¿CÓMO FUNCIONA UN SISTEMA DE RECOLECCIÓN DE POLVOS?

La contaminación ambiental es una realidad actual y está totalmente relacionada a la actividad humana y todos los procesos de desarrollo que han permitido nuestra evolución hasta llegar a las condiciones actuales.

CONTAMINANTES

La contaminación es la alteración nociva del estado natural de un medio, como consecuencia de la introducción de un agente totalmente ajeno a ese medio (contaminante), dañando un ecosistema, en el medio físico o en un ser vivo. El contaminante puede ser una sustancia química, energía (como sonido, calor, o luz), o incluso genes.

En un mundo complicado en la sustentabilidad ambiental es muy importante disponer de aire limpio y sin contaminantes en el ambiente de trabajo es bien conocida. La industria con su complejidad de operaciones y procesos utiliza un número creciente de sustancias y preparados químicos muchos de los cuales tienen un alto nivel de toxicidad, los cuales pueden dar lugar a que excedan los niveles seguridad, partículas, gases, vapores, etc.

¿CUÁLES PUEDEN SER LAS FUENTES CONTAMINANTES DE UN SISTEMA COLECTOR DE POLVOS?

  • Polvos 0.25 a 30 micras
  • Aerosoles 1.01 a 0.1 micras
  • Nieblas 10 a 20 micras
  • Vapores es variable el tamaño

POLVOS

De acuerdo a una publicación de la Organización Mundial de la Salud, el polvo es considerado como una partícula sólida que oscila en tamaño desde por debajo de 1 µm (micrómetros o micras) hasta por lo menos 100 µm (micras), el cual puede llegar a convertirse en aire, dependiendo de la función de origen, las características físicas y las condiciones del ambiente.

A continuación, se muestra una tabla de referencia que compara el tamaño de las partículas comunes.

  • Ojillo de una aguja 1,230 micrones
  • Arena de playa 100 – 10,000 micrones
  • Polen 10 – 1,000 micrones
  • Polvo de granos 5 – 1,000 micrones
  • Cabello humano 40 – 300 micrones
  • Polvo de té 8 – 300 micrones
  • Café     5 – 400 micrones

El tamaño de las partículas de café oscila entre 5 y 400 micras. Esto se debe en parte, por el tipo de molido al que es sometido el grano de café.

AEROSOLES

Un aerosol es un conjunto de partículas microscópicas, sólidas o líquidas, que se encuentran en suspensión en un gas.

En el contexto de la contaminación del aire, un aerosol se refiere a materia particular fina, de tamaño mayor que una molécula, pero lo suficientemente pequeña como para permanecer en suspensión en la atmósfera durante al menos unas horas.

El término aerosol también se emplea con frecuencia para referirse a un bote presurizado (pulverizador), diseñado para liberar un chorro fino de materiales como pintura, etc. También ha sido asociado, de manera errónea, con el gas (propelente) empleado para expulsar el material contenido en el pulverizador.

VAPOR

Los tipos de vapor industrial son de gran importancia para muchos procesos de fabricación de alimentos y bebidas, ya que de ellos depende que el producto final no se contamine. Garantizar el grado correcto de vapor es lo que ahorraría a cualquier organización el consumo elevado en productos de limpieza para tuberías de los equipos para las industrias de alimentos o farmacéuticas.

NEBLINAS

Pueden se forma cuando un cóctel de varios contaminantes gaseosos se oxida y forma partículas que difunden la luz solar. Este proceso está mediado principalmente por los radicales hidroxilos (OH), y se genera una gota de líquido desde 20 micras de diámetro o más pequeñas provocadas por aplicaciones que utilizan lubricantes y refrigerantes solubles en agua y de la condensasión durante un proceso de enfriamiento. Estos lubricantes y refrigerantes se utilizan en muchas aplicaciones que incluyen corte de plásticos o polímeros, metales, formado de metales, pulido y lavado de piezas, entre otras.

Debido a su tamaño las neblinas pueden no son visibles al ojo humano, pero es igual de dañina en términos de exposición del trabajador, mantenimiento y limpieza y cumplimiento con los estándares de calidad de aire interno o de emisiones de la neblina submicrónica que puede hacerle al entorno de fabricación.

¿CUÁL ES EL OBJETIVO DE UN SISTEMA DE FILTRACIÓN DE EMISIONES DE POLVO?

El Sistema de recolección de polvos es el que extrae aire de un proceso industrial que lleva partículas de polvos o de materiales varios que se consideran contaminantes o no deseables para el mismo.  Este sistema dirige el flujo de aire extraído hacia un medio o equipo de filtrado, el cual separa los polvos o partículas de materiales de la corriente de aire mediante medios filtrantes (cartuchos o mangas colectoras de polvo). ¿Para qué?

  • Proteger del ambiente laborar y la seguridad y salud de los colaboradores
  • Cumplir con la legislación.
  • Evitar la formación de espacios con atmósferas explosivas o dañinas.
  • Conservar la integridad y buen funcionamiento y evitar daño a equipos a causa del polvo.
  • Asegurar procesos productivos sin contaminantes o posibles fallas generando costos considerables por scrap.

