A criação de filtros, em diferentes contextos, como tratamento de água, de ar, sistemas industriais etc, envolve processos específicos e varia amplamente conforme o tipo e a aplicação. Em todos os casos, o objetivo principal é garantir a eficiência na remoção de impurezas ou substâncias indesejadas. Lembrando que, a combinação certa de materiais, projeto e testes é essencial para o desempenho ideal em cada sistema.
O processo é baseado na aplicação do cliente onde é levado em conta vários detalhes, como o tipo de fluido, vazão, tipo de contaminante a ser filtrado, ambiente, pressão de operação, entre outros. “Em resumo, é importantíssimo saber onde o filtro será instalado para poder criar um equipamento que de fato atenda a necessidade do consumidor” - destaca Gabriel Lemos de Souza, engenheiro e gerente de produtos da Hydac.

Filtros para tratamento de água
A criação de filtros para tratamento de água envolve um processo cuidadoso, que combina princípios de engenharia, ciência dos materiais e conhecimentos ambientais. Esses equipamentos são projetados para remover contaminantes físicos, químicos e biológicos, garantindo que a água tratada esteja segura para consumo ou uso industrial. 
É importante destacar que antes de projetar esses filtros, é fundamental entender os requisitos específicos do tratamento. O primeiro deles é o tipo de contaminantes, ou seja, identificar se são partículas sólidas, bactérias, vírus, metais pesados, produtos químicos (como cloro ou pesticidas) etc.
Depois deve-se analisar o destino da água tratada, se o objetivo é uma água potável, industrial, reúso ou descarte seguro ao meio ambiente. A quantidade de líquido a ser tratado por unidade de tempo (litros/segundo) também deve ser avaliada, assim como a qualidade da fonte, a fim de entender as características da água bruta (rios, poços, água do mar).
O meio filtrante é o coração do projeto e é escolhido com base nos contaminantes, podendo ser de Areia: usado em filtros de areia para remover sólidos suspensos e turbidez; Carvão ativado: para absorver contaminantes orgânicos, cloro, odor e sabor; Zeólitas: para remoção de íons metálicos e amônia; Membranas sintéticas: utilizadas em processos de ultrafiltração e osmose reversa para reter partículas muito pequenas, incluindo vírus e bactérias; e Resinas de troca iônica: responsáveis pela remoção de íons indesejados, como cálcio ou ferro.
Seguindo o processo, é necessário definir o design e a estrutura. No quesito tipo, geralmente são de Leito granular (utiliza camadas de areia, carvão ou outros materiais), cartucho (compacto, usa cartuchos substituíveis, comuns em sistemas domésticos), membranas (altamente eficazes em processos de microfiltração, ultrafiltração e osmose reversa) ou biológicos ( usam bactérias benéficas para degradar contaminantes orgânicos). 
No que envolve o projeto estrutural, é nessa etapa que será definido o tamanho, sempre baseado na vazão e na pressão do sistema, o tipo de fluxo, que pode ser descendente, ascendente ou cruzado, e o material utilizado (plástico, aço inoxidável ou fibra de vidro etc).
Um modelo inicial é criado para os primeiros testes. Esses incluem a montagem do meio filtrante no invólucro e a simulação de condições reais de operação. Ademais, os testes de eficiência englobam a avaliação da remoção de contaminantes, durabilidade e resistência à pressão, a análise da perda de carga e biosegurança, para garantir a eliminação de patógenos.
Temos ainda etapa de produção e montagem. Vale destacar que nesse momento, os materiais filtrantes são colocados em camadas dentro do invólucro, assim como sistemas de vedação são instalados para evitar contaminação cruzada e as conexões de entrada e saída são fixadas para garantir a estanqueidade.
Nos processo finais, cada filtro é submetido a rigorosos testes para garantir que atendam às normas nacionais e internacionais, como as da Organização Mundial da Saúde (OMS) ou da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas).
Vale destacar que é recomendado que os filtros tenham um guia de instalação, para facilitar a implementação correta em sistemas domésticos ou industriais e um plano de manutenção, que inclui recomendações para troca do meio filtrante ou limpeza, essenciais para uma eficácia contínua.

Filtros industriais
Os filtros industriais, especialmente aqueles usados para óleo e combustível, são projetados para remover contaminantes sólidos, líquidos e até gases que podem comprometer o desempenho de máquinas, motores e sistemas hidráulicos. A criação deles envolve diversas etapas, desde a identificação das necessidades até a fabricação e os testes rigorosos. 
