Flujo de aire insuficiente en los extractores

Por Bob Walters, Ingeniero de Servicio regional de Donaldson Torit

Hay muchos artículos y recursos relacionados con el diseño y la instalación adecuados de nuevos sistemas de captación de polvo, así como listas de verificación y protocolos para el mantenimiento preventivo. Sin embargo, esta serie de artículos aborda el tema: «Mi captador de polvo no funciona. ¿Qué debo hacer ahora?» Los artículos identificarán y definirán los modos de fallos más frecuentes en un captador de polvo. Seguidamente, explicarán los pasos para diagnosticar y posiblemente solucionar dichos problemas. En este artículo, un captador de polvo se definirá como una unidad de medios con autolimpieza, específicamente un captador con filtro de mangas o de cartuchos. (Aquí no se consideran sistemas ciclónicos, captadores de neblina y otros dispositivos)

Esta serie de artículos de consejos sobre el mantenimiento se centrará en los siguientes modos de fallos principales:

1. Captador de polvo con fugas
2. Flujo de aire insuficiente en los extractores (este artículo)
3. Corta vida útil del filtro
4. Problemas eléctricos

Un modo de fallo es un problema o defecto específico como resultado o síntoma de que un sistema no funciona o está funcionando a un bajo rendimiento. El modo de fallo no tiene que significar un fallo general o el cese del funcionamiento. El término se usa aquí para identificar áreas deseadas que no funcionan según lo diseñado. En los casos más extremos, el modo de fallo hace que la unidad o el sistema (o proceso de fabricación) no esté operativo. Es cierto que existen muchos otros modos de fallo, pero los cuatro mencionados son los más frecuentes. Preste atención a los dos siguientes artículos de consejos sobre el mantenimiento.

Nota: Esta serie excluye intencionalmente los modos de fallo en caso de incendio y explosión, que son más complejos y merecen un análisis por separado. Además, se debe tener extrema precaución al considerar estos consejos de soluciones de problemas o medidas correctivas. Incluso las acciones aparentemente simples deben ser realizadas solo por personal calificado y capacitado con los niveles apropiados de equipo de protección personal y precauciones de seguridad, como bloqueo y señalización, protección contra caídas, protocolos para espacios confinados, etc. Solo electricistas calificados deben tratar con los elementos eléctricos. En caso de duda, llame a un profesional para que realice todo el trabajo. Es probable que un fabricante de captadores de polvo pueda hacer una recomendación local.

Consejo de mantenimiento n.º 2: Flujo de aire insuficiente en los extractores

Muchos factores pueden influir en el rendimiento de un extractor en un sistema de captación de polvo, como el flujo de aire deficiente. Entre los factores que podrían reducir el rendimiento encontramos:

Diseño inicial del sistema

Verifique siempre los requisitos iniciales de flujo de aire del extractor, ya que ese valor debe cumplir con una serie de criterios de diseño, entre ellos, la ubicación óptima del extractor. Las variables que determinan el volumen de aire requerido incluyen el grado en que un extractor encierra o cubre el proceso, así como la forma y estructura de la mismo. Cada una de estas variables influirá en el aire total necesario para que el extractor funcione de manera eficaz. El manual The Industrial Ventilation: A Manual of Recommended Practice (ventilación industrial: manual de prácticas recomendadas publicado por la ACGIH) describe los métodos para calcular los volúmenes de aire suficientes en función de la ubicación física y la forma de los extractores. La confirmación de los supuestos utilizados en las estimaciones iniciales del volumen de aire a menudo revelarán diferencias entre la intención del diseño inicial y la realidad en la configuración del extractor.

Modificaciones en el diseño del sistema

Si el diseño del extractor tiene buen aspecto, pero aún parece haber un rendimiento inadecuado debido a la insuficiencia de volumen de aire, el siguiente paso es confirmar que la disposición de los conductos permita una distribución adecuada del aire a cada extractor. Una revisión del diseño inicial puede revelar problemas o modificaciones involuntarias que modifiquen la distribución del aire en el sistema.

