Antes de responder a pergunta, vamos entender melhor o contexto de um elemento filtrante?
Quando se fala em equipamentos, máquinas e motores, o que se espera é uma produtividade adequada, assim como o menor desgaste possível das peças. Porém, para que isso ocorra, é necessário que todo o sistema esteja funcionando de maneira correta, a começar pelo processo de filtragem.
A filtragem é a tecnologia responsável por eliminar a contaminação presente no óleo. De maneira resumida, é o processo de forçar a passagem de um líquido ou gás através de um material poroso com o objetivo de retirar partículas suspensa (sólidas ou de água). Essas partículas, por sua vez, causam grandes danos no dia a dia quando não eliminadas, como:
- Lentidão de desempenho;
- Baixa de produtividade;
- Dificuldade de operação;
- Aumento de gastos com manutenção;
- Necessidade de reposição de peças;
- Desgaste acelerado de equipamentos;
- Máquinas paradas;
Entretanto, para que a filtragem seja eficiente, é fundamental garantir que o elemento filtrante esteja em condições adequadas.
O que é o elemento filtrante?
Também conhecido como cartucho ou refil, o elemento filtrante tem papel fundamental na remoção de água e partículas sólidas do óleo. Trata-se da parte móvel do filtro, a qual atua na retenção de partículas de até 2 micras.
O elemento filtrante evita que a sujeira circule e danifique sistemas hidráulicos, lubrificantes e de combustão de máquinas e veículos. Ou seja, as partículas sólidas e de água são impedidas de retornarem à tubulação.
Quais os tipos de elemento filtrante?
São 2 os tipos de elemento filtrante, o de superfície, e o de profundidade. Ambos atuam na remoção da água e de partículas sólidas do óleo.
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Elemento filtrante de superfície:
Se a espessura do meio filtrante é semelhante à granulometria das partículas a ser extraídas, o processo recebe o nome de filtração de superfície. Isso porque o material fica retido na superfície do filtro. Os mecanismos de filtragem são a colisão ou o peneiramento. É muito comum encontrar filtros de ar desse modelo.
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Elemento filtrante de profundidade:
Um elemento filtrante de profundidade é feito de pura celulose de fibras longas. As fibras são organizadas e envelopadas especificamente num processo industrial, cuja aparência final se assemelha a bobinas de papel altamente densas. Tais “bobinas” são fabricadas em tamanhos específicos para se encaixarem apropriadamente nas estruturas e cascos dos filtros. O elemento filtrante é constituído por uma rede aleatória de microfibras de granulometria bem pequena, a ponto de reter partículas microscópicas.
VÍDEO – Equipamento de filtragem com elemento filtrante de profundidade
Como atua o elemento filtrante na filtragem
O elemento filtrante atua simultaneamente na remoção de água e de partículas sólidas. As fibras longas de celulose atacam a água formada no sistema pela combustão ou pela condensação, e a absorvem como se fosse uma esponja. Ao mesmo tempo, permitem a passagem das moléculas do óleo e aditivos por entre as fibras densamente dispostas nas estreitas galerias do filtro.
Como explicam profissionais da POC Filtros, o óleo passa pelo elemento filtrante, enquanto partículas diminutas de carbono, metais de desgaste e partículas de silício são extraídas. A “sujeira” é absorvida pela extensa superfície de contato do filtro, que também remove a água presente no óleo. O elemento filtrante ainda:
- Inibe a produção de ácidos, os quais degradam o óleo e causam o desgaste excessivo nas partes mecânicas;
- Remove, simultaneamente, contaminantes no exato momento em que eles aparecem, o que permite um aumento do tempo de utilização do óleo dentro das condições originais de uso do equipamento;
Elemento filtrante e remoção de partículas sólidas
As partículas sólidas invariavelmente estão presentes nos sistemas de combustão, hidráulicos e lubrificantes. Isso por meio de problemas de armazenamento de óleo, entrada de ar contaminado, componentes mecânicos contaminados, ou ainda por resíduos da queima. Dentro de sistemas, essas partículas fluem através da alta pressão e jateiam seus componentes, como: bombas, válvulas, cilindros e vedações.
Com a utilização de elemento filtrante de profundidade, o problema com a contaminação do óleo, até mesmo por micropartículas, é resolvido. As partículas de até 2 microns ficam presa nas galerias do elemento filtrante.
