a aplicação do filtro de manga acoplado com um sistema de

A APLICAÇÃO DO FILTRO DE MANGA

ACOPLADO COM UM SISTEMA DE

ASPIRAGEM EM UM GALPÃO DE

FABRICAÇÃO DE PAINEIS PARA

MÓVEIS

Fabio Henrique Rodrigues Amorim Aguiar (UNINOVAFAPI )

[email protected]

Jamerson Rafael da Silva (UNINOVAFAPI )

[email protected]

RICARDO SEIXAS LIMA DOS SANTOS (UNINOVAFAPI )

[email protected]

FRANCILIO DE CARVALHO OLIVEIRA (UNINOVAFAPI )

[email protected]

A poluição ambiental em suas diversas formas preocupa e prejudicam

os seres humanos, pois põe em risco a saúde dos mesmos. Com a

poluição atmosférica não é diferente. Devido a essa preocupação,

métodos e materiais foram desenvolvidos para bbuscar a diminuição

da emissão desses poluentes atmosféricos. Este trabalho tem o

objetivo, mostrar como se dá o processo de funcionamento,

dimensionamento, manutenção e aplicação do filtro de mangas na

Indústria de colchões de molas e moveis em Teresina através de um

acoplamento com um sistema de aspiragem, no que tange o controle da

emissão de ar com material particulado, especificamente aglomerado e

MDFs (Medium Density Fiberboard - Fibra de Média Densidade), na

atmosfera. Verificou-se que os benefícios que o sistema trouxe ao

galpão, parte desde o princípio da manutenção do galpão no que diz

respeito à limpeza até a filtração do ar e qualidade do resíduo final,

onde há a venda deste material.

Palavras-chave: Filtro de mangas, poluição atmosférica, e MDFs.

XXXVI ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCÃO Contribuições da Engenharia de Produção para Melhores Práticas de Gestão e Modernização do Brasil

João Pessoa/PB, Brasil, de 03 a 06 de outubro de 2016.


João_Pessoa/PB, Brasil, de 03 a 06 de outubro de 2016. .

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1. Introdução

Os problemas ambientais provocados pelos humanos decorrem do uso do meio ambiente para

obter os recursos necessários para produzir os bens e serviços de que necessitam e dos

despejos de materiais e energia não aproveitados. Mas esse fato nem sempre gerou

degradação ambiental, pois, antes a escala de produção era bem reduzida. Mas com o aumento

do consumo, a produção industrial começou a aumentar, e com isso apareceram os problemas

ambientais causados por essa produção, onde se destaca a poluição atmosférica.

Dentro os principais poluentes atmosféricos encontram-se: óxidos de nitrogênio e enxofre,

dióxido de carbono (gás carbônico), monóxido de carbono, compostos orgânicos voláteis,

metais pesados como chumbo, cádmio e mercúrio e partículas em suspensão. Será dada uma

maior atenção às partículas em suspensão, aglomerados e MDFS, devido ao objetivo da

aplicação do projeto estudado.

O aglomerado é formado por uma mistura de resíduos de madeira – como pó e serragem –,

cola e resina. Essa mistura é prensada, formando os painéis que, depois, poderão receber

qualquer tipo de revestimento. Geralmente é usado na fabricação de móveis de baixa

qualidade, montados com cola e/ou cavilhas (aqueles pequenos pinus utilizados nos encaixes

de móveis).

Sendo conhecido mundialmente e ecologicamente correto, o MDF é um painel de fibras de

madeira sendo sua composição homogênea em toda a sua superfície como em seu interior.

Graças a sua resistência, estabilidade é possível obter-se excelentes acabamentos em móveis,

artesanatos, molduras, rodapés, colunas, balaústres, divisórias, forros.

Muitos dos componentes citados acimas são eliminados em processos industriais, o que traz

consequências graves ao ambiente em que vivemos, o filtro de manga serve para reduzir e

controlar essas emissões, é um meio de combater a causa, o que é preferível e mais eficaz para

lutar contra as consequências, ele é um equipamento utilizado na indústria para filtrar e

eliminar partículas sólidas existentes no fluxo de gases industriais.

