Cómo los filtros colectores de polvo de cartucho pueden mantener la calidad del aire interior

Sep 16, 2023

Stephanie Schales, directora de proyectos, Camfil Air Pollution Control (APC) | 02 de junio de 2022

La fabricación, el procesamiento, la manipulación y el envasado de polvos y sólidos a granel pueden generar polvos molestos y peligrosos y reducir la calidad del aire interior. Los operadores de las instalaciones deben recolectar y contener estas partículas de manera efectiva para proteger la salud de los trabajadores y mantener el cumplimiento normativo.

Una solución comprobada es instalar un sistema de recolección de polvo industrial que use filtros tipo cartucho. Los filtros de cartucho tienen forma cilíndrica, por lo que pueden contener más metros cuadrados de medio filtrante (tela) que los filtros de panel. Esto es importante porque generalmente más medios significan que se puede recolectar más polvo.

A diferencia de los filtros de panel, los filtros en forma de cilindro también se pueden limpiar con un sistema de limpieza por pulsos. Así es como funciona. El medio atrapa el polvo en el aire a medida que fluye a través del colector de polvo. A medida que los cartuchos de filtro se cargan de polvo, el colector dispara un pulso de aire comprimido de alta velocidad en el centro del cartucho. El pulso de aire expulsa el polvo del cartucho, donde cae en una tolva de eliminación. Este proceso continuo de limpieza por pulsos prolonga la vida útil de los cartuchos de filtro durante muchos meses, pero finalmente es necesario reemplazarlos por otros nuevos.

Este artículo analiza cómo seleccionar y mantener los filtros colectores de polvo de cartucho para garantizar una buena calidad del aire interior y un funcionamiento rentable.

El uso de los medios correctos ayuda a garantizar una buena calidad del aire interior y a reducir significativamente la exposición de los empleados a partículas en el aire. Además, seleccionar el medio filtrante de cartucho adecuado para su aplicación y tipo de polvo es clave para mantener un colector de polvo funcionando de manera eficiente durante su vida útil.

Factores como el tamaño, la forma y la combustibilidad del polvo ayudan a determinar el tipo correcto de medio filtrante. La única forma de obtener una evaluación precisa de las propiedades del polvo es hacer que un laboratorio independiente o un proveedor de equipos analicen una muestra.

El medio filtrante base generalmente es una mezcla de poliéster sintético o silicona de poliéster (llamada spunbond) o una mezcla de celulosa no tejida (llamada celulosa). La tela base se puede tratar con un revestimiento para proporcionar propiedades de rendimiento específicas, como disipación de estática, repelencia al aceite y al agua, retardo de llama o liberación superior de partículas de polvo peligrosas.

Los medios filtrantes se pueden tratar con varios revestimientos para proporcionar propiedades de rendimiento específicas.

Las aplicaciones de polvo y sólidos a granel generan polvo que llena los cartuchos de filtro cada pocos minutos o segundos. Cuando los filtros capturan el polvo, el flujo de aire se restringe y el ventilador del colector tiene que trabajar más para mantener el flujo de aire lo suficientemente alto como para capturar las partículas de polvo. Esta resistencia al flujo de aire se denomina mayor caída de presión. A medida que su sistema funciona, la caída de presión del filtro de aire aumenta constantemente debido a la carga continua de polvo.

Los colectores de polvo tienen sistemas de limpieza internos, conocidos como limpieza por pulsos o limpieza por pulsos de chorro, que expulsan ráfagas de aire comprimido en el centro del cartucho del filtro cada pocos segundos. Estos pulsos de aire empujan a través del medio filtrante a alta velocidad y con una presión de aproximadamente 90 a 100 psi, lo que expulsa la mayor parte del polvo del cartucho, de modo que cae en la tolva.

En términos de mantenimiento del filtro, si el psi del aire comprimido es demasiado bajo, es posible que los filtros no se limpien a fondo. Sin embargo, si el psi es demasiado alto, corre el riesgo de estresar, rasgar y dañar el medio o el cartucho. Además, el aceite o el agua en las líneas de aire comprimido pueden provocar una caída de presión y fallas en el medio filtrante. Por lo tanto, monitorear el sistema de aire comprimido es una parte importante del mantenimiento del filtro.

Pulso de limpieza de un filtro de cartucho

Si bien mantener los filtros limpios reduce la caída de presión, la limpieza excesiva de los filtros acorta la vida útil del cartucho y aumenta los costos de energía debido al uso excesivo de aire comprimido. El uso de controles de limpieza selectivos proporciona una manera fácil de mantener limpios los filtros. Puede seleccionar entre limpieza continua, limpieza a pedido o limpieza en tiempo de inactividad. La limpieza continua es mejor para polvos porosos y aplicaciones de alta carga de polvo. Para la mayoría de los otros tipos de polvo, se recomienda una limpieza a pedido. Esto le permite establecer un rango de presiones diferenciales para iniciar y detener la limpieza del cartucho del filtro. De esta forma, puede usar menos aire comprimido y lograr una eficiencia de limpieza y una vida útil del filtro óptimas.

