Desconhecemos em parte ainda o grau de importância de um sistema hidráulico em uma linha de produção, mas entendemos que sua utilização é em grande escala em muitas atividades no mundo industrial moderno. Quem nos dá exemplo das mais diversas aplicações de sistemas hidráulicos é o engenheiro Alex Peixoto de Alencar, gerente de produto da Hydac Tecnologia. "Podem ser encontrados em aplicações subterrâneas em mineração, exploração de petróleo, movimentação e travamento de cargas, geração de força, movimento linear e rotativo, grandes sistemas de lubrificação, laminação de metais, injeção e sopro de materiais plásticos e sistemas hidráulicos aplicados em veículos, como tratores, empilhadeiras, escavadeiras, caminhões e equipamentos ferroviários e navais." Para manter todos estes equipamentos funcionando bem, a escolha do filtro adequado é muito importante porque garante a durabilidade e fluidez do sistema e para acertar na decisão é preciso entender como funciona e quais as diferenças dos filtros.
Utilizados para acionar máquinas e sistemas que precisam transferir energia, trabalho realizado por meio de pequenos tubos ou mangueiras, mesmo estando em áreas difíceis, os sistemas hidráulicos são considerados eficazes por multiplicar a força exercida e gerar o máximo de energia para a execução da atividade. Com os atuadores de fluidos, executa diversas funções e dispõe de líquidos sob alta pressão, chamados líquidos hidráulicos, distribuídos por toda a máquina e entre seus componentes para produzir a energia. Embora seja uma tecnologia antiga,  ainda permanece um sistema moderno na fabricação industrial e pode ser adaptado tanto para pequenas indústrias quanto para grandes.


O mecanismo enfrenta diversas falhas que podem chegar a ocasionar a perda do componente hidráulico, conforme explica Peixoto. "Desde o final dos anos 70, sabe-se que, aproximadamente, 75% das falhas em sistemas hidráulicos são provocadas por contaminação no fluido hidráulico. Elas vão desde travamentos de válvulas, passando por retardos em comutações, perda de imobilidade, surgimento de riscos e sulcos, aumentando o vazamento interno, e indo até a destruição total das superfícies internas. Em certas situações, a falha em componentes hidráulicos pode ser a responsável por acidentes gravíssimos e letais", esclarece o gerente de produto da Hydac.
O filtro tem uma função primordial nos mecanismos de sistemas hidráulicos. Segundo Vinicius Stoco Patricio, gerente de marketing e vendas da Parker, multinacional que projeta e comercializa sistemas hidráulicos, "um filtro de má qualidade pode deixar de atender a um equilíbrio entre performance na retenção de partículas e vida útil, o que pode ocorrer também devido ao seu mau dimensionamento. Outros problemas frequentes dizem respeito à ruptura do meio filtrante, vazamentos por má fixação da tampa e má aplicação". Na sua opinião, "um bom filtro deve, sobretudo, ter uma construção de qualidade e com meio filtrante que atenda às especificações de micronagem da aplicação demandada". Dentro do seu conhecimento nesta área, menciona que existem fabricantes no mercado que atuam há vários anos neste segmento, com uma carteira de fornecimento para grandes empresas e dispondo de profissionais de vendas capacitados a entender as necessidades do cliente e a propor soluções de filtração.
Na opinião de José Roberto Pereira Píccolo, chefe de vendas de sistemas de filtração e acessórios da Bosch Rexroth, atualmente os clientes têm à sua disposição, além de produtos de qualidade, a consultoria e suporte técnico dos principais fornecedores de filtros mundiais. Eles os ajudam na escolha certa do tipo de filtro de acordo com a sua aplicação, analisando quão crítico é o equipamento para o seu processo produtivo, o grau de contaminação máximo permitido, entre outros fatores relevantes. "Um filtro adequado à aplicação deve sempre contar com um indicador de ensujamento para que seja possível a troca do elemento no tempo correto", esclarece. Além disso, diz que precisa ser equipado com elementos filtrantes que atendam aos pré-requisitos internacionais de qualidade, dos quais, entre outros fatores, destacam-se:
• Relativos à sua eficiência, medida comparando-se a quantidade de partículas de um determinado tamanho antes e depois de passar pelo elemento (razão β do elemento);
• Sua capacidade na retenção de partículas, medida em gramas e conhecida como DHC (do inglês Dirt Holding Capacity);
• Trabalhar com um baixo valor de ∆p;
• Manter e/ou aumentar sua performance de filtração durante o processo de saturação do mesmo;
• Ser resistente à pulsação do sistema onde está instalado sem que haja qualquer colapso em sua estrutura;
• Não permitir "fuga" de fluido entre suas partes sem que seja filtrado e que seus componentes sejam quimicamente compatíveis com o fluido filtrado.
Já para Peixoto, um dos últimos fatores que devem ser examinados em um filtro hidráulico é seu tamanho físico. Segundo ele, as principais características de um filtro não são observadas enquanto o filtro está fora do sistema, mas, sim, a partir do momento em que entra em operação. "Seu resultado mostrará a verdadeira diferença entre um filtro de qualidade e uma cópia dimensional sem qualidade. Os fabricantes conceituados têm como demonstrar aos usuários as características de seus produtos e como medir os resultados esperados. O filtro é um componente do circuito que tem como função principal manter o sistema hidráulico ou de lubrificação com seu nível de contaminação controlado e o usuário deve ter em mente este conceito como primordial no momento da escolha do filtro."

