Separando o joio do trigo

Um equipamento de construção de grande porte chega a contar com mais de duas dezenas de filtros, distribuídos entre seus vários sistemas e subconjuntos. Essa simples constatação é suficiente para justificar uma atenção especial com os filtros da máquina, que, apesar do seu custo relativamente baixo, podem comprometer a vida útil de todo o equipamento caso não sejam submetidos a uma manutenção adequada.

Além de cumprir os prazos de troca determinados pelo fabricante, o usuário deve ficar atento à qualidade do produto utilizado. Cléber Soares de Carvalho, coordenador de pós-venda da Volvo, explica que, em contraposição aos produtos de qualidade, existem dois tipos de filtros ruins: os falsificados e os similares. Os primeiros, segundo ele, são confeccionados de forma grosseira e, geralmente, não têm procedência definida. “Os similares, por sua vez, possuem procedência, marca e relativa qualidade, mas na maioria das vezes não atendem as especificações do fabricante ou as atendem parcialmente.”

De acordo com Carvalho, o termo “similar” nem sempre pode ser levado ao pé da letra, uma vez que alguns produtos desse tipo atendem especificações antigas ou de equipamentos que estão fora de linha, gerando confusão entre os usuários. “Quem compra esse tipo de filtro nem sempre percebe que a pequena economia obtida não compensa diante dos reflexos na menor vida útil do motor ou do sistema hidráulico, de acordo com a aplicação do filtro em questão”, ele completa.

O especialista ressalta que os programas de manutenção preditiva ajudam na comparação da qualidade entre os diferentes tipos de filtros. Ele explica que o acompanhamento da concentração de material particulado no circuito hidráulico das máquinas, por meio da análise de óleo, permite concluir que os produtos genuínos, de qualidade superior, prolongam a vida do fluído hidráulico e dos componentes.

Custo da qualidade

Carvalho cita três fatores a serem considerados na avaliação dos filtros de uma forma geral: segurança, qualidade e preço. No primeiro caso, ele lembra que a montagem dos filtros, em linhas pressurizadas ou não, deve resultar não apenas na retenção dos materiais particulados presentes no fluido, mas também num sistema sem vazamentos e rupturas. “Caso não se atenda a algum desses requisitos, além do prejuízo financeiro haverá um impacto ao meio-ambiente provocado pelo vazamento de fluidos.”

Em relação à qualidade, embora os componentes pareçam iguais por fora, o que eles carregam em seu interior pode ser de origem e características diferentes. As características estão ligadas à construção, capacidade de filtragem e área de filtragem. “Sem a desmontagem do filtro, realmente é muito difícil afirmar algo sobre sua qualidade, pois é necessário analisar os elementos citados”, detalha o executivo da Volvo.

Em relação ao preço, ele explica que não é possível produzir um filtro que atenda as especificações dos fabricantes sem investir em tecnologia e matéria-prima. Obviamente, filtros de maior qualidade terão custos mais elevados, mas isso também precisa ser relativizado.

O especialista dá como exemplo a questão da micragem, unidade de medida comum na especificação de filtros. Com a adoção de novos materiais filtrantes, os fabricantes estão conseguindo desenvolver produtos com capacidade para retirar partículas cada vez menores. É o caso, segundo ele, das nanofibras compostas de polímeros como o nylon, que apresentam um diâmetro de fibra menor que 0,5 µm. “Isso corresponde a uma medida até 500 vezes menor que o diâmetro de um fio de cabelo.”

Evolução tecnológica

Outra evolução tecnológica são os modelos com material filtrante dotado de maior área, o que aumenta sua capacidade de absorção dos contaminantes. Em geral, são filtros que possuem uma vida útil maior,
permitindo o prolongamento dos intervalos de troca de óleo. “Isso resulta em menores custos de manutenção, pois quanto maior a área filtrante, maior será a retenção de partículas.”

Mauro Urbinatti, gerente de vendas da Poli Filtro, que atua na distribuição e fabricação de produtos nessa área, destaca as vantagens dos chamados filtros de alto desempenho. “Eles possuem um meio filtrante com tratamento químico e à base de resina, cuja trama de papel é produzida de modo especial e confere a eles maior capacidade de retenção, em geral de 35% a 40% acima dos modelos tradicionais”. De acordo com ele, alguns fabricantes de equipamentos especificam exclusivamente o uso desse tipo de filtro em seus produtos.

Para saber se um filtro tem ou não as características de qualidade acima especificadas, Carvalho explica que existem métodos, como o coeficiente beta – ou coeficiente de filtragem – usado para identificar a capacidade de retenção das partículas em diferentes meios filtrantes. Outra forma é pelo tipo de colagem, que pode determinar a longevidade do filtro em relação ao rompimento do material filtrante.