Um dos muitos processos que podem ser usados para eliminar partículas grandes e

intermediárias (maiores que 20 micras de diâmetro) por meio de filtros de tecido. Este

aparelho opera de modo similar à bolsa de um aspirador de pó, deixando passar o ar e as

partículas menores e retendo as partículas maiores. (Lund, 1971)

1.1 Justificativa

O planeta em que habitamos está em estado de atenção, ele nos clama por novas ideias, novos

hábitos, tecnologias que priorizam um mundo mais sustentável. O fato de que os principais

problemas ambientais advêm do aquecimento global, ou seja, um desequilibro na temperatura

da terra ocasionado principalmente pelas emissões de gases poluentes na atmosfera, tanto com

concentrações altas de substâncias prejudiciais a saúde como a emissão de materiais

particulados no ar, nos impulsiona a implantar uma tecnologia que possa ao menos controlar

ou reduzir a emissão desses gases, dando ouvidos ao pedido de socorro da terra para que

nossas gerações futuras possam viver com dignidade no planeta e para que ele possa

sobreviver sem visar um fim.

1.2 Objetivos

Geral: Mostrar o método de filtragem do ar poluído, através do filtro de manga, de

maneira que em longo prazo ele possa estar sendo bem utilizado pelas indústrias, para



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que possamos reduzir cada vez mais a poluição atmosférica que atinge o nosso meio

ambiente, de modo que a produção seja cada vez mais limpa e sustentável.

Especifico:

Conhecer os componentes do material;

Descrever o Funcionamento do Filtro;

Mostrar suas vantagens e desvantagens;

Expor uma aplicação concreta do material.

1.3 Metodologia

A etapa inicial do trabalho é esclarecer a problemática das emissões de gases poluentes na

atmosfera, sendo a solução proposta para amenizar o problema, o filtro de manga, com isso se

fez necessário entender seu funcionamento, conhecer cada componente do material, a

qualidade do produto. Além de expor por meio da aplicação do produto na indústria de

colchões de molas e móveis, Socimol, do grupo Claudino, localizada em Teresina-PI, onde

mostrou-se a vantagem que o filtro proporciona, mostrando os benefícios que o filtro oferece

ao meio ambiente e própria indústria, feito por meio de pesquisas bibliográficas e pesquisa de

campo no local, acerca dos temas: Filtro de manga e emissão de gases poluentes e materiais

particulados.

2. Desenvolvimento

O Filtro de manga é um equipamento desenvolvido para a captação, transporte e retenção de

partículas com finalidade de separá-las no fluxo de gases industriais.

Muitos processos industriais lançam partículas ou gases poluentes na atmosfera interferindo

na qualidade do ambiente, o filtro de manga capta o ar, aspira, conduz ao sistema de filtração,

onde os particulados ficam retidos nos elementos filtrantes e o ar é devolvido à atmosfera em

busca de atender as legislações ambientais, melhorando a qualidade do ambiente.

2.1 Funcionamento

O Filtro de Mangas, que é basicamente composto por Plenum Superior, Corpo Central e

Moega de Recolhimento, é previsto para operar em condições rígidas e contínuas, sendo

dotado de Sistema Automático de Limpeza das mangas filtrantes. O princípio de

funcionamento consiste na introdução do ar contaminado no corpo central do filtro, através de

antecâmara lateral devidamente dimensionada no sentido de evitar o choque direto do

particulado com as mangas, assim como, reduzir a velocidade do fluxo e precipitar, por efeito

de gravidade, o particulado de maior granulometria. O ar, ainda contaminado, é então

conduzido para o interior do corpo central e forçado a passar através das mangas de filtragem,

local de retenção do particulado ainda em suspensão. Na sequência o ar, já isento de

impurezas, passa para o plenum superior, saindo do filtro por meio de bocal (ais) localizado

(s) em uma de suas laterais.

A camada de pó que ficou depositada na superfície da manga é removida periódica e

automaticamente por um dos três métodos: vibração mecânica, fluxo de ar reverso ou jato

pulsante de ar comprimido, que é atualmente o mais utilizado. Quanto ao modo, pode ser:

intermitente, contínua em linha (on-line) ou contínua fora de linha (off-line).

Vale ressaltar que o elemento vital de um filtro é a manga, isto é, é o agente que provoca a

separação do contaminante. É confeccionada com dois tipos de pano: o tecido e o feltro.



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Geralmente, os tecidos são usados quando a limpeza é feita por vibração mecânica e ar

reverso e o feltro para jato pulsante.

A imagem abaixo mostra o funcionamento básico de um filtro de manga, onde A Figura

representa o fluxo de ar contaminado (vermelho) e após a passagem das mangas filtrantes

(azul) liberando para o ambiente externo.

