Filtros de superfície e profundidade são meios filtrantes, assim como os elementos filtrantes. Nesse caso, os elementos filtrantes são os responsáveis por reter a contaminação presente em óleos e fluidos. O que difere o filtro de superfície para o de profundidade é a sua capacidade de “capturar” partículas de tamanhos diferentes. O de profundidade consegue atingir as menores e, assim, reter o maior número de contaminação possível.
O sistema de filtragem é tão essencial às máquinas que alguns já vêm de fábrica. Mas as condições de trabalho variam muito e, no caso de máquinas de grande porte, é muito comum que estejam associadas à condições extremas. Imersas em densas nuvens de poeira de rocha – como na mineração, e de terra em máquinas agrícolas e florestais ou restos de fuligem oriunda da combustão do motor – como em caminhões e ônibus. Esses ativos são solicitados de inúmeras maneiras pela intempérie e pela própria operação.
Para garantir que o sistema opere em níveis excelentes, é essencial contar com os diferentes sistemas de filtragem. Conheça a seguir qual a diferença entre filtro de superfície e filtro de profundidade e qual o papel de cada um a fim de ajudar você a atingir seus resultados.
O que é filtro de superfície?
Os filtros para máquinas de grande porte são dispositivos acoplados aos diferentes sistemas de fluxo de fluidos: ar, lubrificante e combustível. Para que o processo de filtração efetivamente ocorra, é necessário um meio filtrante, isto é, o elemento que irá reter as partículas contaminantes presentes no óleo.
Há vários tipos de materiais que compõem os elementos filtrantes: celulose, polímeros, fibra de vidro, dentre outros. O material depende da finalidade. Em filtragem de lubrificantes em motores a combustão, por exemplo, é comum o uso de filtros de papel. Na microfiltragem, por outro lado, usa-se a microfibra de vidro e a fibra de celulose longa.
Como o nome mesmo diz, o elemento filtrante de superfície permite que o óleo passe pela sua superfície, ou seja, as partículas de contaminação são retidas pelo exterior do filtro. Os elementos filtrantes de superfície retém partículas de tamanho, geralmente, até 25 microns. Cada micrômetro representa 1 milímetro dividido por 1000. Neste caso, as partículas grandes e as invisíveis a olho nu, são retidas, mas com tamanho de 25 microns para cima.
Se a espessura do meio filtrante é semelhante à granulometria das partículas a ser extraídas, o processo recebe o nome de filtração de superfície. Os mecanismos de filtragem são a colisão ou o peneiramento. É muito comum encontrar filtros de ar desse modelo.
Um fio de cabelo tem espessura de 70 micras. Quanto maior o número da micragem, maior seu tamanho. Abaixo de 40 micras, torna-se invisível a olho nu.
Em suma, a filtração é o processo de forçar a passagem de um líquido ou gás através de um material poroso com o objetivo de retirar sólidos aí suspensos. Se a espessura do meio filtrante é semelhante à granulometria das partículas a ser extraídas, o processo recebe o nome de filtração de superfície, já que o material fica retido na superfície do filtro. É muito comum encontrar filtros de ar desse modelo. Outro exemplo típico de filtragem de superfície são as peneiras. Neste caso, as partículas ficam retidas na superfície, formando a torta e permitindo que partículas menores atravessem a rede filtrante. Há vários formatos de filtros de superfície.
O que é filtro de profundidade?
No filtro de profundidade, em contraste com o filtro de superfície, as partículas sólidas são separadas principalmente por deposição dentro dos poros do elemento filtrante, que pode consistir em:
- Uma cama de grãos mais grosseiros (por exemplo, camada profunda de areia de 0,3 mm a 5 mm).
- Uma camada de alguns centímetros de fibras (filtros de cartuchos vedados com resinas, por exemplo).
- Folhas de alguns milímetros de espessura (por exemplo, meio filtrante feito de celulose).
- Uma camada de apoio granular ao filtro principal (camada pré-revestimento, por exemplo).
Desse modo, a espessura do meio filtrante é no mínimo 100 vezes maior do que o tamanho da partícula a ser filtrada, quando se trata de filtros de profundidade. Podem ser cartuchos de fios, aglomerados de fibras, plástico poroso e metais sintetizados. Portanto, filtros de profundidade são constituídos por uma rede aleatória de microfibras de granulometria bem pequena, a ponto de reter partículas microscópicas. Essa característica é que garante que a filtragem não ocorrerá somente na superfície, mas em profundidade através de todo o elemento filtrante. Este, por sua vez, pode ser constituído de polímeros, celulose ou fibra de vidro, separados ou compostos.
Os filtros de profundidade retém partículas abaixo de 25 micras, por isso são mais eficientes quando se fala em reter contaminantes sólidos menos, de até 2 micras.
Assim, na filtração de profundidade, os contaminantes percorrem uma espécie de “labirinto” no interior do dispositivo, ficando enredados nas microfibras entrelaçadas que constituem a rede filtrante. Muitos filtros de profundidade são papéis dobrados em várias espessuras, criando assim maior superfície de filtragem num mesmo espaço, quando comparados com filtros de superfície de dimensão igual.
Essa é a principal vantagem do filtro de profundidade, uma vez que levará mais tempo para saturar (entupir). No filtro de profundidade, forma-se a torta de filtro, que deve ser removida periodicamente para prevenir entupimentos, vazamentos ou falhas no processo produtivo. A torta vai se formar até o filtro atingir a saturação.
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Qual a diferença entre eles?
Em ambos os casos, os processos físicos envolvidos são: interceptação direta, impacto inercial, difusão e sedimentação. No filtro de superfície, porém, os mecanismos de filtragem são colisão ou peneiramento. Já no caso do filtro de profundidade, trata-se de enredamento.
As diferenças entre filtro de superfície e filtro de profundidade podem ser resumidas conforme o quadro abaixo;
Embora os filtros de profundidade possam parecer melhores sempre, a indicação de qual filtro é mais adequado depende de cada caso. Por se tratar de tecnologia mais avançada, a aplicação dos filtros de profundidade é mais recomendada no caso de sistemas mais sensíveis à contaminação, como sistemas hidráulicos. Se tratando de filtros de ar, é muito comum que um dispositivo de superfície resolva o problema inteiramente, tudo dependerá da micragem que você deseja alcançar na descontaminação.
Portanto, as máquinas industriais executam tarefas pesadas e importantíssimas para atender as demandas da sociedade. Para se manter os níveis de produção adequados, constantes cuidados são necessários com a manutenção preditiva, especialmente com os fluidos que nutrem essas máquinas. Incluir sistemas de filtragem na manutenção preditiva é extremamente importante tanto para preservar a vitalidade das máquinas quanto para assegurar que seu investimento terá o melhor retorno possível.
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