Sistemas de filtragem de ar reduzem a quantidade de particulados nas indústrias de mineração

Com uma importância histórica para a humanidade, a mineração é um processo imprescindível para o progresso da sociedade. É por meio dela que se obtém grande parte das matérias-primas e dos insumos utilizados nos mais diversos tipos de indústrias. A relevância da mineração é tamanha que, mesmo em meio à crise econômica que se alastra pelo Brasil, a balança comercial do setor apresentou saldo positivo de US$ 4,2 bilhões no primeiro trimestre de 2015. As exportações da indústria mineral somaram US$ 10,7 bilhões, com participação de 25% do total das exportações brasileiras. Segundo análise feita pela Secretaria de Geologia, Mineração e Transformação Mineral do Ministério de Minas e Energia (SGM/MME), somente no primeiro trimestre deste ano, as importações da mineração (extrativa) totalizaram US$ 1,7 bilhão, avançando 6,2%, em relação ao mesmo período do ano anterior, atribuído ao aumento dos preços dos principais minérios importados: potássio, fosfato e enxofre bem como ao aumento, em volume, das importações de carvão metalúrgico.

Apesar de toda essa relevância, a atividade de mineração é extremamente agressiva ao meio ambiente. A poluição atmosférica está presente ao longo de todas as fases do empreendimento minério – desde a extração até o transporte - comprometendo à natureza e a saúde humana.  “Na indústria de mineração, a maior preocupação é com o meio ambiente. Normalmente, as empresas que trabalham com mineração estão situadas em locais cada vez mais remotos, onde qualquer tipo de contaminação pode facilmente se transformar em um acidente ambiental. É uma responsabilidade muito grande”, afirma o representante da Mcfil, Marcello Vinicius Bernardini. 

As atividades minerais produzem vários tipos de poluentes atmosféricos, dentre os quais se destacam os óxidos de carbono (CO e CO2), os óxidos de nitrogênio (NOx), os óxidos de enxofre (SOx) e os particulados. Diante desse cenário, os sistemas de filtragem de ar se tornam ferramentas essenciais para a indústria de mineração, como explica o gerente de vendas do Grupo Inbra, Daniel Guillermo de la Fuente: “os sistemas de filtração contribuem para a eliminação de emissão de particulados ao ambiente através dos seus efluentes gasosos”. 

A filtragem na mineração está presente em várias etapas do processo como escavação, transporte, moagem, beneficiamento, etc. 

A maioria das mineradoras trabalham com filtros convencionais de mangas com gaiolas. “Estas aplicações não exigiam, até então, um tipo de filtração muito eficiente em termos de emissões. Com o aumento da fiscalização por órgãos ambientais, algumas mineradoras já vêm procurando por tecnologias mais avançadas, de maior eficiência de filtração e vida útil”, comenta Marcello. As tecnologias mais avançadas hoje são de mangas convencionais com membranas de teflon e os cartuchos plissados. 

Filtros manga

Os sistemas de filtração de ar têm como objetivo reduzir a emissão de partículas lançadas na atmosfera. Os filtros empregados nesse processo são os do tipo manga, eletrostáticos ou por centrifugação. Por serem relativamente barato em relação a outros sistemas, os filtros manga têm emprego bastante difundido. “Os filtros mangas são a tecnologia mais antiga e mais difundida pelo mundo. De um valor mais baixo, oferecem grande variedade de meios filtrantes, aumentando assim, a gama de aplicações. Em conjunto com gaiolas de aço carbono ou inox, podem trabalhar em ambientes de alta temperatura ou corrosivos”, diz Marcello. 

Nesse sistema, a filtragem ocorre por meio da retenção mecânica e pela atração eletrostática, sendo a retenção mecânica mais predominante. Nesse processo, ao atingir as fibras de tecido, as partículas são retidas e, com o acúmulo desses particulados, eles próprios acabam funcionando como barreira para as demais partículas. “Na medida em que essa camada aumenta, a vazão de ar através da manga diminui e a diferença de pressão entre a entrada e a saída do gás aumenta”, explica Daniel. 

Quando esse aumento de pressão atinge determinado valor é acionado um sistema de movimentação das mangas, de modo a desprender esse pó coletado que cai numa tremonha de descarga. O ciclo então é reiniciado até a saturação total do tecido ou o seu rompimento. “Importante considerar que as mangas novas não são tão eficientes quanto aquelas que já têm algum período de uso. Isso se deve à formação de uma camada de pó que vai agir como elemento complementar na filtragem. Procedimento comum nessas aplicações é trocar parcialmente as mangas em fim de vida”, ressalta o gerente de vendas do Grupo Inbra.