Segundo Souza, a escolha dos materiais a serem usados no filtro é baseada principalmente na aplicação, porém fatores como marketing e manuseio também são levados em consideração. “A definição do material a partir da aplicação é de suma importância visto que o filtro precisa atender inúmeros pontos técnicos de filtração onde os materiais possuem papel fundamental” - enfatiza.
Antes de tudo é necessário entender o ambiente de aplicação e os requisitos específicos, como o tipo de fluido a ser filtrado (óleo lubrificante, óleo hidráulico, diesel, gasolina, etc), os contaminantes a serem removidos (partículas sólidas, água, resíduos químicos, microorganismos), as condições operacionais (pressão, temperatura, viscosidade do fluido, vazão requerida) e a normas técnicas, específicas para o setor automotivo, aeronáutico, ou industrial, como ISO 4406 (para óleos hidráulicos) e ISO 16889.
A escolha do meio filtrante depende do tipo de contaminante e da eficiência de filtragem necessária. Comum em filtros de óleo de motores, os de papel celulósico tratado possuem alta capacidade de retenção de partículas finas. Os de fibras sintéticas (poliéster, polipropileno) são recomendados para alta resistência química e térmica.
Já os de malha metálica (aço inoxidável) são utilizados em filtros reutilizáveis ou em ambientes de alta pressão e temperatura. Por fim, os materiais de membranas coalescentes são projetados para remover água e separar fases líquidas de combustíveis.
É importante mencionar que os filtros industriais são projetados para atender às especificações do sistema, assim, a configuração estrutural desses itens pode ser dividida em Filtros de cartucho, que são substituíveis, comuns em sistemas de óleo lubrificante; Filtros de linha, instalados diretamente em tubulações para sistemas hidráulicos; e Filtros centrífugos, que utilizam a força centrífuga para separar contaminantes mais densos.
O tamanho do poro é determinado pelo nível de filtragem necessário, por exemplo, 10 micrômetros para partículas grandes ou 1 micrômetro para filtragem fina. A capacidade de retenção define o tempo de vida útil do filtro antes da saturação.
O processo de fabricação é composto por 3 etapas. A primeira é a produção do meio filtrante com o tratamento do material, onde o papel ou fibra é impregnado com resinas para maior resistência. Na pleatagem, o meio filtrante é dobrado em formato de sanfona para aumentar a área de filtragem sem aumentar o volume. Vale ressaltar que algumas aplicações exigem múltiplas camadas de materiais filtrantes.
Depois temos a construção do invólucro, onde cilindros metálicos ou plásticos suportam a pressão e protegem o meio filtrante. Anéis de borracha (O-rings) garantem que o fluido passe apenas através do meio filtrante.
Por fim, temos a incorporação de elementos adicionais. Válvulas de desvio (bypass) permitem que o fluido continue fluindo em caso de entupimento do filtro e os elementos magnéticos capturam partículas metálicas em sistemas de óleo.
Assim como os filtros para tratamento de água, estes também passam por rigorosos testes de qualidade, entre eles podemos destacar os Testes de eficiência de filtragem, que avaliam a capacidade de remoção de contaminantes em diferentes condições; os Testes de resistência à pressão, que garantem que o filtro não falhe sob altas pressões; Teste de saturação, responsáveis por determinar a capacidade máxima de retenção de contaminantes; e Testes de compatibilidade química, que verificam se o filtro resiste ao contato com diferentes tipos de fluidos.
“Os testes devem seguir normas que geralmente são aplicadas a cada tipo de filtro. Por exemplo, na parte de desenvolvimento de filtros hidráulicos é considerado dentre outras a ISO16889 como forma de verificar a performance de um elemento hidráulico, já no desenvolvimento de filtros diesel é usado, por exemplo, a ISO16332 como forma de identificar a performance de separação de água” - complementa Souza. 

Filtros de Ar
A criação de filtros de ar envolve um processo detalhado que combina engenharia, ciência dos materiais e princípios de aerodinâmica. Esses filtros são projetados para capturar partículas sólidas, gases ou microrganismos presentes no ar, garantindo a qualidade do ar em ambientes industriais, automotivos, domésticos ou hospitalares.
O ponto de partida é identificar a aplicação e os requisitos específicos do filtro, como tipo de ambiente (industrial, automotivo, residencial, hospitalar ou laboratorial), contaminantes a serem removidos (poeira, pólen, fumaça, bactérias, vírus ou gases tóxicos), o nível de filtração necessário (determinado pela norma ou padrão de qualidade do ar (como HEPA, MERV ou ISO), o volume e fluxo de ar.