Elemento filtrante e remoção de umidade
A umidade natural formada no reservatório, ou mesmo a água condensada proveniente das variações de temperatura do equipamento, causam danos nas paredes do tanque. Isso gera ferrugem, fungos e bactérias, contaminantes os quais são captadas pela bomba e distribuídos em todo o sistema.
Em máquinas modernas, a tolerâncias para o teor de umidade é tão pequena que a expansão de água condensada causa “explosões” contra as áreas de contato das peças. O evento, por sua vez, produz novas partículas de desgaste e, consequentemente, as áreas de contato perdem o filme lubrificante.
Ou seja, a água condensada ataca as superfícies metálicas por meio da corrosão e vai lentamente penetrando nos poros microscópicos. Isso causa desgaste por fadiga.
Novamente, para resolver esse tipo de problema, a utilização de elemento filtrante de profundidade é recomendada. A ação faz com que a umidade seja absorvida pelas fibras do elemento, eliminando a contaminação do sistema.
As vantagens do elemento filtrante de profundidade
- Prevenção de falhas mecânicas e aumento da vida útil do equipamento;
- Redução de custos com manutenção;
- Diminuição do nível de contaminação por partículas suspensas no óleo;
- Aumento da vida útil do maquinário e prevenção de possíveis falhas dos componentes;
- Extensão dos períodos de troca de óleo, que significa o aumento da disponibilidade do equipamento e o ganho financeiro;
- Evita oxidação e o desgaste de aditivos do óleo
Conheça mais: como é feito um elemento filtrante de profundidade
– Uma cama de grãos mais grosseiros (por exemplo, camada profunda de areia de 0,3 mm a 5 mm);
Desse modo, quando se trata de filtros de profundidade, a espessura do elemento filtrante é no mínimo 100 vezes maior do que o tamanho da partícula a ser filtrada. Podem ser cartuchos de fios, aglomerados de fibras, plástico poroso e metais sinterizados.
Sendo assim, filtros de profundidade são constituídos por uma rede aleatória de microfibras de granulometria bem pequena, a ponto de reterem partículas microscópicas. Isso é o que garante que a filtragem não ocorra somente na superfície, mas em profundidade através de todo meio filtrante. O filtro, por sua vez, pode ser constituído de polímeros, celulose ou fibra de vidro, separados ou compostos.
Labirinto: o processo de filtragem de profundidade faz com que os contaminantes tenham que percorrer uma espécie de “labirinto” no interior do dispositivo. Desse modo, partículas sólidas e de água ficam enredadas 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.
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Elemento filtrante para óleos hidráulico, industrial e diesel
O elemento filtrante é fundamental para garantir a qualidade dos óleos hidráulico, industrial e diesel. Isso porque aumenta a produtividade e prolonga a vida útil dos equipamentos, máquinas e motores. A filtragem de profundidade faz com que óleo atravesse por várias camadas superpostas no filtro, o qual retém micropartículas sólidas e líquidas.
O elemento filtrante para óleo pode ser encontrado com diferentes composições, como:
- Matriz de papel (celulose): possui alta capacidade de retenção de partículas, sendo recomendado para a filtração de óleos minerais, emulsões, e grande parte dos óleos sintéticos. Se trata de um elemento filtrante de baixo custo e ideal para baixas pressões;
- Fibra de vidro: realiza filtração de profundidade e oferece grande capacidade de absorção de partículas (filtros absolutos). Também destinado a óleos minerais, emulsões, e grande parte dos óleos sintéticos, o elemento filtrante de fibra de vidro possui uniformidade no tamanho das fibras, além de diâmetro menor que as fibras de celulose. Isso significa passagens menores e com mais controle.
Como escolher o elemento filtrante certo?
A escolha do filtro dependerá da sua finalidade. No entanto, as características mais importantes na escolha dos elementos são:
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Eficiência: filtragem nominal x absoluta;
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Razão beta da filtragem;
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Tipo de fluxo do óleo: fluxo total ou circuito independente?
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Resistência específica do meio poroso de filtração;
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Volume de óleo a ser filtrado;
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Grau de contaminação;
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Facilidade de manutenção, limpeza e remoção da torta formada;
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Granulometria;
A seguir explicamos um pouco mais sobre dois primeiros itens de lista anterior.
