Los sistemas de aire comprimido dependen de una filtración adecuada

Los ingenieros y diseñadores de sistemas a menudo eligen aire comprimido porque está fácilmente disponible y es fácil de usar, pero la simple instalación de conductos sin tener en cuenta adecuadamente la filtración de aire conducirá a ineficiencias y fallas inevitables. El simple acto de comprimir aire puede hacer que el aire se caliente. A medida que el aire caliente se mueve a través del sistema, se enfría y crea humedad que puede causar estragos en los conductos. Además de la humedad, los diseñadores de sistemas también deben ser conscientes de que el óxido y otros contaminantes, incluido el aceite transportado por el propio compresor, pueden afectar la eficiencia del sistema al reducir la presión y aumentar el consumo de energía. Por estas razones, los diseñadores deben considerar dónde y cómo filtrar la humedad y/o las partículas en los sistemas de aire comprimido.

En los últimos años, los fabricantes de filtros han estado adoptando nuevos materiales de filtro para aumentar el flujo y capturar partículas más pequeñas, hasta 0,01 µm, y en algunos casos aumentar la eficiencia al 99,999 %.

Una de las razones más atractivas para usar aire comprimido es su confiabilidad. Cuando se filtra correctamente, un sistema de aire comprimido puede funcionar durante millones de horas sin interrupción. Pero incluso las partículas más diminutas pueden obstruir pequeños agujeros en un sistema, causando un desgaste excesivo o fallas en el sistema. La selección adecuada de filtros de aire puede prevenir problemas a corto y largo plazo que pueden ocurrir en los sistemas neumáticos.

Entonces, ¿qué necesita saber sobre el filtrado?¿Cuáles son los factores importantes a considerar al elegir el filtro adecuado para su aplicación?

Los contaminantes vienen en paquetes pequeños.

Los filtros se clasifican de acuerdo con el tamaño de partícula más pequeño que capturarán sus elementos. Si bien los filtros con una clasificación de 40 a 60 µm son suficientes para proteger la mayoría de las aplicaciones industriales, muchos filtros de punto de uso tienen una clasificación de 5 µm. Las clasificaciones más finas aumentan la caída de presión en el filtro, lo que equivale a mayores costos de energía para el aire comprimido. Además, los filtros más finos se obstruyen más rápido, lo que también aumenta la caída de presión. Por lo tanto, usar un filtro más fino de lo necesario no dañará los componentes aguas abajo, pero aumentará el costo operativo del sistema de aire.

Muchos fabricantes de filtros usarán curvas relacionadas con la presión y el flujo para definir la pérdida de presión esperada y la capacidad de retención de suciedad. Por lo tanto, los filtros de eliminación de partículas deben seleccionarse en función de la caída de presión aceptable y el tamaño de la conexión de la tubería. La caída de presión típica a través de estos filtros estará entre 1 y 5 psig. Un filtro con un cuerpo de mayor tamaño producirá una menor pérdida de presión inicial y brindará una vida útil más larga que un filtro de menor tamaño con la misma tasa de extracción.

La mayoría de los filtros de punto de uso afirman eliminar el condensado, generalmente en forma de un separador ciclónico en su lado de entrada (Figura 1). La eficiencia de eliminación de agua de este filtro depende en gran medida de la velocidad del aire entrante. Por lo tanto, estos filtros deben adaptarse al flujo de aire esperado, no a la caída de presión aceptable. Si el filtro está diseñado para eliminar la humedad, se debe proporcionar un drenaje de flotador completamente automático para eliminar periódicamente el líquido acumulado en el recipiente del filtro.

Por lo general, estos filtros tienen un recipiente de policarbonato transparente que permite una fácil inspección visual del nivel del sumidero. Muchos productos químicos atacan este material plástico y solo funciona bien a presiones inferiores a 150 psig y temperaturas de 40 °F a 120 °F. Los tazones de metal pueden ser necesarios cuando los filtros pueden estar sujetos a condiciones más allá de estos límites, y cuando los aceites sintéticos para compresores a menudo contienen productos químicos que son dañinos para el policarbonato.

barrera de humedad

La mayor parte del aceite arrastrado en la corriente de aire comprimido, así como algo de agua condensada, pasará a través de la abertura de un filtro de aire estándar en forma de neblina o aerosol. El aire utilizado para la instrumentación, la pulverización y el manejo de materiales a granel a menudo se requiere para eliminar estas gotas. Un filtro coalescente hará el trabajo (Figura 2). El arrastre de aerosol a través de dichos filtros se expresa típicamente en porcentaje en peso de aceite a aire (ppm), que va desde 1 hasta 0,01 ppm.

Los filtros coalescentes generalmente están clasificados para eliminar aerosoles mucho más pequeños que el tamaño nominal de las partículas sólidas más pequeñas que se capturarán. Algunos modelos ofrecen filtración de dos etapas;La primera etapa elimina partículas sólidas para proteger los elementos coalescentes en la segunda etapa. Dado que todos los filtros coalescentes crean una mayor restricción en el flujo de aire, la pérdida de presión será mayor que la de un filtro de aire comprimido convencional.

Los filtros coalescentes tienen una caída de presión inicial (o de secado) y una caída de presión de trabajo (o de saturación), ambas basadas en la presión y el caudal. La eficiencia de eliminación efectiva de dicho filtro depende en gran medida de la velocidad del aire a través del conjunto del filtro. Por lo tanto, los filtros coalescentes se seleccionan según el contenido de aceite aceptable, las tasas de flujo de aire esperadas y los tamaños de las conexiones de las tuberías. Los filtros coalescentes con una clasificación de 0,1 ppm suelen tener una caída de presión húmeda limpia de 2 a 5 psig, mientras que los filtros HEPA con una clasificación de 0,01 ppm pueden causar una caída de presión de hasta 10 psig una vez húmedos o completamente saturados durante el uso.

La siguiente tabla en nuestra Guía del diseñador enumera los fabricantes de filtros de aire y proporciona los tamaños, clasificaciones y especificaciones de lo que ofrece cada compañía.

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