Filtros dessecantes no combate à contaminação do lubrificante

Marcos Thadeu Lobo

Engenheiro Mecânico Graduado Pela Universidade Estadual De Campinas ( Unicamp ) em 1985. Ingressou na Petrobras Distribuidora S/A em 1986 como profissional de Suporte Técnico em Produtos. E atualmente exerce a função de Consultor Técnico Sênior.

Para se combater o ingresso de material particulado sólido e umidade em sistemas de lubrificação, filtros dessecantes e de material particulado sólido para respiradores são, frequentemente,  instalados em reservatórios de lubrificação e de armazenamento de óleo lubrificante. Quer instalados em componentes críticos de equipamentos industriais ou móveis de elevado custo, quer instalados em    reservatórios   de óleos lubrificantes ( tambores metálicos de 200 litros, IBCs de 1000 litros ou tanques de armazenamento em granel ), filtros dessecantes e de material particulado sólido para respiradores oferecem tranquilidade quando houver flutuação do nível do óleo lubrificante visto que o ar succionado para preencher os espaços superiores estará adequadamente limpo e livre de contaminantes.

Figuras 1/2 – Filtros dessecantes e de material particulado sólido para respiradores

Os filtros dessecantes e de material particulado sólido para respiradores oferecem aos usuários uma ampla gama de vantagens e estão se tornando cada vez mais comuns. Podemos nos perguntar como um copo plástico transparente  cheio do que se assemelha a miçangas plásticas filtra, de fato, o ar inalado e remove não apenas o danoso material particulado sólido como, também, vapor d’água, elementos tão indesejados aos sistemas de lubrificação. A resposta envolve processos químicos.

Figuras 3/4 – Os filtros para respiradores existem em variadas capacidades

Os filtros dessecantes e de material particulado sólido para respiradores utilizam as qualidades inerentes de 02 dos mais absorventes materiais existentes na natureza: sílica e carbono. Com certeza todos nós já abrimos  embalagens de alimentos ou outros produtos em que a umidade é indesejada e encontramos pequenos pacotes rotulados: “PROIBIDO COMER”. Nestes pacotes há a mesma sílica que se encontra nos filtros dessecantes e de material particulado sólido para respiradores. A forma de ação é bastante simples: a sílica é um material muito poroso que pode reter aproximadamente 40% do seu peso em água. À medida que o vapor d’água passa através das miçangas de sílica, ele fica retido em seus poros. O vapor d’água que não ficar retido pela sílica passará através de uma camada de carvão ativado.

Figuras 5/6 – Princípio de operação dos filtros dessecantes e de material particulado sólido para respiradores

A eletronegatividade é termo químico usado para descrever a força atrativa de um elemento químico em relação a outros elementos químicos. Carbono e oxigênio tem, ambos, elevada eletronegatividade e são atraídos um ao outro para formar novos gases como, por exemplo, o dióxido de carbono ( CO2 ). O vapor d’água se une ao carbono pela eletronegatividade. O oxigênio presente na molécula de água se une ao carvão ativado no filtro dessecante e de material particulado sólido para respirador impedindo, desta forma, que siga adiante.

A maioria dos filtros dessecantes e de material particulado sólido para respiradores tem um indicador de mudança de coloração que mostra quando sua vida útil está chegando ao final. Esta mudança de coloração se deve à presença de reagente reativo à água incorporado à massa de sílica. À medida que o vapor d’água   se une ao corpo de    sílica, ele    passa     a reagir inertemente  com  o  reagente  efetuando  a mudança de coloração ( azul para cor-de-rosa ).

Figuras 7/8 – Mudança de coloração da sílica com a saturação por umidade

Filtros dessecantes e de material particulado sólido para respiradores, geralmente, tem um filtro de fibra sintética na parte superior para reter material particulado sólido de maiores dimensões como poeira ou material orgânico que se encontram em suspensão na atmosfera. A seguir, um dispositivo denominado difusor faz com que o ar aspirado seja distribuído uniformemente através da massa de sílica. Após este processo, o carbono ativado removerá o vapor d’água e material particulado sólido remanescente que não foi retido pela filtração inicial.

