Filtros – Sistemas Autolimpantes e Hiperbáricos modernizam a separação industrial

Ao mesmo tempo em que se apresentam como provedores de soluções completas para separações industriais, os fabricantes de filtros buscam oferecer tecnologias capazes de reduzir etapas e desperdícios, minimizar a necessidade de paradas e atender às questões mais específicas. Atualmente, uma das tecnologias mais enfatizadas por essa indústria é composta pelos chamados filtros hiperbáricos, nos quais o processo de filtração é realizado em uma câmara de pressão positiva, e não sob vácuo, ainda mais comum em muitos processos.

Até mesmo por serem ainda importados, os filtros hiperbáricos por enquanto são utilizados em escala muito pequena no país: basicamente no setor de mineração, no qual a produtora de alumínio Alunorte os emprega no desaguamento de bauxita.

Mas, em outros países, empresas como a Andritz Separation já têm a tecnologia dos filtros hiberbáricos aprovada em aplicações como na produção de ácido tereftálico e de ácido adípico, entre outras. “Essa é uma tecnologia muito adequada para produtos que requerem operação contínua e com contenção do produto”, destaca Miguel Brito, gerente de indústria de tecnologias de separação da Andritz.

Segundo ele, por trabalharem com pressão superior, comparativamente aos filtros a vácuo – respectivamente, cerca de 6 bar e 3 bar –, os filtros hiperbáricos são mais eficientes. “E, por confinarem os filtros em vasos de pressão, eles minimizam a exposição do operador e do ambiente ao produto em processamento”, destaca o gerente da Andritz.

Filtros hiperbáricos, complementa Matthias Hatzenbuehler, diretor-geral da Bokela – que os denomina hi-bar –, em determinados processos podem até substituir diversos equipamentos. Por exemplo, na separação do ácido tereftálico. “Nesse processo, um único filtro hi-bar pode substituir um processo de três estágios com decantadores pressurizados, tanques com agitadores e centrífugas”, detalha.

A Bokela, conta Hatzenbuehler, desenvolveu um processo de aplicação de vapor superaquecido durante a filtração, capaz de reduzir ainda mais a umidade da torta formada no processo. E compôs com a Andritz o consórcio fornecedor dos filtros hiperbáricos hoje utilizados na Alunorte (que operam, porém, sem a aplicação do vapor). Segundo ele, na China e na Coreia, empresas como Samsung e Pengwei já utilizam filtros hi-bar na produção de ácido tereftálico, e na Alemanha essa tecnologia já é aproveitada por produtores de pigmentos como Merck e Lanxess. Segundo Hatzenbuehler, esses filtros começam a ser utilizados em outras aplicações, como a produção de nitrocelulose.

De acordo com o diretor da Bokela, equipamentos hi-bar conseguem desaguar partículas mais finas, geram tortas menos úmidas e alcançam maior produtividade. No Brasil, ele pondera, eles ainda são pouco utilizados não apenas por serem menos conhecidos, mas também porque seu preço inicial individual, normalmente já mais elevado, aqui é ainda majorado pelos custos associados à importação. Mas essa análise de custos deve considerar alguns fatores, observa Hatzenbuehler. “Geralmente, os filtros hiperbáricos exigem menos unidades que os sistemas a vácuo”, compara. “Vejo nesses filtros um mercado crescente e muito promissor.”

Sem parar para limpar – Fatores como a crescente demanda por operações com menos paradas e a redução de descartes conduzem o desenvolvimento da tecnologia de separação de sólidos e líquidos para a substituição dos equipamentos fundamentados em bolsas e cartuchos por aqueles dotados de sistemas de autolimpeza.

Atualmente, observa Alfredo Luz, gerente de marketing do grupo filtração da Eaton, até os segmentos industriais nos quais é intenso o uso de bolsas e cartuchos – por exemplo, alimentos e tintas – caminham para os equipamentos autolimpantes. “Eles têm custo inicial mais elevado, mas podem gerar economia para qualquer segmento industrial”, justifica.

