Una de las grandes problemáticas en el aire comprimido es la presencia de agua en el caudal de aire comprimido, que de manera colateral genera otros problemas como lo son: Corrosión de las tuberías o red de aire comprimido, daños en los controles neumáticos, oxidación y daños en los equipos o herramientas de producción.
La presencia de agua en el aire comprimido se debe a que cuando los compresores succionan el aire del ambiente, también absorben cierta cantidad de agua en forma de vapor. Por lo que es inevitable tener este problema; de hecho, en las situaciones en donde hay más humedad relativa y mayor temperatura en el ambiente, el problema de condensados en el aire comprimido es más crítico.
Por ejemplo, un compresor de 75 caballos de fuerza, que trabaja en una temperatura ambiente 28°C y con una humedad relativa del 70% puede producir 280 litros de agua al día.
Debido a estas razones y argumentos, es necesario, tratar de reducir la humedad en un sistema de aire comprimido, y el principal equipo para esto son Los Secadores para Aire Comprimido.
Al igual que en los compresores, existen distintos tipos de secadores para aire comprimido. Es importante entender de manera básica su funcionamiento y principales beneficios; a continuación, mencionaremos los principales.
Secadores Refrigerativos.
Este tipo de secadores son los más comunes en los sistemas de aire comprimido ya que tienen muchas ventajas como: 1) Son fáciles de instalar. 2)Fácil y económico de operar. 3) Bajos costos de mantenimiento. 4) Resistente a las partículas de aceite suspendidas en el aire.
Los componentes principales de un secador refrigerativo son: un intercambiador de calor, un enfriador principal que contiene un circuito de refrigeración mediante un gas y un separador de humedad.
En los secadores refrigerativos el aire entre en primera instancia en el intercambiador de calor, sufriendo una caída de temperatura. Después pasa al enfriador principal; en donde el aire es enfriado todavía más ya que en este punto, el aire entra en contacto con el circuito de refrigeración; durante esta fase, la humedad presente en el aire comprimido se convierte en gotas de agua, proceso que es comúnmente denominado condensación. Este líquido es eliminado del caudal de aire por medio del separador de humedad, y el líquido residual es evacuado por medio de un dren electrónico.
El aire en el circuito de refrigeración tiene una temperatura aproximada de 3° C; esta temperatura es controlada por medio de un termostato que actúa sobre el compresor de refrigeración.
Después del circuito de refrigeración, el aire comprimido seco retorna al intercambiador de calor inicial, este aire es el que ocasiona el enfriamiento inicial generando un ciclo.
Secadores Desecantes
Estos secadores también pueden ser conocidos como regenerativos. En este tipo de secadores, el aire entra en contacto con una sustancia desecante en donde ocurre un fenómeno de adsorción (no confundir con absorción), que consiste en que las partículas de agua de adhieren al medio desecante mediante una fuerza física, este proceso no implica un intercambio de electrones, por lo que es reversible, lo que quiere decir que la sustancia adsorbente puede ser utilizada en varias ocasiones.
Estos secadores por adsorción son fácilmente reconocibles por que poseen dos torres de secado con material adsorbente dentro. Se utilizan dos torres ya que mientras una torre está secando el aire comprimido, la otra se está regenerando; es decir, se está preparando para poder volver a secar el aire.
El proceso de secado comienza cuando el aire comprimido, que viene por la tubería, es dirigido por medio de válvulas a una de las torres de secado, una vez ahí el material adsorbente comienza a realizar su trabajo secando el aire comprimido, quedando en la superficie del desecante las moléculas de agua. Una vez que el material de la torre de secado no puede adsorber más, se abre una válvula que permite la entrada de aire caliente a la torre para poder regenerar el material; y la otra torre que ya se regeneró, comienza a secar nuevamente el aire comprimido.
Los materiales desecantes más utilizados son la alúmina activada, silica gel y el carbón activado.
Los beneficios de los secadores desecantes son tienen puntos de rocío bajos (-40° C), son muy requeridos en ambientes extremos o peligrosos y sus costos de operación y mantenimiento son razonables, aunque no son bajos como los de los secadores refrigerativos.
También podemos hacer una mención sobre los secadores absorbentes, los cuales, como su nombre indica, realizan el secado por medio de una la sustancia desecante higroscópica que absorbe las moléculas de humedad. Sin embargo, este tipo de secadores ya no son tan utilizadas debido a que es necesario cambiar el material desecante absorbente cada que termina su proceso de secado.
Secadores de membrana.
Este tipo de secador, no tan común, es una opción innovadora para el secado del aire comprimido. No requiere agentes secantes y ahorra energía ya que precisa poco aire para regeneración.
En los secadores de membrana, el aire fluye hacia abajo a través del tubo central, pasa por un nano filtro que elimina partículas que pueda contener el aire. El aire se seca al pasar por una membrana especial. Esta membrana está compuesta por miles de fibras huecas dispuestas en varias capas que tienen un revestimiento especial para que sólo las atraviesen las moléculas de agua, como resultado se mantienen las moléculas del aire y se retinen las moléculas de agua.
Algunas ventajas son que su instalación es sencilla, no requiere electricidad, tiene bajos costos de mantenimiento, se puede instalar al pie de máquina o en un punto de línea y no se requiere un gran espacio.
Ahora que ya vimos los tipos de secadores ¿cómo seleccionamos el más adecuado?
Al momento de seleccionar un secador hay que tener diversos parámetros presentes: Temperatura ambiente, presión del aire comprimido, humedad relativa, caudal del aire comprimido, factor de carga y horas de trabajo.
Una vez teniendo claros estos parámetros se puede realizar un análisis para seleccionar el tipo de secador y accesorios complementarios indicados para nuestro proceso.
Normalmente los folletos e información técnica de diversas marcas de secadores, cuentan con tablas que nos indican qué secador elegir tomando en cuenta los parámetros previamente mencionados.
Es importante buscar asesoría adicional de expertos en aire comprimido, ya que con base a los parámetros de selección existen factores de corrección que se deben considerar. Por mencionar un ejemplo, la capacidad de un secador refrigerativo puede variar dependiendo de la temperatura ambiente y humedad relativa, puede que ese mismo secador nos funciona perfectamente en un clima de 24°C, pero si el secador se va a instalar en un clima en donde la temperatura ambiente es de 35°C su capacidad no será la misma.
Otro caso, ahora con los secadores desecantes, estos equipos por lo regular pueden consumir un 20% – 30% del caudal de aire comprimido para la regeneración, por lo que al elegirlo será importante determinar si el caudal de aire comprimido es suficiente para suministrar los procesos que requieren el aire más el aire que se consumirá para la regeneración del secador.
También es importante buscar asesoría para considerar accesorios y filtración complementaria para los secadores. Un último ejemplo, también con los secadores desecantes; este tipo de secadores requieren cierto grado de pre-filtración, ya que estos equipos son más sensibles a la presencia de partículas de aceite suspendidas en el aire comprimido.
En Tecnología en Compresión de Occidente somos expertos en aire comprimido, podemos asesorarlo para la elección entre los diferentes tipos de secadores para aire comprimido.