Padrões de qualidade do ar Conforme estabelecido pela Resolução Conama nº 3/90, os padrões de qualidade de ar no Brasil são divididos em duas categorias: primários e secundários.  São considerados padrões primários aqueles no qual as concentrações de poluentes, quando ultrapassadas, podem afetar a saúde e a qualidade de vida da população. Podem ser entendidos como níveis máximos toleráveis de concentração de poluentes atmosféricos, constituindo-se em metas de curto e médio prazo. Já os padrões secundários são aqueles em que as concentrações de poluentes atmosféricos são abaixo das quais se prevê o mínimo efeito adverso sobre o bem-estar da população, assim como o dano à fauna e a flora, aos materiais e ao meio ambiente em geral. Podem ser entendidos como níveis desejados de concentração de poluentes, constituindo-se em metas de longo prazo. O grupo de poluentes que servem como indicadores de qualidade do ar, adotados universalmente e que foram escolhidos em razão da frequência de ocorrência e de seus efeitos adversos, são: Material Particulado (MP), Dióxido de Enxofre (SO2), Trióxido de Enxofre (SO3), Monóxido de Carbono (CO), Oxidantes Fotoquímicos, como o Ozônio (O3), Hidrocarbonetos (HC), Óxidos de Nitrogênio (NOx). No Estado de São Paulo, foi promulgado em abril de 2013 o Decreto Estadual nº 59.113 que estabelece os novos padrões de qualidade do ar, bem como as metas a serem atingidas e os planos de redução de emissão a serem executados, quando estes forem claramente definidos pela Cetesb. Visando também à minimização dos impactos sobre a qualidade do ar, em âmbito federal, a Resolução Conama nº 382 e sua complementação descrita pela Resolução Conama nº 436/11 definem limites máximos de emissão de poluentes atmosféricos por tipo de fontes fixas (combustão de óleo, gás natural, processos industriais específicos, etc) principalmente no setor industrial, sendo os principais poluentes controlados os seguintes: SO2, SO3, MP, NOx, Chumbo, Fluoretos, Amônia.

Cartucho plissado

Os filtros do tipo cartucho plissado, também conhecidos como mangas plissadas, são bastante utilizados na filtração de ar da indústria de mineração. O sistema segue o mesmo mecanismo dos filtros manga para retenção de particulado, porém possui um custo maior. “Apesar de mais caros, os filtros do tipo cartucho plissado têm a vantagem de reduzir o espaço necessário para sua instalação. Isto se deve à relação Ar/Pano, que é a relação de volume de ar por unidade de tempo e da área de tecido existente na instalação”, explica Daniel.  “Filtros de mangas plissadas ou cartuchos podem ser muito menores que um filtro de mangas e gaiolas, pois agregam área filtrante através das plissas, reduzindo o tamanho do equipamento, gerando economia de material, mão de obra, peso e espaço na planta”, complementa Marcello.

Considera-se ideal (salvo aplicações especiais) uma relação na qual a passagem de ar pelo tecido ocorra a uma velocidade não maior do que 2,5 m/s. Acima disto, começa a ocorrer de forma acentuada, a migração de partículas da superfície para o interior do tecido e deste para a superfície externa entrando novamente no fluxo gasoso e assim aumentando a quantidade de partículas expelidas ao ambiente. 

Como o filtro plissado possui uma superfície bem maior que a manga tradicional, a velocidade de passagem diminui fortemente o que permite “tratar” uma quantidade maior de emissões no mesmo tempo. “É interessante quando se pensa em aumentar a produção em unidades já montadas ou num gasto menor quando se trata de construir uma nova unidade, pois este exigirá uma instalação com um tamanho menor”, comenta o gerente de Vendas do Grupo Inbra. Além disso, os cartuchos plissados exigem um sistema de limpeza com menos válvulas, aceitam maior vazão e em muitos casos, acabam aumentado a produtividade em algumas fábricas, como as de cimento, por exemplo. “Ao se optar por um filtro de mangas plissadas, normalmente, o custo e o prazo de fabricação são bem inferiores aos filtros de manga convencional”, afirma Marcello. 

Outro diferencial é o tempo de troca. Os cartuchos plissados precisam de metade do tempo de parada de equipamento exigido por um filtro de mangas convencionais e gaiolas. “Hoje o tempo de parada destes equipamentos é de extrema importância para produtividade e lucratividade dos nossos clientes”, ressalta o representante da Mcfil.

Benefícios Hoje os sistemas de filtragem são fundamentais e indispensáveis para indústria da mineração. São itens, sem os quais, seria impossível obter um gerenciamento e controle ambiental. Confira abaixo os principais benefícios desse tipo de aplicação.  - Evitam a contaminação da flora e fauna e do solo dos arredores das mineradoras, prevenindo assim, acidentes ambientais; - Evitam a contaminação do ambiente de trabalho e seus colaboradores, prevenindo doenças ocupacionais; - Melhoram a produtividade, pois em muitos casos, o particulado captado pelos filtros pode ser reaproveitado para outros fins; - Previnem acidentes, pois captam a poeira suspensa e melhoram a visibilidade dentro de plantas de mineração.

No mercado

O mercado de filtros dispõe de diversos produtos para a filtragem a ar na indústria de mineração. 

O Grupo Inbra, por exemplo, produz mangas para as mais diversas aplicações como: baixas e altas temperaturas, atmosferas ácidas ou alcalinas ou outros agentes agressivos. “Temos mangas tanto em tecido tramado para sistemas de pequeno e médio porte como em feltros agulhados em Polipropileno, Poliéster, Fibra Acrílica, Nomex e Ryton entre outros”, indica Daniel.

Já a McFil oferece a solução de mangas convencionais em mais de 20 tipos diferentes de meio filtrante, inclusive com membranas em teflon, o que melhora a eficiência de filtração e a vida útil das mangas, pois se mantém limpas com mais facilidade. Em conjunto com as mangas, a McFil fabrica gaiolas em aço carbono com pintura epóxi ou aço inoxidável que garantem resistência e longa vida útil, mesmo em ambientes corrosivos e de alta temperatura. Outro produto de grande aceitação são as mangas plissadas e alta eficiência e vida útil. “Em complemento com os elementos filtrantes, a McFil disponibiliza a linha de reservatórios de ar-comprimido, válvulas de limpeza, sondas que detectam a emissão de particulados, manômetros diferenciais de pressão, economizadores de ar, programadores de pulsos, etc.”, afirma Marcello.