Difiltro

A evolução tecnológica dos sistemas hidráulicos gerou uma necessidade de incrementar a eficiência e confiabilidade dos sistemas de filtração, devido ao aumento da sensibilidade e da diminuição das folgas entre as partes móveis dos componentes.

A contaminação do fluido hidráulico afeta a lubrificação das partes internas dos equipamentos, ocasionando danos como: desgaste das peças, oxidação, orifícios bloqueados e etc.

Os principais tipos de contaminação encontrados em um sistema hidráulico ou lubrificante são partículas sólidas, água e ar.

Tamanho Relativo das Partículas


MEIO FILTRANTE

É a parte do filtro responsável pela remoção dos contaminantes.
Existem dois tipos de filtragem:
Em Superfície;
Telas.
Em Profundidade.
Celulose
Micro Fibra de vidro

Filtragem Superficial
São caracterizadas por filtros de tela, os quais possuem tamanho fixo na retenção de partículas


Filtragem em Profundidade.

São filtros que se caracterizam pela diversidade de poros em formato de labirinto. Este tipo de formação faz com que as partículas fiquem aprisionadas no interior do meio filtrante.



Conseguindo alta eficiência com filtração de profundidade

A construção de um filtro de alta eficiência é realmente muito simples: basta que haja um material com furos pequenos o bastante para prender a contaminação e o projeto está completo.

Entretanto, quando todos aqueles pequenos furos estiverem tapados ou saturados, o filtro estará inutilizado e deverá ser limpo ou descartado. O objetivo da filtração deve incluir remoção das partículas e durabilidade, consistindo com o processo e seus fatores econômico.

A filtração de profundidade provou ser uma maneira econômica e eficaz de projetar filtros nos quais obtém-se alta eficiência e vida longa.

Utilizando os princípios básicos de tecnologia de filtração, é possível construir elementos filtrantes que operam por longos períodos, obtendo-se eficiência apropriada para a maioria dos processos industriais.


Princípios Básicos da Filtração de Profundidade

Na filtração de profundidade, os contaminantes são removidos por meio de toda a profundidade do meio filtrante em questão e não apenas na superfície de entrada e de contato com estes contaminantes. Estes dois efeitos (ilustrados na figura), podem ser operados no mesmo filtro e ao mesmo tempo. Entretanto, um filtro de superfície corretamente projetado deve remover e impedir a migração da partícula pelo meio filtrante. Se um filtro de profundidade forma “torta” na superfície de entrada, sua vida útil estará comprometida e o performance obtido será bem abaixo do esperado.
O primeiro objetivo de um filtro de profundidade corretamente projetado é a prevenção do carregamento de superfície para permitir que o volume do meio filtrante seja utilizado.
A remoção de sólidos com a filtração foi um processo essencial por milhares de anos. A ciência da filtração e a tecnologia material desenvolvida no passado permitiram que um projeto moderno conseguisse os resultados que não eram previamente possíveis. Tal projeto depende de uma compreensão dos princípios por meio da ciência da separação multifase. Diversos mecanismos físicos básicos trabalham juntos para produzir alta eficiência em filtração. Para esta discussão da separação de partículas. Os mecanismos importantes são:

Intercepção

A maior parte das pessoas envolvidas em processos de filtração, num primeiro momento concluem que todos os filtros trabalham com a interceptação, isto é, a partícula maior que os furos é retida e permanece no meio filtrante. Em um filtro de profundidade, entretanto, este mecanismo pode gerar a perda prematura da eficácia do meio filtrante de profundidade.

Sedimentação

Partículas maiores podem ser forçadas a manter-se para fora antes de alcançar o meio filtrante, em caso de uma mudança repentina de velocidade do fluxo. Um bom exemplo deste efeito é a geometria do fluxo de um filtro de bolsa, o fluxo entra na bolsa filtrante axialmente e, em seguida deve ter um giro de 90° para passar pelo meio filtrante. As partículas pesadas muitas vezes não têm condições de realizar esta curvatura, ficando depositadas no fundo da bolsa. Este efeito pode agir como uma etapa de pré-filtração para permitir que as partículas grandes sejam retidas antes da obstrução / saturação do meio filtrante.

Difusão

Todas as partículas apossam-se da energia cinética devido a temperatura do fluido.

Para partículas grandes, as forças são suficientes Para superar todo o movimento aleatório que possa resultar dessa energia, entretanto, em partículas menores (< 3µm) estes movimentos aleatórios podem fazer com que elas difundam para fora das linhas de fluxo do líquido. Para estas partículas, aumentar a quantidade atual da superfície pode conduzir a uma incidência elevada das partículas que golpeiam a superfície onde podem ser retidas por força de Van Der Waals. Os filtros de profundidade utilizam diâmetros de fibras muito pequenos para aumentar a remoção da área de superfície, e de partículas pequenas.


Como, então, estes mecanismos são incorporados no projeto do filtro? Vamos revisar cada um para determinar como os projetos podem ser otimizados propriamente utilizando cada um destes mecanismo de filtração.

Separação Inercial

O efeito da separação inercial pode ser experimentado cada vez que se dirige um auto-móvel em torno de uma curva na estrada. Se os pneus não fornecerem a tração adequada, o veículo pode deslizar fora da estrada, der-rapando em um sentido tangencial ao trajeto da estrada.

O mesmo ocorre quando as partículas pesadas encontram uma mudança na velocidade. Se sua massa for grande o suficiente, podem ser extraídas do fluxo por mudanças na velocidade. A separação inercial pode ser usada para remover as partículas do fluxo e fixá-las nas fibras. Uma vez em contato com as fibras, as partículas manten-se fixas pelas forcas de “Van Der Walls”. Este “corpo a corpo” das forças é extremamente forte e efetivo para manter as partículas fixadas nas fibras.

Razão Beta

A razão beta é a contagem do número de partículas de uma dado tamanho antes e depois do fluido passar através do filtro. E seu objetivo é definir a eficiência do meio filtrante.



Eficiência do Meio Filtrante

É sua capacidade de remover certos tamanhos de contaminantes.
Quanto maior for a eficiência do meio filtrante, menor será a vida útil do filtro.

Diminui-se a Razão Beta de 1 e dividi por ela mesma, e depois multiplica por 100. Essa é a eficiência nominal.


Então para um filtro de Razão Beta = 2 (partículas de 10 µm); sua eficiência nominal será de 50%.


Classe de pureza


A escolha do meio filtrante é um processo que requer certos cuidados, pois é o meio filtrante o principal componente de um filtro. A escolha errada pode não dar o resultado esperado ou até mesmo provocar prejuízos incalculáveis.

Os fabricantes de equipamento erroneamente indicam a troca do elemento filtrante em horas de operação e esquecem que a quantidade de contaminantes no sistema, no fluido e os provenientes do ambiente, contribuem enormemente na redução da vida do elemento filtrante. Esta redução é percebida pelo aumento da pressão diferencial ou pela indicação de restrição nos indicadores.
O acumulo de partículas fechando os poros do meio filtrante, impedindo que o fluido passe, aumentando o diferencial de pressão entre a entrada e a saída do elemento.