A importância da filtragem do ar comprimido na pintura industrial
Por Luís Carlos Simei
Edição Nº 124 - Setembro/Outubro 2023 - Ano 22
O presente artigo visa a abordar a importância da qualidade do ar comprimido e sua influência na pintura industrial. O ar comprimido é amplamente utilizado para pulverização e aplicação de tinta, mas suas impurezas podem afetar a qualidade do acabamento,
O presente artigo visa a abordar a importância da qualidade do ar comprimido e sua influência na pintura industrial. O ar comprimido é amplamente utilizado para pulverização e aplicação de tinta, mas suas impurezas podem afetar a qualidade do acabamento, resultando em defeitos e perda de eficiência. A filtragem adequada é essencial para remover partículas, óleo, água e contaminantes, garantindo um fornecimento de ar limpo e de alta qualidade. São discutidos os diferentes tipos de filtros
disponíveis, benefícios e considerações importantes. Também são abordados os efeitos negativos da contaminação do ar comprimido na pintura e a importância da manutenção regular dos filtros. A filtragem adequada do ar comprimido é crucial para obter resultados de alta qualidade, prolongar a vida útil das instalações e reduzir custos de retrabalho e desperdício.
Introdução
A pintura industrial desempenha um papel essencial na proteção superficial, na estética e durabilidade dos produtos. Para garantir resultados de alta qualidade e satisfação do cliente, é necessário criar um ambiente de trabalho adequado, incluindo a qualidade do ar comprimido, quando este é utilizado nos processos de pintura por pulverização, em via úmida. O ar comprimido fornece a pressão necessária para transporte, atomização e aplicação uniforme da tinta nas superfícies.
No entanto, é importante destacar que o ar comprimido também pode ser uma fonte potencial de contaminação, se não filtrado corretamente. Durante a compressão do ar, partículas sólidas, partículas de água, partículas de óleo e outros contaminantes podem ser introduzidos no sistema, comprometendo a qualidade do acabamento. Isso resulta em defeitos, falta de aderência da tinta, corrosão prematura, por fim, a redução da durabilidade da pintura.
Portanto, o tratamento adequado do ar comprimido é crucial na pintura industrial. Os filtros de ar comprimido removem impurezas e garantem um fornecimento de ar limpo, seco e livre de contaminantes. Existem diferentes tipos de tratamentos de ar comprimido, assim como filtros disponíveis, como filtros de partículas, filtros de óleo e separadores de água, cada um com sua função específica na remoção de contaminantes.
Além de melhorar a qualidade do ar comprimido, a filtragem adequada também traz benefícios significativos. Ela prolonga a vida útil dos equipamentos de pintura, reduzindo desgaste e entupimento de bicos e agulhas de pulverização; prolonga a vida das mangueiras de ar, e preserva a vida das juntas e vedações. Também contribui para a redução de retrabalho e desperdício de materiais, resultando em economia de tempo e recursos.
Desenvolvimento
2.1. Conceitos básicos de pintura industrial
De acordo com Gonçalves (2020), a pintura industrial visa principalmente a proteção de estruturas metálicas contra a corrosão. Ela envolve a aplicação de revestimentos com características anticorrosivas, resistentes a produtos químicos, abrasão, variações de temperatura e intempéries. Aescolha do tipo de tinta e técnica de aplicação adequadas depende das condições ambientais, do tipo de substrato metálico, das expectativas de vida útil e dos requisitos de desempenho específicos.
Já para Pereira (2019) a pintura industrial exige um conhecimento aprofundado das características dos materiais utilizados, técnicas de preparação de superfície, métodos de aplicação e normas de qualidade. É necessário considerar fatores como aderência, espessura do filme, uniformidade, resistência à corrosão, durabilidade e estética.
A pintura industrial é realizada em diversos setores, como indústria de petróleo e gás, indústria química, construção civil, indústria automotiva, indústria naval e estruturas metálicas em geral. Cada setor possui requisitos específicos de desempenho e exposição ambiental, o que influencia a escolha dos materiais e processos de pintura (RAI E AGARWALA, 2018).
