El aire comprimido generado por los compresores siempre está acompañado por los siguientes contaminantes: Partículas, correspondientes a polvo y suciedad atmosférica, microorganismos, incrustaciones y óxido; Agua en forma líquida, aerosoles y vapor; Aceite en forma líquida, aerosoles y vapor.
Para poder clasificar las distintas calidades de aire comprimido que se requieren en las instalaciones se utiliza la norma ISO 8573-1:2010, que está dividida en 3 conceptos: Partículas, Agua y Aceite.
En función del uso del aire comprimido de la instalación, vendrá definido en la especificación la Clase que se requiere en cada uno de los 3 conceptos, lo que determinará qué elementos de tratamiento del aire comprimido son necesarios incorporar a la instalación.
Secador
Los secadores se utilizan para eliminar el agua del aire comprimido, la Clase requerida y el grado de eliminación del agua nos determinan el valor del punto de rocío a presión del aire comprimido que se precisa a la salida del secador.
Los dos tipos principales de secadores son los frigoríficos y los de adsorción. Con los primeros podemos obtener hasta puntos de rocío de +3 oC, Clase 4, mientras que con los segundos se alcanzan hasta puntos de rocío mejores de -70 oC, Clase 1.
En las especificaciones de aire comprimido cuando se incluye un secador frigorífico, además de señalar el dato del punto de rocío, se indica también el caudal nominal del mismo, y en ocasiones, la potencia eléctrica del equipo y el refrigerante que utiliza el circuito de frío.
Hay que tener siempre un especial cuidado y comprobar si se han aplicado para calcular el tamaño del secador los factores de corrección por temperatura ambiente máxima, temperatura de entrada del aire comprimido máxima y presión del aire comprimido de entrada al secador. Si no se tienen en cuenta, no será posible asegurar en la instalación el punto de rocío de +3 oC.
En algunas especificaciones se indica que el secador frigorífico está integrado en el propio compresor, y esto, en numerosas ocasiones genera un problema de rendimiento del secador. La razón es que muchos secadores frigoríficos integrados en un compresor no están suficientemente sobredimensionados conforme a los factores de corrección que hay que aplicar en la instalación concreta donde se encuentren, según sus condiciones de trabajo, y de este modo, se generan después condensaciones en la red de distribución. Por este motivo, siempre que se pueda, es más recomendable instalar un secador frigorífico independiente del compresor y correctamente dimensionado.
En aquellas instalaciones donde se precise un punto de rocío mejor que +3 oC, la especificación tiene que incluir necesariamente un secador de adsorción. Como se indicaba antes, con el secador de adsorción podemos alcanzar puntos de rocío mejores de -70 oC, aunque lo habitual es que en la especificación esté definido un punto de rocío de -40 oC. Hay que recordar que, con puntos de rocío mejores de -26 oC no se desarrollan microorganismos, por lo que, en instalaciones farmacéuticas, de sanidad o alimentarias, es imprescindible especificar secadores de adsorción.
Un punto importante a concretar en la especificación de un secador de adsorción es el tipo de regeneración del mismo, pudiendo ser en frío o en caliente. Cuando es en frío se utiliza aire comprimido para regenerar el material adsorbente, por lo que se genera un consumo próximo al 20% del caudal nominal del secador. Para reducir este consumo los secadores de adsorción con regeneración en frío tienen la opción de incorporar el control por punto de rocío, con el que se alargan los ciclos de regeneración y se reduce su consumo de aire comprimido. Este tipo de secadores de adsorción se especifican para caudales pequeños, normalmente por debajo de 7 m3/min.
Cuando los caudales son superiores se especifican secadores de adsorción con regeneración en caliente. Dentro de esta clase, existen distintas formas constructivas y de diseño, pudiendo ser con resistencias, soplantes o bombas de vacío. Siendo los secadores de adsorción más eficientes los denominados de Zero Purge, y en los que no se produce ningún consumo de aire comprimido. Esta última clase de secadores es recomendable incluirla cuando se trata de caudales altos y más de 6.000 horas de trabajo anuales, ya que, aunque sean más caros su amortización es rápida.
Es importante recalcar que, cuando se especifica un secador de adsorción hay que considerar el caudal máximo de aire comprimido de consumo que necesita la instalación, y conforme a este valor, definir el modelo de secador de adsorción teniendo en cuenta su caudal de aire efectivo de salida, y considerando también los factores de corrección por temperatura ambiente máxima y presión del aire comprimido de entrada al secador. Igualmente, hay que tener en cuenta el caudal de aire de entrada, no el efectivo de salida, que necesita el secador para realizar el dimensionamiento final de los compresores.
Filtros
Los filtros son necesarios en una instalación de aire comprimido para eliminar partículas y aceite o hidrocarburos, en forma líquida, aerosoles y vapor. La Clase que requieran los usos de la instalación nos determinará los filtros que se deben especificar.
Los primeros filtros que hay que incluir en la especificación son del tipo coalescente y según su grado de filtración, eliminan partículas desde 25 µm hasta 0,01 µm, así como llegan a reducir el contenido de vapores de aceite hasta 0,005 mg/m3. Los más usados son los de grado micrónico (1 µm/0,1 mg/m3) y submicrónico (0,01 µm/0,005 mg/m3).
Cuando hay la presencia de un secador frigorífico el filtro micrónico debe ir instalado siempre antes del secador, como protección, mientras que el filtro submicrónico hay que instalarlo después del secador. Sin embargo, en los secadores de adsorción ambos filtros deben ser instalados antes del secador para proteger el material adsorbente. En este caso, también es necesario especificar un filtro posterior para eliminar las posibles partículas de material adsorbente que pueda desprender el secador.
Cuando se necesita una mayor eliminación de hidrocarburos se tiene que especificar también un filtro o una torre de carbón activo adicional. De esta forma, se obtiene un aire comprimido con un contenido residual de aceite inferior a 0,003 mg/m3. Hay que tener en cuenta que, si se especifica una torre es necesario poner un filtro posterior coalescente, como en el caso de los secadores de adsorción, para eliminar posibles partículas de carbón activo que arrastre el aire comprimido. El especificar una torre de carbón activo se justifica por no perder eficiencia con el transcurso del tiempo y poder realizarse el cambio del carbón activo tan solo una vez al año, no como en los filtros de carbón activo, donde se tienen que realizar siempre varios cambios al cabo del año para mantener la calidad del aire comprimido. La instalación de un filtro o una torre de carbón activo hay que realizarla siempre con un filtro submicrónico previo, por lo que este último hay que incluirlo en la especificación obligatoriamente.
Es muy importante, cuando se realiza o interpreta una especificación, el dimensionar los filtros correctamente para evitar pérdidas de presión. Por eso, además de seleccionar los filtros conforme al caudal requerido, es preciso que la conexión de los mismos respete el diámetro de la instalación y el de la conexión de los secadores para evitar que se produzcan pérdidas de presión innecesarias. También hay que considerar la presión de servicio del aire comprimido y, conforme a las indicaciones del fabricante, aplicar el factor de conversión que corresponda.
