Nuestro aire ambiental es inherentemente sucio. Como resultado, también lo es el aire comprimido que mantiene en funcionamiento industrias enteras. Está bajo el asalto constante de enemigos apenas visibles. ¿Quiénes son estos pequeños asaltantes? Son diferentes contaminantes que están presentes en nuestro aire del ambiente en todo momento, como la humedad, el polvo y restos de aceite. Algunos de ellos también se añaden durante el proceso de compresión, como el aceite utilizado a modo de lubricante o las partículas de corrosión que podrían desprenderse mientras se distribuye el aire.
Cada uno de ellos puede causar daños graves a sus procesos de producción, sistema de tuberías de aire comprimido, herramientas y productos.
Conozcamos cada una de estas amenazas, que nos permitirán proteger de manera efectiva nuestros sistemas de aire comprimido.
Pensamos en el aire como algo invisible y que nos rodea. Y, la mayoría de las veces, no podemos verlo. Sin embargo, hay circunstancias en las que podemos ilustrar los contaminantes a los que se enfrenta un sistema de aire comprimido. Por ejemplo, vemos el aire en forma de niebla, smog o humo.
En esos casos, la humedad o las partículas diminutas lo hacen visible. Y estas son dos de las principales amenazas a las que se enfrenta un sistema de tuberías de aire comprimido.
Luego está la humedad contenida en nuestro aire ambiental. Entra en el sistema de tuberías de aire comprimido a través de la toma en forma de vapor de agua. Este vapor de agua es el contaminante más prominente en el aire comprimido en términos de volumen total y forma la mayor parte de la contaminación líquida que se puede encontrar en el sistema de aire.
El contenido de agua se mide en términos del punto de rocío. Es la temperatura a la que el aire comprimido aún puede manejar su contenido de vapor de agua antes de que la humedad forme condensación.
Si no se elimina la humedad, puede reducir la vida útil de los equipos neumáticos debido a la corrosión. Además, podría dar lugar al crecimiento bacteriano, lo que podría afectar negativamente a la calidad de los productos finales. Esto es especialmente problemático en las aplicaciones de los sectores de alimentos y bebidas y farmacéutico.
Si bien la calidad del aire no es tan importante para algunos procesos, es crucial para las aplicaciones en los sectores farmacéutico y de alimentos y bebidas, donde el crecimiento bacteriano sería particularmente dañino.
Un compresor que trabaja con una sobrepresión de 7 bar(e) comprime aire a 7/8 de su volumen. Esto también reduce la capacidad del aire para retener el vapor de agua en 7/8. La cantidad de agua que se libera es considerable. Por ejemplo, un compresor de aire de 100 kW que aspira aire a 20 °C y 60% de humedad relativa emitirá aproximadamente 85 litros de agua durante un turno de 8 horas. En consecuencia, la cantidad de agua que se separará depende del área de aplicación del aire comprimido. Esto, a su vez, determina qué combinación de enfriadores y secadores es adecuada.
La cantidad de aceite en el aire comprimido depende de varios factores, incluido el tipo de máquina, el diseño, la antigüedad y el estado. Hay dos tipos principales de diseño de compresores a este respecto: los que funcionan con lubricante en la cámara de compresión y los que funcionan sin lubricante. En los compresores lubricados, el aceite está involucrado en el proceso de compresión y también se incluye en el aire comprimido (total o parcialmente). Sin embargo, en los compresores modernos de tornillo y pistón lubricados, la cantidad de aceite es muy limitada.
En este caso, se le conoce como contaminante de compresión.
Por ejemplo, en un compresor de tornillo con inyección de aceite, el contenido de aceite en el aire es inferior a 3 mg/m3 a 20 °C. El contenido de aceite se puede reducir aún más mediante el uso de filtros de varias etapas. Si se elige esta solución, es importante considerar las limitaciones de calidad, los riesgos y los costos de energía involucrados.
Están los llamados “contaminantes del sistema de distribución”. Estos podrían incluir partículas de óxido de las tuberías de distribución que ingresan a la corriente de aire comprimido.
Todo comienza con el aire del ambiente que debe comprimirse. En un entorno industrial típico, puede contener más de 140 millones de partículas de suciedad por metro cúbico. Cuando se comprime, estos contaminantes se concentran en línea con el aumento de la presión del aire.
