CÓMO ESCOGER UN SISTEMA DE EXTRACCIÓN Y/O COLECTOR DE POLVOS

CÓMO ESCOGER UN SISTEMA DE EXTRACCIÓN Y COLECTOR DE POLVOS

Las opciones para los sistemas de extracción y colección de polvo

Hace pocos años, el manejo de polvo en las operaciones de fabricación y los trabajos se realizaron en los talleres eran algo poco sofisticados. Una solución común al polvo generado por el corte, la soldadura, el lijado y esmerilado y la pintura era cortar un agujero en la pared o el techo del taller e instalar un extractor de aire. Aunque simple y relativamente barato, este método hizo poco pero mejorar la visibilidad. Hoy en día, sin embargo, los gobiernos nos obligan el control de las emisiones de partículas, tanto dentro como afuera de la planta o el taller. El polvo respirable, que se clasifica como de menos de o igual a 5µm de diámetro, es lo suficientemente pequeño para penetrar profundamente en los pulmones, con graves consecuencias para la salud. Este artículo aborda cómo podemos escoger un sistema de extracción y/o colector de polvos.

Pero el costo de polvo incontrolado va más allá de la salud del trabajador. El polvo respirable, con un promedio de 10µm de diámetro, no sólo puede quedar atrapado en la nariz, la garganta y el tracto respiratorio superior e irritar los ojos y la piel, pero también puede acumularse en componentes de maquinaria, causando un desgaste prematuro. Por otra parte, el polvo puede afectar la calidad del producto también. Si se permite flotar libremente a través del aire, el polvo de fibra de carbono, por ejemplo, puede corroer que rodea los componentes de aluminio, y una pequeña cantidad de cualquier contaminante en una superficie de contacto puede interferir con la adherencia en las asambleas de las piezas armadas. Como resultado, la percepción general de la industria de control de polvo ha comenzado a cambiar.

Considerado por mucho tiempo como un simple costo de hacer negocios, las empresas se están dando cuenta de que los equipos de colección de polvo – cuando se hace bien – puede ser una inversión. Nuestros clientes quieren que un sistema de extracción y  de la colección de polvo vaya a  ayudar a mejorar la calidad del producto, reducir los desechos debido a piezas contaminadas, baja el servicio de limpieza y los costos de mantenimiento de equipos, y el aumento de la productividad de los trabajadores.

 

CÓMO ESCOGER UN SISTEMA DE EXTRACCIÓN Y/O COLECTOR DE POLVOS

Figura 1. Un sencillo sistema típico de extracción y colección de polvo con filtración

Cómo escoger un sistema de extracción y/o colector de polvos

Una vez que toma la decisión para instalar un sistema de extracción y colección de polvos, ¿cuáles son las opciones que debe considerar antes de comprar un sistema o contactar a un especialista para diseñar el sistema?

Primero, hay que calcular el volumen de aire del área donde el polvos y/o humo se produce. Este cálculo es a lo mejor el más importante para escoger un sistema. Para determinar el volumen de aire necesario para una aplicación particular, la anchura del espacio para ser controlado se multiplica por la altura, lo que resulta en un valor de sección transversal del área expresado en metros cuadrados (m²). Este área de sección transversal se multiplica por la velocidad requerida del movimiento de aire a través del área en metros por minuto para calcular el volumen de aire, convertido a tal como se expresa en pies cúbicos por minuto (cfm).

Por lo tanto, la velocidad del flujo de aire de 50 fpm (15.24mpm) en un taller que mide 40 pies de ancho por 10 pies de alto (12.19m por 3.05m) requeriría un abanico extractor con capaz de mover el volumen de 20,000 pies cúbicos por minuto (566.34 m² por minuto). Para cabinas de pintura, el volumen recomendado del cambio de aire es 100fpm (30.48mpm), que saldría como 40,000 pies cúbicos por minuto, o 1132.67 m² por minuto. Tabla 1 muestra la velocidad del aire requerida (fpm) para varios procesos y instalaciones.

Tabla 1

Al seleccionar un ventilador, la presión estática determinará si el ventilador se realizará la función para el que fue elegido. La presión estática (SP por sus ) – o resistencia al flujo de aire – esencialmente califica cuánta resistencia al flujo de aire se puede introducir (por la acumulación de polvo, medios de filtro y / o sistema de ductos, por ejemplo) sin afectar a la calificación de volumen de aire. El uso de un ventilador con la calificación SP incorrecta dará lugar a un sistema que, a lo mejor, va a costar más de lo que debería para funcionar o, en el peor, no será capaz de hacer el trabajo en absoluto.