Segundo Silva, Oliveira e Santos (2021), os métodos de pintura industrial podem variar de acordo com o tipo de substrato, o ambiente de exposição e a exigência do projeto. Dentre os métodos comumente utilizados estão a pintura com pincel, rolo, pistola de pulverização convencional, pistola eletrostática e imersão. A escolha do método adequado leva em consideração a eficiência, qualidade do acabamento, produtividade e custos envolvidos.
2.2. Tipos de Pintura Industrial
Existem, como mencionado por Gonçalves (2020), diversos métodos de pintura industrial, cada um adequado para diferentes aplicações e condições, sendo geralmente divididas em 2 (duas) categorias: pinturas via úmida e pinturas via seca. Alguns dos principais tipos de pintura industrial, sob a classificação anterior, incluem:
I. Pintura líquida convencional
Classificada como uma pintura de via úmida, essa técnica é também conhecida como pintura à base de solvente. Trata-se de um método de pintura tradicional que envolve a aplicação de tinta líquida usando pincéis ou rolos. Obtém-
se com este método, uma camada de tinta espessa e irregular. São utilizados diversos tipos de composição de tintas, como as de base: alquídicas (esmaltes sintéticos), acrílicas, PVA, nitrocelulósicas, epóxis, entre outras.
II. Pintura por imersão
Outra pintura de classe úmida, nessa técnica, a peça é imersa em um tanque contendo a tinta, permitindo que ela seja completamente revestida. São também utilizados diversos tipos de composição sendo as mais comuns: poliuretanicas, nitrocelulósicas e epóxis. Com este método, deposita-se uma camada de tinta altamente espessa, e com regular uniformidade.
III. Pintura por pulverização (spray)
Uma outra técnica de pintura por via úmida. Neste método, utiliza-se aplicação de tinta que utiliza pistolas de pulverização para atomizar a tinta em pequenas partículas, que são então direcionadas para a superfície a ser pintada. Esta aspersão pode ser efetuada por 2 (dois) meios de aplicação: por ar (método mais tradicional, e amplamente adotado) e sem ar (airless) (método em ascensão, mas que ainda representa pequena fatia do mercado.
No caso da pintura via úmida com a aspersão sem uso de ar comprimido (airless), se dá por meio de máquinas de pressurização, dotadas de bombas de alta pressão. Estas bombas impulsionam o fluido (a tinta) até a pistola de pulverização. Nesta que contém um bico aspersoratomizador, direciona a tinta atomizada sobre a área de pintura, num leque regulável.
Já no caso da pintura via úmida com aspersão a ar, tal método utiliza-se de ar comprimido. O ar comprimido, advindo de um compressor de ar, direciona por meio de mangueiras o ar até a pistola de pintura, que pode ser do tipo copo por gravidade ou copo por arraste. O ar comprimido arrasta, e direciona, a tinta contida nestes reservatórios, até o bico de aspersão. A tinta atomizada, com auxílio do ar comprimido como veículo, asperge a área de pintura, num leque regulável.
IV. Revestimento de proteção
Além das pinturas decorativas, a pintura industrial também pode ser utilizada para fins de proteção, como revestimentos anticorrosivos, revestimentos de isolamento térmico, revestimentos resistentes a produtos químicos, entre outros. Esses revestimentos visam proteger as superfícies contra danos causados por fatores ambientais ou químicos.
São utilizados nestes casos pincéis ou rolos, e em alguns casos, aspersão sem ar (air less). Devido a capacidade de proteção ser a mais desejada propriedade neste caso, as aplicações onde a camada seja espessa é a mais interessante, utiliza-se trinchas ou rolos para estas aplicações.
V. Pintura em pó
Conhecido como um método de pintura a seco. Nesse método, a tinta em pó é pulverizada sobre a superfície a ser pintada, formando um revestimento sólido. A peça é posteriormente aquecida em uma estufa, onde o pó se funde e adere à superfície.