Eficiência: elemento filtrante nominal x elemento filtrante absoluto
Preste atenção na razão beta do elemento filtrante
Na POC Filtros, consideramos que analisar a Razão Beta de um elemento filtrante é uma das melhores metodologias para a comparação de desempenho de filtros. Executada conforme procedimentos padronizados, sua aplicação permite mensurar a capacidade do filtro para a remoção de partículas de dado tamanho na corrente de fluido, avaliando a sua eficiência.
Na tabela abaixo, veja uma comparação da Razão Beta e eficiência.
| Razão Beta (x = tamanho da partícula em mícrons) | Eficiência |
| ßx = 2 | 50% |
| ßx = 10 | 90% |
| ßx = 20 | 95% |
| ßx = 75 | 98,7% |
| ßx = 200 | 99,5% |
| ßx = 1.000 | 99,9% |
Leia também: Saiba o que é a razão beta de filtros
Poder de absorção do elemento filtrante nominal
A unidade de medida utilizada pelo elemento filtrante nominal é o micra (µm). A medida determina o tamanho da partícula que o filtro é capaz de reter, por exemplo, de 5 micras.
No entanto, o elemento filtrante nominal acaba permitindo que um percentual de partículas acima dos 5 micras acabem passando pelo processo de filtragem. Isso mesmo com uma performance que pode variar entre entre 90% a 98% de limpeza do óleo.
Poder de absorção do elemento filtrante absoluto
Ao contrário do que ocorre com o elemento filtrante nominal, quando partículas com diâmetro acima da capacidade do filtro podem passar pelo processo de filtragem, com o elemento filtrante absoluto isso não ocorre.
O elemento filtrante absoluto trabalha com o diâmetro máximo da partícula que pode passar pelo sistema, como “até” 5 micras. Ou seja, nada igual ou acima de 5 micras continuará no óleo, como o que pode ocorrer com o elemento filtrante nominal. O grau beta de eficiência da filtragem geralmente varia entre 99% a 99,99%.
Conclusão: qual o melhor elemento filtrante?
Como se pode ler anteriormente, tanto a umidade, como as partículas sólidas, são as grandes vilãs dos sistemas lubrificantes e hidráulicos. A ação dos contaminantes geram danos a bombas, válvulas, cilindros e vedações.
No entanto, graças ao elemento filtrante, tais problemas podem ser prevenidos, o que garante a qualidade do óleo.
As demonstrações em tabelas e vídeos ao longo deste post destacam que o melhor elemento filtrante é o “profundidade”ou ABSOLUTO. O elemento filtrante de profundidade realizada a chamada “microfiltragem” de óleo e fluidos. A técnica de manutenção preditiva evita que a umidade e as partículas sólidas, como metais (que têm origem nos eventos de atrito no sistema), acelerem o processo de oxidação do óleo e desgaste de aditivos do óleo.
A importância da instalação do filtro de óleo
Além de aumentar a vida útil do equipamento, o sistema de filtragem de óleo é determinante para a confiabilidade de qualquer instalação hidráulica ou de combustão, que, em última análise, depende da limpeza do sistema. Isso equivale a dizer que a qualidade das máquinas, dos motores e dos equipamentos, assim como dos produtos finais, dependerá da filtragem.
Fundamentalmente, os filtros de óleos devem ser capazes de reter todos os contaminantes que possam ocasionar danos, falhas ou panes no motor ou no equipamento. Ao mesmo tempo, também tem como meta manter as características estruturais do óleo, bem como a uniformidade de circulação do lubrificante no interior da máquina e a eficiência enquanto estiver sendo usado.
Por esse motivo, é muito importante que os filtros e os sistemas de filtragem sejam projetados tendo em vista o objetivo produtivo. É preciso levar em consideração ainda a relação benefício-custo, a performance do filtro, a facilidade de uso e manutenção, às normas ambientais e o sistema de gestão ambiental adotado pela sua empresa.
Além disso, seguir as recomendações de troca de filtros oferecidas pelos fabricantes nos manuais de instrução é fundamental.
Auxílio especializado
Quer saber mais sobre elemento filtrante ou precisa de ajuda especializada? Então entre em contato com profissionais da POC Filtros, que estão sempre à disposição para auxiliar na busca das melhores soluções para o seu equipamento.
