Podendo ser aplicados em uma grande variedade de atividades que envolvem desde a produção de petróleo até a de refrigerantes, os filtros automáticos com backflush são, por definição, equipamentos que possibilitam a limpeza automática dos elementos filtrantes internos, sem interromper a continuidade do processo de filtragem. "Filtros automáticos são aqueles que têm a capacidade de limpeza da mídia filtrante com ou sem a interferência humana. O baixo custo de manutenção e a baixa incidência de interferências são os seus grandes diferenciais perante os convencionais. Como em todos os tipos de filtros, o diferencial de pressão entre o lado sujo e o limpo é o indicador para o início da limpeza, porém, eles podem ser ajustados para um determinado intervalo de tempo ou número de ciclos. A limpeza pode acontecer de maneira totalmente automatizada, com abertura de válvulas e acionamento do motor ou manualmente", explica Sauro Armani gerente de operações da Mahle Industry do Brasil Ltda.
Esse processo de limpeza que pode ocorrer através de diferentes mecanismos tem como objetivo, além da execução automática, oferecer a menor interferência possível no processo, minimizando as variações de pressão e vazão. "Para que estes mecanismos efetuem a limpeza, é necessário que haja uma alimentação adicional, quer seja puramente elétrica, pneumática ou eletropneumática, além evidentemente do controlador desta limpeza para que o mecanismo atue", detalha Alex Peixoto de Alencar, gerente de produto da linha de filtros da Hydac.
"No sistema backflush a limpeza do elemento filtrante é feita revertendo o fluxo utilizando a força de sucção gerada pelo diferencial de pressão entre o interior (pressão do processo) e o exterior do filtro (atmosfera)" diz Guilherme Genesini, Engenheiro de Aplicação da Amiad Brasil.
Segundo Gilberto Fernandes, gerente técnico da Indústria de Filtros Barra, os filtros automáticos com backflush são indicados para fluidos de baixa viscosidade, mas outros elementos devem ser considerados na escolha. "Muitos fatores devem ser levados em consideração na escolha do modelo: vazão, fluido, tipo de contaminante, quantidade de contaminantes entre outros", complementa.

Tipos de filtro e funcionamento
Dependendo da forma construtiva, os filtros podem operar com fluxo de fora para dentro ou de dentro para fora, ser construídos com um único elemento filtrante ou com uma bateria com múltiplos elementos. Alguns filtros utilizam sistemas com raspadores que "varrem" a face de entrada do fluido no elemento filtrante e procuram remover este contaminante retido para uma área ligada à linha de descarte. "Apesar de serem mais simples, para certos tipos de aplicação, esta tecnologia pode remover apenas parte do contaminante com o raspador e impregnar o meio filtrante reduzindo sua área efetiva de trabalho. Os filtros que utilizam o sistema sem os raspadores, oferecem uma segurança maior contra a impregnação, mas exigem um diferencial de pressão maior para fazer a limpeza porque seria preciso aplicar um golpe de pressão forte o suficiente para retirar os contaminantes retidos consumindo assim mais fluido limpo. Uma tecnologia de retrolavagem muito difundida é aquela que utiliza o isolamento de uma parte do(s) elemento(s) filtrante(s) e faz com que a pressão de fluido limpo aplique um golpe controlado através do sincronismo de posicionamento do isolador e a válvula de abertura da linha de descarte", detalha Alex Peixoto da Hydac.
Basicamente os filtros automáticos possuem dois tipos de tecnologia de limpeza, os de backflush e os de raspadores. Os filtros autolimpantes com raspadores são mais simples e podem ser automáticos, acionados por motorredutor, ou manuais. "Eles possuem uma ou mais lâminas raspadoras que ‘varrem’ o lado sujo da mídia filtrante quando o diferencial de pressão limite e ou tempo pré-estabelecido forem atingidos. A raspagem é feita através do giro do elemento filtrante sob as lâminas raspadoras. O particulado é então removido através de uma válvula de dreno localizada no fundo do filtro. Esta tecnologia não é adequada para particulados grudentos, como o asfalteno e ou moles, como o alumínio, pois estes podem ser empurrados para a abertura do filtro", relata Sauro Armani.
Já os filtros com backflush, utilizam-se do fluxo contrário ao da filtração, ou do fluxo de fluido externo, para a remoção do particulado retido pela mídia filtrante."No primeiro caso é utilizado o próprio fluido da filtragem, com mínima interferência na vazão do filtro.  No segundo caso é utilizado um fluido auxiliar para a limpeza, como vapor d’agua, ar comprimido e solventes. Assim como nos filtros com a tecnologia dos raspadores, nos backflush, o elemento filtrante gira em torno de seu próprio eixo e um manifold, que está ligado diretamente à válvula de dreno que se encarrega de fazer a limpeza na superfície do elemento filtrante" complementa Sauro Armani.
Há diversas formas de funcionamento para os filtros backflush: por reversão completa, por escovas ou raspadores ou por scanner de sucção localizada. Na reversão completa o fluxo é revertido em todo o elemento filtrante no mesmo tempo. "Dessa forma, o elemento deixa de filtrar e a vazão requerida é alta. A força de sucção se concentra nas áreas do elemento filtrante mais próximas ao dreno da água de limpeza" diz Guilherme Genesini. O método por escovas ou raspadores possui um raspador que percorre o elemento filtrante arrancando as partículas retidas e ajuda a fazer a limpeza mais eficiente. "O sistema de raspadores / sugadores opera com um único elemento filtrante (geralmente espiralado), que retém as partículas sólidas em sua parte interna. Com o aumento de diferencial de pressão o sistema é acionado e um conjunto de raspadores e sugadores percorre toda superfície do elemento filtrante raspando, sugando e direcionando todo fluido contaminado para o meio externo. Esse processo é controlado por painel elétrico em conjunto com a válvula de dreno automática", explica Gilberto Fernandes da Filtros Barra.
E por fim, o scanner de sucção localizada contém bicos de sucção, ao invés de um raspador que percorre o interior do elemento filtrante helicoidalmente, sugando localizadamente a sujeira. "Toda a força de sucção gerada pelo diferencial de pressão entre o interior do filtro e a atmosfera se concentra em 1-2% da área do filtro, multiplicando a eficiência do processo", diz Guilherme Genesini.
"O sistema multielementos tem a entrada do fluido pela parte inferior forçando a filtragem através dos componentes espiralados, onde os sólidos são retidos. Com o acúmulo de particulado o diferencial de pressão atingirá o nível regulado pelo sistema que acionará através do painel elétrico a limpeza individual de cada um dos elementos filtrantes. Esse processo é feito em conjunto com a abertura da válvula de dreno automática que conduzirá o fluido com impurezas para a parte externa do filtro (descarte)", explica Gilberto Fernandes.