Figura 1- Fluxo de ar dentro do filtro de manga

Fonte: Adaptado de VENTCENTER INDUSTRIAL

Toda a parte elétrica do aparelho requer cuidados no que se refere o acionamento do sistema

do filtro, onde existe uma sequência de operação:

O sistema de fornecimento do ar comprimido deve ser o primeiro a ser operado.

a) quando o manômetro do reservatório de ar comprimido indicar que o sistema está operando

com a pressão total (pressão manométrica entre 6,5 a 7 kgf/cm²), o programador eletrônico

cíclico pode ser energizado. O intervalo de tempo do programador pode ser posicionado

inicialmente em 30 segundos. Verifique se todas as válvulas estão energizadas. Após um

pulso, o reservatório deverá recuperar a pressão e atingir o valor de 6,5 a 7 kgf/cm² antes do

pulso seguinte;

b) Em seguida, podem ser ligados os equipamentos de remoção de pó: - em filtros com moega

em calha: inicialmente a válvula rotativa, depois a rosca transportadora. - Em filtros com

moega piramidal: somente a válvula rotativa;

c) verifique se todas as portas de acesso, passagens e outras aberturas estão fechadas,

trancadas e parafusadas;

d) se for usado um sistema de controle de temperatura, verifique se está calibrado

corretamente e operando integralmente.

Para desligar o Sistema deve-se obedecer a seguinte sequência de operações:

a) desligue a fonte do pó;

b) aguardar a limpeza dos dutos e desligar o ventilador;

c) desligar o sistema de limpeza das mangas;



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d) desligar a rosca transportadora e depois a válvula rotativa, ou ambos, caso o acionamento

seja único;

e) desligar a válvula rotativa, no caso de filtro com moega piramidal.

2.2 Filtro do tipo Jato Pulsante

O filtro de manga do tipo Jato Pulsante, é o mais utilizado dentre todos os outros filtros. Isso

ocorre por conta da melhor eficiência que ele possui, com uma capacidade de retenção de até

0.2 mícron, possui também uma capacidade volumétrica 3 vezes maior com a mesma área

filtrante, tem uma manutenção mais econômica, funcionamento automático, sem precisar

parar para limpeza e também possui uma maior vida útil.

Características:

Entrada lateral descendente do pó, permitindo carga até 20% maior, pois a primeira

separação processa-se por decantação, evitando o choque do pó com o fundo da

manga, o que produziria desgaste prematuro nesta área. Este efeito produz, ainda, a

concentração de pó que atua na área filtrante das mangas;

Retirada das mangas pelo teto, em poucos minutos, sem necessidade de entrada de

pessoal de manutenção no interior do filtro, evitando contato com a área suja;

Montagem dos tubos de injeção de ar comprimido com encaixes rápidos, facilitando a

manutenção;

Fácil montagem e vários arranjos para adaptar-se ao layout;

Proteção anticorrosiva após jateamento de areia, quando necessário;

Programador eletrônico que aciona automaticamente o sistema de limpeza das mangas

filtrantes conforme regulagem do ciclo pré-estabelecido.

2.3 Vantagens e Desvantagens

A maior vantagem dos filtros de mangas para redução da emissão de poluentes na atmosfera é

o custo benefício proporcionado pelo equipamento. Além disso, esse tipo de filtro é muito

versátil, com um projeto bem elaborado ele se enquadra a todos os tipos de indústrias.

Segundo Pacheco, os filtros de mangas ainda ajudam na redução de custos com o pós-

tratamento do particulado, já que ele gera um dejeto seco.

Quanto às desvantagens, o engenheiro ressalta o custo de manutenção e operação do

equipamento. A empresa que opta por este equipamento precisa ter uma equipe com

conhecimento para operação e manutenção preventiva da máquina. “Os filtros de mangas

ainda demandam uma linha de ar comprimido em excelentes condições, de pressão estável,

baixos teores de água e óleo para obtenção de uma boa performance de limpeza (filtros tipo

jato pulsante). O equipamento também não tolera condensação de umidade ou ácidos, nem

temperaturas gasosas maiores que o limite de temperatura da manga filtrante”, afirma. ”

(REVISTA MEIO FILTRANTE, 2013, Ed.63). Os filtros de mangas são a melhor tecnologia que o mercado disponibiliza para o controle de

material particulado. A alta qualidade desse tipo de filtro só é possível graças ao

desenvolvimento de várias fibras sintéticas utilizadas na fabricação dos meios filtrantes.

Considerando as condições operacionais de um determinado processo é possível fazer a

escolha do melhor meio filtrante a ser utilizado. Este processo é realizado por meio de uma

engenharia de aplicação onde todas as variáveis são consideradas, tais como condições



8

químicas e térmicas do fluxo de gases e do particulado, granulometria do particulado, entre

outras. As condições são analisadas e a escolha se faz por uma fibra que resista a esta

combinação de variáveis.