Tipos de filtro Filtros de Sucção: ficam localizados antes da conexão de entrada da bomba, protegendo-a da contaminação do fluido. Filtros de Pressão: filtram o óleo sob pressão antes que seja utilizado pelo sistema e protegem os componentes sensíveis do lado filtrado. Filtros de Retorno: retiram a contaminação gerada pelos componentes do equipamento e os contaminantes externos. Na maior parte dos sistemas, é o último componente por onde passa o fluido antes de entrar no reservatório. Os filtros de retorno e pressão podem ser encontrados em dúplex. Nesse caso, a filtragem é contínua e, quando um elemento precisa de manutenção, a válvula dúplex é colocada em ação, desviando o fluxo para a câmara do filtro oposta. Filtros Off-Line: circuito independente de um sistema hidráulico principal de um equipamento, incluindo componentes, como bomba, filtro, motor elétrico e sistemas de conexões. Em um ciclo contínuo, o fluido é bombeado fora do reservatório através do filtro e depois retorna para ele.

A contaminação acarreta muitos problemas nos sistemas hidráulicos. Mas, segundo Patricio, isso tudo depende muito da aplicação do filtro dentro do sistema, cujas variáveis não são poucas. "Pode-se ter desde contaminantes sólidos, decorrentes do processo de movimento de um pistão e um cilindro, por exemplo, até de contaminantes dentro do próprio tanque, em filtros de sucção." Ele aponta ainda que a umidade dentro do sistema pode causar, além da redução da vida útil do elemento, contaminação de todo o fluido do tanque. Já o gerente de produto da Hydac explica que, "desde os anos 90, os sistemas hidráulicos e de lubrificação a óleo desenvolvidos e construídos para aplicações nas quais a confiabilidade é elevada já são equipados com filtros hidráulicos de alto desempenho, dispostos não somente a atingir níveis de limpeza satisfatórios, mas principalmente capazes de manter estes níveis de limpeza quando o sistema hidráulico entrar em operação, garantindo que um determinado patamar de contaminação não seja atingido e ultrapassado".
Manter um mecanismo em dia é uma garantia de ter o equipamento funcionando corretamente, afirma Peixoto, "quando os sistemas hidráulicos estão corretamente dimensionados são capazes de operar por anos a fio sem a necessidade de serviços externos de filtração, uma vez que mantêm a contaminação equilibrada e, como consequência, retardam significativamente a reação em cadeia do desgaste". Quanto às recomendações de níveis de limpeza para os diferentes sistemas hidráulicos, adverte que "dependem de alguns fatores relacionados à sensibilidade dos componentes hidráulicos, níveis de pressão de trabalho, variação da pressão durante os ciclos de operação, nível de contaminação do ambiente, criticidade do equipamento no processo produtivo, risco de acidente em caso de falha, entre outros". Sendo possível encontrar uma recomendação ISO 17/15/12 para um determinado sistema numa condição diferente de operação. Já o mesmo tipo de sistema pode ter como limite um patamar recomendado de contaminação em até oito vezes mais limpo, ISO 14/12/10, diz.
Referente às normas utilizadas para proporcionar eficiência nos mecanismos, o gerente de produto da Hydac cita que os elementos filtrantes hidráulicos de alta performance são produzidos com qualidade assegurada segundo a ISO 2941, 2942, 2943, 3724, 3968, 11170 e 16889, que parametrizam os testes de desempenho, resistência, fadiga e integridade de fabricação. O gerente de marketing e vendas da Parker esclarece a classificação para tamanhos de partículas, através da ISO 4406; para limpeza de fluidos, ISO de 11 a 20; e correlação dos níveis de limpeza, ISO de 6 a 23 (conforme NAS 1638) e tamanhos de partículas de 2,5 e 15 micra.
Em um sistema hidráulico típico, é preciso que os filtros retenham as contaminações perigosas para os componentes, como: bombas, válvulas e atuadores. Segundo Peixoto, é possível encontrar conceitos diferentes nos quais pode haver apenas um único filtro hidráulico ou filtros instalados em diferentes pontos do sistema. "Para que o filtro seja capaz de atingir e manter um determinado patamar de limpeza, é desejável que esteja instalado em um ponto de pressão manométrica positiva e com possibilidade de ser utilizado até o mais alto diferencial de pressão permitido no seu ponto de instalação."
Os filtros hidráulicos podem ser de sucção, pressão, retorno ou off-line (ver box). Para o gerente de produto da Hydac, apesar de alguns filtros hidráulicos serem denominados de filtros de pressão ou filtros de retorno, na verdade, os filtros hidráulicos podem ser chamados simplesmente de filtros de sucção. Estes são aqueles utilizados em pontos de pressão manométrica negativa. E também os chamados filtros de baixa pressão e de alta pressão, uma vez que esta classificação é diferenciada apenas pela resistência mecânica de suas carcaças. "Os elementos filtrantes não dependem da pressão da linha, podendo ser aplicados tanto em carcaças projetadas para operar a 10 bar de pressão como a 1.050 bar de pressão. Os elementos devem suportar o diferencial de pressão, ou seja, a diferença entre a pressão a montante e a jusante", destaca.