Eso significa que el aire comprimido puede contener muchas veces más partículas de suciedad. Desafortunadamente, la mayoría de ellos son tan pequeños (menos de dos micras) que un filtro de entrada solo elimina el 20% de ellos.
Más del 80% de las partículas que contaminan el aire comprimido tienen un tamaño inferior a 2 µm y, por lo tanto, pueden atravesar fácilmente el filtro de entrada del compresor. Desde ese punto, las partículas se esparcen por todo el sistema de tuberías y se mezclan con los residuos de agua y aceite y los depósitos de las tuberías. Esto puede resultar en el crecimiento de microorganismos. Un filtro colocado directamente después del compresor puede eliminar estos riesgos.
Sin embargo, para tener aire comprimido puro, el crecimiento de bacterias después del filtro debe mantenerse totalmente bajo control. La situación se complica aún más, ya que los gases y los aerosoles pueden concentrarse en gotitas (mediante concentración o carga eléctrica) incluso después de pasar por varios filtros. Los microorganismos pueden germinar a través de las paredes del filtro y, por lo tanto, existir en las mismas concentraciones en los lados de entrada y salida del filtro.
Los microorganismos son extremadamente pequeños e incluyen bacterias, virus y bacteriófagos. Por lo general, las bacterias pueden ser tan pequeñas como de 0,2 µm a 4 µm y los virus de 0,3 µm a tan pequeños como 0,04 µm. La contaminación de menos de 1 µm de diámetro y, en consecuencia, los microorganismos pueden pasar fácilmente a través del filtro de entrada del compresor. A pesar de su tamaño, estos microorganismos son un problema grave en muchas industrias, ya que, como organismos "vivos", pueden multiplicarse libremente en las condiciones adecuadas. Las investigaciones han establecido que los microorganismos prosperan en sistemas de aire comprimido con aire no seco a alta humedad (100%).
El aceite y otros contaminantes actúan como nutrientes y permiten que florezcan los microorganismos. El tratamiento más eficaz consiste en secar el aire hasta una humedad relativa < 40% (esto se puede lograr utilizando cualquier tipo de secador) y colocar un filtro estéril en el sistema. El filtro estéril debe instalarse en una carcasa de filtro que permita la esterilización con vapor in situ o que pueda abrirse fácilmente. La esterilización debe realizarse con frecuencia para mantener una buena calidad del aire.
Los contaminantes pueden dañar su producción de tres maneras principales.
En concreto, pueden:
• Reducir el rendimiento de su propio sistema de aire comprimido
• Impactar negativamente en su equipo accionado por aire
• Afectar la integridad y la calidad de sus productos finales
Individualmente, cada uno de ellos puede afectar negativamente su sistema. En combinación, sin embargo, pueden ser aún peores. Por ejemplo, el aceite y la humedad en el aire comprimido pueden permitir que los microorganismos contenidos en el aire de admisión crezcan y prosperen.
Esto plantea un serio desafío. Después de todo, un metro cúbico de aire ambiental puede contener más de 140 millones de partículas, desde polvo hasta microorganismos como bacterias, virus y bacteriófagos. De hecho, son tan pequeños (los microorganismos oscilan entre 0,0,4 µm y 4 µm) que no pueden ser atrapados por un filtro de entrada.
Debido a que son organismos vivos, se multiplicarían si las condiciones son las adecuadas, como en el aire comprimido no seco.
Esto es particularmente malo en las industrias de alimentos y bebidas, médica y farmacéutica: podría tener consecuencias catastróficas si microorganismos como bacterias y hongos contaminaran los alimentos y los productos farmacéuticos.
Afortunadamente, hay buenas noticias: con el tratamiento adecuado, como filtros y secadores, su sistema de aire comprimido puede protegerse de todos estos contaminantes.
Si desea averiguar cómo hacerlo, el primer paso es determinar la calidad del aire que se requiere para su aplicación, p.ej. si tiene que cumplir con una determinada clase ISO.
En esta guía aprenderá todo lo que necesita saber sobre el tratamiento del aire. Desde los diferentes tipos de contaminantes hasta los requisitos de calidad del aire; esta guía cubre todos los temas importantes del tratamiento del aire.
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