Selección de un TIPO de Sistema de Transporte Neumático.
El transporte neumático se utiliza para transportar sólidos a granel por tuberías mediante el uso de aire u otro gas, si la situación lo demanda, como el medio de transporte entre dos puntos distintos.
La tecnología utilizada para el dimensionamiento del diámetro de la tubería, la cantidad de caudal de aire/gas requerida y la cantidad de energía empleada para lograr la tarea se basa en algoritmos desarrollados a nivel científico y académico, buenas prácticas de ingeniería y mucha experiencia.
La fase inicial de toma de decisiones requiere determinar primero qué TIPO de sistema y qué MODO de transporte se emplearán, y después pueden efectuarse actividades de diseño detalladas.
La elección del TIPO de sistema se basa en la naturaleza y la geometría del sistema de transporte y el MODO de la tecnología de transporte abarca establecer cuál tipo es más adecuado de acuerdo con las características físicas del material a transportar. Este informe técnico aborda el problema de selección del TIPO de sistema de transporte neumático.
Sistema de vacío
La Figura 1 ilustra la disposición básica de un sistema de vacío que se caracteriza por la ubicación del sistema de desplazamiento del gas que está ubicado en una etapa posterior al receptor de filtración. El receptor de filtración es el equipo ubicado en el extremo final del sistema, el cual separa los sólidos y el gas de transporte.
Las ventajas de un sistema de vacío son la facilidad para dirigir los sólidos al inicio del sistema ya que opera prácticamente en condiciones de presión atmosférica y la tendencia a ofrecer un funcionamiento más limpio ya que cualquier posible fuga tendería a estar dentro del sistema. Por lo tanto, si el producto que debe manipularse llegara a considerarse como peligroso o tóxico, y no se autoriza su dispersión en el ambiente circundante, un sistema de vacío sería la elección lógica.
Debido a las leyes de la madre naturaleza, existe un límite con respecto al nivel de presión negativa (es decir, vacío) que puede suministrarse para proveer energía al sistema – los sistemas de vacío normalmente funcionan dentro del rango de 12″ a 18” Hg, y, en consecuencia, están limitados por la relación existente entre la capacidad del sistema y la distancia de transporte equivalente total.
Como el inicio del sistema está en condiciones prácticamente atmosféricas, el cargador de línea tiene que realizar una tarea relativamente sencilla y ofrece un diseño de menor costo en comparación con los cargadores de línea utilizados en sistemas de presión, donde la presión diferencial es significativamente mayor.
Por ese motivo, cuando hay múltiples puntos de recolección que deben considerarse, el uso de un sistema de vacío es una solución rentable.
Las desventajas son los daños potenciales al sistema de desplazamiento que pueden ocurrir si el receptor de filtro principal permite que partículas sólidas atraviesen e ingresen en el soplador de alta velocidad que tiene tolerancias de mecanizado muy precisas. La instalación de un filtro de protección secundario entre el receptor de filtración principal y la admisión del soplador de vacío permite abordar ese problema potencial.
Si el material que se manipula está a una temperatura lo suficientemente alta para provocar una situación en la cual el gas de transporte se eleva más allá de la temperatura de funcionamiento admisible, eso también puede generar un efecto catastrófico en el desempeño del soplador de vacío. El uso de un enfriador de gas para garantizar que nunca se alcance la temperatura crítica o la incorporación de una función de aire de enfriamiento son dos maneras de proteger el soplador de vacío de esta situación.
Sistema de presión
El sistema de presión que se muestra en la Figura 2 describe la disposición cuando el sistema de desplazamiento de aire/gas está en una etapa anterior del punto de recolección del producto.
Las ventajas de un sistema de presión son la facilidad para dirigir los sólidos a múltiples destinos, ya que esta capacidad solo requiere el uso de válvulas desviadoras en la línea de transporte para enviar material a tantos destinos como sea necesario.
A diferencia del sistema de vacío analizado en la Figura 1, la presión al inicio del sistema está ahora por encima de las condiciones atmosféricas, lo que significa que el cargador de línea tiene que realizar una tarea más compleja. Debe dirigir el material hacia la línea de transporte a una tasa de caudal controlada y a través de una presión diferencial. Este escenario representa numerosos desafíos con respecto al desgaste del equipo, la degradación del producto, posibles fugas del aire de transporte, etc. Sin embargo, el lado positivo es que existen múltiples opciones para la selección del tipo de cargador de línea de acuerdo con las especificaciones de la aplicación.
La ventaja más significativa de un sistema de presión es la capacidad para manejar tasas elevadas de capacidad de transporte y/o transportar el producto por largas distancias. Puede hacerlo debido a que no existe una limitación con respecto a la cantidad de presión
que puede desarrollarse para satisfacer los requisitos de transporte del sistema. Los sistemas que utilizan sopladores de desplazamiento positivo normalmente funcionan en el rango de 15 a 18 PSIG, siendo 36 PSIG el límite superior debido a la disponibilidad de diseños de sopladores de presión superior. Por encima de ese punto, entrará en juego el uso de compresores de una etapa o multietapa.