São muito utilizadas em peças e componentes que necessitam de uma capa protetora de significativa dureza e estabilidade. Contudo, sua capacidade de acomodamento e de trabalhabilidade é limitada, daí a indicação de peças de pequena dimensão e de baixa complexidade geométrica.
VI. Pintura eletrostática
Semelhante à pintura em pó, o método de pintura eletrostática é reconhecido por ser uma forma de aplicação a seco. Nesse processo, a tinta em pó é pulverizada sobre a superfície utilizando uma pistola semelhante à utilizada na pintura em pó tradicional. No entanto, o diferencial é que a peça a ser pintada é eletricamente carregada, enquanto a tinta em pó é atraída pela carga elétrica, aderindo de forma uniforme.
A peça é geralmente aterrada eletricamente de forma oposta à carga da tinta, que geralmente é positiva, criando um campo elétrico entre a peça e o pulverizador. Esse campo elétrico resulta na atração eletrostática da tinta em direção à superfície da peça.
Durante a deposição da tinta, ela é atraída para a peça e se deposita de maneira uniforme em sua superfície. Devido à atração eletrostática, a tinta é distribuída de maneira precisa e eficiente, aderindo de forma eficaz à superfície, mesmo em áreas de difícil acesso.
2.3. Pintura via úmida
A pintura via úmida é uma técnica amplamente utilizada na indústria para aplicação de revestimentos simples, em diferentes tipos de substratos. O uso da técnica, como visto, pode ser obtido de 3 (três) formas: convencionalmente (por pincéis ou rolos), por imersão e por spray. No caso do método de pintura em spray, se faz, sem sombra de dúvidas, a mais adotada no meio industrial, sobretudo na indústria automotiva como um todo (automobilísticas, autopeças ou autoreparações) (PEREIRA, 2019).
Ainda de acordo com Pereira (2019), a pintura via úmida é uma das técnicas mais comuns na indústria, principalmente para aplicação de tintas líquidas. Essa técnica envolve a aplicação da tinta em forma líquida diretamente sobre a superfície a ser revestida, proporcionando uma camada uniforme e aderente. Essa técnica é amplamente utilizada em setores como: automotivo, aeroespacial, naval e construção civil.
Ghazvini e Khorasani (2019) exploraram o uso de revestimentos industriais autolimpantes contendo nanopartículas de dióxido de titânio, aplicados por meio da pintura via úmida. O estudo demonstrou que essa técnica é eficiente para garantir a adesão das nanopartículas à superfície, resultando em revestimentos que apresentam propriedades de autolimpeza e resistência à sujeira.
2.4. Ar comprimido como elemento de aspersão e propulsão na pintura via úmida
Na técnica de pintura spray por pulverização, onde a tinta é aplicada utilizando pistolas de pulverização, o ar comprimido é utilizado para criar a pressão necessária para a saída da tinta do bico da pistola em forma de spray. O ar comprimido age como um agente propulsor, impulsionando a tinta em direção à superfície, permitindo uma distribuição uniforme das partículas de tinta sobre a área a ser pintada (GONÇALVES, 2020).
Durante a aplicação da tinta, o ar comprimido é utilizado para alimentar as pistolas de pulverização ou aerógrafos. Segundo Silva, Oliveira e Santos (2021), a pressão e o fluxo de ar adequados são essenciais para obter uma pulverização uniforme e controlada da tinta. O uso de ar comprimido de alta qualidade, livre de óleo e umidade, garante que a tinta seja atomizada corretamente, resultando em uma cobertura uniforme e acabamento de alta qualidade.
Além disso, o ar comprimido desempenha um papel fundamental na limpeza das pistolas de pintura após o uso. Segundo Rai e Agarwala (2018), a limpeza adequada das pistolas de pintura é essencial para garantir a durabilidade e o desempenho adequado dos equipamentos. O ar comprimido é ainda utilizado para remover resíduos de tinta e solventes das pistolas, evitando o acúmulo e a obstrução dos componentes internos.