Estos sistemas se basan en el principio de capturar contaminantes o partículas fuera de registro y enviarlas luego hacia la atmósfera o contenedor.

LOS COMPONENTES DE UN SISTEMA DE RECOLECCIÓN DE POLVOS

 

PUERTOS DE CAPTURA O CAMPANAS

Es el inicio del sistema de recolección de polvos, es aquí donde se define el caudal de aire requerido, que determina el tamaño de los elementos filtrantes (Mangas o Cartuchos) que tendrá el equipo. El diseño tiene dos aspectos, este es un punto importante ya que si consideramos que hay sistemas que llegan hasta 120 puntos de captura:

  • Tamaño del área libre
  • Forma de la campaña

El diseño correcto de cada puerto de captura debe buscar el mínimo área libre. De esta manera, la cantidad de aire requerido será menor. Un diseño más elaborado o erróneo, puede generar la mitad de caída de presión que otro.

DUCTERÍA

Es el medio físico que lleva el aire que es capturado por la Campana hasta el Colector, presente en los Sistemas Centralizados, no así en los Insertables.

La ductería debe estar soldada y enflanchada, para que asegure la estanqueidad. Los materiales pueden ser: acero inoxidable, latón, acero galvanizado, materiales textiles especiales, acero carbono revestido en goma anti abrasiva u otro elemento, dependiendo de las condiciones de abrasión, corrosión y tamaño del sistema y sobre todo de la normatividad que se requiere cumplir y los requisitos del sistema.

Es importante considerar el diseño de acuerdo a los materiales y medios que transporta y la velocidad del transporte, así como:

  • Normatividad 
  • Naturaleza físico-química del medio a transportar.
  • Generación mínima de turbulencias.
  • Velocidad de transporte adecuada (mínima y máxima).
  • Balanceo del sistema, diseño de uniones, codos e injertos.

Se tiene una serie de reglas para la construcción de la ductería que afecta a la caída de presión del sistema (resistencia del aire a través de la ductería en in. wg.). La conducción del aire y de los contaminantes atrapados en él son muy importantes para un buen funcionamiento y ahorro de energía.

CLASIFICACIÓN DE DUCTERÍA DE ACUERDO A LAS APLICACIONES

  1. CLASE 1 – LIGHT DUTY .- no abrasivas. (ventilación general y control de emisiones gaseoso).
  2. CLASE 2 – MEDIUM DUTY .- donde se tengan cantidades moderadas de partículas abrasivas, en concentraciones bajas. (lijado, pulido, trabajos de carpintería y polvos grandes).
  3. CLASE 3 – HEAVY DUTY .-  donde se produzcan mínimas cantidades de partículas abrasivas en concentraciones altas.
  4. CLASE 4 – EXTRA HEVY DUTY .-  donde se produzcan grandes cantidades de partículas abrasivas en concentraciones altas.

COLECTOR

Es el corazón del sistema. Corresponde a un cuerpo geométrico, generalmente construido en acero carbono revestido o en acero inoxidable, que separa dos cámaras (o plenum): Cámara de aire limpio y de aire sucio.

Ambas cámaras están separadas por los elementos filtrantes.

Por un extremo, el de la cámara de aire sucio, entra el aire con Polvo, el qué pasa a través del medio filtrante, donde el Polvo es retenido, siguiendo hacia la cámara de aire limpio, y luego, por el ventilador, la chimenea (puede existir o no), donde es liberado al ambiente.

En su parte inferior, tiene una tolva o contenedor de transferencia por donde el Polvo acumulado es guiado hacia el receptáculo de almacenamiento.

Los existen de varios tipos, formas y tamaños. También hay distintos modos de operación. Los principales serían Colectores de Mangas, de Cartuchos y los Ciclones.

CHIMENEA Y SILENCIADOR

Esta parte de los colectores es muy importante, ya que es la que libera el aire limpio al ambiente.

Las variables son altura y diámetro. Este último es clave, ya que, si no es el correcto, puede generar una restricción, con el consiguiente ruido que puede generar impacto al Medio Ambiente, y molestia a los vecinos por lo que es indispensable se incluya un silenciador

Estos son los elementos básicos de un Sistema de Colección de Polvo, que van conectados entre sí en el orden que hemos mencionado.

Sistema de Colección de Polvo

APLICACIONES DE LOS SISTEMAS DE COLECCIÓN DE POLVOS

  • Áreas, Salas y Cuartos Limpios.
  • Sistema HVAC (UTA / UMA).
  • Cajones para la impulsión y extracción de aire (UEA / Bag In/Bag Out).
  • Purificadores de Aire.
  • Maquinaria o Equipos de Producción.
  • Campanas de Flujo Laminar.
  • Cabinas de Bioseguridad.

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AUTOR

Ing. Manuel González Hernandez

Ingeniero de Diseño y Proyectos

Experto certificado en procesos HVAC

m.gonzalez@macrofilter.mx

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