Consideraciones sobre los colectores de aire

Por: Alfredo Sotolongo*

Le he dedicado varias columnas a la conservación de energía en sistemas de aire acondicionado comerciales, pero esta vez quiero hablar un poco de aplicaciones industriales y en particular de sistemas de ventilación que utilizan colectores de polvo.

Los colectores de polvo se recomiendan en aplicaciones donde se deben controlar los contaminantes o se requiere recuperar el producto. En ambos casos, la selección correcta del colector de polvo representa ahorro de energía al poder recircular el aire interior evitando introducir aire exterior. La caída de presión a través del filtro es determinante para maximizar la eficiencia del sistema de ventilación y, además, el método para limpiar los filtros con aire comprimido consume menos energía mientras menor sea la caída de presión a través del filtro.

En el caso de contaminantes peligrosos para la salud, se procesa el aire de extracción a través del colector de polvo y se trata de descargar al exterior aire con la menor cantidad posible de contaminantes por metro cúbico. Cada país tiene normas establecidas para este tipo de aplicación, aunque para el caso de naciones en las que éstas no existan queda a discreción del ingeniero consultor que diseñe el sistema qué norma aplicar.

Los usos

Entre las muchas aplicaciones de sistemas de ventilación utilizando colectores de polvo se encuentra la minería, ya sea en minas abiertas o cerradas. Especialmente en las cerradas es importante poder separar el producto del aire para descargar el aire al ambiente exterior con la menor cantidad de partículas y así cumplir con el requerimiento de 5mg/m³.

Una de las aplicaciones más comunes es en la industria farmacéutica porque además de controlar las partículas del producto que se fabrica, se podría llegar a lograr la recirculación de aire acondicionado minimizando la entrada de aire exterior caliente y húmedo. Cuando se maneja polvo producto de la manufactura de fármacos, se debe tomar en consideración  la potencia, características tóxicas y alérgicas del compuesto en lo que respecta al personal expuesto al mismo, así como sus propiedades explosivas.

Lo primero que se debe considerar son las propiedades tóxicas del producto a controlar y se recomienda hacer un análisis del riesgo envuelto para poder determinar el método a utilizar para el control adecuado. En muchos de los casos, algún nivel de aislamiento y/o contención se hace necesario ya que el polvo de los fármacos es sumamente potente y cuando se controla no se puede descargar a los ambientes aledaños. En la mayoría de los casos es recomendable, además del colector de polvo, utilizar filtros tipo HEPA como una medida adicional de seguridad y que además podría permitir recircular el aire acondicionado y así evitar introducir aire exterior.

La segunda consideración envuelve el potencial de explosión del producto. Se deben incluir medidas de precaución tales como compuertas de escape, extintor por medio de químicos y/o componentes para aislar la explosión. Cuando se requieren compuertas de escape para explosiones, deben descargar al exterior, fuera de las áreas ocupadas por el personal de la planta.

Entre las empresas que han logrado el diseño más práctico de colectores de polvo y de filtros con las caídas de presión más baja se encuentran Farr APC (Air Pollution Control). El colector de polvo, Gold Series, logra la mayor flexibilidad con su diseño modular, además cuenta con una sólida construcción para manejar cualquier tipo de material. Este colector consta de un proceso muy eficiente de limpieza de los filtros por medio de aire comprimido el cual minimiza el consumo de energía del compresor. Además, han desarrollado un filtro vertical, HemiPleat, con la más baja caída de presión y más material filtrante, prolongando considerablemente la vida del filtro.

En los casos donde, debido a la toxicidad, no fuera posible recircular el aire acondicionado y nos viéramos obligados a extraer el aire ya acondicionado, entonces es recomendable utilizar un sistema de recuperar energía del aire para transferir entalpía (calor sensible y latente) y preacondicionar el aire exterior que es suministrado para reemplazar el aire de extracción.

Debido a la toxicidad del aire que se extrae, no se permite ningún tipo de contaminación hacia el aire que se suministra al sistema de aire acondicionado. A mediados de los años 90, la empresa Dais Analytic logró utilizar un polímero compuesto por sales de Sulfito (SO₃) que es un excelente transmisor de entalpía y cuya constitución permite que pasen solamente las moléculas de vapor de agua del lado de más alta presión de vapor hacia el lado de más baja presión evitando cualquier tipo de contaminación.

Sabemos que exceptuando las farmacéuticas, debido a las tan estrictas normas existentes para esa industria, la gran mayoría de las fábricas no utilizan sistemas de aire acondicionado. Sin embargo, es importante hacer notar que en toda fábrica es posible reducir el consumo de energía no solo en la ventilación sino también en el proceso de manufactura.

Espero que todos los que tengan la oportunidad de leer esta columna y estén envueltos en manufactura o diseñen plantas industriales, analicen la instalación y el proceso que en ella ocurre, estoy seguro que el tiempo invertido se recuperará con creces.

*Sobre el autor

El ingeniero Alfredo Sotolongo, presidente de Protec, Inc., está certificado como ingeniero profesional en Puerto Rico y en el Estado de la Florida; tiene más de 40 años de experiencia en la aplicación y venta de sistemas y equipos para la conservación de energía. Es miembro de ASME (American Society of Mechanical Engineers), AEE (Association of Energy Engineers), con quien está certificado como Ingeniero en Administración de Energía; es también miembro de ASHRAE y fue presidente del capítulo Miami de dicha asociación. Ha presentado también numerosas charlas sobre el tema de conservación de energía.