Nuestro aire ambiente está intrínsecamente sucio. Como resultado, también lo está el aire comprimido que mantiene en funcionamiento todo tipo de industrias. Sufre ataques constantes por parte de enemigos apenas visibles. ¿Quiénes son estos pequeños asaltantes? Son diferentes contaminantes que están presentes en nuestro aire ambiente en todo momento, como la humedad, el polvo y restos de aceite. Algunos de ellos también se incorporan durante el proceso de compresión, como el aceite utilizado como lubricante o las partículas de corrosión que pueden desprenderse mientras se distribuye el aire.
Estos elementos pueden perjudicar seriamente los procesos de producción, el sistema de tuberías de aire comprimido, las herramientas y los productos.
Debemos conocer cada una de estas amenazas, para proteger eficazmente nuestros sistemas de aire comprimido.
Concebimos el aire como algo invisible que nos rodea. Y, la mayoría de las veces, no podemos verlo. Sin embargo, hay circunstancias en las que sí que podemos y que ilustran los contaminantes a los que se enfrenta un sistema de aire comprimido. Por ejemplo, vemos el aire en forma de niebla, smog o humo.
En esos casos, la humedad o las partículas diminutas lo hacen visible. Y estas son dos de las principales amenazas a las que se enfrenta un sistema de tuberías de aire comprimido.
También está la humedad contenida en el aire ambiente. Entra en el sistema de tuberías de aire comprimido a través de la admisión en forma de vapor de agua. Este vapor de agua es el contaminante más destacado en el aire comprimido en términos de volumen total y forma la mayor parte de la contaminación líquida que puede encontrarse en el sistema de aire.
El contenido de agua se mide en términos de punto de rocío. Se trata de la temperatura a la que el aire comprimido sigue pudiendo manejar su contenido de vapor de agua antes de que la humedad forme condensado.
Si la humedad no se elimina, puede reducir la vida útil de los equipos neumáticos por la corrosión. Además, podría provocar la proliferación de bacterias, lo que afectaría negativamente a la calidad de los productos finales. Esto es especialmente problemático en las aplicaciones de los sectores alimentario y farmacéutico.
Aunque la calidad del aire no es tan importante en algunos procesos, es crucial para las aplicaciones de los sectores de alimentación, bebidas y farmacéutico, donde el crecimiento bacteriano es especialmente perjudicial.
Un compresor que funciona con una sobrepresión de 7 bares(e) comprime el aire a 7/8 de su volumen. Esto también reduce la capacidad del aire para retener el vapor de agua en 7/8. La cantidad de agua que se libera es considerable. Por ejemplo, un compresor de 100 kW que aspira aire a 20 °C y con un 60 % de humedad relativa producirá aproximadamente 85 litros de agua durante un turno de 8 horas. Por lo tanto, la cantidad de agua que se separará depende del área de aplicación del aire comprimido. Esto, a su vez, determina qué combinación de refrigeradores y secadores es la adecuada.
La cantidad de aceite en el aire comprimido depende de varios factores, como el tipo de máquina, el diseño, la edad y el estado. Existen dos tipos principales de diseño de compresores en este sentido: los que funcionan con lubricante en la cámara de compresión y los que funcionan sin lubricante. En los compresores lubricados, el aceite interviene en el proceso de compresión y también se incluye en el aire comprimido (total o parcialmente). Sin embargo, en los modernos compresores de pistón y de tornillo lubricados la cantidad de aceite es muy limitada.
En este caso, se conoce como contaminante de la compresión.
Por ejemplo, en un compresor de tornillo con inyección de aceite, el contenido de aceite en el aire es inferior a 3 mg/m3 a 20 °C. El contenido de aceite se puede reducir aún más utilizando filtros de varias etapas. Si se elige esta solución, es importante tener en cuenta las limitaciones de calidad, los riesgos y los costes de energía implicados.
Están los llamados "contaminantes del sistema de distribución", que podrían incluir partículas de óxido de los tubos de distribución que entran en el flujo de aire comprimido.
Todo comienza con el aire ambiente que hay que comprimir. En un entorno industrial normal, puede contener más de 140 millones de partículas de suciedad por metro cúbico. Cuando se comprime, estos contaminantes se concentran a la par que aumenta la presión del aire.
