Septiembre 23, 2024
Bob LordLa pureza del aire comprimido es fundamental para muchas operaciones, especialmente en aplicaciones sensibles tales como la producción de alimentos y bebidas, productos farmacéuticos y semiconductores, entre otras. Brindar aire de calidad y sin aceite para estas aplicaciones es vital para garantizar la calidad del producto y, en algunos casos, la seguridad. Existen varias maneras en que una operación puede lograr aire sin aceite, aunque el proceso no es tan sencillo como parece. En un sistema habitual de aire comprimido de tornillo rotativo, el aceite está presente en el aire que sale del compresor y entrará en contacto con el producto final, a menos que se tomen medidas para tratar el aire o bien se utilice un compresor de tornillo rotativo sin aceite. El tipo de compresor de aire, los filtros utilizados e incluso el aire ambiente que ingresa al compresor afectan la calidad del aire comprimido producido.
Y, para complicar las cosas, la calidad del aire se clasifica según el nivel de contaminantes en el aire: de clase 0 a clase 1-2-1, a clase 1-3-2, etc. Hay mucho que analizar en lo que respecta al aire y su calidad. A continuación, se desglosarán las diferentes clases de aire y se examinarán las diferencias importantes entre los compresores de aire de tornillo rotativo lubricados con aceite y aquellos sin aceite. También examinaremos los tipos de tratamiento del aire y su papel en la pureza del aire.
La calidad del aire se divide en siete clases principales de tres tipos de contaminantes: sólidos, humedad y agua líquida, y aceite. Las partículas sólidas (tales como el polvo o las incrustaciones en tuberías) se pueden retirar mediante filtros. La humedad y el agua líquida se pueden extraer mediante secadores de aire comprimido. El aceite (líquido y vapor) se puede eliminar mediante filtros coalescentes de eliminación de aceite y filtros de carbón activado (carbón vegetal) adsorbentes de vapor de aceite.
La norma ISO 8573-1:2010 (Clases de calidad del aire) de la Organización Internacional de Normalización (ISO) describe los contaminantes permitidos por clase. Dependiendo de la aplicación, el aire de clase 1, a veces llamado “técnicamente sin aceite”, puede ser apropiado, pero también puede requerir filtración adicional aguas abajo. Para aplicaciones donde la pureza del aire es esencial, el aire de clase 0 tiene los requisitos más estrictos para cada tipo de contaminante: partículas sólidas; agua y humedad; y aceite y vapor de aceite.
La norma ISO 8573-1:2010 mide los contaminantes en tres categorías:
Tal como se señaló con anterioridad, el aire de clase 0 es más estricto que el de clase 1. En esencia, cuanto más baja sea la clase, menor será la concentración de contaminantes en el aire comprimido. Para aplicaciones que requieren aire sin aceite, el aire de clase 0 es una solución menos riesgosa que aquel de clase 1 porque no necesita filtración en línea (que puede fallar y requiere monitoreo regular) para eliminar la contaminación por aceite que puede provenir del compresor. Por lo general, el aire de clase 0 se produce mediante un compresor sin aceite que no introduce ningún lubricante en la cámara de compresión, que luego puede ingresar a la corriente de aire comprimido.
La simple diferencia entre los compresores de aire de tornillo rotativo sin aceite y aquellos lubricados con aceite es la introducción y el uso de aceite en la cámara de compresión de aire. En un compresor de tornillo rotativo lubricado con aceite, se utiliza lubricante para recubrir y sellar los rotores con el fin de ayudar con la temperatura y la lubricación. A medida que el aire de entrada pasa a través del compresor, se mezcla con el aceite en la cámara. Si bien la mayor parte del lubricante inyectado se separa de la corriente de aire después de la compresión, todavía hay aceite residual presente. Para eliminar el aceite adicional, se requiere un filtro aguas abajo.