2.4 Dimensionamento do Filtro

Para o dimensionamento dos filtros são levados em consideração principalmente a vazão de ar

a ser tratada o tipo de material a ser retido, a partir destas variáveis é definida uma relação de

filtração de onde advém o número de mangas necessárias e consequentemente as dimensões

do filtro.

Supondo que o filtro receba 60.000 m3/h de gás sujo e possua 1.000 m2 de área filtrante total,

então a sua taxa de filtração é de 1 m3/(m2.min), ou seja, é a razão da vazão pela área filtrante

total das mangas. Este é o parâmetro que define o dimensionamento dos filtros de mangas. Ele

também é chamado de relação ar-pano ou velocidade de filtração.

Figura 2- Comparativo genérico entre mangas bem e mal especificadas.

Fonte: Química.com.br, Adaptado de Ale (2002).

Contudo, o valor ideal da relação ar-pano não é definido apenas em função do montante de

investimento, mas também em função dos parâmetros de filtração, como por exemplo: filtro

(emissão requerida, velocidade ascendente, perda de carga); gás (temperatura, composição



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química e vazão); pó (concentração, densidade aparente, distribuição granulométrica,

velocidade terminal, abrasividade, aglomerabilidade) e, como foi visto acima, pelo tipo de

sistema de limpeza do filtro. Por isso, na prática, o valor praticado de relação ar-pano

normalmente é menor do que o citado na figura acima. 2.5 Seleção do Meio Filtrante

O meio filtrante é selecionado em função da natureza do material a ser retido e de condições

ambientais, tais como temperatura do ar e umidade. No que tange a seleção correta da manga

filtrante é necessário ter o conhecimento do material a ser filtrado, e dos fatores físicos e

químicos que eles impõem. Quanto a alguns fatores as tabelas seguintes mostram as seleções

corretas:

Tabela 1- Referência de Aplicação das Mangas Filtrantes

Fonte: Repositório Digital da UTFPR, Celésio Batistoni (2011)

Com relação a a temperatura de trabalho do material do meio filtrante e sua resistência a

agentes químicos temos:

Tabela 2- Temperatura de Trabalho e agentes químicos no material da manga.



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Fonte: Química.com.br, Adaptado de Ale (2002).

Tabela 3- Características das Mangas Filtrantes

Fonte: Repositório Digital da UTFPR, Celésio Batistoni (2011)

Com relação à posição e a composição física das mangas no filtro temos:

Figura 3: Composição física Mangas filtrantes



11

Fonte: Adaptado de ROSSO INDUSTRIAL, Manual Técnico de Operação e Manutenção, p. 5

2.6 Manutenção

Inspeções e manutenções devem ser executadas em intervalos regulares e da seguinte forma:

Verifique a perda de carga do filtro por meio de um instrumento de medição de pressão

diferencial ou um manômetro tipo “U” comparando com o valor de ajuste. Se a pressão

medida estiver muito alta, diminua a resistência do filtro mudando o tempo de ciclo de

limpeza, duração do pulso e/ou pressão de limpeza.

O intervalo do ciclo de limpeza, tempo de duração do pulso deve ser verificado no

programador eletrônico.

A pressão de ar comprimido do sistema de limpeza, estado do ar comprimido,

operação do manômetro, dreno automático e regulador de pressão deve ser verificado

na unidade de manutenção.

A vedação entre as mangas e espelho do filtro pode ser melhorada aumentando a

pressão de aperto nos flanges dos venturis (apertando as porcas calotas), quando o

filtro for equipado com porcas calotas.

A operação e controle das válvulas solenoides devem ser verificados. Se o ar

comprimido não estiver saindo da válvula no momento do pulso, a válvula está com

problemas. Partes com defeito nas válvulas solenoides devem ser substituídas.

Se o mostrador (“display”) no programador eletrônico não se acender quando da

atuação da válvula for atuada, ou não se apagar quando a atuação da válvula terminar,

o programador está com defeito e deve ser reparado.

A pressão de ar comprimido deve voltar ao normal assim que o ciclo de limpeza

terminar (a pressão do reservatório deve regenerar imediatamente após a limpeza). Se

a pressão não aumentar, o diafragma de uma das válvulas deve estar com defeito e

deve ser imediatamente trocado.

Se a unidade de manutenção (REFIL) não estiver funcionando, verifique a sede da

válvula para possíveis acúmulos de sujeira e verifique a mola conforme as instruções

do fabricante da unidade de manutenção.