De este modo, el aire comprimido puede contener muchas veces más partículas de suciedad. Por desgracia, la mayoría de ellas son tan pequeñas (menos de dos micras) que un filtro de entrada solo elimina el 20 % de ellas.
Más del 80 % de las partículas que contaminan el aire comprimido tienen un tamaño inferior a 2 µm y, por lo tanto, pueden pasar fácilmente a través del filtro de entrada del compresor. A partir de ese punto, las partículas se dispersan por todo el sistema de tuberías y se mezclan con los residuos de agua y aceite y con los depósitos de tuberías. Esto puede conllevar el desarrollo de microorganismos. Un filtro colocado directamente detrás del compresor puede eliminar estos riesgos.
Sin embargo, para disponer de aire comprimido puro, el crecimiento de bacterias detrás del filtro debe mantenerse completamente bajo control. La situación se complica aún más, ya que los gases y aerosoles se pueden concentrar en gotas (a través de la concentración o la carga eléctrica), incluso después de pasar varios filtros. Los microorganismos pueden germinar a través de las paredes del filtro y, por lo tanto, existir en las mismas concentraciones en ambos lados de entrada y salida del filtro.
Los microorganismos son extremadamente pequeños e incluyen bacterias, virus y bacteriófagos. Normalmente, las bacterias pueden tener un tamaño de tan solo 0,2 μm a 4 µm y los virus de 0,3 µm a 0,04 µm. La contaminación inferior a 1 µm de diámetro y, por consiguiente, los microorganismos pueden pasar fácilmente a través del filtro de entrada del compresor. A pesar de su tamaño, estos microorganismos son un problema grave en muchos sectores porque, como organismos "vivos", pueden multiplicarse libremente en las condiciones adecuadas. Las investigaciones han establecido que los microorganismos prosperan en los sistemas de aire comprimido con aire no seco a alta humedad (100 %).
El aceite y otros contaminantes actúan como nutrientes y permiten que los microorganismos florezcan. El tratamiento más eficaz consiste en secar el aire a una humedad relativa de < 40 % (esto se puede lograr utilizando cualquier tipo de secador) y colocar un filtro estéril en el sistema. El filtro estéril se debe instalar en una carcasa de filtro que permita la esterilización de vapor in situ o que se pueda abrir fácilmente. La esterilización se debe realizar con frecuencia para mantener una buena calidad del aire.
Los contaminantes pueden perjudicar su producción de tres maneras principales.
Concretamente, pueden:
reducir el rendimiento de su sistema de aire comprimido;
impactar negativamente en su equipo de aire comprimido;
afectar la integridad y la calidad de sus productos finales.
Por separado, cada uno puede repercutir negativamente en su sistema. Sin embargo, en combinación, pueden ser aún más perjudiciales. Por ejemplo, el aceite y la humedad del aire comprimido pueden favorecer el crecimiento y la proliferación de los microorganismos contenidos en el aire de admisión.
Esto supone un problema importante. Después de todo, un metro cúbico de aire ambiente puede contener más de 140 millones de partículas, desde polvo hasta microorganismos como bacterias, virus y bacteriófagos. De hecho, son tan pequeños (los microorganismos van de 0,4 µm a 4 µm) que no pueden ser captados por un filtro de admisión.
Como son organismos vivos, se multiplican si se dan las condiciones adecuadas, como en el aire comprimido no seco.
Esto es particularmente peligroso en los sectores de alimentación y bebidas, médico y farmacéutico: las consecuencias podrían ser catastróficas si microorganismos como bacterias y hongos contaminaran alimentos y productos farmacéuticos.
Proteger el sistema de aire comprimido
Afortunadamente, hay buenas noticias. Con el tratamiento adecuado, como filtros y secadores, su sistema de aire comprimido puede protegerse de todos estos contaminantes.
Si desea averiguar cómo, el primer paso es determinar la calidad del aire necesaria para su aplicación, por ejemplo, si tiene que cumplir una determinada clase ISO.
Desde los diferentes tipos de contaminantes hasta los requisitos de calidad del aire, esta guía cubre todos los temas importantes del tratamiento del aire.
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