Por el contrario, los compresores de aire de tornillo rotativo sin aceite no utilizan aceite en la cámara de compresión gracias a un recubrimiento especial en los rotores y, por lo tanto, ningún aceite entra en contacto con el aire mientras se comprime. Una mayor pureza del aire puede obtenerse mediante filtración aguas abajo para eliminar cualquier contaminante en el aire ambiente que ingresa al compresor.
Reconocer el hecho de que un compresor sin aceite no introduce lubricante en la cámara del compresor no significa que no se pueda introducir aceite desde el aire exterior. Si el aire ambiente que alimenta el compresor contiene vapor de aceite de otra maquinaria, por ejemplo, el aire que sale del compresor puede estar contaminado. Piénselo así: si entra basura, sale basura. Para ayudar a mantener la pureza del aire cuando se utiliza un compresor sin aceite, se debe prestar especial atención al aire de entrada. Cuanto más limpio sea el aire de entrada, menores serán las posibilidades de que haya contaminantes aguas abajo que puedan afectar la producción. Para satisfacer necesidades de calidad del aire aún más estrictas, es posible que aún sea necesario un tratamiento del aire (filtración, eliminación de niebla) para retirar otros contaminantes.
Entonces, ¿por qué no todo el mundo elige un compresor sin aceite? Para algunas aplicaciones, la pureza del aire no es una prioridad y los compresores sin aceite suelen tener un costo inicial más elevado. Todo se reduce a la aplicación y la calidad del aire necesaria. Por lo general, vale la pena el gasto inicial adicional por contar con la tranquilidad de saber que sus aplicaciones aguas abajo tienen menos probabilidades de estar contaminadas.
Una vez que el aire comprimido sale del compresor, existen más oportunidades para que sea tratado antes de salir del sistema de aire comprimido e ingresar al proceso principal de producción. Las principales categorías de tratamiento de aire en un sistema de aire comprimido son las siguientes: 1) secadores, más comúnmente refrigerados y desecantes; se brinda más información al respecto más adelante y 2) eliminadores de neblina y filtración aguas abajo. Existen docenas de opciones y variedades diferentes para ayudar a eliminar contaminantes del aire comprimido.
Para un sistema de aire comprimido industrial, la eliminación de la humedad de la corriente de aire comprimido es una tarea vital. El aire comprimido seco* ayuda a que las herramientas, los equipos y los instrumentos neumáticos funcionen bien. También puede ayudar a prolongar la vida útil tanto de las herramientas como de las tuberías al reducir la corrosión provocada por el exceso de humedad. Y, nuevamente, en aplicaciones sensibles, donde el aire entra en contacto con el producto final, o en algunos casos incluso con su embalaje, es fundamental que el aire comprimido sea de la calidad adecuada, incluyendo el punto de condensación del aire.
Los secadores desecantes extraen químicamente la humedad de la corriente de aire comprimido al hacer pasar el aire sobre un lecho de desecante. El desecante adsorbe el vapor de agua, es decir, el vapor de agua se adhiere a miles de poros diminutos en cada perla del desecante. Una vez que el lecho desecante se satura, se utiliza aire comprimido con un punto de condensación muy bajo o aire de purga caliente para secar el desecante. Los secadores desecantes tienen por lo general lechos de secado dispuestos en pares, de modo que mientras un lecho desecante seca el aire, el otro lecho desecante se seca, lo que permite el secado continuo de la corriente de aire comprimido.
En definitiva, si la pureza del aire es importante en su proceso de producción, un compresor sin aceite puede ayudarle a mejorar su operación, rentabilidad y tranquilidad al reducir los riesgos; es probablemente la mejor solución para sus necesidades de aire comprimido. Simplemente no olvide mantener el tratamiento del aire y asegurarse de que a su compresor sin aceite ingrese aire ambiente de calidad. Después de todo, la calidad de su producto terminado y la reputación de su empresa están en juego.
*El término “seco”, cuando se asocia con aire comprimido, es relativo a las necesidades del proceso. El aire comprimido que se considera lo suficientemente limpio y seco para operar máquinas herramientas no se considera lo suficientemente seco para un proceso de pintura electrostática.
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