Impulsionados pela crescente demanda industrial produtiva e pressionado pelas legislações restritivas, melhorias em Equipamentos de Controle da Poluição (ECP) e Filtros de Ar produtivos tornaram-se uma necessidade e desafio.
Nas últimas décadas, diversas políticas públicas ambientais em prol da qualidade do ar foram fortalecidas, tanto na Europa, EUA, quanto na China, ações essas que refletiram também no Brasil.
Além disso, ao observar o seguimento industrial é notável o aumento de produtividade e lucratividade das operações. Contudo, em processos dependentes de filtros de ar o aumento de produção está relacionado com o aumento da vazão de ar, o que traz maiores exigências aos equipamentos de filtração, resultando em maiores custos operacionais e de manutenção.
Tendo em vista esse cenário, pesquisas e inovações são apresentadas para melhor compreensão da técnica, a fim de sustentar melhorias que promovam altas performances.

Parâmetros Relevantes
Em que precisamos nos atentar para buscar e alcançar a alta performance em Filtro de Mangas? Listo aqui, alguns pontos importantes:
• Frequência de limpeza;
• Perda de carga do equipamento;
• Gastos energéticos do ventilador e compressor;
• Eficiência na coleta de particulados;
• Falhas prematuras e confiabilidade;
• Custos de manutenção;
Então, para conseguir visualizar as oportunidades de melhoria no filtro, é necessário a compreensão de como o equipamento funciona.

Filtro de Mangas Pulse-Jet
O material particulado (MP) da fonte geradora é succionado e transportado pelo diferencial de pressão criado pelo ventilador dentro do duto, onde se dá o escoamento do ar contaminado até o filtro de ar. O fluido chega na câmara suja do equipamento, onde encontram-se as mangas filtrantes que retém o material particulado em sua superfície externa, formando uma torta de pó, com a saída do ar limpo pelo centro da manga, até a parte superior do equipamento, a câmara limpa e então para a chaminé.

A manga filtrante é confeccionada de tecido ou feltro nãotecido e se assemelha a uma manga de camisa com o fundo fechado, que envolve uma estrutura metálica cilíndrica de estruturação, chamada gaiola. Este conjunto é responsável pela coleta do MP através da separação física entre o sólido e o gás.
O sistema de limpeza por jato de ar comprimido (Pulse-Jet), realiza a limpeza por um forte pulso de ar comprimido direcionado na face interna, provocando um fluxo de ar para fora das mangas, descolando e derrubando a torta de pó. Esse jato de ar pode ser potencializado com a utilização de um venturi, capaz de promover o aumento da velocidade da bolha de ar, gerando maiores tensões no tecido e atingindo uma limpeza mais eficiente e uniforme.
Com o decorrer da filtração, mais material se deposita sobre o filtro têxtil, logo, a perda de carga se eleva e é necessário o acionamento do sistema de limpeza das mangas, que deve ser liberado automaticamente por diferencial de pressão ou por tempo. O tempo de acionamento, a pressão do pulso, o tipo de venturi e o comprimento da manga são alguns dos importantes fatores que influenciam na eficiência de limpeza.
Há a tendência do decréscimo da eficiência de limpeza com o decorrer dos ciclos de limpeza. Influência essa, direta do aumento de partículas retidas no interior do elemento filtrante, o que atrapalha a remoção da torta e passagem do ar, sendo esse aumento entre cada início de ciclo, chamado queda de pressão residual.
Com as mangas filtrantes novas, a filtração inicia-se diretamente pelas fibras do nãotecido. Parte do material particulado fica retido logo na superfície do feltro, outra quantia fica presa entre as fibras e há aqueles que conseguem ultrapassar. Isso acontece em decorrência da distribuição granulométrica e velocidade das partículas geradas pelo processo e carregadas pelo fluido, pois aquelas que são maiores que os poros do tecido e nãotecido conseguem penetrar, enquanto algumas mais finas atravessam o material.

Custos
Para uma visão geral, pode-se resumir os custos operacionais e de manutenção de um filtro de mangas no consumo energético do ventilador e compressor, aquisição das mangas filtrantes, disposição e descarte das mangas usadas, mão de obra e horas necessárias para a manutenção, além das perdas e reduções produtivas causada pela parada de manutenção, em alguns casos.

Onde Melhorar?
Escolha do Meio Filtrante;
Há grande variedade de meios filtrantes disponíveis no mercado, pode-se escolher desde a composição, formato e diâmetro das fibras, espessura, permeabilidade e tratamento superficial em cada tecido, entre outros fatores. Se faz necessário, portanto, testes para encontrar o melhor para ser utilizado em seu processo industrial.

Eficiência de Limpeza;
Como não é possível uma limpeza que regenere totalmente o meio filtrante, a cada ciclo de limpeza um resquício de material particulado ficará retido nos interstícios das fibras, o que resulta na maior resistência a passagem do ar. Então, quanto melhor a limpeza do feltro, menor será o acréscimo da perda de carga residual e total ao longo dos ciclos de filtração, sendo necessário menor potência do ventilador para manter a vazão e prolongando o tempo de vida útil das mangas filtrantes.
Além disso, quanto melhor a limpeza, menos vezes a manga precisará ser limpa. O que traz benefícios com menor consumo de ar comprimido e menor desgaste das mangas e dos dispositivos do sistema de limpeza (peças e válvulas).