Por enquanto, ele ressalva, equipamentos com autolimpeza se adaptam especialmente às indústrias cujos rejeitos são compostos por partículas maiores, e estão presentes em maior quantidade. Quem precisa filtrar partículas menores, abaixo de um micrômetro – caso dos produtores de bebidas e do setor farmacêutico –, ainda tem que recorrer aos bags e cartuchos (aliás, também oferecidos pela Eaton).

Mas, de acordo com Luz, ao mesmo tempo em que se aprofundam as pesquisas destinadas a substituir esses itens descartáveis nas filtrações mais refinadas, quem trabalha com partículas maiores amplia a demanda por outras tecnologias, por exemplo, pelos filtros metálicos tubulares com sistema de retrolavagem, nos quais os elementos filtrantes são tubos metálicos com poros dimensionados para diversos tamanhos de partículas.

Na Eaton, conta Luz, esses filtros podem ser configurados em conjuntos integrados, que podem conter entre sete e 28 tubos, cuja capacidade de retenção varia entre um e 1.700 micrômetros. Essa tecnologia é modular, e permite a posterior adição de outros desses conjuntos de tubos.

Nesse segmento dos filtros tubulares com retrolavagem, conta Luz, a Eaton mantém linhas e produtos para diversas aplicações: redução de enxofre e proteção de reatores de leitos catalíticos em refinarias de óleo, filtração na produção de etanol, na indústria de alimentos e bebidas, na produção de papel e celulose, entre outras. “No Brasil, temos já sua aplicação em diversas refinarias de óleo”, salienta.

A 3M também oferece filtros metálicos com retrolavagem. Disponibiliza até mesmo uma versão para filtração de grandes vazões de água, usadas, por exemplo, em torres de resfriamento, usinas hidrelétricas e água de selagem. Neste caso, o equipamento sai da fábrica com a opção da retrolavagem automatizada. Em geral, diz Álvaro Simões, gerente de marketing da divisão de sistemas de filtração da 3M do Brasil, no mercado nacional não é ainda muito grande a demanda pela integração da filtração aos sistemas de automação das empresas.

Simões prevê aumento no interesse por essa integração, até porque o processo de filtração pode gerar informações bastante relevantes. “O aumento da pressão, por exemplo, indica que o filtro está sobrecarregado, e podemos saber então o momento exato de troca, ou podemos coletar informações estatísticas capazes de ajudar a prolongar a vida dos cartuchos”, argumenta.

Aplicações específicas – Filtros metálicos não são os únicos produtos de filtração oferecidos pela 3M, presente nesse mercado também com filtros tipo cartuchos e bags, filtros bobinados, placas e discos filtrantes e membranas plissadas, entre outros. “Lançamos um sistema de filtração para altas vazões na pré-filtração de águas de processo, por exemplo, para proteção de unidades de osmose reversa e colunas de troca iônica”, comenta Simões. “O grande custo dos sistemas de osmose é a membrana, e é necessária a pré-filtração para protegê-la.”

A Mausa concebeu um filtro para estações de tratamento de água usada na lavagem de gases. Segundo Egon Scheiber, gerente comercial da Mausa, ele se assemelha a um filtro do tipo prensa desaguadora, mas possui apenas a seção de vácuo, dispensando a zona de compressão de lodo. E sua tela filtrante é suportada por uma manta especial de borracha que conduz o líquido separado da parte sólida.

Esse filtro pode ser utilizado, por exemplo, na queima de bagaço, cuja cinza não pode ser lançada no ar. O fluxo de exaustão normalmente atravessa uma cortina de água que captura as cinzas e permite seu envio para um local de decantação, onde é retirada a água – reaproveitada pelas usinas –, enquanto a lama segue para a lavoura, com alto teor de líquidos. “Com esse nosso filtro horizontal de correia, reaproveita-se o líquido e a lama segue muito mais seca”, destaca Scheiber.

Focada principalmente no setor sucroalcooleiro, a Mausa produz diversos gêneros de filtros, como os rotativos a vácuo, filtro-prensa desaguadora e filtros de pressão. Este último grupo, diz Scheiber, mais recentemente passou a incluir também uma versão autolimpante, na qual os elementos filtrantes ficam presos a um eixo cuja movimentação força sua passagem por um jato que realiza a limpeza. “Produzimos também filtros tipo nutsche, usados em produtos com alto valor agregado, como o princípio ativo de um medicamento. Além de um vaso de pressão, esse filtro tem um sistema de agitação do composto a ser filtrado”, complementa.

