Por Paul Richard, gerente de productos OEM
En la mayoría de las operaciones de aspersión térmica, se utiliza un sistema de colección de polvo para manejar los compuestos rociados en exceso, incluyendo suciedad y aire cargado de polvo. Sin embargo, estos sistemas solo capturan el polvo que llega a los filtros. El diseño óptimo del flujo de aire es crucial para asegurar la captura y transporte efectivos de las partículas transportadas por el aire, representando un desafío significativo en las células de aspersión térmica. Este artículo explora este tema y propone estrategias comprobadas para optimizar el rendimiento.
Diseño del sistema adecuado
Los sistemas de ventilación para controlar el polvo en la aspersión térmica generalmente incluyen conductos para transportar el aire cargado de polvo hasta un colector de polvo y un ventilador para mover el aire a través del sistema. Una parte crucial del diseño del sistema de ventilación es la estrategia para capturar el polvo en la celda o cabina de aspersión térmica. Simplemente aumentar el flujo de aire a través de la celda no mejora significativamente la captura de polvo y suele resultar en un desperdicio de energía. Mediante un análisis detallado del diseño de la celda, la ubicación del aire de recirculación y la posición de la aspersión térmica, se puede mejorar notablemente la captura y expulsión del polvo rociado en exceso.
Primero, es importante considerar el aire de recirculación que entra en la celda cerrada de aspersión térmica. Todo el aire sucio extraído de la cabina por el colector de polvo debe ser reemplazado por aire que reingresa a la cabina. Este aire de recirculación suele provenir de aberturas en la cabina o a través de una unidad dedicada ubicada fuera del edificio, la cual luego entrega el aire a la cabina mediante conductos. El diseño del sistema de aire de recirculación es crítico para el control de polvo, ya que puede crear una presión negativa (vacío) o positiva en la cabina. Un leve vacío en la cabina puede prevenir incrementos de presión inesperados durante la limpieza por pulsos del colector. Durante este proceso, breves ráfagas de aire de retorno pueden aumentar la presión dentro de la cabina, lo que podría causar que la puerta de acceso se abra bruscamente e interrumpa accidentalmente el proceso de aspersión. Se recomienda consultar a los fabricantes de cabinas sobre la cantidad de vacío aplicable a sus celdas de aspersión térmica.
Una estrategia efectiva para manejar el flujo de aire a través de la cabina es colocar las conexiones de aire de recirculación frente a los puntos de extracción de aire en la cabina, creando un patrón de flujo de ventilación cruzada. A menudo, es preferible colocar estas conexiones sobre la cabina, especialmente si incorporan dispositivos de atenuación de sonido (silenciadores). Cualquier estrategia que fomente un flujo de aire cruzado en la cabina ayudará a minimizar la acumulación de polvo.
La extracción del aire sucio de la cabina puede realizarse mediante dos patrones de flujo de aire: descendente o horizontal. Aunque los patrones descendentes son efectivos en diseños de colectores de polvo, pueden presentar desafíos en las cabinas. En una cabina con flujo descendente, el piso actúa como una rejilla sobre una cámara, donde el aire sucio se dirige hacia los conductos del colector. Este diseño aprovecha la gravedad para atraer el polvo hacia el colector y asegura que casi todo el rociado en exceso sea capturado. Sin embargo, mantener el polvo en movimiento en esa cámara es un desafío. Un buen diseño puede forzar el paso del polvo, pero un diseño deficiente puede resultar en acumulación de polvo y complicaciones de limpieza. Para cabinas de flujo descendente, la velocidad del aire en la cámara debe ser considerablemente más alta que en la cabina para evitar la sedimentación del polvo. Esto representa un desafío en el diseño de la cámara.
Las cabinas de flujo descendente también requieren suficiente altura para acomodar la cámara debajo del piso. A veces se puede utilizar un hoyo bajo la cabina, pero usualmente las cabinas y sus cámaras se instalan sobre el piso del taller.
El otro método para extraer aire sucio es el patrón horizontal. Este diseño sitúa la cámara cerca del punto de aspersión y permite extractores de cámara más pequeños y específicos. Estos extractores más compactos establecen flujos de aire dirigidos donde más se necesitan, justo detrás del objetivo de aspersión. El objetivo es usar la velocidad de los materiales rociados y el flujo de aire de recirculación entrante para capturar tanto rociado en exceso como sea posible. Este enfoque generalmente requiere menos volumen de aire total en comparación con una cabina de flujo descendente. Aunque hay varios factores involucrados, las instalaciones que realizan aspersión de componentes de turbina han utilizado este método con éxito durante años.
En ocasiones, los objetivos de formas inusuales requieren soluciones completamente personalizadas. Por ejemplo, la aspersión térmica de formas cilíndricas en tornos puede ser problemática. Un diseño de cabina de flujo descendente puede ser efectivo, pero si no es posible, los extractores ranurados pueden ser una alternativa viable. Estos extractores aprovechan la capacidad de la ranura para distribuir la extracción de aire a lo largo de una amplia zona, aumentando la eficacia de la extracción por toda la longitud del torno. Estos diseños más complejos deben basarse en las mejores prácticas del Manual de Ventilación Industrial, publicado por el Consejo Estadounidense de Higienistas Industriales Gubernamentales.
Si encerrar completamente el proceso de rociado en una cabina no es posible, se pueden utilizar extractores más pequeños como ventilación de escape local en el punto de aspersión. Cualquier aspersión térmica realizada al aire libre debe revisarse cuidadosamente para asegurar el cumplimiento de las normativas ambientales y de salud.
Otro desafío en el control de polvo en cabinas de aspersión térmica es el uso de grúas pórtico para colocar y retirar los objetivos de aspersión. Diseños especiales de cabinas con aberturas superiores son comunes, pero pueden interferir con el control del aire de recirculación. Aunque estos desafíos pueden comprometer los diseños ideales, a menudo son manejables dentro de niveles aceptables.
Incluso el diseño más cuidadoso de una cabina de aspersión térmica puede no capturar todo el polvo del rociado en exceso. Por lo tanto, la limpieza debe considerarse parte del plan de control de polvo. En algunos casos, los mismos controladores que dirigen la pistola de aspersión térmica pueden activar la aspiración en puntos muertos o de bajo flujo de aire en la cabina, ayudando a eliminar el polvo restante mientras el colector de polvo está en funcionamiento.
Como en muchas actividades de ventilación industrial, las regulaciones locales, estatales o federales pueden influir en el diseño del sistema de ventilación de polvo. Se recomienda consultar a las autoridades gubernamentales antes de finalizar los diseños y buscar la asistencia de un profesional familiarizado con las prácticas de diseño de control de polvo.
