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Por Bill Rosckes y LaJean Larsen, ingenieros de aplicaciones de Donaldson Torit
¿Qué operario o propietario de un captador de polvo no quiere reducir las emisiones totales, alargar la vida útil de su filtro o ahorrar en aire comprimido? No obstante, muchos aún carecen de unos conocimientos básicos sobre la presión diferencial que los podrían propiciar el cambio preciso para generar ese ahorro. En este artículo se explica qué es la presión diferencial y en qué medida está relacionada con los sistemas de captación de polvo seco.
¿Qué es la presión diferencial?
La presión diferencial es la diferencia de presión que existe entre el lado sucio (lado del filtro o cámara de aire sucio) y el lado limpio (cámara de aire limpio) de un captador de polvo. Es una medida de todas las resistencias al flujo de aire entre las dos cámaras del captador y, por lo general, incluye la pérdida a través de los orificios de la placa tubular, la resistencia del medio filtrante limpio y la resistencia del polvo captado en el medio filtrante.
¿Qué nos indica la presión diferencial?
Los cambios en la presión diferencial indican los cambios físicos de los filtros. Una caída repentina en la pérdida de presión diferencial puede alertarnos de que se haya producido una ruptura o una fuga en el filtro. Un aumento repentino en la pérdida de presión diferencial puede indicar que nuestro sistema de limpieza ha dejado de funcionar, o que un dispositivo de descarga de materiales no está funcionando correctamente.
Un aumento gradual en la pérdida de presión diferencial puede ser el resultado de la resistencia adicional que el polvo acumulado está creando en los filtros y en el flujo de aire que transita por el captador de polvo. Puede utilizar la lectura de esta resistencia no solo para determinar el estado correspondiente de los filtros cuando el polvo se acumula en ellos, sino también para iniciar la limpieza de los filtros cuando sea necesario.
¿Cómo se mide la presión diferencial?
La presión diferencial se mide con una variedad de medidores, como los siguientes: Medidores *Magnehelic®, medidores *Photohelic® o indicadores electrónicos y digitales de pérdida de presión. Si bien estos medidores por lo general miden la presión diferencial en unidades de pulgadas de columna de agua (″ wg), también se utilizan otras escalas, como mm de agua, mm de mercurio o pascales.
Los medidores, como el medidor Magnehelic, miden la presión diferencial, pero no tienen capacidad de control electrónico. Otros medidores, como el medidor Photohelic o los indicadores de pérdida de presión electrónicos y digitales, pueden medir la presión diferencial y tienen la capacidad de utilizar una salida para controlar la limpieza del filtro en función de la presión diferencial.
¿Cómo funciona un sistema de limpieza típico?
Un sistema de limpieza típico para los filtros dentro de los captadores de polvo utiliza aire comprimido. El sistema de limpieza consta de un colector o distribuidor de aire instalado en el captador que está conectado a un suministro comprimido. El colector se conecta a válvulas de diafragma que tienen tubos (sopletes) unidos al captador y alineados con cada conjunto de filtros. Dentro de cada válvula de diafragma se encuentra un diafragma de caucho que mantiene la misma presión en ambos lados de la válvula y sella el colector de cada soplete.
También hay un contenedor solenoide conectado al captador que, por lo general, cuenta con el mismo número de válvulas solenoides que de válvulas de diafragma. Un tubo, por lo general de un diámetro de 0,6 centímetros (o 0,25 pulgadas), conecta cada válvula solenoide a una válvula de diafragma.
¿Cómo se puede usar la presión diferencial para controlar la limpieza de los filtros?
La presión diferencial medida por un medidor Photohelic o por otros indicadores de pérdida de presión electrónicos puede permitir el uso de puntos bajos y altos para controlar el ciclo de limpieza. De este modo, empezará solo cuando la presión diferencial alcance un punto alto y se detendrá cuando la presión diferencial alcance un punto bajo.
Por ejemplo: Si la configuración alta es de 4 pulgadas de columna de agua, y la configuración baja es de 2 pulgadas de columna de agua, el ciclo de limpieza empezará cuando la presión diferencial alcance las 4 pulgadas de columna de agua y continuará hasta que la presión diferencial alcance la configuración baja de 2 pulgadas de columna de agua (en ese momento, el ciclo de limpieza se detendrá). La limpieza no dará comienzo hasta que la presión diferencial alcance las 4 pulgadas de columna de agua.
