O ar é um fluido indispensável para a vida e, desde crianças, estudamos sobre a sua importância para as atividades humanas.
No entanto, em sua condição natural, ele possui elementos contaminantes que por nós passam despercebidos, mas que para processos industriais, essas condições podem comprometer toda uma aplicação.
Na indústria, o ar atmosférico normalmente é captado e comprimido, pois dessa forma ele se torna útil para alimentar ferramentas, válvulas, cilindros, atuadores e outros equipamentos pneumáticos.
Mas, todos esses contaminantes descritos anteriormente podem ser nocivos para o sistema, comprometendo-o inteiramente.
Em outras palavras, se nenhuma ação for tomada, você vai enfrentar problemas indesejáveis que se resumem à contaminação de todo seu sistema pneumático, reduzindo a sua vida útil e aumentando a frequência de manutenções corretivas.
Mas e aí, como prosseguir sabendo que aplicações industriais consomem um recurso natural e com características que, além de indesejáveis, são invisíveis a olho nu? O que fazer para evitar problemas relacionados?
Se você busca uma resposta breve: confie em filtros de ar comprimido. Mas, para entender os detalhes de como a filtragem errada pode comprometer todo o sistema pneumático, dedique alguns minutos de leitura a este texto para adquirir conhecimento técnico.
Onde fica o filtro no sistema?
O filtro pode assumir três posições diferentes:
- Antes do secador de ar comprimido, para separar o restante da contaminação
sólida e líquida;
- Depois do secador de ar comprimido, para eliminar a umidade residual;
- Junto ao ponto de uso.
O que existe no ar comprimido e por que deve ser removido?
Quais componentes presentes no ar que geram preocupação quanto a integridade dos processos industriais?
Partículas sólidas
Bem, vamos começar pelas partículas sólidas.
As partículas sólidas resumem a poeira, ferrugem e resíduos provenientes da própria tubulação, e são nocivos para o sistema pois podem alcançar válvulas e atuadores.
Essas partículas, quando acumuladas em um sistema pneumático, provocam obstrução, aumento de desgaste e prejudicam o funcionamento de componentes em geral, como válvulas e atuadores pneumáticos.
Água
A água é outro elemento indesejável em sistemas pneumáticos, e essa preocupação se inicia no compressor.
Se o vapor de água é comprimido, sua capacidade de reter água diminui, surgindo, assim, a água condensada (transformação isotérmica).
Entretanto, quando ocorre a compressão, há um aumento imediato da temperatura, de modo que não ocorre a condensação durante a compressão.
A condensação, na verdade, surgirá quando houver resfriamento no resfriador ou na linha de produção.
Óleo
Sistemas que utilizam compressores lubrificados, por exemplo, pedem atenção quanto ao óleo. Além disso, é válido também direcionar às pequenas gotas e aerossóis suspensos no ar.
Visto tantos cuidados a serem tomados, o que fazer? Um único filtro é capaz de atender todas as necessidades ou o tratamento deve ser definido segundo a concentração e tipo de contaminantes?
Veremos.
Como funciona a filtragem do ar comprimido?
Quando o filtro de ar recebe ar comprimido contaminado e o conduz através do elemento filtrante, este realiza a separação dos contaminantes.
Como isso vai ser feito, vai depender da tecnologia empregada.
Por exemplo: as partículas sólidas podem ser retidas, enquanto a umidade (gotas de água) e aerossóis podem ser destinados a outro mecanismo para separação.
Em outro caso, onde o filtro é destinado à remoção de líquido, o projeto pode exigir a separação de gotas e o direcionamento do condensado para um local de coleta, onde vai ser drenado para não ser acumulado.
Contudo, o filtro também sofre “desgaste”. Veja que ele retém elementos indesejados, então, ao longo do tempo, a resistência à passagem do ar provocará uma queda de pressão, que na engenharia chamamos de perda de carga.
A partir disso, a escolha do filtro nos leva a outro ponto: o dimensionamento. Assim, considera-se fatores como vazão, pressão de operação e perda de carga admissível.
Conhecendo um pouco mais sobre os tipos de filtros
Como há diferentes necessidades, de acordo com a atmosfera do ambiente industrial, os sistemas de tratamento de ar comprimido podem exigir diferentes formas de filtragem.
Vamos exemplificar, primeiramente, os filtros de partículas, que são essenciais para reter partículas sólidas presentes no ar. Se o problema do seu ambiente é poeira, ferrugem e outros resíduos, essa opção é valiosa.