Aplicações dos filtros backflush
A aplicação típica é aquela em que não se deseja a interrupção de fluxo nem a intervenção efetuada por um operador durante a limpeza dos elementos saturados - o que garante a continuidade do processo com uma consistência na distribuição de sólidos após a passagem pelo filtro. "Devido a este tipo de orientação, via de regra, estes filtros utilizam mecanismos de limpeza que são acionados com diferenciais de pressão inferiores a 1 bar, ou seja, os filtros são posicionados na linha para que não ofereçam grande resistência à passagem do fluido", diz Alex Peixoto. "Vários fabricantes desenvolvem conceitos próprios para a construção de filtros automáticos e é possível encontrá-los em diferentes aplicações como proteção de componentes críticos, pré-filtração grosseira a montante de filtros com elementos consumíveis, lavadoras, circuitos de filtração de fluido de usinagem, sistemas de tratamento de água, entre outros. Uma vez que todos deverão efetuar a limpeza dos elementos saturados através de um mecanismo de retrolavagem, é necessário destinar especial atenção às tecnologias usadas neste processo, pois em alguns casos a disponibilidade de área efetiva após a limpeza poderá ser reduzida, o que poderá causar aumento da frequência de limpeza. A Hydac utiliza uma construção cônica de seus elementos filtrantes para que a retrolavagem seja aplicada com um gradiente de velocidade isocinético, oferecendo uma área útil após cada limpeza muito próxima à área inicial com pouco consumo de fluido limpo para isso. Elementos filtrantes cilíndricos necessitam fluxos maiores para limpar totalmente a área contaminada dos elementos filtrantes saturados", complementa. Gilberto Fernandes- da Filtros Barra- concorda que a área de aplicação é ampla: "Usinas siderúrgicas, de açúcar, álcool, geradoras de energia (UHE e PCH), indústrias de autopeças e alimentícias podem ser consumidoras deste tipo de equipamento", diz.
"Os filtros com backwash com ou sem raspador são indicados para graus de filtração a partir de 100 micra em processos com sólidos suspensos principalmente minerais, sistemas de pré-filtração de águas superficiais (lago, rio) e água de resfriamento, mercado hidroelétrico, energia, mineração. Já os filtros backwash com scanner de sucção localizada são utilizados para graus de filtração de 10 a 100 micra o que inclui processos com sólidos suspensos orgânicos, sistemas de proteção de membrana, água de processo industrial, reúso de efluentes industriais e municipais com tratamento terciário e filtração de água de injeção para os poços petrolíferos" especifica Guilherme Genesini da Amiad .

Vantagens no uso dos filtros autolimpantes
Os principais benefícios no uso dos filtros autolimpantes são a diminuição do custo operacional do processo de filtração (OPEX) devido à redução e ou eliminação da troca de elementos filtrantes e da interferência humana, o aumento da eficiência do processo fabril por reduzir as paradas para interferência no sistema de filtração e o menor custo para a disposição de elementos filtrantes sujos. "Apesar do investimento inicial (CAPEX) ser superior em comparação com os filtros convencionais, os filtros autolimpantes proporcionam rápida recuperação do investimento inicial pela série de vantagens que apresenta", explica Sauro Armani da Mahle.

Limitações de uso
Embora sejam indicados para uma grande variedade de atividades, há situações em que o uso dos filtros automáticos é contraindicado, conforme explica Alex Peixoto da Hydac. "As limitações de aplicação mais comuns para estes filtros são os fluidos de alta viscosidade cinemática, com contaminação química, oleosos, a disponibilidade de alimentação adicional ou de sistemas de medição de diferencial de pressão, contaminação fibrosa e baixo diferencial".
Sauro Armani complementa: "Os filtros automáticos são indicados para a filtração de qualquer tipo de fluido, porém há limitações com relação ao grau de filtração, que no caso dos filtros da Mahle é de 5 micra. Para necessidades de filtração mais finas que 5 micra, a empresa indica outros sistemas de filtros automáticos de seu portfólio, como os com processo de ‘torta’ ou a filtração convencional".

Contato das empresas:
Amiad Brasil: www.amiad.com.br
Filtros Barra: www.filtrosbarra.com.br
Hydac: www.hydac.com.br
Mahle Industry: www.mahle-industry.com