Píccolo, da Bosch Rexroth, complementa "quando não se tem uma filtração eficiente, por consequência, haverá um aumento do grau de contaminação dentro do sistema". "Mas o principal e indesejável efeito é a diminuição considerável da disponibilidade do equipamento para a produção, seja ela mobil ou industrial", aponta o chefe de vendas. Ele relaciona que o alto nível de contaminantes causado por partículas sólidas, contaminação líquida ou gasosa pode gerar, entre outros problemas:
• Falha do componente;
• Desgaste do componente;
• Perda de rendimento;
• Imprecisão de movimentos;
• Aumento de tempo de ciclo de operação;
• Movimentos involuntários sem qualquer acionamento;
• Corrosão nos componentes;
• Variação da viscosidade;
• Envelhecimento prematuro do óleo;
• Perda de energia.
O nível de contaminação em um sistema hidráulico varia, segundo Píccolo, da Bosch Rexroth, conforme o tipo de equipamento e a sensibilidade de seus componentes críticos, onde ele opera – dentro de uma fábrica ou em campo aberto – e de acordo com a qualidade do serviço de manutenção executado. A sugestão dada é sempre seguir o manual do componente mais crítico, porém quando não há esta informação disponível, pode-se utilizar um grau de contaminação recomendável de acordo com o tipo de componente e aplicação. Ele exemplifica comparando duas figuras: a da esquerda ilustra a contaminação em uma amostra de óleo novo ISO 22/20/18; e a da direita apresenta o sistema já filtrado em um nível de contaminação ISO 12/10/8.

Em termos tecnológicos, atualmente os elementos filtrantes apresentam diversos diferenciais que dão garantia ao cliente. Peixoto cita vários exemplos da elevada capacidade e confiabilidade dos filtros que hoje têm aplicação em qualquer situação encontrada na hidráulica moderna. "Elementos filtrantes de alto desempenho asseguram, como consequência natural do seu resultado, uma vida operacional longa, reduzindo os custos operacionais indiretos, como o logístico, por exemplo. As carcaças de filtro também possuem características que trazem benefícios quando corretamente selecionadas, podendo garantir ao usuário uma operação contínua através de construções tipo dúplex. Também podem ser utilizadas em ramais em que o fluxo hidráulico é reversível ou em espaços reduzidos e até mesmo em atmosferas agressivas", afirma o gerente de produto da Hydac.
"Os elementos filtrantes de mais alto desempenho garantem um resultado confiável mesmo quando instalados em pontos sujeitos a altas variações de pressão e de vazão, pois estas características são muito prejudiciais a eles", explica Peixoto. E acrescenta: "Atualmente, são capazes de operar com fluidos hidráulicos isentos de zinco e, mesmo assim, evitar a formação de carga eletrostática e consequente descarga interna (faiscamento), que pode destruir o meio filtrante." Na opinião do gerente de marketing e vendas da Parker, tecnologicamente os avanços foram quanto ao "menor peso dos elementos e carcaças, com metais apresentando menor peso específico (substituição do FeFo – ferro fundido), aliado ao uso exclusivo de fibras sintéticas no meio filtrante, buscando maior vida e eficiência do elemento".
Há uma concorrência internacional neste segmento e é preciso acompanhar a evolução tecnológica dos correlatos, segundo Peixoto, como os componentes hidráulicos convencionais e servocontrolados, rolamentos, fluidos hidráulicos e lubrificantes. Além disso, a crescente preocupação ambiental relacionada ao descarte do elemento filtrante usado também é levada em conta na hora dos fabricantes de filtros de alto desempenho investirem em tecnologia, conforme explica. Para enfrentar a concorrência externa e a questão ambiental, esses fabricantes investem entre 12% e 18% de sua receita em pesquisas, garante o gerente de produto da Hydac.
Conforme esclarece Patricio em relação aos investimentos em tecnologia, o desenvolvimento dos filtros hidráulicos depende essencialmente do meio filtrante e de um processo de fabricação adequado. "Pela experiência de mercado, além das tendências que estudamos, novos desenvolvimentos neste setor cobrem basicamente as necessidades dos clientes. Nossos investimentos em tecnologia estão direcionados também a elementos com baixo impacto ambiental – conceito Parker LEIF (Low Environment Impact Filter)."
Os destaques da Bosch Rexroth que trazem inovações, segundo o chefe de vendas da Bosch Rexroth, são os novos filtros de pressão série 50/110 LEN, que têm um sistema de filtragem tipo ciclone e, por esse motivo, ganharam o prêmio de design de produto em 2011; ampliação da linha de filtros 10TEN; uma linha completa de indicadores de ensujamento, que não necessitam parar o equipamento em caso de manutenção; e o sistema de termovácuo Vacuclean.