindros e as geradas pelo sistema atinjam o reservatório e entrem novamente em circulação. Quando utilizados elementos e meios filtrantes de alta capacidade de retenção de contaminantes, controla-se efetivamente o nível de contaminação dos sistemas hidráulicos e de lubrificação” - detalha Augusto Cesar Seade, gerente técnico da Vemag.
Esses filtros são geralmente compostos de carcaças de baixa pressão, podendo ser instalados nas linhas de retorno do óleo ao tanque de um circuito hidráulico, com tubulação de entrada e de saída, ou na sua forma mais comumente utilizada que é a fixação montada sobre a tampa do reservatório. A seleção dessa posição visa a combinação do uso de uma carcaça de baixo custo aliada a um arranjo com menos componentes.
Estão presentes nos mais variados ramos, destacando as indústrias de papel e celulose (máquinas de papel, refinadores de celulose, entre outros), cerâmicas (equipamentos de prensa), indústrias automotivas (montadores e autopeças) e indústria de plásticos (máquinas de injeção de peças). Ainda podem ser aplicados em sistemas de recirculação, linhas de baixa pressão de sistemas de lubrificação de mancais, rolamentos ou redutores.
De acordo com Alex Alencar, engenheiro da Engefluid, praticamente não há restrições para seu uso em sistemas hidráulicos, uma vez que a perda de carga final que um filtro de retorno oferece é muito baixa a ser considerada nos cálculos de dimensionamento do sistema hidráulico.
Já em sistemas de lubrificação, é muito comum que a linha de retorno não esteja dimensionada para operar sob pressão e o óleo retorne muitas vezes por ação da gravidade, impedindo sua aplicação com elementos filtrantes típicos de aplicação hidráulica, isto é, utilizando meios filtrantes fibrosos e que oferecem perdas de carga inadmissíveis para essa aplicação.
“Para o posicionamento em linha, um filtro de retorno possui a construção padrão com carcaça, elemento filtrante e indicador diferencial de saturação. Para a montagem sobre a tampa do reservatório, o indicador de saturação pode ser do tipo pontual, sempre que o reservatório não for pressurizado. Muitos fabricantes utilizam essa construção sobre a tampa com cabeçotes de alumínio ou zamak e copos em plástico, ou ainda numa construção especial sem copo, sendo que nesse caso o fluxo de óleo é de dentro para fora”- ressalta Alencar.
Com relação a escolha do elemento filtrante se faz necessário entender a aplicação e comportamento do sistema. Gabriel Lemos de Souza, gerente de produto e filtros hidráulicos da Hydac, explica que opções de elementos filtrantes absolutos ou nominais estão disponíveis para serem utilizados, sendo assim, a aplicação poderá ser bastante flexível.
“De maneira geral, as características principais dos filtros de retorno são: Pressão máxima de trabalho até 25 bar; Temperatura máxima de trabalho até 80 graus C, Válvula Bypass para prevenir o colapso ou quebra do elemento filtrante, quando este se torna altamente carregado de contaminantes; e Elemento filtrante geralmente em microfibra de vidro, graus de filtragens absolutos de 2, 5 ou 10 micra, de alta capacidade de retenção de contaminantes” – detalha o gerente da Vemag.
Ainda segundo ele, esse equipamento pode ser a melhor escolha, quando a bomba do circuito hidráulico é um componente sensível no sistema. Sua ação realiza a captura de sedimentos do desgaste dos elementos do processo e partículas que entram através das vedações do cilindro, antes que tais contaminantes possam ingressar no reservatório e serem circulados.
Principais tipos e funcionamento
Todo o óleo que circula num sistema hidráulico, em seu caminho de retorno, passa pelo filtro. Na maioria dos casos é o último componente pelo qual o fluido cruza antes de entrar no reservatório. Assim, pega sedimentos do desgaste do sistema e partículas que possam entrar através das vedações dos cilindros hidráulicos.
Combina alta eficiência de captura de partícula com alta capacidade de retenção de sujeira e menor perda de carga, mantendo baixo o nível de contaminação dos fluidos. Sem falar que economiza espaço e reduz tempo de manutenção, com isso prolonga a vida dos equipamentos de produção proporcionando maior rendimento.
Além das diferenças construtivas, o filtro de retorno também pode ser do tipo simples, que exige a interrupção do fluxo para substituição do elemento filtrante e do tipo duplo, ou duplex, conforme a denominação de alguns fabricantes. O filtro duplex posicionado na linha de retorno permite, através de uma válvula de manobra, o direcionamento do fluxo para um dos lados enquanto, em segurança, admite o serviço de substituição do elemento filtrante do outro.
“Não há diferença entre o funcionamento de um filtro de retorno e de um filtro de alta ou baixa pressão. O princípio é o mesmo, ou seja, independentemente da posição em que o filtro está instalado, deverá oferecer uma perda de carga compatível com os limites disponíveis e corresponder à necessidade do nível de limpeza exigido para o sistema hidráulico” – ressalta Alencar.
Além de filtrar o fluido, o filtro de retorno também poderá ter uma função extra. Souza conta que a Hydac, por exemplo, pensando em trazer ganhos técnicos ao mercado, criou os filtros de retorno RFB e RKM. O RFB é um filtro especial que possibilita a redução de reservatórios em até 50%.
