Automação de filtros industriais de mangas e cartuchos: como o retrofit reduz paradas e custos

Filtros de mangas e de cartuchos seguram a poeira, os fumos e os gases da produção antes que eles cheguem ao ambiente de trabalho e ao lado de fora da fábrica. Muitos desses equipamentos estão em operação há décadas e ainda são acompanhados do jeito antigo: alguém passa, olha o manômetro e anota. Quando um problema aparece, a filtragem já perdeu eficiência ou a linha já parou.

A automação de filtros industriais resolve isso com sensores que medem o funcionamento do filtro o tempo todo e um software que transforma essas leituras em alarmes, históricos e previsões de manutenção. Na maioria dos casos, tudo isso é instalado no equipamento que já existe, por meio de um retrofit.

O que é retrofit de automação em filtros de mangas e cartuchos?

Retrofit é modernizar um equipamento em operação em vez de trocá-lo por um novo. Nos sistemas de exaustão e filtragem industrial, o retrofit de automação inclui:

• instalar sensores nos pontos críticos do filtro;
• modernizar o painel elétrico e os comandos;
• integrar tudo a um software de automação e controle.

A estrutura do filtro, as mangas ou cartuchos e o exaustor continuam os mesmos. Isso abre espaço para muitas fábricas, porque a tecnologia dos filtros de mangas existe desde os anos 1940 e boa parte dos sistemas instalados tem poucos recursos de automação. Para ver o conceito aplicado à indústria como um todo, leia também os benefícios do retrofit na Indústria 4.0.

O que a automação monitora em um filtro industrial

Cada parte do filtro tem um sensor adequado. Os pontos mais importantes são:

• Pressão diferencial (dP): mostra quanto as mangas ou cartuchos estão saturados. Com esse dado, o sistema aproveita melhor cada elemento filtrante, reduz o número de trocas e avisa com antecedência quando a próxima troca será necessária.
• Exaustor: sensores de vibração e de temperatura apontam desgaste ou funcionamento anormal antes que o equipamento quebre.
• Sistema de limpeza: o acompanhamento da pressão do ar comprimido, das válvulas de pulso e dos ciclos de limpeza revela falhas que derrubam a eficiência da filtragem e encurtam a vida dos elementos filtrantes.
• Descarga de resíduos: sensores de nível e de funcionamento das válvulas de descarga avisam quando o pó se acumula além do normal ou quando uma válvula trava.
• Ar na saída do filtro: um sensor de emissões instalado na tubulação de descarga identifica sinais de elemento filtrante rompido e de possível incêndio.

Na prática, qualquer função do filtro pode ser monitorada com o sensor certo. A página do sistema INTELIAR mostra os 11 pontos de um monitoramento típico, do nível do reservatório ao intertravamento com o processo.

Como os dados viram decisões de manutenção

As leituras dos sensores chegam a um software de automação, que:

1. compara cada leitura com os limites do equipamento e dispara alarmes quando algo sai do padrão;
2. guarda o histórico e mostra a tendência de cada variável;
3. calcula a vida útil real dos elementos filtrantes e prevê as próximas trocas com até 60 dias de antecedência.

Uma queda gradual na pressão do ar de limpeza, por exemplo, aparece no gráfico semanas antes de comprometer a filtragem. Assim, a equipe consegue programar a intervenção para uma parada já prevista. Com um histórico mais longo, os dados também sustentam a manutenção preditiva, feita a partir da condição real do equipamento.

O software INTELIAR, da Purefeel, organiza essas funções em quatro blocos: integridade operacional, qualidade do ar, controle de vazão e gerenciamento dos elementos filtrantes.

Onde a automação gera economia

Em um sistema de filtragem industrial, os maiores custos ao longo dos anos são a energia do exaustor e a troca dos elementos filtrantes. Os dois pesam mais que o investimento inicial no equipamento. A automação atua em ambos:

• Energia: com um inversor de frequência, o exaustor entrega só a vazão que o processo pede a cada momento e liga e desliga junto com a produção. Em fábricas com vários pontos de captação, dampers automáticos fecham os pontos que não estão em uso e reduzem a vazão total necessária.
• Elementos filtrantes: a troca é programada pela vida útil real de cada manga ou cartucho, medida pela saturação e pelo tempo de uso.

Os detalhes de cada recurso estão na página de redução de custos em filtragem industrial.

Benefícios do retrofit de automação

• Visibilidade: a condição de cada filtro fica disponível em tempo real, na tela do painel ou no supervisório da fábrica.
• Manutenção planejada: tendências e alarmes mostram o que precisa de atenção antes da falha.
• Menos paradas inesperadas: sobra tempo para agir no primeiro sinal de anormalidade.
• Mais segurança: o monitoramento de temperatura, de emissões e dos dispositivos de alívio de explosão reduz os riscos de incêndio e de explosão com poeiras combustíveis (ATEX). Os registros ainda servem como evidência de controle ambiental em fiscalizações.
• Economia: menos energia desperdiçada e melhor aproveitamento dos elementos filtrantes.

Os resultados de cada instalação dependem do estado dos equipamentos, do processo e das tecnologias adotadas.

Quando vale a pena avaliar um retrofit

Considere uma avaliação se a sua fábrica tem um ou mais destes sinais:

• filtros com muitos anos de operação e pouca ou nenhuma instrumentação;
• custo de manutenção subindo ano após ano;
• falhas que se repetem, como mangas rompidas ou válvulas travadas;
• paradas não programadas ligadas ao sistema de exaustão;
• dificuldade para saber, hoje, como cada filtro está funcionando.

A decisão deve levar em conta o estado dos equipamentos, as necessidades do processo e a viabilidade técnica e econômica da modernização.

Como funciona a implantação

A implantação da automação envolve instalar os sensores de cada função monitorada e ligá-los a um painel de comando com CLP e IHM. A Purefeel fornece o projeto elétrico para o cliente montar o painel ou entrega o painel já montado. Como o software roda em plataforma industrial aberta, ele pode ser ajustado às necessidades de cada processo. Fabricantes de filtros também podem levar a solução aos seus projetos pelo programa de parcerias.