2.5. Qualidade do ar comprimido para sistemas de pintura
A qualidade do ar comprimido é de extrema importância no processo de pintura industrial, já começando pela fase de preparação, o jateamento. Este fator – qualidade do ar - como visto, afeta diretamente a qualidade do processo como um todo, sendo que no caso da pintura é mais crítico.
São diversos os impactos, pois um ar comprimido de baixa qualidade afeta a aderência da tinta, a qualidade do acabamento e a durabilidade da pintura. Para garantir resultados de alta qualidade, é essencial que o ar comprimido utilizado esteja livre de contaminantes, como: partículas de sujeira, partículas de óleo, partículas de umidade e outros resíduos.
A presença de partículas de sujeira no ar comprimido pode levar a defeitos na pintura, como imperfeições na superfície e bolhas. Por isso, é necessário utilizar filtros de ar adequados para remover as impurezas presentes no ar comprimido. Esses filtros devem ser dimensionados corretamente e instalados em conformidade com as recomendações do fabricante. Além da sujeira, o óleo presente no ar comprimido pode comprometer a aderência da tinta, causando descascamento prematuro e reduzindo a durabilidade da pintura. A umidade também é um fator crítico na qualidade do ar comprimido para pintura industrial. A presença de umidade pode levar à formação de bolhas e descolamento da tinta, especialmente em ambientes com variações de temperatura.
Em geral, o ar comprimido para pintura industrial deve atender aos seguintes critérios de qualidade:
1. Nível de pureza: O ar comprimido deve estar livre de partículas sólidas, como poeira, óleo, ferrugem e outras impurezas. Para alcançar esse nível de pureza, é necessário utilizar filtros adequados, como filtros de partículas e filtros de óleo, além de drenos de condensado
eficientes para remover a umidade.
2. Teor de óleo: O ar comprimido deve ter um baixo teor de óleo, de preferência abaixo de 0,01 mg/m³. Isso é especialmente importante para evitar problemas de aderência da tinta e garantir a durabilidade da pintura. A utilização de separadores de óleo eficientes, como filtros coalescentes, é recomendada para remover o óleo presente no ar comprimido.
3. Umidade: A umidade presente no ar comprimido deve ser reduzida a níveis aceitáveis para evitar a formação de bolhas e descascamento da tinta. Geralmente, é recomendado que o ponto de orvalho do ar comprimido seja mantido em torno de -40°C a -50°C. Isso pode ser alcançado por meio do uso de secadores de ar, como secadores por refrigeração ou secadores de adsorção.
Sabendo que ar comprimido desempenha um papel vital na pintura industrial, desde a preparação da superfície até a aplicação da tinta e a limpeza dos equipamentos, a preocupação com a qualidade do ar é grande, e por vezes, custosa para as empresas. É importante garantir que o ar comprimido utilizado seja limpo, seco e de qualidade, a fim de obter resultados de pintura consistentes e duráveis.
O uso adequado do ar comprimido contribui para uma aderência efetiva da tinta, e sua influência está presente também na qualidade do acabamento e a eficiência do processo de pintura, proporcionando resultados de alta qualidade e satisfação do cliente.
2.6. ABNT ISO 8573-1:2010
A ABNT ISO 8573-1:2010 é uma norma técnica emitida pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) que trata da qualidade do ar comprimido em sistemas industriais.
Especificamente, a norma ABNT ISO 8573-1:2010 estabelece os métodos para a classificação da pureza do ar comprimido em relação a partículas sólidas, umidade e óleo. Esta norma define as classes de qualidade do ar comprimido com base nos níveis permitidos de partículas, umidade e óleo. Essa classificação permite que as indústrias estabeleçam padrões de qualidade para o ar comprimido utilizado em diferentes aplicações, incluindo a pintura industrial.
2.7. Classificação do ar comprimido para pintura, conforme a ABNT ISO 8573-1:2010
A classificação da qualidade do ar comprimido para pintura industrial, de acordo com a ABNT ISO 8573-1:2010, é baseada em 3 (três) parâmetros principais: partículas solidas, partículas de umidade e partículas de óleo. Cada parâmetro é classificado em uma escala numérica de 1 a 9, sendo 1 a classificação mais restrita e 9 a classificação menos restrita.
