La calidad del aire comprimido

El aire comprimido puede contener sustancias no deseadas, por ejemplo, agua en forma de gotas o de vapor, aceite en forma de gotas o de aerosol, así como polvo. Dependiendo del área de aplicación del aire comprimido, estas sustancias pueden afectar los resultados de producción e incluso aumentar los costos. El objetivo del tratamiento del aire es producir la calidad de aire comprimido especificada por el consumidor. Cuando el papel del aire comprimido en un proceso está claramente definido, encontrar el sistema que sea más rentable y eficiente en esa situación específica es simple. Se trata, entre otros, de establecer si el aire comprimido entrará en contacto directo con el producto o si, por ejemplo, los restos de aceite puede aceptarse en el entorno de trabajo. Se requiere un método sistemático para seleccionar el equipo adecuado.

La Organización Internacional de Normalización (ISO) ha desarrollado la norma internacional para comprobar la calidad del aire comprimido, conocida como ISO 8573-1. La norma ISO de calidad del aire mide tres tipos de contaminantes presentes en el aire comprimido: agua, contenido en aceite y partículas sólidas. No tiene en cuenta los microorganismos ni los gases. 

En función de la cantidad de contaminantes encontrados, se asigna una clase específica de aire comprimido. La clase de calidad del aire se establece según la norma ISO 8573-1. Este sistema normalizado define los parámetros desde las fuentes de aire comprimido menos contaminadas hasta las más contaminadas.

En el contexto de las especificaciones de aire comprimido, los compresores de aire se clasifican según la clase de pureza tras la compresión. Por tanto, para empezar a determinar qué tipo de compresor necesita, analice qué clase de pureza del aire requiere su aplicación.

El aire comprimido se utiliza en muchos sectores, como la minería, la fabricación, la producción textil y la elaboración de alimentos. La calidad del aire utilizado en aplicaciones industriales influye directamente en el proceso de trabajo, las máquinas instaladas y la calidad del producto. Por tanto, es fundamental que el aire comprimido esté limpio y libre de contaminantes. 

Cuanto más limpio esté el aire, menor será el riesgo de contaminación, averías y rechazo del producto. Esto es fundamental en sectores como el de alimentación y bebidas y el farmacéutico. Existe la posibilidad de que el aire entre en contacto directamente con el producto o indirectamente con el envase. 

Una elevada alta calidad del aire es importante en muchos sectores, pero la aplicación más delicada es la de los servicios médicos. En cuanto al suministro de aire medicinal para pacientes hospitalarios, la pureza del aire debe estar garantizada al 100 %. Aquí es donde los compresores exentos de aceite, que generan el aire más limpio, son indispensables.

Se recomienda que solo se utilice aire comprimido de Clase 0 en los procesos críticos para eliminar el riesgo de contaminación del aire. Este nivel de clasificación no significa que la contaminación sea nula. La Clase 0 se refiere a la máxima calidad de aire posible con una contaminación mínima presente en el aire y tiene que ser inferior a la Clase 1 en cuanto a contaminación. 

Para producir aire limpio puede instalarse una combinación de equipos de aire comprimido. Esto puede incluir varios filtros de aire y secadores. La identificación de los contaminantes que se deben eliminar le ayudará a determinar qué equipo necesita.

Para separar las partículas de aire de los contaminantes se utiliza un filtro. No obstante, cada filtro solo es eficaz hasta cierto grado, ya que ningún filtro puede separar todas las partículas. Las partículas de entre 0,1 μm y 0,2 μm son las más difíciles de filtrar. 

El aceite y el agua en forma de aerosol se comportan de forma similar a otras partículas y pueden separarse mediante un filtro coalescente. En el filtro, estas gotas líquidas se fusionan y se vuelven más pesadas, por lo que se hunden en el fondo del filtro. 

El filtro puede separar el aceite tanto en aerosol como en forma líquida. Sin embargo, si el aceite está en estado líquido, se producirá una caída de presión elevada y un arrastre de aceite. Si el aceite está en forma de vapor, será más difícil de separar y requerirá un filtro que contenga material de adsorción, normalmente carbón activado.

Todo filtrado provoca inevitablemente una caída de presión que hace que el sistema de aire comprimido pierda energía. Los filtros más finos, con una estructura más ajustada, separan más contaminantes pero también provocan una mayor caída de presión y es más probable que se obstruyan con más rapidez. Esto da lugar a una sustitución más frecuente de los filtros y, en consecuencia, elevan los costes de mantenimiento.

Además, los filtros deben estar dimensionados para manejar adecuadamente el caudal nominal y tener un mayor umbral de capacidad. Esto facilita la gestión de algunas caídas de presión debidas a una determinada obstrucción.

Los secadores frigoríficos o de adsorción se utilizan para eliminar la humedad del aire comprimido. Los secadores frigoríficos se utilizan cuando la calidad máxima del aire necesaria es de Clase 4, lo que significa que el punto de rocío es 3 °C o inferior. Si se necesita aire comprimido con menos humedad (un punto de rocío a presión más bajo), debe instalarse un secador de adsorción.

Un fltro básicamente separa las partículas de aire de las partículas contaminantes. La capacidad de separación de partículas de un filtro es el resultado de las subcapacidades combinadas (para los diferentes tamaños de partículas) como se establece anteriormente. En realidad, cada filtro es un compromiso, ya que ningún filtro es eficiente en todo el rango de tamaño de partículas. Incluso, el efecto de la velocidad de la corriente sobre la capacidad de separación para diferentes tamaños de partículas no es un factor decisivo.

Generalmente, las partículas entre 0,1 μm y 0,2 μm son las más difíciles de separar, ya que son el tamaño de partícula más penetrante. Como se indicó anteriormente, la eficiencia de captura total de un filtro coalescente se puede atribuir a una combinación de todos los mecanismos que ocurren. Obviamente, la importancia de cada mecanismo, los tamaños de partículas para los que ocurren y el valor de la eficiencia total dependen en gran medida de la distribución del tamaño de las partículas del aerosol, la velocidad del aire y la distribución del diámetro de las fibras del medio filtrante.

El aceite y el agua en forma de aerosol se comportan de manera similar a otras partículas y también se pueden separar mediante un filtro coalescente. En el filtro, estos aerosoles líquidos se fusionan en gotas más grandes que se hunden hasta el fondo del filtro debido a las fuerzas gravitatorias. El filtro puede separar aceite tanto en forma de aerosol como líquida. Sin embargo, el aceite en forma líquida, debido a la alta concentración inherente, dará como resultado una caída de presión alta y un arrastre de aceite. Si se va a separar aceite en forma de vapor, el filtro debe contener un material de adsorción adecuado, generalmente carbón activado.

Todo filtrado da como resultado inevitable una caída de presión, que es una pérdida de energía en el sistema de aire comprimido. Los filtros más finos con una estructura más estrecha provocan una mayor caída de presión y pueden obstruirse con mayor rapideze, lo que exige un reemplazo del filtro más frecuente y, en consecuencia, mayores costos de mantenimiento.

La calidad del aire, en cuanto a la cantidad de partículas y la presencia de agua y aceite, se define en la norma ISO 8573-1, el estándar de la industria para la pureza del aire. Para eliminar el riesgo de contaminación del aire en un proceso crítico, se recomienda utilizar únicamente aire comprimido clasificado como Clase 0. Además, los filtros deben dimensionarse para que no solo manejen el flujo nominal correctamente, sino que también tengan un umbral de capacidad mayor para manejar alguna caída de presión debido a una cierta cantidad de bloqueo.