Urbinatti, da Poli Filtro, lembra que a evolução tecnológica dos filtros vem acompanhando a dos motores eletrônicos. A micragem é um exemplo, já que a capacidade de retenção de partículas evoluiu de dez para dois micra, em média, além de os meios filtrantes adotarem materiais sintéticos e não ficarem restritos somente à celulose. “A demanda de filtragem aumentou, principalmente nas máquinas pesadas”, diz o especialista.

O que não muda é a necessidade de adotar os padrões especificados pelos fabricantes. “São eles que determinam o que usar em função da vazão, da restrição inicial e final, da micragem do papel, pressão de trabalho e dos diversos tipos de óleos lubrificantes, entre outros fatores”, pondera Urbinatti. Além dos fabricantes de equipamentos, deve-se atender também as especificações de quem produz os motores.

Tipos de filtros

O usuário também deve verificar se os filtros ou o circuito hidráulico dos equipamentos possuem a chamada válvula de alívio, responsável pela passagem direta do lubrificante sem a filtragem, o que resulta no transporte dos contaminantes por todo o circuito. “Toda vez que a pressão exercida sobre o filtro for maior que a determinada pelo fabricante, significa que ele está obstruído e isso geralmente ocorre devido ao uso de lubrificantes não recomendados ou à negligência durante as trocas, que acabam obstruindo o material filtrante”, resume Carvalho, da Volvo.

Ele ressalta que esse dispositivo de bypass se baseia no conceito de que “pior que a falha na filtragem é a ausência total ou parcial de lubrificante no circuito.” Essa situação, contudo, indica uma péssima manutenção, uma vez que a troca dos filtros dentro dos períodos recomendados nunca levará à obstrução nesse nível. É tipicamente uma postura do “barato que sai caro”, tendo em vista a redução da vida útil do sistema.

Apesar da grande diversidade de tipos de filtros, eles podem ser agrupados em quatro categorias: de óleo de motor, de óleo hidráulico, de ar e de combustíveis. Os primeiros contam geralmente com carcaça de metal bem resistente, para protegê-los de danos que possam causar vazamentos. As juntas com ligação elástica, para evitar vazamentos causados pelas vibrações e pressão, também são característica desse tipo de dispositivo.

A qualidade desses filtros tem um papel importante no aumento do intervalo de troca dos óleos de motores. De acordo com a fabricante Baldwin Filters, a ampliação desse tempo vem sendo encarada como uma forma de redução de custos de manutenção, mas deve ser feita com extremo cuidado. Seu correto gerenciamento, baseado num programa consistente de análise de lubrificantes, deve considerar detalhes como o aumento de consumo de óleo ao final dos intervalos e a eventual interferência de outros fatores. Entre eles está a diluição pelo diesel, devido ao desgaste dos anéis, que poderá causar alteração significativa nas especificações do óleo num período mais longo. Essa análise poderá, portanto, constatar que o prolongamento nos prazos de substituição resulte em maior custo para o usuário.

Segundo a Baldwin, três fatores determinam que um filtro de ar possa ser efetivo na proteção de motores de equipamentos pesados: eficiência, capacidade e tempo de serviço. No primeiro caso, o dispositivo precisa ser funcional para reter contaminantes de diferentes tamanhos, porém todos nocivos ao motor. O quesito capacidade se refere à quantidade de contaminantes que o filtro pode reter antes de precisar ser trocado. O tempo de serviço, por sua vez, está relacionado ao período em que o dispositivo pode ser efetivo em sua tarefa de reter os contaminantes. A manutenção dos filtros de ar é extremamente crítica, pois a passagem de contaminantes abrasivos, mesmo de pequeno diâmetro, reduz significativamente a vida do motor. Operando sem o filtro de ar, sua durabilidade pode diminuir em 90%, ou seja, o motor atingirá apenas 10% da vida útil projetada.

Proteção ao motor

No caso dos filtros de óleo, é preciso lembrar que eles têm um papel passivo na proteção do motor, pois sempre atuam em conjunto com o lubrificante. Esse último é que responde pela redução dos atritos e desgastes, pelo resfriamento dos componentes do motor, a selagem das câmaras de combustão e até mesmo a inibição da corrosão. Os filtros, por sua vez, têm a função de manter os contaminantes longe das partes sensíveis do motor, por meio da aderência dessas partículas ao meio filtrante ou da retenção em seus poros, quando o fluxo do lubrificante transcorre normalmente.