Naturalmente existen desventajas del abordaje del sistema de presión que incluyen posibles fugas del sistema que son externas hacia la atmósfera. Esto normalmente descartaría este tipo de sistema para aquellos productos que se consideren peligrosos o tóxicos, y cuya dispersión en el ambiente circundante no está autorizada.
Otra desventaja es el daño potencial al sistema de desplazamiento que puede ocurrir si el receptor de filtro principal permite que partículas sólidas atraviesen y después ingresen en el soplador de alta velocidad que tiene tolerancias de mecanizado muy precisas. La instalación de un filtro de protección secundario entre el receptor de filtración principal y la admisión del soplador de vacío permite abordar ese problema potencial.
Si el material es sensible a la temperatura, porque el gas que proviene del sistema de desplazamiento de gas típicamente estaría a temperaturas elevadas, se incorporaría al diseño del sistema un enfriador de gas en una etapa anterior al punto de recolección del material.
Sistema de combinación
Después de haber analizado las dos elecciones más comunes en cuanto a TIPOS de sistemas de transporte neumático, así como las ventajas y desventajas de estos sistemas, podemos lógicamente preguntarnos: “¿Y qué hago si necesito todos esos beneficios?”
Veamos un ejemplo de una empresa de servicio eléctrico que tiene un recolector de polvo de gran tamaño en la etapa final de su sistema con (60) tolvas de ceniza. Desea transportar la ceniza volante hasta un silo que está a un cuarto de milla de distancia. Esta es una aplicación difícil para cualquiera. No obstante, vamos a demostrar cómo la incorporación de un sistema de vacío para recolectar la ceniza de todas las tolvas, transportarla hasta un punto justo fuera de la huella del colector
de polvo y después dejarla caer en un sistema de presión que se encargará de transportarla una larga distancia hasta el silo es la aplicación IDEAL para un sistema de combinación.
Mientras que la Figura 3 muestra que se utiliza un solo sistema de desplazamiento de gas para los extremos de vacío y de presión, este escenario solo funcionaría en unas pocas situaciones. El abordaje más común por lejos es utilizar unidades de desplazamiento de gas separadas para cada uno de los sistemas.
Sistema de bucle cerrado
Hemos mencionado que la aplicación de manipulación de materiales peligrosos y/o tóxicos. No obstante, existe otra aplicación a considerar cuando los productos son combustibles y/o no pueden exponerse al contacto con el aire debido a que podrían estar sujetos a cambios químicos. En estas situaciones, el uso de un gas inerte, como el nitrógeno, es la solución. Sin embargo, como el gas puede ser costoso, no queremos desperdiciar el gas haciendo que pase por el sistema un sola vez; y aquí viene la tercera opción a considerar, que es un sistema de bucle cerrado.
La Figura 4 es una ilustración muy sencilla de lo que se conoce como un sistema de bucle cerrado. Como el nombre lo indica, el gas de transporte circula de regreso al inicio del sistema y se reutiliza
con un requisito mínimo de gas adicional necesario debido a cualquier pérdida de gas o infiltración de oxígeno que pueda ocurrir. El diseño real del sistema final adquiere complejidad cuando se incluyen todos los equipos e instrumentos necesarios.
En resumen, cuando consideramos los mercados de transporte neumático primarios para transferir productos de un punto A a un punto B, hay una elección inicial que debemos tomar: el tipo de sistema. Esta elección es impulsada por la geometría específica de una aplicación determinada.
El material específico que se transporta no entra en juego en realidad, excepto en un número muy limitado de casos.
Para obtener más información, o analizar su aplicación específica, comuníquese con su distribuidor local de sopladores de desplazamiento positivo autorizado de Gardner Denver.
Acerca de Gardner Denver Industrials Group
El Grupo Industrial de Gardner Denver suministra la gama más amplia de compresores y productos de vacío, en diferentes tecnologías, a usuarios finales y clientes OEM de los sectores a los que servimos en todo el mundo.
Ofrecemos equipos confiables y energéticamente eficientes que se utilizan en una multitud de aplicaciones de fabricación y procesos.
Productos que abarcan desde compresores de baja a alta presión hasta sopladores y bombas de vacío a medida, y que se utilizan en industrias como fabricación general, industria automotriz y tratamientos de aguas residuales, así también como en las industrias de alimentos y bebidas, plásticos y generación de energía.
Nuestra oferta global también incluye una amplia variedad de servicios postventa para complementar nuestros productos. Gardner Denver Industrials Group, parte de Gardner Denver Inc., tiene su sede en Milwaukee, Wisconsin, EE. UU. Gardner Denver fue fundada en 1859, y en la actualidad tiene aproximadamente 7000 empleados en más de 30 países.