A classificação da qualidade do ar comprimido para pintura industrial segundo a ABNT ISO 8573-1:2010 é a seguinte:
A. Partículas: A classificação é representada pela sequência numérica X.X.X, onde o primeiro número representa a concentração de partículas de tamanho igual ou maior que 0,1 µm, o segundo número representa o tamanho igual ou maior que 0,5 µm, e o terceiro número representa o tamanho igual ou maior que 5 µm.
B. Umidade: A classificação é representada pelo símbolo “X” para indicar que a umidade não é classificada nessa norma. No entanto, é importante manter o nível de umidade adequado para evitar problemas de aderência e qualidade da pintura.
C. Óleo: A classificação é representada pelo número máximo permitido de massa de óleo por unidade de volume. A classificação varia de 0 a X, onde 0 representa que não há óleo permitido e X representa que o óleo não é classificado nessa norma.
É importante observar que a classificação específica da qualidade do ar comprimido para pintura industrial pode variar de acordo com as normas e especificações adotadas por cada indústria ou empresa.
2.8. Principais métodos de secagem e tratamento do ar comprimido
Dos diversos métodos de secagem e tratamento do ar comprimido disponíveis, tem-se alguns quais considera-se os principais métodos de secagem e tratamento do ar comprimido.
Destes, pode-se citar aqueles que são fundamentais para garantir a qualidade e o acabamento adequado na pintura industrial, como:
I. Separação de água: Através do uso de separadores de água, é possível remover a umidade presente no ar comprimido, garantindo uma pintura livre de problemas causados pela presença de água.
II. Filtragem de partículas: Os filtros de ar comprimido são responsáveis por remover partículas sólidas, como poeira e sujeira, que podem prejudicar a qualidade da pintura. Eles garantem que o ar comprimido fornecido para a pulverização esteja limpo e livre de impurezas.
III. Secagem por refrigeração: Os secadores de ar por refrigeração resfriam o ar comprimido, fazendo com que a água presente nele se condense e seja removida. Esse método é amplamente utilizado para garantir que o ar fornecido para a pintura esteja seco e livre de umidade.
A figura 1 a seguir apresenta secadores de ar por refrigeração, utilizados no tratamento do ar comprimido.
IV. Secagem por adsorção: Nesse método, os secadores de ar por adsorção utilizam materiais
adsorventes, como sílica gel ou alumina ativada, para remover a umidade do ar comprimido. Eles oferecem uma secagem mais eficiente e são adequados para ambientes onde a umidade é um problema crítico. A figura 2 logo abaixo apresenta secadores de ar por adsorção, utilizados no tratamento do ar comprimido.
V. Remoção de óleo: Para a pintura industrial, é essencial remover o óleo presente no ar comprimido, pois ele pode prejudicar a aderência da tinta. Filtros coalescentes, separadores de óleo e filtros de carvão ativado são utilizados para essa finalidade, garantindo que o ar comprimido esteja livre de óleo.
2.9. Filtragem do ar comprimido
Na pintura industrial, existem diferentes tipos de filtros utilizados para purificar o ar comprimido e garantir sua qualidade durante o processo de pulverização. Alguns dos tipos de filtros mais comumente utilizados são:
I. Separadores de água: Durante a compressão do ar, a umidade presente no ambiente pode ser condensada e misturada com o ar comprimido. Os separadores de água são dispositivos que removem essa umidade do ar comprimido, evitando que ela cause danos ou afete a qualidade da pintura. Eles podem utilizar métodos como a centrifugação, resfriamento ou filtros coalescentes para separar a água do ar comprimido.
II. Filtros de partículas: Também conhecidos como filtros de ar de linha, esses filtros são projetados para remover partículas sólidas, como poeira, sujeira e outras impurezas presentes no ar comprimido. Eles podem ser compostos por materiais filtrantes, como papel, tecido ou elementos filtrantes sintéticos, e são responsáveis por reter as partículas maiores que podem prejudicar o acabamento da pintura.
