10 de abril de 2024
En el aire comprimido podemos encontrar todo tipo de contaminantes. Es por medio del proceso de filtrado como mejoramos la calidad del aire comprimido. En este artículo veremos más de cerca en qué consiste el filtrado por impacto inercial, por interceptación y por difusión.
Dependiendo del campo de aplicación del aire comprimido, algunas sustancias no deseadas pueden afectar negativamente a la producción e incluso incrementar sus costes.
Por ello es de vital importancia que la calidad del aire comprimido corresponda con los requisitos de la producción, e incluso tenemos que intentar predecir necesidades futuras.
La calidad del aire en relación con la cantidad de partículas y la presencia de agua y aceite se define en la ISO 8573-1, la norma industrial sobre pureza del aire. Es por medio del filtrado del aire comprimido como mejoramos su calidad.
Las partículas presentes en el aire comprimido se pueden eliminar de diversas formas.
Si son mayores que los poros del material filtrante, se separan mecánicamente (“efecto tamiz”). Esto sucede normalmente con partículas mayores de 1 mm. En este caso, la eficiencia del filtro aumenta con la densidad del material filtrante, compuesto por fibras más finas.
Las partículas inferiores a 1 mm se recogen en el material de la fibra mediante 3 mecanismos físicos:
En el aire comprimido podemos encontrar más contaminantes de los que podemos imaginar: partículas sólidas como polvo, agua, aceite, etc…. | © Atlas Copco
El impacto tiene lugar para partículas relativamente grandes y/o para elevadas velocidades del gas. Debido a la gran inercia de la partícula pesada, ésta no sigue la trayectoria de flujo sino que se mueve en línea recta y colisiona con la fibra. Este mecanismo tiene lugar principalmente para partículas mayores de 1 μm y adquiere mayor importancia a medida que aumenta el tamaño de las partículas.
La interceptación se produce cuando una partícula sigue la trayectoria de flujo, pero su radio es mayor que la distancia entre dicha trayectoria y el perímetro de la fibra.
La deposición de partículas debido a la difusión se produce cuando una partícula muy pequeña no sigue la trayectoria de flujo sino que se mueve aleatoriamente a través del mismo debido al movimiento browniano. Adquiere mayor importancia a medida que se reduce el tamaño de las partículas y la velocidad del aire. La capacidad de separación de partículas de un filtro es el resultado de los diferentes procesos descritos (para los distintos tamaños de partícula).
La eficiencia total depende en gran medida de la distribución del tamaño de partículas del aerosol, de la velocidad del aire y de la distribución del diámetro de fibra del medio filtrante. | © Atlas Copco
En realidad no hay un filtro que sea efectivo para todo el rango de tamaño de partículas. Incluso el efecto de la velocidad del flujo no es un factor decisivo para la capacidad de separación.
En general, las partículas entre 0,1 μm y 0,2 μm son los más difíciles de separar (tamaño de partícula más penetrante).
Como se ha indicado anteriormente, la capacidad de captura total de un filtro coalescente es una combinación de todos los mecanismos.
Evidentemente, la importancia de cada mecanismo, los tamaños de partícula y la eficiencia total dependen en gran medida de la distribución del tamaño de partículas del aerosol, de la velocidad del aire y de la distribución del diámetro de fibra del medio filtrante.
El aceite y el agua en forma de aerosol se comportan de forma parecida a otras partículas y también se pueden separar con un filtro coalescente.
En el filtro, estos aerosoles líquidos se concentran formando gotitas más grandes que se hunden en el fondo del filtro debido a las fuerzas gravitatorias. El filtro puede separar aceite en forma de aerosol y en forma líquida.
En este último caso, debido a la elevada concentración intrínseca, tiene lugar una alta caída de presión y arrastre de aceite. Para separar aceite en forma de vapor, el filtro debe contener un material adsorbente, normalmente carbón activado.
Todos los filtros producen inevitablemente una caída de presión, es decir, una pérdida de energía en el sistema de aire comprimido.
Los filtros finos, con una estructura más densa, ocasionan mayor caída de presión y se pueden obstruir más rápidamente, lo que significa un cambio más frecuente del filtro y por tanto mayores costes de mantenimiento.
23 mayo, 2022
Los filtros desempeñan un papel fundamental en el tratamiento adecuado del aire comprimido. En este libro electrónico interactivo sobre filtros aprenderá todo lo relacionado con los contaminantes y qué filtros le ofrecen una protección óptima.