No papel de integradores – A indústria de filtros industriais procura também se colocar como provedora de soluções de filtração mais completas, montadas em skids, que, além dos filtros, incluem itens como estrutura metálica, tanques, tubulação, automação, bombas, entre outros.

Tal estratégia é adotada por diversas empresas desse setor. Entre elas, está a Hollbras. Produtora de filtros herméticos de placas, filtros autolimpantes e filtros de segurança, entre outros, essa fabricante pode utilizar não apenas periféricos e acessórios, mas também filtros produzidos por terceiros. “É cada vez mais comum a demanda por unidades de filtração completas”, destaca Eloi Roberto Capitanio, diretor comercial da Hollbras.

Ele cita, entre as principais atualizações do portfólio de sua empresa, filtros autolimpantes com velas metálicas capazes de substituir bags e cartuchos em determinadas aplicações. “O processo de filtração vem evoluindo em diversos quesitos: na busca pela melhoria na qualidade dos produtos, na redução dos custos industriais, ambientais e do descarte de materiais para o meio ambiente, na eliminação ou redução do consumo de água e na automatização da operação”, detalha Capitanio.

Por ser a filtração uma tecnologia muito consolidada e difundida, essa evolução é, obviamente, gradual, mas chega até aos tradicionais filtros-prensa, presentes em ampla escala em diversos segmentos industriais. Nessa categoria, diz Brito, da Andritz, há avanços em áreas como a limpeza automática dos tecidos filtrantes, o descarregamento das tortas e a velocidade de abertura do pacote de placas.

Atualmente, os filtros-prensa da Andritz são agrupados em dois grupos básicos: sidebar e overhead. No primeiro modelo, as placas filtrantes apoiam-se sobre tirantes laterais, e não há possibilidade de movimentação dos tecidos filtrantes para descarregamento das tortas. Já no modelo overhead, essas placas ficam suspensas e é possível remover as tortas por meio de braços extensores que agilizam o descarregamento.

De acordo com Brito, em um filtro-prensa sidebar com placas de 1500×1500 mm, o operador necessita, em média, de 90 segundos para remover a torta de uma placa. “No modelo overhead, com sistema de remoção automática das tortas pelo braço extensor, são necessários apenas dez segundos por placa”, compara Brito.

Formatos e materiais – Filtros-prensa também podem, como relata Brito, trabalhar com pelo menos três tipos de placas: câmara, diafragma e quadro/placa. Com suas duas faces rígidas, as primeiras são muito robustas e possibilitam inúmeras configurações, sendo comumente aplicadas em diversos processos industriais.

Mas, de acordo com o gerente da Andritz, em processos de filtração que exigem maior teor de sólidos secos na torta, ou para maior recuperação do filtrado, pode ser bastante interessante o uso de placas tipo diafragma (que, como o próprio nome indica, têm uma de suas faces formada por um diafragma flexível). “Elas permitem a injeção de meio líquido ou gasoso atrás do diafragma impermeável, que assim se expande e comprime a torta”, explica.

E evoluem também os materiais utilizados nos filtros, seja nos elementos filtrantes, seja nos componentes estruturais: “Há, por exemplo, substituição de componentes estruturais de aço carbono por inox, para redução da necessidade de manutenção, e o uso de filtrantes sintéticos mais resistentes a altas temperaturas e a outros fatores”, relata Scheiber, da Mausa.

A Bokela, afirma Hatzenbuehler, fornece filtros nos quais não apenas o elemento filtrante, mas também os outros componentes destinados ao contato com a suspensão, como por exemplo o tambor do filtro ou a tubulação do filtrado, são feitos de polipropileno ou revestidos com borracha. “Isso é interessante em projetos sujeitos a lixiviação ácida, pois polipropileno e borracha são mais resistentes à corrosão que o aço carbono e até mesmo o aço inox”, destaca.