Depois vem a etapa de escolha do meio filtrante que, como já dito anteriormente, é um componente crucial e vital para todo o processo, uma vez que é responsável por capturar os contaminantes. No caso dos filtros de ar temos diversas opções. A primeira delas são as  fibras sintéticas (poliéster, polipropileno) utilizadas pela alta resistência e capacidade de capturar partículas finas.
Depois podemos citar as fibras de vidro. Essas são muito comuns em filtros HEPA e ULPA, oferecendo alta eficiência na remoção de partículas ultrafinas e carvão ativado, responsável por absorver gases, odores e compostos orgânicos voláteis (COVs).
Por fim, temos as nanofibras, que proporcionam maior eficiência na captura de partículas microscópicas, sem comprometer o fluxo de ar, e o papel filtrante tratado, usado em sistemas automotivos para capturar poeira e fuligem.
Nesse caso, quando o assunto é design, o projeto do filtro considera fatores como eficiência, durabilidade e facilidade de manutenção. Filtros planos ou plissados são usados em sistemas HVAC (aquecimento, ventilação e ar-condicionado), Filtros cilíndricos são comuns em motores automotivos e turbinas, e os Filtros de painel são utilizados em sistemas de ventilação domésticos e industriais.
Aqui o processo de fabricação não é diferente, engloba a produção do meio filtrante ( onde as fibras são tecidas ou sopradas em uma malha fina), a montagem do filtro com o corte e pleatagem (formato de sanfona), inserção no invólucro e a vedação.
Os testes, por sua vez, medem a capacidade de capturar partículas de diferentes tamanhos, avaliam a resistência do filtro ao fluxo de ar, determinam a capacidade máxima de retenção de contaminantes antes da necessidade de substituição, e asseguram normas de certificação. Filtros HEPA, por exemplo, devem capturar 99,97% das partículas de 0,3 micrômetros, conforme a norma EN 1822.
O engenheiro da Hydac explica que, de maneira geral, os profissionais envolvidos no processo pode variar de empresa para empresa, mas em geral muitos setores podem se envolver no processo de desenvolvimento, como Vendas: que pode trazer novas aplicação de clientes; Engenharia: para desenvolver o novo filtro; Qualidade: para validar o produto final e possíveis novos componentes: Produção: caso seja necessário ajustar linha de montagem para produzir o novo filtro; e Logística: caso seja necessário ajustar estoque a fim de acondicionar novos componentes que poderão ser utilizados no novo desenvolvimento.

Necessidades dos consumidores
O consumidor desempenha um papel crucial na criação de filtros. A consulta aos consumidores, especialmente em contextos industriais, faz parte do processo de desenvolvimento para garantir que o produto final atenda às necessidades específicas de aplicação. 
Os fabricantes geralmente iniciam o processo de design coletando informações detalhadas dos consumidores ou clientes industriais. Isso pode envolver entrevistas e reuniões técnicas, visitas ao local de aplicação e análise de problemas existentes.
Equipes de engenharia discutem com os clientes os desafios operacionais enfrentados e os requisitos específicos para o sistema. As visitas permitem entender melhor as condições reais de operação, como pressões, temperaturas, tipos de contaminantes e restrições de espaço. Se um sistema estiver apresentando falhas frequentes devido a filtros inadequados, essa informação é valiosa para projetar um produto mais eficiente.
Esse processo colaborativo garante que os produtos atendam às demandas técnicas, operacionais e econômicas, resultando em soluções mais eficientes e únicas. A chamada personalização ou co-design (design colaborativo) envolve três etapas:
Prototipagem colaborativa: Os fabricantes desenvolvem protótipos com base nas especificações do cliente e os testam juntos em condições reais.
Ajustes de especificações: Parâmetros como tamanho dos poros, materiais filtrantes e configuração estrutural podem ser adaptados conforme o feedback do consumidor.
Desenvolvimento de soluções customizadas: Em setores como o petroquímico ou o automotivo, é comum criar filtros sob medida para equipamentos específicos.
Além disso, após a implantação dos filtros, o feedback contínuo dos consumidores é essencial para melhorias futuras, como o monitoramento de desempenho, relatório sobre falhas ou desgaste e satisfação do cliente.
Vale destacar que há ainda consultas em setores específicos. O Automotivo, por exemplo, montadoras e oficinas oferecem insights sobre a eficiência dos filtros em motores sob diferentes condições. Na Indústria de alimentos e bebidas, regulamentações rígidas exigem a participação do cliente para garantir a conformidade. No Saneamento, empresas públicas e privadas de tratamento de água colaboram com fabricantes para projetar filtros que atendam a normas ambientais específicas.