“Com isso, é possível termos uma efetiva diminuição de custos com a compra de óleo hidráulico e materiais usados na fabricação do reservatório. Além disso, em máquinas movidas a Diesel, conseguimos reduzir a emissão de CO2, uma vez que o equipamento se torna mais leve mediante a redução do tanque” – destaca o gerente.
Já o RKM é apropriado para aplicações em equipamentos com dois ou mais circuitos, principalmente em máquinas na área móbil com acionamentos hidrostáticos (carregadeiras de rodas, empilhadeiras e colhedoras). Com a utilização do RKM, é possível substituir dois filtros: filtro de retorno e sucção.
Como a sucção da bomba de carga esta alimentada na linha de retorno, após o elemento filtrante, existirá sempre um óleo filtrado para a mesma, evitando o desgaste por partículas desse componente. Outros pontos positivos do filtro RKM são otimização de espaço, além de oferecer ao cliente final menor número de itens de reposição.
Cuidado e manutenção
De acordo com Seade, o fluido hidráulico pode se contaminar rapidamente, diminuindo gradativamente sua vida útil e aumentando os intervalos de manutenção, por isso, o não uso dos filtros diminui o desempenho de um sistema, gerando o aumento de equipamentos parados, que provocam o maior risco de perdas produtivas e financeiras, maior custo com manutenção e troca de peças.
Nesse sentido, o principal cuidado na operação desses itens é em relação a condição de seu elemento filtrante. O indicador de saturação aponta quando o elemento deve ser limpo ou substituído. Geralmente, esse indicador tem marcas de calibração e o mesmo pode ser ligado mecanicamente à válvula Bypass ou pode ser um dispositivo sensitivo de pressão diferencial totalmente independente. Esses acessórios podem dar sinais elétricos, visuais ou ambos.
Durante partidas a frio poderá ocorrer acionamento do indicador de contaminação devido ao aumento da viscosidade do fluido hidráulico. O princípio é aguardar até que o fluido atinja a temperatura normal de trabalho. Se o elemento filtrante não estiver contaminado, o mesmo será rearmado automaticamente, caso contrário o elemento filtrante deverá ser limpo ou substituído. Somente os de tela metálica permitem realizações de limpeza e posterior reutilização.
Elementos filtrantes absolutos de microfibra de vidro devem ser substituídos quando atingem sua saturação. Nas aplicações de filtros de retorno recomenda-se realizar a limpeza ou substituição desses quando estes atingem um diferencial de pressão de 2 bar, que serão informados pelos indicadores de saturação.
“Quando não se realiza a manutenção correta, ou seja, o perfeito controle da saturação de seu elemento filtrante e consequentemente a sua limpeza ou troca no momento adequado, podemos ter o aumento do diferencial de pressão no filtro, a válvula de bypass irá abrir e consequentemente o fluido hidráulico irá passar direto ao reservatório sem ser filtrado” – enfatiza Seade.
Ele destaca que a partir do momento que o fluido hidráulico abre a válvula e não passa pelo elemento filtrante, seu nível de contaminação começa a aumentar. Nesse caso, quando o diferencial de pressão aumenta e não é feita a limpeza ou troca do elemento filtrante, o mesmo pode chegar ao seu colapso. Um sistema com seu fluido hidráulico com contaminação alta começa a dar problemas em seus componentes e consequentemente pode chegar até a parada total de sua operação.
Segundo Alencar, estando dimensionado corretamente, há aplicações em que apenas o filtro de retorno consegue manter o nível de limpeza exigido não sendo necessário um segundo ponto de filtração hidráulica. Conceitualmente, o posicionamento do filtro hidráulico na linha de retorno representa uma barreira eficaz na retenção de partículas geradas e admitidas nos componentes do sistema minimizando sua deposição no reservatório, protegendo assim o ramal de sucção da bomba.
“Na verdade, o filtro posicionado na linha de retorno não é mandatório. Essa posição contribui para a obtenção e manutenção do nível de limpeza desejado, mas esse resultado pode ser obtido com o filtro posicionado numa linha de pressão ou numa linha de recirculação contínua. Por outro lado, há algumas aplicações em que a linha de retorno pode representar a melhor retenção de partículas devido às características hidráulicas e/ou do ambiente no qual a unidade hidráulica está instalada” – ressalta.
Vale destacar que os cuidados com sua manutenção são os mesmos dos filtros posicionados em qualquer outra posição. É necessário sempre utilizar o indicador de saturação compatível com o modelo e conforme a recomendação do fabricante do filtro.
“É importante ressaltar mais uma vez que, não sendo feito o acompanhamento do tempo de vida do elemento filtrante, poderá ocorrer a abertura da válvula, provocar excesso de perda de carga prejudicando o desempenho do sistema hidráulico ou ainda, promover o colapso do elemento filtrante causando grandes danos ao sistema hidráulico e aos equipamentos” – finaliza Alencar.
Contato das empresas
Engefluid: www.engefluid.com.br
Hydac: www.hydac.com
Vemag: www.vemag.com.br