Eficiência de Coleta;
Em processos produtivos em que o filtro de ar é um dos equipamentos da linha de produção, como em cimenteiras ou moinhos alimentícios, ou então em sistemas de despoeiramento em que se consegue retornar e aproveitar o material particulado coletado como matéria prima, otimizar a eficiência na captura de partículas é sinônimo de aumento de produtividade e redução de desperdícios. Há também a necessidade de enquadramento legal aos limites de emissões impostos pelo órgão ambiental e legislação para a indústria.

Tempo de Vida Útil e Confiabilidade;
Ao reduzir estresses causados nos sistemas, por exemplo, pela limpeza, temperatura, umidade, fagulhas, abrasão, ataque químico, prolonga-se o tempo de vida útil das mangas, peças e dispositivos, reduzindo, portanto, os custos de aquisições, mão de obra, horas em manutenção e disposição dos resíduos das mangas usadas. Além disso, a minimização de riscos e manutenções preventivas irão evitar paradas emergenciais e corretivas expendiosas, sendo aliada da boa gestão e performance do ativo.

Como Melhorar?
Serão apresentadas superficialmente seis tecnologias para ajudá-los, além de dar alternativas e suporte para a realização de melhorias ou aquisição em filtro de mangas. Serão citados alguns exemplos comerciais, porém tais soluções não se limitam à essas marcas, é possível também encontrar contratipo e similares com funcionalidade próxima. Recomendo ainda a consulta de especialistas na área para colaborar com a análise e decisões, assim poderá economizar recursos, tempo e prevenir dores de cabeças.

Sensoriamento e Monitoramento
A utilização de dispositivos e sensores concretiza essa indústria tecnológica e conectada, através do IoT (Internet das Coisas) e a interligação entre dispositivos e máquinas para um processo mais inteligente.
Através de sensores de queda de pressão, concentração de material particulado e softwares, permite não só a a identificação de falhas nos dispositivos de limpeza, mangas furadas/rasgadas e vazamentos, mas também, realiza o acionamento do sistema de limpeza apenas no momento necessário e gera demanda do ventilador correlacionada com a perda de carga.
Uma vez que em muitos equipamentos ocorre limpeza excessiva nas mangas, o que é um grande desperdício de energia, reduz a coleta de MP e tempo de vida delas. Essa automatização, otimiza ainda a eficiência de coleta, pois o prolongamento dos ciclos de limpeza faz com que se prevaleça a filtração em profundidade pela torta de pó o que contribui na retenção de partículas mais finas.

Principais melhorias:
Prevenção e identificação de falhas, otimização do sistema de limpeza.

Principais benefícios:
Melhora na eficiência de limpeza e coleta, além do aumento da vida útil das mangas e dispositivos.

Membrana de PTFE^®
Uma membrana microporosa de PTFE (politetrafluoretileno) é um filme de PTFE expandido que pode ser aplicado sobre qualquer meio filtrante. Essa camada adicional substitui a distância entre as fibras do feltro pela distância nanométrica entre suas finas pontes poliméricas, favorecendo altas eficiências de filtração superficial e redução da penetração de particulado no feltro, além de ser extremamente antiaderente, favorecendo a limpeza.
Nas imagens obtidas via MEV (microscopia eletrônica de varredura) pode-se observar um feltro de poliéster de 550g/m² sob o zoom de 240x. Já na segunda, o mesmo feltro, porém recoberto com a membrana, para visualização das fibras foi necessária uma ampliação de 2500x.

Principais melhorias:
Melhor filtração superficial e formação da torta de pó, superfície anti-aderente.

Principais benefícios:
Melhora na eficiência de coleta, limpeza e permeabilidade ao ar.

Fibras Trilobais e Multilobais
As fibras tri e multilobais, de seção transversal no formato de X e Y, por exemplo, aumentam a superfície específica de filtração, comparado com as fibras de seção circular, dessa forma favorece mecanismos de coletas de partículas finas e à permeabilidade ao ar.

Principais melhorias:
Aumento da superfície específica de filtração.

Principais benefícios:
Melhora na eficiência de coleta e permeabilidade ao ar.

Pré-tratamento: Precoating
O precoat ou pré-capa é o resultado de um pré-tratamento que se realiza no meio filtrante virgem. Após a instalação de mangas novas, pode-se realizar a aplicação, através da filtração com velocidade reduzida, de um pó quimicamente inerte que irá promover a formação de um meio coletor com boa porosidade e baixas resistências ao fluxo de ar.

Assim, através do entupimento controlado dos poros com o pré-tratamento, obtém-se melhor filtração superficial e eficiência de limpeza.
Uma alternativa mais econômica que a aquisição de feltros com membrana de PTFE e que obtém resultados satisfatórios.

Principais melhorias:
Melhor filtração superficial e formação da torta de pó.

Principais benefícios:
Melhora na eficiência de coleta, limpeza e permeabilidade ao ar.