Se hai mai lavorato con aria compressa, avrai già notato che è umida. Bagnata fradicia, in realtà! E più si comprime, più diventa più umida.
Se ti stai chiedendo come si presenta, perché potrebbe trattarsi di un problema e cosa puoi fare per risolverlo, questo post non ti lascerà a bocca asciutta. Continua a leggere!
2 aprile 2020
Perché l'aria compressa è umida?
Risposta breve?
Perché i gas (come l'aria) sono comprimibili e i liquidi (come l'acqua) non lo sono. Quindi, anche se è perfettamente possibile comprimere 100 m3 di aria alla normale pressione atmosferica in uno spazio di appena 1/8 o addirittura 1/100 di questo volume, l'acqua contenuta manterrà lo stesso volume.
Risposta lunga?
Prima di parlare degli effetti della compressione dell'aria, dobbiamo esaminare più da vicino ciò che stiamo effettivamente comprimendo. Oltre ad azoto, ossigeno, argon, anidride carbonica e altri gas che costituiscono ciò che respiriamo, una percentuale significativa è in realtà vapore acqueo. Ma il vapore acqueo che un determinato volume di aria può trattenere prima che, come una spugna, si saturi, è limitato. E quando si comprime tale aria, il rapporto tra acqua e aria (in volume), in genere, va ben oltre tale punto di saturazione. Il risultato? Precipitazione! Oppure, in altre parole, diventa umida!
Quanto è umida?
Il livello di umidità dipende da diversi fattori.
Tra questi, il fattore principale è la quantità di acqua presente inizialmente nell'aria. L'umidità relativa varia in genere in base alle condizioni meteorologiche locali. E la quantità di umidità che può trattenere varia in base alla temperatura e alla pressione. A livello del mare e a 30 °C (86 °F), ad esempio, l'aria ambiente può contenere fino al 2,5% in peso di vapore acqueo. Pertanto, ogni 100 m3 può contenere fino a 3 litri di vapore acqueo.
Vediamo cosa succede a quell'acqua quando applichiamo un modesto tasso di compressione di 8:1 (ovvero quando comprimiamo 100 m3 di aria in 12,5 m3).
Come abbiamo detto sopra, anche se abbiamo aumentato la densità dell'aria risultante, il contenuto massimo di acqua rimane costante in volume. In altre parole, il volume, ora ridotto a 12,5 m3, può contenere 1/8 degli iniziali 3 l (ossia 375 ml) di acqua alla stessa temperatura (con i restanti 2,6 l che condensano in acqua allo stato liquido). Comprimi il volume d'aria presente all'interno di un'abitazione media e otterrai acqua sufficiente per il tè del mattino!
Ma qual è il problema per un po' d'acqua?
L'acqua, nelle giuste quantità, potrebbe essere un bene. Ma anche alle concentrazioni più ridotte, può essere disastrosa per la tua infrastruttura e/o per il tuo prodotto. La presenza di una quantità eccessiva di umidità nell'aria del sistema può causare:
- Corrosione nelle tubazioni di processo, nei serbatoi e in altri componenti e apparecchiature in metallo
- Malfunzionamenti della strumentazione e dei comandi
- Accumulo di ghiaccio in climi freddi o in condizioni di funzionamento a basse temperature, con conseguenti blocchi nelle tubazioni e in altri sistemi (un rischio potenzialmente grave per la sicurezza!).
- Colorazione, diluizione, contaminazione e altri problemi di qualità relativi al prodotto finale
- Contaminazione microbica, poiché ovunque vi sia acqua, sono generalmente presenti microrganismi (potenzialmente nocivi).
Inutile dire che ci sono sufficienti motivi per preoccuparsi della presenza di acqua nell'aria compressa utilizzata, indipendentemente dall'applicazione.
Cosa possiamo fare?
Fortunatamente, per tutti i problemi causati dall'umidità dell'aria compressa, ci sono sempre più tecnologie a disposizione per evitare che si verifichino. E come il modo migliore per combattere il fuoco è spesso il fuoco stesso, molte di queste tecniche combattono la condensa proprio con la condensa.
Dal post-raffreddamento e dalla separazione (centrifuga) alla refrigerazione, all'essiccazione con sostanze igroscopiche e/o all'essiccazione per adsorbimento, … tutte funzionano trasformando il problema, ossia l'aumento del punto di rugiada dell'aria compressa, nella soluzione. Costringendo l'umidità presente nell'aria a precipitare sotto forma di acqua allo stato liquido in modo da poterla eliminare. Come stringere la spugna di cui abbiamo parlato all'inizio.
Quindi, se sei preoccupato del fatto che l'aria compressa sia umida, stai calmo. Il nostro prossimo articolo su Air Drying 101 illustrerà in dettaglio alcuni dei modi che potrai adottare!