Já os filtros coalescentes são utilizados para a remoção de aerossóis líquidos.
E o que são aerossóis líquidos? Exemplos são pequenas gotas de óleo e água. Por meio do seu funcionamento, as pequenas gotículas são acumuladas em partículas maiores, facilitando sua separação e drenagem.
Os filtros de carvão ativado, por sua vez, são populares e utilizados para reduzir a presença de vapores de óleo e determinados odores. Assim, proporcionam maior pureza no ar.
Os separadores de água, por fim, são destinados à remoção de água líquida do fluxo de ar, sendo bem específico, e difere-se daqueles filtros e remoção de aerossóis e de retenção de partículas.
Além de escolher qual filtro correto para cada aplicação, deixamos claro que em situações mais exigentes utilizam-se filtros em conjunto, formando um sistema de tratamento em múltiplos estágios.
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Como a filtragem errada compromete todo o sistema pneumático?
A filtragem inadequada pode resultar em uma série de malefícios para o sistema. Lembre-se que o ar comprimido percorre toda a rede pneumática, então é importante que os contaminantes não cheguem em válvulas e atuadores.
Especificamente, cada agente causador pode resultar em complicações para o sistema. Veja:
Partículas sólidas:
- Resulta em desgaste prematuro de válvulas, atuadores e outros componentes;
- Acúmula resíduos que obstruem e interferem no acionamento adequado dos equipamentos.
A umidade:
- Torna-se um problema, primeiramente, para aplicações que exigem ar seco, como para montagens de placas eletrônicas;
- Favorece a corrosão de tubulações e componentes metálicos;
- Compromete determinadas condições de lubrificação.
O óleo:
- É um problema se o ar entra em contato com produtos e superfícies sensíveis à contaminação;
- Reduz a qualidade em geral;
- Afeta componentes que exigem padrão de limpeza definido.
Utilizar o filtro inadequado é o único problema?
Gostamos desse tipo de pergunta, pois expandimos o contexto para demais fatores, como o superdimensionamento de um filtro ou a escolha de um excessivamente restritivo.
Esses dois casos prejudicam o sistema, já que neste contexto tem-se maior perda de carga ou perda de desempenho se a pressão disponível no ponto de consumo cair abaixo do necessário.
Outro ponto extremamente importante e relacionado: a perda de carga exige maior trabalho do compressor para compensar essa menor pressão, e o consumo energético do seu sistema vai para o espaço.
Como escolher corretamente um filtro de ar comprimido?
Por isso, considere os seguintes critérios para escolher o filtro de ar comprimido de forma correta:
- Tipo de contaminante: partículas, água, óleo, aerossóis ou vapores;
- Vazão do sistema: o filtro precisa suportar o volume de ar necessário;
- Pressão de operação: deve ser compatível com as condições da rede;
- Grau de filtragem: deve atender à qualidade de ar exigida;
- Perda de carga: deve permanecer dentro de limites aceitáveis;
- Características da aplicação: processos críticos podem exigir níveis superiores de pureza;
- Manutenção: deve ser possível inspecionar e substituir o elemento filtrante adequadamente.
Conclusão
Quando o assunto é filtros de ar comprimido, a qualidade do ar, eficiência energética e longevidade dos dispositivos pneumáticos devem ser trazidos à tona.
Partículas, água e óleo que não são adequadamente removidos podem reduzir a vida útil dos componentes, provocar falhas e comprometer o processo.
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FAQ – Filtros de ar comprimido
1. Por que o ar comprimido precisa ser filtrado?
O ar comprimido pode conter partículas sólidas, água, óleo e outros contaminantes capazes de provocar desgaste, corrosão, obstruções e falhas em válvulas, atuadores e demais componentes pneumáticos.
2. Quais são os principais tipos de filtros de ar comprimido?
Entre os tipos apresentados estão filtros de partículas, filtros coalescentes, filtros de carvão ativado e separadores de água. A escolha depende dos contaminantes presentes e da qualidade de ar exigida.
3. O que acontece quando o filtro de ar comprimido é dimensionado incorretamente?
Um filtro excessivamente restritivo ou inadequadamente dimensionado pode aumentar a perda de carga, reduzir a pressão disponível no ponto de consumo e elevar o trabalho e o consumo energético do compressor.
4. O que considerar na escolha de um filtro de ar comprimido?
É necessário avaliar o tipo de contaminante, vazão, pressão de operação, grau de filtragem, perda de carga, características da aplicação e necessidades de manutenção.