Figuras 9/10 – Princípio dos filtros dessecantes e de material particulado sólido

Quando da exalação dos gases contidos no interior dos reservatórios de lubrificação ou de armazenamento de óleo lubrificante ocorrerá o processo inverso com o carvão ativado absorvendo a névoa de óleo lubrificante de forma a não permitir que o seu retorno para a massa de óleo lubrificante. Como a névoa de óleo lubrificante entrou em contato com umidade e material particulado sólido no interior do filtro dessecante e de material particulado sólido para respirador ela não poderá voltar a ter contato com o óleo lubrificante  presente nos reservatórios de lubrificação ou de armazenamento, sob pena de contaminá-lo.

Figuras 11/12 – Filtros dessecantes e de material particulado sólido para respiradores atuam na filtração dos gases inalados e exalados

Recomenda-se que os filtros dessecantes e de material particulado sólido para respiradores sejam instalados em conjunto  com um vacuômetro. Em caso de ambientes muito secos pode ser que não haja umidade  suficiente no ar que ingressa nos reservatórios de lubrificação ou de armazenamento de óleo lubrificante de maneira a causar uma mudança na coloração dos grãos de sílica antes que a camada superior do filtro sintético seja obstruída com pó e outros contaminantes.

Figuras 13/14 – Filtros respiradores equipados com vacuômetro

O vacuômetro proverá um sinal visual de que a obstrução está ocorrendo visto não ser possível que o ar inalado percorra o trajeto completo no interior do filtro dessecante e de material particulado sólido para respiradores.

Da mesma forma que para os outros tipos filtros rosqueáveis que se instalam em tubos de respiração de reservatórios de lubrificação ou de armazenamento de óleo lubrificante, os filtros dessecantes e de material particulado sólido para respiradores  tem determinada  Razão Beta,  parâmetro de avaliação de eficiência do elemento filtrante na remoção de contaminantes sólidos.

Figuras 15/16 – Cada filtro respirador tem a sua Razão Beta específica

Um dos critérios a se ter em mente na seleção de filtros dessecantes e de material particulado sólido para respiradores é o grau de limpeza do ambiente visto este fator afetar diretamente a sua expectativa de vida útil. Obviamente que quanto mais impurezas houver em suspensão no ar atmosférico do ambiente, mais material particulado sólido será retido pelo filtro dessecante e de material particulado sólido para respirador, sendo o nível de umidade presente no ar atmosférico o que determinará  quão longo será o intervalo entre substituições.

A criticidade do maquinário em que será instalado o filtro dessecante e de material particulado sólido para respirador é fator de suma importância a ser considerado, também. Se as partes móveis do equipamento operam com folgas mínimas,  a tolerância ao ingresso de material particulado sólido será ínfima. Em face disto, pode ser necessário o uso de filtro dessecante e de material particulado sólido para respirador com elevada Razão Beta.

Figuras 17/18 – Quanto maior a criticidade do equipamento mais eficiente deverá ser o filtro dessecante e de material particulado sólido para respirador

Para maximizar a eficiência do filtro dessecante e de material particulado sólido para respirador é importante assegurar-se que o espaço livre acima do nível de óleo lubrificante esteja adequadamente selado de forma  que os movimentos de sucção e exalação dos gases sejam realizados, unicamente, através do citado filtro. Uma vedação ineficiente permitiria que os materiais particulados sólidos e a umidade oriundos do ambiente externo contaminassem o lubrificante através de outras rotas.

Muito embora filtros dessecantes e de material particulado sólido para respiradores sejam fáceis de se instalar o seu modo de operar é bastante complexo. A relação entre a ciência e o mundo real  provê os meios necessários para se lidar com o desafio de se impedir o ingresso de material particulado sólido e umidade nos reservatórios de lubrificação ou de armazenamento de óleo lubrificante com vistas a que seja mantido o delgado filme de óleo lubrificante sobre o qual se sustentam os maquinários móveis e industriais.