Guía Técnica para Sistemas de Captura y Extracción de Polvo
El diseño de un sistema eficiente de extracción de polvo es fundamental para la seguridad, el cumplimiento normativo y la calidad del producto. El proceso comienza con el cálculo preciso del caudal de aire (Q) y culmina con la selección adecuada del medio filtrante (cartucho o bolsa) en función de las propiedades fisicoquímicas del polvo.
1. Cálculo del Caudal de Aire (Q)
El caudal de aire requerido (Q) es la variable más crítica, ya que determina el tamaño del equipo, la potencia del ventilador y el consumo energético. El cálculo se basa en asegurar una velocidad de captura (Vc) efectiva en la fuente de emisión del polvo.
La fórmula fundamental para calcular el caudal es:
Donde:
- Q: Caudal de aire ($m^3/h$ o $m^3/min$).
- Vc: Velocidad de Captura ($m/s$). Es la velocidad mínima de aire necesaria en la abertura de la campana extractora para "atrapar" el contaminante.
- Ah: Área de la Campana o Abertura ($m^2$).
1.1. Determinación de la Velocidad de Captura (Vc)
La Vc no es una constante; debe seleccionarse basándose en la naturaleza del proceso y las propiedades del polvo. Una velocidad demasiado baja no capturará el contaminante, y una demasiado alta desperdiciará energía.
Tipo de Proceso/PolvoVelocidad de Captura Recomendada (m/s)
Nota: En muchos casos, para campanas cerradas o semi-cerradas, se calcula una velocidad de frente (Vf) o velocidad de entrada en la abertura para asegurar que el aire entre con la fuerza suficiente.
1.2. Caudal por Distancia a la Fuente
Para campanas que no están directamente adyacentes a la fuente, se utiliza la fórmula de campana cónica, que compensa la caída de la velocidad del aire con la distancia:
Donde:
- X: Distancia desde la fuente de polvo hasta la abertura de la campana (metros).
- A: Área de la campana (m2).
2. Selección del Filtro: Cartucho vs. Bolsa
Una vez calculado el caudal (Q), se dimensiona el filtro para manejar ese volumen de aire, asegurando una relación aire/tela (A/C) adecuada.
La Relación Aire/Tela (A/C) (o Tasa de Filtración) es la métrica clave:
Donde:
- A/C: Tasa de Filtración (m3/ min por m2 de tela).
- Área Total: Superficie efectiva de filtración provista por los cartuchos o bolsas.
Un valor de A/C bajo significa más superficie filtrante y una mejor eficiencia (pero mayor costo inicial).
2.1. Filtros de Cartucho
Los filtros de cartucho son filtros de superficie que utilizan un medio plegado para maximizar el área de filtración en un espacio reducido.
2.2. Filtros de Bolsa (Baghouse)
Los filtros de bolsa son filtros de profundidad más tolerantes que se usan tradicionalmente para altos volúmenes y polvos más abrasivos o pesados.
3. Consideraciones por Tipo de Polvo
La naturaleza del polvo impacta directamente en la elección final del medio filtrante y el diseño del sistema de limpieza.
3.1. Polvos Metálicos (Aluminio, Titanio, Magnesio) ?
- Riesgo Principal: Explosividad (polvos combustibles - NEC Clase II/Zona 21).
- Selección: Se prefieren filtros de cartucho debido a su alta eficiencia. Es imperativo usar medios filtrantes antiestáticos (conductivos) para disipar la carga electrostática y prevenir la ignición.
- Diseño del Sistema: Requiere válvulas de aislamiento rápido y paneles de desfogue de explosión (NFPA 68), y la instalación debe estar fuera del edificio o en un área dedicada.
3.2. Polvo de Madera (Serrín, Aserrín) ?
- Riesgo Principal: Alto volumen, partículas abrasivas y potencial de combustión.
- Selección: Filtros de bolsa (mayormente) o cartuchos con baja relación A/C. El medio filtrante debe ser resistente a la abrasión (ej. fieltro de poliéster pesado).
- Diseño del Sistema: Se recomienda el uso de ciclones como prefiltro para reducir la carga de sólidos gruesos antes de que lleguen al filtro principal, prolongando la vida del medio filtrante.
3.3. Polvos Farmacéuticos (API) ?
- Riesgo Principal: Toxicidad, riesgo de exposición cruzada y potencial explosivo.
- Selección: Casi exclusivamente filtros de cartucho de alta eficiencia (HEPA). El sistema debe diseñarse con clasificación de contención para proteger al operador.
- Diseño del Sistema: Se utilizan sistemas WIP (Wash-In-Place) y BIBO (Bag-In/Bag-Out) para el reemplazo seguro de filtros sin exponer al personal a polvos tóxicos.
4. La Importancia de la Limpieza
Todos los sistemas de cartucho y bolsa utilizan la limpieza por pulsos de aire a presión (pulse-jet). La eficiencia de este sistema depende de:
- Presión del aire: Mantenida entre 60 y 100 PSI.
- Temporización del pulso: Calibrada según el A/C y la carga de polvo para mantener la pérdida de carga (DeltaP) dentro de los límites operativos óptimos.
Una adecuada implementación técnica asegura la máxima vida útil del filtro y el menor consumo energético.
Si quieres saber mas sobre como optimizar y elegir los medios filtrantes mas adecuados para tu proceso de separación de polvo no dudes en contactarnos.
Somo representantes directos de Micronics, now a part of Cleanova, quienes fabrican internamente una amplia gama de mangas filtrantes de alta calidad y ofrecen experiencia y soluciones para todos los sectores, tipos de polvo y estilos de filtros de mangas.
Suministramos soluciones de medios filtrantes para polvos abrasivos, tóxicos y explosivos, y estamos especializados en polvos y humos procedentes de la manipulación de abrasivos, productos químicos, cemento, metales, energía, conversión de residuos en energía, revestimiento en polvo, chorro de arena, textiles, pasta y papel, carpintería, alimentación y bebidas, etc.
Ofrecemos soluciones de filtración de mangas personalizadas y diseños exclusivos para fabricantes de equipos originales. Nuestras mangas filtrantes pueden ayudar a plantas como la suya a mantener el cumplimiento normativo, reducir los costes operativos y eliminar las interrupciones imprevistas.
Nuestros filtros se prueban de acuerdo con ASHRAE 52.2, ASTM, y/o EN779 para ayudar a cumplir los requisitos de la EPA (PM2.5, MACT, NESHAP).
2 205 4985
Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.