Assim como os filtros de óleo de motor, os dispositivos usados para filtragem de combustível também podem ser usados como instrumentos de detecção de problemas, pois o uso de produtos inadequados tem um efeito imediato sobre o desempenho dos motores, com a perda de potência. Eles normalmente são usados em pares – primário e secundário – embora alguns sistemas operem com um filtro único e incorporem separador de água e combustível.

De qualquer forma, os filtros de combustível têm a função básica de evitar que contaminantes prejudiquem o desempenho do motor, entre eles a água. De acordo com a norma SAE J905, seu desempenho é avaliado segundo os seguintes parâmetros: eficiência na remoção dos contaminantes, capacidade de remoção (determinada pela medida de retenção de contaminantes desejada em cada intervalo de troca) e habilidade de atender às demandas de fluxo de combustível determinadas.

O elemento filtrante desses dispositivos deve ser especialmente projetado para suportar as variações da pressão operacional no sistema de combustível e as vibrações, sem afetar a capacidade de filtragem. Vedações de borracha eliminam o risco de vazamento, mesmo sob severas condições de operação, conforme explica Emílio Machado, gerente de suprimentos da Tracbel.

Sistema hidráulico

Quando o assunto é sensibilidade, entretanto, nada supera o sistema hidráulico dos equipamentos, sempre submetido a elevadas pressões para a execução dos movimentos da máquina. Por esse motivo, os filtros usados nessa área merecem cuidados especiais. A atenção com sua troca no momento certo ainda figura como a iniciativa mais barata para a manutenção dos sistemas hidráulicos, cada vez mais sofisticados.

O uso adequado do filtro de óleo hidráulico prolonga a vida útil de motores, cilindros e bombas do sistema ao reter contaminantes e demais partículas responsáveis pela corrosão de tais componentes. O controle de contaminação nessa área está entre os que exigem maior cuidado, dada a importância do sistema hidráulico para a operação dos equipamentos mais modernos. Em função da segurança e eficiência, os fabricantes têm incorporado cada vez mais funções a esse subconjunto da máquina, em substituição a cabos, correntes e outros métodos de transferência de energia.

Outro fator que explica a crescente importância assumida pelos sistemas hidráulicos é a maior facilidade de manutenção e operação. Nos projetos desenvolvidos pela indústria, eles adquiriram maior confiabilidade para proporcionar intervalos de manutenção mais longos, mesmo operando sob pressões elevadas e com respostas mais rápidas aos comandos, o que exige um cuidado mais apurado com a filtragem.

Os filtros hidráulicos precisam ter capacidade, eficiência e características como restrição de fluxo. Também devem apresentar um colapso mínimo, ou seja, a habilidade de resistir ao diferencial de pressão entre o lado sujo e o lado limpo. Um diferencial de pressão pode ser resultado de flutuações de pressão, viscosidades baixas do fluido, filtro deteriorado ou a combinação de todas essas variáveis.

A avaliação da fadiga é outro item importante e indica se o filtro tem a habilidade de sobreviver em um sistema que alterna alta e baixa pressão. Em aplicações mais críticas, os filtros convencionais
vêm sendo substituídos por elementos especiais de elevada capacidade de retenção de partículas, chamados de filtros absolutos. Embora de alto custo, esta é uma alternativa que deve ser levada em conta quando as especificações dos fabricantes não forem suficientes devido à agressividade do meio.

Regimes de trabalho

Carvalho destaca ainda os diferentes regimes de trabalho a que os filtros podem se submeter em um sistema hidráulico, operando por sucção ou por pressão. “De uma forma simples, podemos definir os modelos de sucção como aqueles instalados na linha de alimentação da bomba hidráulica, protegendo esse componente de contaminações.”

Os filtros de pressão, por sua vez, ficam localizados após a bomba hidráulica do sistema, ou seja, na linha de pressão, com a função de proteger os comandos hidráulicos, injetores, motores e outros componentes que podem ser prejudicados pela presença de partículas menores. “Cada projeto requer um tipo diferente, mas de forma geral podemos dizer que os filtros de sucção operam com micragem maior e, geralmente, exigem um sistema de pré-filtragem.” Carvalho complementa explicando que circuitos dotados dos dois tipos de filtragem – de sucção e de pressão – são comuns.

O executivo da Volvo destaca também o cuidado com a limpeza de circuitos contaminados. Em situações como essa, a filtragem deve ocorrer por sistema de diálise, com a máquina em funcionamento. Segundo ele, essa metodologia leva a uma economia muito grande, pois não há a necessidade de desmontagem das peças do circuito e o risco de contaminação externa é menor. Geralmente, usa-se também um medidor de partículas para saber o nível de contaminação antes e depois da limpeza. “Já existem alguns fornecedores destas ferramentas no Brasil. A limpeza se dá pela passagem do lubrificante em vários filtros de diferente micragens”, ele complementa.