Já em produtos de consumo, como filtros de água domésticos, a participação do consumidor final é considerada durante pesquisas de mercado, onde é avaliado as preferências do consumidor quanto à facilidade de uso, durabilidade e preço, e em testes com usuários finais, na qual, a prototipagem e testes piloto ajudam a validar o design em situações reais.

Conceitos sustentáveis 
Os filtros são desenvolvidos com base em requisitos específicos de aplicação e contam com processos avançados de design e fabricação. O foco está na escolha do meio filtrante adequado, na eficiência energética e na sustentabilidade. As inovações tecnológicas têm transformado o setor, com soluções que garantem maior eficiência e menor impacto ambiental, atendendo às exigências de qualidade em diferentes contextos.
Utilizar matérias-primas que tenham menor impacto ambiental é uma prioridade. Filtros com elementos filtrantes feitos de fibras naturais (como algodão ou celulose) que se decompõem mais facilmente no meio ambiente também é uma realidade. 
Ademais o uso de plásticos reciclados na construção de invólucros ou molduras dos filtros, reduz a dependência de novos materiais plásticos. Sem falar que em filtros industriais, o uso de aço inoxidável reciclado garante durabilidade e facilita a reciclagem após o fim da vida útil.
O projeto sustentável considera também o ciclo de vida do filtro, facilitando sua desmontagem e reciclagem. Um exemplo disso são os Filtros modulares, que permitem substituir apenas o meio filtrante, mantendo o invólucro intacto, o que reduz o descarte de resíduos. Além disso, os componentes recicláveis facilitam a separação dos materiais após o uso para reaproveitamento ou descarte correto.
E não podemos esquecer do quesito economia energética. Filtros bem projetados reduzem o consumo de energia dos sistemas onde são aplicados. Itens com menor resistência ao fluxo de fluido, por exemplo, exigem menos energia para bombear líquidos ou gases. Além disso, os filtros autolimpantes prolongam sua vida útil, reduzindo o consumo de recursos para trocas frequentes. Itens com menos trocas e limpezas significam menor uso de materiais e energia ao longo do tempo.
Com relação aos filtros mais modernos, conectados a tecnologias digitais, do ponto de vista de desenvolvimento não existem mudanças. O que existe, segundo Souza, é uma seleção de componentes para atender demandas sustentáveis, onde a facilidade no descarte do filtro deve se tornar mais simples e amigável junto ao meio ambiente. “Atualmente os filtros hidráulicos também podem ajudar em questões de ganhos energéticos ajudando na redução de custos e auxiliando em questões ambientais” - explica.
A aplicação do conceito de Economia Circular também é uma realidade na fabricação dos filtros. É um processo que visa fechar o ciclo de vida dos materiais, reduzindo o desperdício e promovendo a reutilização. Alguns filtros industriais podem ser limpos e reutilizados várias vezes, reduzindo o descarte. 
Há também a reciclagem de elementos filtrantes, com programas de coleta e reciclagem de cartuchos usados, transformando-os em novos produtos, e o retorno de filtros usados, já que alguns fabricantes oferecem sistemas de logística reversa, onde os filtros descartados são devolvidos para reciclagem.
O uso de tecnologia também é um aliado quando falamos de sustentabilidade. Sensores de saturação, por exemplo, evitam a troca prematura de filtros, maximizando sua vida útil. O monitoramento em tempo real permite ainda ajustes precisos no processo de filtragem, evitando desperdício de energia ou recursos. Sem falar que filtros autoadaptáveis ajustam sua eficiência de acordo com a necessidade do sistema, economizando recursos.
Em tratamentos de água e ar, soluções sustentáveis evitam ou minimizam o uso de produtos químicos. Filtros de carvão ativado natural removem contaminantes sem necessidade de aditivos químicos, e as tecnologias de membranas avançadas substituem processos químicos de purificação em algumas aplicações.
Diante de todo esse cenário, é evidente que os conceitos sustentáveis aplicados em filtros visam não apenas melhorar o desempenho dos sistemas, mas também reduzir o impacto ambiental ao longo de todo o ciclo de vida do produto. O foco está em materiais recicláveis, design eficiente, prolongamento da vida útil e monitoramento inteligente, promovendo uma abordagem mais responsável e ecológica na filtração de líquidos, gases e partículas. 
 

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Hydac: www.hydac.com