Por ejemplo, un ventilador con una calificación de 10,000 pies cúbicos por minuto (283.17m² por minuto) a 0.75 pulgadas ( 1.905cm) SP sólo se puede utilizar un motor de 5 caballos de fuerza para mover con eficacia el aire requirido, por lo que la presión estática, a través de una cabina de pintura u otro tipo de sistema de baja resistencia . Si estos mismos ventilador y cabina de pintura se utilizaron para recoger el polvo, sin embargo, el ventilador será casi inútil antes de empezar a colectar el polvo, incluso porque un nuevo filtro ofrece 0,75 pulgadas ( 1.905cm) SP al inicio. Un ventilador de 10,000 cfm (283.17m² por minuto) adecuado para un sistema típico de colección de polvo será necesario para alcanzar su volumen nominal completo en una resistencia más cerca de 3 pulgadas (7.62 cm) SP o más para ser eficaz y requeriría un ventilador con motor de 10 CV o más.

Cálculo del tamaño del ventilador necesario

Calcular el volumen de la habitación en metros cúbicos, multiplicando su longitud x anchura x altura. Luego multiplicar el volumen de la sala por el número requerido de cambios de aire por hora, es decir,

Volumen del ventilador (m3 / h) = Longitud (m) x Ancho (m) x Altura (m) x cambios de aire por hora

Ejemplo. A 10m taller 8m por 3m requiere ventilación debido a la acumulación de humos y calor. El número recomendado de cambios de aire por hora es de 8 – 10, para asegurar una ventilación adecuada la cifra más alta se utilizará.

Volumen del ventilador (m3 / h) = 10 x 8 x 3 x 10 = 2400m3 / hr.

Los ductos

Un gran factor que afecta el diseño del sistema es el tamaño de los ductos que podrían ser necesarios para transportar el aire con polvo desde el origen a su punto de colección y filtración. El tamaño del ducto en sección transversal afecta directamente el rendimiento del sistema y se basa en lo particularizado será recogido y el volumen de aire que debe ser movido. Los conductos demasiados pequeños tienden a restringir el flujo de aire, lo que resulta en la pérdida de presión. Esto reduce el volumen de aire y aumenta el consumo de energía. Si los ductos son demasiados grandes en comparación con el volumen de aire, se reduce la velocidad del aire. La captura del polvo será pobre y el polvo no se mueve bien a través de los conductos. Para una cabina de metalización, por ejemplo, un diámetro de ducto de 20″ (50.8cm) es recomendado.

Tipo y ubicación del sistema

El método más económico de eliminar la contaminación del aire consiste en limitarla a un área donde se puede ser aislado y se filtra utilizando la menor cantidad de aire. Esto reduce la longitud de los ductos y también el requisito de la potencia del ventilador.

Hay tres estrategias de extracción y colección básicos: todo-habitación, cabina de contención y fuente de punto La captura. La selección de la estrategia se basa en el tamaño, el tipo y el número de máquinas generadoras de polvo o contaminación del cliente.

Sistemas integrales de las cabinas son con frecuencia la única opción práctica cuando un equipo individual es enorme, como un router CNC de estilo gantry, o como se trata de un proceso que produce muchas partículas de polvo o contaminación, como del sandblast o el chorro de arena, de un proceso de rociado térmico (metalización) o de la pintura. El enfoque de toda la cabina suele implicar una cabina construida específicamente para una máquina o un proceso para reducir el ruido y el polvo. El colector de polvo, que se puede situar fuera del edificio o en el interior, empuja el aire del área de trabajo en un dispositivo de entrada – montado normalmente a lo largo de la pared en el extremo estrecho de la habitación. El aire se dirige a través de los medios de filtro donde los contaminantes son atrapados y el aire limpio se devuelve en el área de trabajo o fuera del edificio por los ductos.

Una campana de trabajo es una estructura de tres lados de techos con iluminación integral, abierta en el cuarto lado para facilitar el acceso. Un extractor de aire con relativamente alto flujo de aire, por lo general en el 140 ppm a 160 ppm rango, extrae el aire de la campana, creando una presión negativa dentro de ésta que aspira aire en el extremo abierto de la cabina, lo que impide el polvo se escape. Las campanas son utilizadas mucho en el procesos de rociado térmico (la metalización). Es una solución económica y practica para la pintura, también y el tamaño de la campana puede variar en acuerdo con el propósito.

