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¿Cómo secar el aire comprimido?

El aire atmosférico contiene vapor de agua y cuando se comprime su concentración de agua aumenta. Esto puede provocar importantes problemas, lo que hace necesario secar el aire comprimido.

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30 de julio 2020

El aire atmosférico contiene vapor de agua y cuando se comprime su concentración de agua aumenta. Por ejemplo, un compresor con una presión de trabajo de 7 bar y capacidad de 200 l/s que comprime aire a 20˚C con una humedad relativa del 80%, liberará 10 litros de agua por hora en la línea de aire comprimido. Esto puede provocar importantes problemas y perturbaciones en las tuberías y equipos conectados, lo que hace necesario secar el aire comprimido.

Para describir el contenido de agua en el aire comprimido se emplea el término “punto de rocío a presión” (PRP). Se trata de la temperatura a la que el vapor de agua comienza a condensarse. Un punto de rocío bajo indica un contenido pequeño de vapor de agua en el aire comprimido.

Secadores de aire refrigerado de la serie F: solución compacta y eficiente de aire seco

Existen diversas técnicas para secar el aire comprimido, que utilizaremos en función del punto de rocío a presión que requiera la aplicación: refrigeración más separación, sobrecompresión, membranas, absorción y adsorción.

Refrigeración posterior

Un refrigerador posterior es un intercambiador de calor que enfría el aire comprimido caliente para precipitar el agua que, en caso contrario, se condensaría en las tuberías. Puede ser enfriado por agua o por aire, está dotado generalmente de un separador de humedad con purgador automático. Se debe colocar junto al compresor.

Sobrecompresión

La sobrecompresión es quizás el método más sencillo para secar el aire comprimido. El aire se comprime primero a una presión mayor que la de trabajo prevista, lo cual hace que aumente la concentración de vapor de agua. Después, el aire se enfría y como resultado se separa el agua. Finalmente, se permite que el aire se expanda a la presión de trabajo y se obtiene un punto de rocío a presión más bajo. Sin embargo, este método sólo resulta adecuado para caudales de aire muy pequeños debido a su elevado consumo de energía.

Secador frigorífico

El aire comprimido se enfría, con lo cual se condensa una gran cantidad de agua, que se puede separar. A continuación, el aire comprimido se vuelve a calentar hasta aproximadamente la temperatura ambiente para que no se forme condensación en el exterior de las tuberías. El enfriamiento del aire comprimido tiene lugar a través de un sistema cerrado de refrigerante. Los secadores frigoríficos se utilizan para puntos de rocío de entre +2˚C y +10˚C y tienen un límite inferior, que es el punto de congelación del agua condensada.

Secador frigorifico

En los secadores frigoríficos, el enfriamiento del aire comprimido tiene lugar a través de un sistema cerrado de refrigerante. | © Atlas Copco

Secado por absorción

El secado por absorción es un proceso químico que permite que el vapor de agua se fije al material absorbente. El material absorbente puede ser sólido o líquido. En muchos casos se emplea cloruro sódico y ácido sulfúrico, por lo que se ha de tener en consideración la posibilidad de corrosión. Este método es inusual e implica un alto consumo de material absorbente. El punto de rocío se reduce sólo de forma limitada.

Secado por adsorción

El principio general de funcionamiento de los secadores de adsorción es simple: el aire húmedo fluye sobre un material higroscópico (silicagel, tamices moleculares, alúmina activada, etc.) y se seca. El intercambio de vapor de agua desde el aire comprimido húmedo al material higroscópico o “desecante” hace que éste se sature gradualmente con el agua adsorbida. Por lo tanto, el desecante se debe regenerar periódicamente para recuperar su capacidad de secado. El PRP típico que se puede alcanzar es -40°C, lo cual hace que estos secadores sean idóneos para proporcionar aire muy seco en aplicaciones críticas.

Secadores de membrana

Los secadores de membrana utilizan el proceso de separación selectiva de los componentes del gas en el aire. El secador es un cilindro que aloja miles de diminutas fibras huecas de polímero con un revestimiento interior. Estas fibras tienen una permeación selectiva para eliminar el vapor de agua. A medida que el aire comprimido filtrado húmedo entra en el cilindro, el recubrimiento de la membrana permite que el vapor de agua penetre y se deposite entre las fibras, mientras que el aire seco continúa su trayectoria a casi la misma presión que el aire húmedo de entrada. El agua separada se libera a la atmósfera. Los secadores de membrana son fáciles de usar, silenciosos, no tienen piezas móviles, consumen poca energía y precisan un mantenimiento mínimo.