A manutenção nos motorredutores e mancais/rolamentos das roscas transportadoras e

válvulas rotativas devem ser executadas conforme instruções dos fabricantes.



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Figura 4- Vista explodida do Filtro de manga

Fonte: Adaptado de ROSSO INDUSTRIAL, Manual Técnico de Operação e Manutenção, p. 4

2.7 Aplicação



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O uso dos filtros de mangas na empresa de colchões de molas e móveis, Socimol, do grupo

Claudino, se dá no galpão do setor de fabricação de painéis para móveis, o sistema funciona

por meio de tubulações acopladas às máquinas do setor. As tubulações são fabricadas em

chapas de aço carbono galvanizado, projetada de maneira que haja uma menor perda de carga,

evitando-se um maior consumo energético. A tubulação conta com um duto principal junto

com os ramais secundários atendendo todos os pontos de aspiração estando equipados por

partes retas, flanges, curvas, bifurcações, captores de alto rendimento e demais acessórios.

O projeto é constituído de cinco dutos principais, onde a cada um deles se encontra um

ventilador exaustor centrifugo modelo ELL-900/1-IV, que tem a função de dar o sentido

desejado do ar e do material particulado a uma “caixa de armazenamento”, onde nela há uma

separação dos materiais particulados maiores dos menores a fim de evitar uma ineficiência em

longo prazo dos filtros de manga. Devido a certa incompatibilidade no que tange o aspecto

inflamável referente aos pós das lixadeiras com os pós das máquinas houve uma necessidade

de colocar outro filtro de manga somente para a lixadeira onde dos cinco dutos, dois são

referentes a esse setor onde diferentes dos outros três que são ligados ao filtro de manga com

silo de 52 m2

, este porém é ligado a filtro com um silo de 30 m2

. Com relação aos dados

técnicos do filtro de manga que é utilizado temos:

Tabela 4- Dados técnicos do filtro de manga

Com relação ao ar e o material particulado em trabalho, o ar propriamente dito é o derivado

das máquinas, o material particulado são aglomerados de madeira e MDFs, por meio dos

exaustores todos esses materiais são direcionados aos filtros de manga onde são retidos na

moega e são postos em silos por meio de uma válvula rotativa de eixo compostos de roscas

helicoidais, a limpeza da moega é feito por sopro, o material colocado no silo é vendido pelo

quilo.

A limpeza das mangas é feita periodicamente por jatos de ar comprimidos, onde a passagem

do ar é liberada por válvulas de diafragma sendo que o ar é acionado por um cilindro

pneumático agindo no reservatório de ar comprimido.

As mangas são colocadas na parte externa da gaiola cilíndrica feita por armação metálica e

composta por venturis onde toda sua armação é colocada numa chapa de espelho.

A parte elétrica de todo o sistema segue o que já foi mencionado no funcionamento do filtro

com adaptações a existência dos exaustores.

3 Conclusão



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Com o estudo realizado na indústria de moveis e colchões, ficou claro a importância que o uso

do filtro de manga tem dentro das organizações. O objetivo de apresentar o filtro foi

claramente alcançado, demonstrando seu funcionamento, dimensionamento, manutenção,

dentre outras coisas, reunimos todas as informações cruciais para que o mesmo possa ser

instalado em qualquer tipo de organização que necessite de sua utilização, levando em conta

qual seria a finalidade do uso (materiais particulados, poluentes atmosféricos), para que

depois façam todo o procedimento da maneira correta.

Os benefícios do sistema de aspiração e filtragem, através do filtro de manga, implantado no

galpão de setor de painéis da Socimol são enormes e vastos. O primeiro deles refere-se à

questão da limpeza periódica que existia no setor, que após a implantação do sistema deixou

de acontecer, o outro tange ao aspecto da saúde do trabalhador no local, antes a exposição ao

pó derivada dos processos era direta o que aferia a saúde do colaborador, principalmente sua

saúde respiratória, há indícios de que a exposição contínua a partículas e pós em suspensão

podem causar problemas na pele, a concentração de pó no galpão atualmente é mínima se

comparada há tempos anteriores ao projeto, a qualidade do ar em locais próximos ao setor

melhorou consideravelmente, soma-se isso ao desperdício de resíduo que antes era enorme ao

se realizar a limpeza manual, houve uma significativa redução quanto isso, pois o processo é

todo automatizado, o investimento é ótimo se comparado aos benefícios que o sistema traz.

REFERÊNCIAS

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22 de outubro de 2015.

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Trabalho de Diplomação. Disponível em:

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