Una cabina de esmerilando que miden 22 pies de ancho por 7,5 pies de alto por 8 pies de profundidad (6,7 millones por 2,3 m por 2,4 m)  para dos a cuatro trabajadores requeriría a 20 caballos de fuerza del motor del ventilador de 30 caballos de fuerza para mover el aire los 160 pies por minuto necesarios para generar una velocidad de aire de 22.000 pies cúbicos por minuto.

La captura al punto de origen opción puede tomar varias formas y se convierte en una opción práctica cuando la fuente de polvo puede ser localizada y es especialmente útil cuando grandes volúmenes de polvo están siendo generados por una fuente. El sistema de captura al punto de origen ofrece ventajas para las operaciones en las que hay muchas máquinas diferentes que operan en un gran espacio con ninguna manera de forma eficaz en agruparlas y encerrarlas para el control efectivo de polvo.

Para equipos estacionarios – grandes y pequeños – puntos de origen captura se pueden lograr a través de una campana de corriente arriba o de lado. Para herramientas de mano, hay dos opciones: El corriente de abajo la mesa, que atrae el polvo a través de una mesa perforada, no afecta el uso de herramientas, sino que se utiliza mejor con las piezas más pequeñas debido a que grandes partes pueden bloquear el flujo de aire y crear huecos llenados de aire con polvo.

La captura al punto de origen también se puede lograr mediante la colocación de una carcasa de aspiración, o cubierta, y la manguera de vacío lo más cerca posible a la parte de generación de polvo de la herramienta.  Los ductos, normalmente situados por encima, conectan la unidad de colector de polvo a las tomas de aspiración de la que las mangueras individuales pueden ser dejados a la zona de trabajo. Por lo general, situado cerca o a lo largo del aire comprimido tubería con conexiones, las mangueras están típicamente en bucle con y corren paralelas a la línea aérea neumático o cables de alimentación eléctrica para un fácil manejo. Las válvulas automáticas se pueden utilizar de modo que la succión sólo se produce cuando la herramienta está realmente en uso.

Un sistema de captura al punto de origen típico diseñado con cuatro conexiones para dar cabida a dos a cuatro trabajadores que operan asistida por vacío, resistente lijadoras, por ejemplo, requeriría una bomba turbo con motor de 10 CV

Sistemas de filtración

Hay tres tipos principales de filtros utilizados en la recolección de polvo – cartucho, bolsa y bolsa plegada. Los filtros de cartucho que son los de forma cilíndrica y envuelto con medios de filtración plisados, se consideran  la forma más avanzada de filtración. En los formatos de bolsa y cartucho, filtros plegados son los medios de filtración más utilizado para la coleción de polvo industrial. Los filtros plisados, en su mayoría mezclas de tejidos, pueden incorporar una variedad de materiales fibrosos, incluida la tecnología de nanofibras.

HEPA. Alta eficiencia supresor de partículas (HEPA) son necesarios en aplicaciones que involucran carcinógenos conocidos. Un filtro HEPA puede capturar el 99.97 por ciento de partículas de hasta 0.3 µm de diámetro. Debido a que estos filtros tienen una muy fino tejido, se recomienda un pre-filtro para eliminar partículas grandes que pueden constreñir el flujo de aire y disminuir la vida útil del filtro HEPA.

La limpieza del filtro. La mayoría de los sistemas de control de polvo cuentan con un sistema de limpieza del filtro. Comúnmente utilizado por los principales fabricantes de ambos filtros de cartucho y bolsa, los sistemas de limpieza por chorro pulsante soplan aire a través del filtro desde el reverso (lado limpio) para destruir las partículas de polvo acumulado, que luego caen en un contenedor de recogida. Limpieza por chorro pulsante puede ser a la vista o automática y no requiere que el sistema de ser tomado fuera de línea. Agitación mecánica o manual es otra opción para la limpieza del filtro, aunque esta técnica – a menudo se utiliza para limpiar los colectores de mangas – sólo se puede realizar cuando el sistema está fuera de trabajo.

Pre-separadores ciclón. Cuando la carga de polvo es particularmente pesado, pre-separadores se utilizan para eliminar las partículas más grandes antes de que alcancen el filtro, extendiendo así la vida del filtro. El aire entra en la parte superior del colector cilíndrico y es forzado hacia abajo en un movimiento circular, haciendo que las partículas de polvo más pesados ​​que se arrojen hacia fuera contra las paredes del colector, momento en el que se deslizan hacia abajo en una tolva a continuación.