Entre los beneficios de la limpieza basada en la presión diferencial incluimos la ocasión de ahorrar en aire comprimido, menos emisiones totales, una mayor vida útil de las válvulas solenoides y las válvulas de diafragma, y una vida útil del filtro potencialmente más extensa. Si el captador solo limpia cuando la presión diferencial supera un punto alto, el consumo de aire comprimido es menor que si el sistema de limpieza funcionara de manera continua. Limpiar los filtros solo cuando es necesario significa que estos reciben menos pulsos; por lo tanto, pasaría más tiempo antes de que el desgaste y los desperfectos de los pulsos lleguen a dañar los filtros. Si los filtros son también filtros de carga de superficie de buena calidad, cada pulso es más eficaz en la limpieza, y además se necesitarán menos pulsos para lograr el punto bajo de la presión diferencial. Esta reducción en la frecuencia de los pulsos también tiene la ventaja adicional de dejar una capa de polvo eficaz sobre el filtro para aumentar la eficiencia media. Dado que el filtro puede recibir pulsos cuando se aumenta la presión diferencial de la carga de polvo excesiva, el captador funciona con mayor eficiencia.
El controlador **Delta-P Plus® también tiene una limpieza en tiempo de inactividad que le permite limpiar los filtros después de cerrar el ventilador principal para el captador. Puede configurar el tiempo de duración de la limpieza de los filtros y, una vez que finalice, la unidad se cerrará automáticamente. Esta característica tiene muchas ventajas, porque no se puede limpiar la unidad por la noche si no se está ejecutando ningún proceso, lo que podría dañar potencialmente los filtros y consumir de manera innecesaria el aire comprimido. Cuando se utiliza esta característica, debe haber una puerta de granallado en los conductos de entrada que debe permanecer cerrada durante la limpieza en tiempo de inactividad. Al cerrar la puerta de granallado, se limitará la posibilidad de que el polvo salga por el orificio de entrada si no hay succión del ventilador.
Dado que cada aplicación es diferente, la configuración del control de limpieza dependerá del tipo de polvo que se genera, de la carga en los filtros y de las horas de uso al día. Por ejemplo: El tamaño de las partículas de polvo muy fino y uniforme con cargas pesadas en los filtros, como de corte láser o por plasma, puede establecer un ciclo de limpieza continuo para que los filtros se recuperen cuando la presión diferencial empieza a aumentar. Un polvo que tiene partículas más grandes (no partículas submicrónicas) y una gran variedad de tamaños de partículas puede configurarse con parámetros bajos y altos, de modo que el captador solo emita pulsos cuando sea necesario. Esto puede implicar ventajas para cualquier trabajador que necesite estar cerca del captador de polvo durante los ciclos de limpieza.
¿Qué otro impacto tiene la presión diferencial?
Cuando se seleccionan ventiladores para una aplicación en particular, debe dar por supuesta una presión diferencial típica, es decir, entre 4 y 5 pulgadas de columna de agua. Esta supuesta presión diferencial, además de cualquier pérdida estática adicional que se encuentre en los conductos antes y después del captador, determina el requisito estático total para el ventilador. Si la pérdida estática de los conductos estimada es de 3″ y la pérdida de presión diferencial estimada en los filtros al final de la vida útil es de 5″, puede recomendar un ventilador con una capacidad estática de 9″ wg a 10″ wg de columna de agua en el flujo de aire requerido. Esto permite al ventilador superar la presión diferencial en los filtros cuando empiezan a generar polvo. Como los filtros limpios no van a tener una resistencia estática de 5 pulgadas, recomendamos un regulador de control o una transmisión de frecuencia variable (VFD) en el motor para que pueda continuar con los volúmenes de aire en los niveles de diseño, de modo que el sistema mantenga la velocidad de captura en el extractor y transporte la velocidad en los conductos y el flujo de diseño al captador.
En caso de duda sobre en qué momento debe cambiar los filtros de su captador de polvo, le recomendamos que lo haga cuando la lectura de la presión diferencial en los filtros supere la capacidad diseñada en la selección del ventilador (5 pulgadas, por ejemplo) y cuando los filtros no se puedan limpiar más conforme a la lectura de presión diferencial baja. En este punto, es necesario cambiar los filtros a fin de restablecer el flujo del diseño. Si el sistema funciona con una presión diferencial más alta que la indicada en la selección del ventilador, es posible que haya una pérdida de succión en el extractor que capta el polvo que se genera. Por lo tanto, la eficiencia de captura no sería aceptable, aunque no siempre es el caso.
Si el ventilador tiene suficiente capacidad estática, es posible que la presión diferencial no provoque ningún problema inmediato con la captura de polvo. Si este es el caso, no es necesario cambiar de inmediato los filtros, y los puntos altos y bajos en el sistema de control de limpieza pueden ajustarse hacia arriba.
Si bien las aplicaciones de captación de polvo y las situaciones varían en gran medida, la mayoría de los operarios se beneficiarían al conocer más la presión diferencial. Los operarios informados tienen la ocasión de marcar la diferencia y de repercutir de manera positiva en el resultado de la empresa.
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