Disposición de los conductos

La disposición de los conductos y el diseño del sistema integran muchas decisiones para garantizar que el volumen de aire se extraiga desde cada una de las ubicaciones de los extractores en un sistema. En algunos casos, las normas o los reglamentos pueden exigir que todas los extractores estén abiertos, mientras que, en otras situaciones, pueden permitir que algunos extractores se cierren cuando el equipo asociado no está en uso. También puede ocurrir que empleados con escaso conocimiento del sistema modifiquen un componente de diseño común, como las puertas de granallado, que se utiliza para ajustar o equilibrar el sistema o que se desgaste por uso o abrasión. Ambos crean de manera desapercibida nuevos patrones de distribución de flujo de aire en el sistema. La revisión del diseño inicial en comparación con las condiciones actuales puede ayudar a determinar los factores que contribuyen a la mala distribución del aire. Si tiene la suerte de localizar un documento de resumen de un sistema cuando se solicitó, puede comparar los valores iniciales con los que tiene hoy. Si no tiene acceso a la documentación de diseño inicial, es posible que necesite una evaluación para determinar qué problemas de diseño están influyendo en la mala distribución del flujo de aire hacia los extractores. Esta evaluación del sistema debe incluir disposiciones para las pérdidas de presión estática en los captadores, así como los requisitos de presión estática y capacidad de flujo en los ventiladores. Durante la revisión de su diseño, hay muchos factores que puede verificar para asegurarse de que las suposiciones hechas coincidan con la configuración del sistema. Al considerar la conformidad del diseño del sistema con su sistema actual, piense en lo siguiente:

• ¿Consideró el diseño inicial alguna aceleración de aire en el sistema?
• ¿Coincide el diseño con la longitud y el tamaño reales de los conductos?
• ¿Coincide el diseño con el número y tamaño de todos los codos y entradas derivadas?
• ¿Consideró el diseño las formas de los conductos de escape y la entrada de los captadores de polvo existentes?
• ¿Cuánta energía supuso que sería necesaria durante el diseño para el captador de polvo? (Considere la pérdida de presión en los filtros cuando estén sucios, en lugar de limpios).
• ¿Consideró el diseño la influencia de los conductos en el rendimiento del ventilador (efectos del sistema)?

Examine:

• Los codos en la entrada y salida del ventilador
• El tamaño de los conductos (¿son más pequeños que la entrada del ventilador?)
• Regulador en la entrada o salida
• No hay conducto en el escape del ventilador
• ¿Se consideraron otros componentes en el sistema en los requisitos de presión estática del ventilador?

Considere:

• Posfiltros en el escape
• Conductos de aire de retorno
• Reguladores de corrientes inversas
• Dispositivos de aislamiento de explosión
• Tubo de escape

Mayor resistencia en los conductos

Muchos de los factores anteriores pueden influir en el rendimiento de uno o más extractores en un sistema al impedir que el volumen de aire adecuado entre en cada extractor. La acumulación de material dentro de un conducto, como consecuencia de una velocidad de transporte deficiente en el sistema, también puede crear una reducción en el flujo a uno o más extractores en un sistema.

Operaciones del sistema

Si los filtros de un captador funcionan a una pérdida de presión elevada, la mayor resistencia reduce el volumen total de aire en cada extractor. Si los filtros han estado en mantenimiento durante un tiempo, es posible que hayan alcanzado el final de su vida útil y deban reemplazarse. Sin embargo, si los filtros relativamente nuevos presentan una pérdida de presión diferencial elevada, deberá analizar otra causa.

¿Ha experimentado el captador una condición desfavorable reciente que puede haber reducido prematuramente el rendimiento del filtro? ¿O ha experimentado un fallo temporal en su sistema de limpieza, lo que causa que los filtros no se limpien o reacondicionen adecuadamente? La corrección de este último problema puede permitir que los filtros vuelvan a los valores de pérdida de presión más esperados, restaurando así la capacidad de aire del sistema y aumentando el flujo de aire y el rendimiento del extractor. Entre los problemas comunes que suelen reducir el rendimiento del sistema de limpieza para los filtros limpiados por pulsos se hallan la presión inadecuada o el volumen de aire comprimido disponible. Si la presión del aire comprimido es la adecuada, una verificación de la temporización de los pulsos (tanto la frecuencia como la pausa) puede revelar el problema. Y siempre es conveniente hacer una revisión de las condiciones del equipo para garantizar que todos los componentes estén en buenas condiciones de funcionamiento. Muchos sistemas de limpieza por pulsos incluyen elementos como válvulas solenoides, que pueden desgastarse y requerir una sustitución ocasional.

El rendimiento del extractor define el rendimiento máximo del sistema que puede alcanzar su captador, por lo que es importante prestar atención a su funcionamiento. Prestar atención al flujo de aire que exijan los extractores puede garantizar su rendimiento continuo. Además, los extractores diseñados correctamente pueden alcanzar el rendimiento que necesita mientras conserva el aire y la energía de su planta para el funcionamiento del sistema.

Preste atención a sus extractores y al flujo de aire. Dependerá mucho de ambos elementos.