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Eficiencia y Ecología juntas con el programa KAESER CARBÓN CERO

El grado de deshidratación es la temperatura de punto de rocío. El condensado del vapor de agua es perjudicial para los sistemas de aire comprimido y generan la condensación de agua. El tratamiento reduce el nivel de vapor de agua para no perjudicar la red neumática o el proceso productivo.

Temperatura de Punto de Rocío

El aire atmosférico es una mezcla de gases, el oxígeno, el nitrógeno, otros gases y el vapor de agua están presentes. El oxígeno y nitrógeno son estables, pero la concentración de vapor de agua en el aire atmosférico es variable.

Imagen 1: Componentes del aire atmosférico

La ley de Dalton expresa que la suma de las presiones parciales de cada gas individual presente en una mezcla es igual a la presión total de la mezcla de gases.
P total = P1 + P2 + P3 + Σ Pn

Donde la presión parcial del vapor de agua y la cantidad máxima de vapor de agua está determinada por la temperatura.

Imagen 2: Tabla de cantidad de vapor de agua en el aire

Este valor se expresa en porcentaje o en gramos por metro cubico como vemos en la tabla de la imagen 2 y nos indica la cantidad de vapor de agua en el aire y se denomina Humedad Relativa (HR). En la tabla se observa que con una temperatura de 35ºC, el aire podría llegar a contener hasta 39,286 gr/m3 de agua. Si la humedad relativa es de 70%, nos indica los valores el agua acumulada en el aire es de 39,286 gr/m3 x 0,7= 27,5002 gr/m3. Y queda un 30% hasta llegar a su valor de saturación del 100%. Al llegar al valor máximo del 100% y baje la temperatura, comenzará a condensarse agua. La temperatura que comienza a condensarse el agua y es la temperatura de punto de rocío.

Imagen 3: En la superficie fría del vaso la temperatura del aire ambiente desciende por debajo del punto de rocío. El condensado se precipita sobre la superficie del vaso.

En el sistema de aire comprimido, este valor nos indica el punto de temperatura de saturación, o sea a partir del cual comienza a condensar agua.

Punto de Rocío Atmosférico
El punto de rocío es la temperatura a la cual se debe enfriar el aire para que el vapor de agua se condense en rocío o escarcha a la presión atmosférica.

Punto de Rocío a Presión
El término punto de rocío a presión se utiliza cuando se mide la temperatura del punto de rocío de los gases a presiones más elevadas que la presión atmosférica. Se refiere a la temperatura del punto de rocío de un gas bajo presión y corresponde a la temperatura a la que el vapor de agua comienza a condensarse con una presión superior, es decir, es la temperatura de condensación que nos puede afectar en una instalación de aire comprimido y la cantidad de vapor de agua que podemos tener en un determinado volumen de aire, es directamente proporcional a la temperatura e inversamente proporcional a la presión, la cantidad de agua condensada será mayor con temperaturas más bajas y presiones más altas.

En una instalación como la figura, tenemos varios puntos donde se produce esa condensación.

Imagen 4: Relación de extracción de condensados en el tratamiento de aire comprimido

Supongamos que el aire circundante tiene una humedad relativa del 60% y una temperatura ambiente de 20°C. Si se llena un vaso con un líquido a una temperatura de 8°C, el aire que rodea directamente al vaso se enfría. Su humedad relativa aumenta al 100%. A partir de este momento, el aire está saturado, es decir, no puede retener más agua y se ha alcanzado el punto de rocío. Este punto se alcanza antes de que el aire se haya enfriado a 8°C y, a partir de este punto, el exceso de agua en el aire comienza a condensarse y se deposita en la superficie del vidrio. A medida que aumenta la presión, cambia el punto de rocío. Esto se denomina punto de rocío a presión y se refiere al aire comprimido en su estado operativo. Cuando se comprime el aire, por ejemplo, el punto de rocío aumenta a medida que aumenta la temperatura. Cuando se alcanza el punto de rocío a presión, el aire se carga con la humedad máxima para esta presión y esta temperatura. Si la presión aumenta o la temperatura disminuye, el efecto de condensación vuelve a ocurrir. Si el volumen disminuye a temperatura constante, el porcentaje de contenido de agua aumenta. Con una humedad del 100%, se alcanza el punto de saturación y cualquier reducción adicional en el volumen provocará condensación.

Precipitación de condensado en un secador de aire comprimido
• Calcular el agua eliminada del aire por el secador Δx en (g/m3) y multiplicarlo por el caudal del compresor.

• Acumulación de condensado en un secador de aire comprimido
Si el aire sale del post enfriador del compresor a +25 °C con una humedad relativa del 100 % (correspondiente a un punto de rocío a presión de +25 °C). Este aire contiene 22,830 gramos de agua por cada m³ de aire de funcionamiento. Se requiere una humedad residual de 0,117 g de agua por m³ de aire de funcionamiento de acuerdo a las especificaciones en la aplicación. Como se puede ver en la tabla anterior de la imagen 2, esto corresponde a un punto de rocío a presión de -40 °C, lo que significa que el secador debe tener una capacidad de eliminación de agua de Δx = (22,830 -0,117) g = 22,713 g/m³.

Tratamiento y disposición adecuados

Los diferentes procesos de producción requieren diferentes soluciones de tratamiento de aire comprimido, por lo que es recomendable invertir algo de tiempo en considerar algunos puntos clave en esta área para identificar la mejor solución y la más rentable. Por lo tanto, se necesita para comprender mejor las opciones de tratamiento de aire comprimido y drenajes del condensado.

Los compresores toman aire de su entorno y, en la mayoría de los casos, este aire no cumple con los requisitos de la industria, lo que significa que el tratamiento del aire comprimido siempre es necesario. Al mismo tiempo, los requisitos específicos de calidad del aire comprimido difieren de una empresa a otra y dependen de las exigencias de los procesos de producción y los propios productos.

Las clases de calidad relevantes están definidas principalmente por la norma ISO 8573-1.
Las distinciones más básicas a realizar cuando se trata de tratamiento de aire comprimido son aquellas entre tratamiento centralizado y descentralizado, por un lado, y la cuestión del contacto directo o meramente indirecto entre el aire comprimido y los productos.
• El tratamiento de aire comprimido centralizado es la opción recomendada si, después de la producción y el tratamiento, el aire comprimido se puede transportar de forma confiable desde la estación de aire comprimido hasta el lugar de uso sin deterioro de la calidad.
• En redes neumáticas más antiguas o muy propensas al deterioro de la calidad aguas abajo, tiene más sentido simplemente secar el aire comprimido centralmente y luego realizar el tratamiento final localizado aguas arriba del lugar de uso.

Imagen 5: Clasificación del tratamiento de acuerdo a la Norma ISO 8573-1

Para más información de cálculos de condensados, visite nuestro sitio web KAESER Compresores de Argentina
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Fotos fuente: Kaeser Kompressoren, Freepik.com