A Eaton, conta Luz, hoje enfatiza produtos provenientes das recentes aquisições – ambas efetuadas no ano passado – das empresas de origem alemã Internormen e Begerow. A primeira, que no Brasil mantinha escritório e estoques, aumenta o portfólio de produtos e aplicações oferecidos pela Eaton para mercados como mineração, produção agrícola, construção e energia, entre outros.

Já a Begerow tem presença mais acentuada no segmento da chamada ‘filtração de profundidade’, mais usual no conjunto das life sciences, composto por segmentos como produção de alimentos, bebidas e cosméticos, indústria farmacêutica e biotecnologia, entre outros. “Estamos agora desenvolvendo o trabalho de introdução da marca Begerow no Brasil”, afirma Luz.

A Eaton também conversa com algumas empresas brasileiras, de olho na sua aquisição: “Esse é um mercado ainda muito pulverizado e comprar é o jeito mais rápido de nele ganhar espaço”, diz. Mas a empresa também trabalha para ampliar seu campo de atuação com desenvolvimentos próprios: “Por enquanto, no segmento das membranas, trabalhamos com itens adquiridos de terceiros, mas estamos desenvolvendo nossa própria linha de produção”, adianta Luz.

Mais produção, mais produtos – Na 3M, afirma Simões, já há planos para a ampliação da planta brasileira de produção de filtros, localizada no município paulista de Mairinque. “Ainda não posso adiantar detalhes desse projeto, mas os planos incluem não apenas o aumento da capacidade de fabricação daquilo que já fazemos aqui, mas também a produção de novos gêneros de filtros”, ele diz. A 3M oferece no Brasil também os serviços de um laboratório de validação para os filtros esterilizantes destinados à indústria farmacêutica Simões aponta como o grande desafio atual da indústria de filtros o desenvolvimento de equipamentos capazes de aliar performance sem impacto de custos, mesmo no atual contexto, no qual há uma piora na qualidade da água fornecida à indústria, e, simultaneamente, a legislação relacionada à devolução dessa água ao meio ambiente se torna mais rígida. Ele também confirma: embora ainda tímida, é crescente a demanda pelos sistemas completos em skid. “Na 3M, temos tanto sistemas standard quanto uma equipe de engenharia capaz de cuidar de projetos completos customizados”, informa.

A Hollbras está fortalecendo sua capacidade de atendimento dessa demanda por sistemas completos de filtração com a construção de uma nova fábrica em Vinhedo-SP, com inauguração prevista para o próximo ano. Lá a empresa produzirá, além de filtros, outros itens também necessários para a agregação em skids (a empresa manterá em operação sua atual fábrica, em São Bernardo do Campo-SP).

De acordo com Capitanio, a Hollbras ampliou o leque de mercados em que atua, por exemplo, com a venda de filtros herméticos e agitadores para empresas do setor de mineração. Gradativamente, volta a aumentar a relevância em seus negócios do mercado externo, composto principalmente por outros países sul-americanos: “Com a desvalorização do real, já começam a surgir mais demandas de outros países, e no próximo ano nossas exportações devem novamente se fortalecer”, prevê.

Na Andritz, diz Brito, o faturamento deste ano no mercado de filtros deve ser algo entre 10% e 12% superior àquele realizado em 2011. “No primeiro semestre, a demanda por filtros industriais no Brasil foi muito contida, creio que para todo o mercado. Mas no segundo semestre voltaram os pedidos, especialmente na área de mineração e na indústria de fertilizantes”, detalha.

A empresa, prossegue Brito, já tem planos para, nos próximos dois anos, ampliar sua fábrica de Pomerode-SC, onde já está sendo aumentado um galpão para armazenamento de matéria-prima. “No segmento dos filtros, essa ampliação será interessante porque esse mercado cresce muito na área de mineração, pois os clientes exigem filtros cada vez maiores, que necessitam de espaços também maiores para a produção”, observa. “Mas a Andritz também está adquirindo outras empresas, e trazendo algumas de suas tecnologias para o Brasil, caso da sul-africana Delkor, fabricante de espessadores, que nós já começamos a produzir aqui”, finaliza.