Eventualmente, demasiado polvo se incrustará profundamente en los filtros para ser eliminado mediante una limpieza por pulsos. Una indicación de que es hora de reemplazar un filtro es la reducción del flujo de aire que se observa al final de la vida útil de los filtros, lo que lleva a una reducción en la velocidad de captura en un área de proceso o un aumento en el polvo dentro del área de proceso.

La caída de presión en el colector que reduce la capacidad del sistema para capturar el polvo es otra señal de que necesita cambiar el filtro. También observe si el polvo se escapa del filtro y vuelve a ingresar a la instalación.

Aunque procesan constantemente grandes volúmenes de polvo, los filtros de cartucho premium pueden durar hasta un año. La vida útil del filtro depende de la calidad del filtro y de si se utiliza el medio adecuado para el trabajo. El uso de filtros de cartucho premium reduce la frecuencia de reemplazo y, por lo tanto, ahorra tiempo de inactividad por mantenimiento y costos de eliminación. Los filtros de cartucho de larga duración pueden funcionar hasta un año entre cambios. Sin embargo, las operaciones que generan una gran carga de polvo pueden requerir un reemplazo de filtro más frecuente.

Tenga cuidado con los filtros de reemplazo económicos, que pueden fallar en un corto período de tiempo, anulando el propósito. Una de las razones es que no pueden soportar la potencia del sistema de limpieza por pulsos. Los filtros que funcionan mal crean un desorden al enviar polvo al área de trabajo, lo que reduce la calidad del aire, provoca un riesgo potencial para la salud de los trabajadores, contamina los productos e incluso puede dañar el equipo.

Los filtros de reemplazo económicos pueden fallar rápidamente.

Cuando compre filtros, preste atención al diseño. El medio filtrante del cartucho está plisado. La clave es utilizar medios filtrantes con un pliegue ancho porque este diseño permite que la corriente de aire alcance el 100 % del medio. Si los pliegues están demasiado ajustados, el medio se comprime en lugar de abrirse a la corriente de aire. El diseño de pliegues anchos mejora el flujo de aire a través del filtro, brinda más área de superficie para la filtración, reduce la caída de presión, usa menos aire comprimido, mejora la vida útil del filtro y ahorra energía. Un filtro de pliegues anchos también libera mejor el polvo acumulado en el filtro, lo que hace que la limpieza sea más eficiente.

Diseño de filtro de pliegues estrechos versus pliegues anchos

Los colectores de polvo que requieren que los operadores ingresen al equipo para cambiar los filtros son un riesgo para la seguridad de los trabajadores. Afortunadamente, muchos colectores de polvo tipo cartucho están diseñados para que los filtros sean fácilmente accesibles y se deslicen fácilmente hacia adentro y hacia afuera. Los colectores de polvo con puertas de calibre pesado de apertura rápida brindan acceso sin entrada a los cartuchos de filtro para un reemplazo fácil y seguro.

El fácil acceso y la plataforma con rieles permiten el reemplazo seguro del filtro.

Para mejorar la seguridad de los trabajadores, estas puertas de bloqueo/etiquetado son completamente reversibles para el acceso desde cualquier lado para evitar lesiones causadas por la apertura accidental de la puerta durante un ciclo de pulso. Las plataformas y escaleras de seguridad con rieles que cumplen con OSHA con sistemas de detención de caídas pueden evitar resbalones y caídas cuando los trabajadores acceden al colector para cambiar el filtro. Si está manipulando polvo altamente tóxico, es posible que las normas requieran un sistema de contención bag-in/bag-out (BIBO) para aislar a los trabajadores de los filtros usados ​​durante el reemplazo.

Los sistemas de contención de bolsa de entrada/salida protegen a los trabajadores del polvo tóxico durante el reemplazo del filtro.

La gestión de partículas en el aire es una parte importante de las operaciones seguras de polvo y sólidos a granel, y la filtración es fundamental para recolectar y contener esas partículas. Seleccionar y mantener los mejores filtros para sus aplicaciones lo ayuda a lograr una buena calidad del aire interior y operar su colector de polvo de la manera más segura y eficiente posible.

Stephanie Schales es gerente de proyectos en Camfil Air Pollution Control (APC), donde apoya las aplicaciones de recolección de polvo de minería y los territorios del sudeste de EE. UU. y América Latina. Para obtener más información, llame al 800-479-6801 o al 870-933-8048, envíe un correo electrónico [email protected] o visite www.camfilapc.com.

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