III. Filtros coalescentes: Esses filtros são especialmente projetados para remover a umidade e os aerossóis de óleo do ar comprimido. Eles possuem uma tecnologia de filtração avançada que captura as partículas líquidas e os aerossóis de óleo, coalescendo-se em gotas maiores que são então drenadas para fora do sistema. Esses filtros ajudam a garantir um ar comprimido seco e livre de óleo, evitando problemas como defeitos na pintura e redução da durabilidade do revestimento.
IV. Filtros de carvão ativado: Esses filtros são utilizados para remover contaminantes gasosos, como vapores de óleo, odores e outros compostos orgânicos voláteis (COVs), que podem afetar a qualidade do ar comprimido. O carvão ativado possui uma grande área de superfície porosa que adsorve e retém esses contaminantes, proporcionando um ar comprimido mais limpo e livre de odores.
Conclusão
A filtragem adequada do ar comprimido na pintura industrial é crucial para obter resultados de alta qualidade e durabilidade. Ao remover partículas, óleo, água e outros contaminantes do ar comprimido, os filtros garantem um fornecimento limpo e livre de impurezas para os processos de pulverização e aplicação de tinta. Isso resulta em acabamentos uniformes, aderência adequada e proteção eficaz das superfícies pintadas.
Além de melhorar a qualidade do acabamento, a filtragem adequada traz outros benefícios, como a longevidade dos equipamentos de pintura, redução de retrabalhos e desperdício de materiais. A manutenção regular dos filtros é essencial para garantir seu desempenho ideal.
Investir em sistemas de filtragem eficientes, realizar a manutenção adequada e estar em conformidade com as regulamentações são aspectos essenciais para o sucesso das operações de pintura industrial. Ao priorizar a qualidade do ar comprimido, as empresas podem alcançar acabamentos superiores, satisfação do cliente e eficiência operacional.
Prof. Luís Carlos Simei |
Referências bibliográficas:
Gonçalves, J. M. (2020). Estudo de técnicas de pintura industrial para prevenção de corrosão em estruturas metálicas (Trabalho de Conclusão de Curso). Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte.
Pereira, F. M. (2019). Pintura Industrial: Conceitos, técnicas e aplicações. São Paulo: Editora SenaiSP.
Rai, R. N., & Agarwala, V. B. (2018). Industrial Painting and Coating. CRC Press.
Smith, J. D. (2020). Investigating the Effects of Surface Preparation Techniques on Adhesion Strength of Industrial Coatings (Dissertação de Mestrado). University of California, Berkeley.
UFVJM. (2022). Tintas e suas Aplicações: Conceitos, Tecnologias e Possibilidades (1ª ed.). Diamantina, MG: UFVJM.
COMMASTER. Pintura a Base D’água. https://www.commaster.com.br/artigo-pintura-base-agua/ .
Acesso em: 30/05/2023
FARGON. Manual de Tratamento de Ar Comprimido. (s.d.). Recuperado de https://www.fargon.com.br/manuais/manual_tratamento_ar_comprimido_Fargon.pdf. Acesso em:
30/05/2023
LIU, C., Chen, S., & Zheng, Y. (2020). Development and Characterization of Waterborne Epoxy Coating for Industrial Applications. Progress in Organic Coatings, 149, 105957.
https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2020.105957 . Acesso em: 30/05/2023
METALPLAN. Manual de Ar Comprimido. (2018). Recuperado de https://www.metalplan.com.br/wpcontent/uploads/2018/04/manual-de-ar-comprimido.pdf Acesso em: 30/05/2023
SILVA, A. B., OLIVEIRA, C. M., & SANTOS, D. F. (2021). Análise comparativa de métodos de pintura
industrial em estruturas metálicas. Revista Brasileira de ENGENHARIA INDUSTRIAL, 5(2), 78-91.
https://doi.org/10.21577/0103-6513.20210008. Acesso em: 30/05/2023