Contenido de humedad y punto de rocío

El punto de rocío se expresa en grados Fahrenheit y es una medida de la cantidad de vapor de agua en el aire (comprimido) o en un gas. Nos referimos explícitamente al punto de rocío a presión para el aire comprimido porque la temperatura del punto de rocío se mide a una presión que suele ser entre 6 y 8 veces superior a la presión atmosférica. Esto es importante porque al cambiar la presión de un gas también cambia la temperatura del punto de rocío. Cuanto menor sea la presión, menor será el punto de rocío. Por ejemplo, si el aire atmosférico con una humedad relativa del 30 al 50% se comprime a una presión de 100 psig, ese aire se satura al 100%.

La temperatura actual del aire comprimido (que es superior a la temperatura ambiente) es el punto de rocío a presión real. En cuanto baje la temperatura, la humedad del aire comprimido se condensará, lo que permitirá que entren en el sistema muchos litros de agua a la semana.

Causas de los problemas de humedad

Los problemas de humedad pueden tener varias causas. Una de las más comunes es la inundación de los separadores de agua o de los separadores combinados de agua/aceite situados detrás del compresor debido a problemas mecánicos, como un flotador atascado. Si esto pasa desapercibido, el agua fluye sin obstáculos hacia el sistema de aire comprimido y puede acumularse en un depósito de inercia. Por lo tanto, invertir en un purgador de flotador, un purgador temporizado o un sistema electrónico de purga de condensados no es un lujo superfluo. La obstrucción de los elementos de refrigeración de los postenfriadores y enfriadores de aceite, pero también el desconocimiento del funcionamiento de los secadores frigoríficos en relación con la temperatura ambiente son otras causas de problemas de humedad. Por ejemplo, si un secador frigorífico después del depósito de inercia (húmedo) enfría el aire hasta un punto de rocío a presión de (en realidad) 50°F y en invierno y en las tardes frías la temperatura ambiente de la red de tuberías desciende a 40°F, esto se suele ignorar. Pero ese descenso de temperatura de 10 grados por sí solo, crea alrededor de 1,45 galones de agua de condensación en el sistema de tuberías durante una semana de trabajo de 40 horas y con una producción 24/7 ¡incluso 6 galones! Con la medición del punto de rocío detrás del enfriador, esto se puede descubrir muy rápidamente y se pueden tomar medidas a tiempo. Así pues, a la hora de elegir un secador y el punto de rocío a presión que se alcanza, hay que tener en cuenta la temperatura ambiente media, ¡además de los requisitos que el proceso impone al aire comprimido!

El poder de las mediciones combinadas

Para determinar las causas de una desviación del punto de rocío de forma rápida y específica, es necesario realizar mediciones adicionales. Instalando un sensor VPFlowScope 3 en 1 después del secador, se miden también el caudal másico, la presión y la temperatura. En cuanto aumente el punto de rocío, se podrá ver rápidamente cuál es la causa, por ejemplo, un aumento de la temperatura de entrada del secador frigorífico y/o un caudal de aire elevado. Una disminución del caudal y/o de la presión también puede ser un indicio de que el secador está contaminado internamente, mientras que las mediciones de caudal también pueden utilizarse para controlar el nivel de fugas. Esto es importante porque, aparte de la pérdida de energía, la condensación puede volver a la red de tuberías a través de fugas, riesgo que aumenta con aplicaciones de punto de rocío más bajo.

También se pueden utilizar mediciones adicionales para visualizar la pérdida de presión a través del secador y la instalación de filtrado, de modo que se pueda predecir con precisión el momento de sustituir el filtro. Al medir también la potencia, en combinación con las demás mediciones, se puede calcular la eficiencia del secador y compararla con la de otros secadores. Esto puede utilizarse para optimizar el mantenimiento, por ejemplo, y también para ver a posteriori si se han tomado las decisiones correctas al comprar el secador o secadores.

Selección de secador

En el contexto del ahorro de energía, es importante analizar de forma crítica el punto de rocío a presión realmente necesario y/o la necesidad de enfriar todo el aire de forma centralizada. El secado descentralizado, sólo para los procesos que lo requieran, también es una opción. A menudo se opta "por seguridad" por un aire demasiado seco, con un punto de rocío a presión demasiado bajo. Sin embargo, esto supondrá un gasto innecesario de energía. Una buena guía para determinar el punto de rocío correcto es la norma ISO 8573-1:2010. En ella, los valores del punto de rocío se dividen en siete clases: Clase 0 a Clase 6. La Clase 0 (definida como cualquier cosa mejor que la Clase 1) es la categoría más alta que sólo se aplica en casos excepcionales, por ejemplo, cuando se necesita aire comprimido en salas blancas de la categoría más alta. La Clase 1 tiene un punto de rocío a presión de -94 °F, la Clase 6 de +50 °F.

Analizar correctamente lo que realmente se necesita puede ahorrar mucho dinero, tanto a la hora de invertir en la instalación del secador como durante su funcionamiento posterior. A modo de ejemplo, el consumo de energía de un secador frigorífico es de aproximadamente 0,8 kW/100 CFM, mientras que un secador de adsorción requiere unas cinco veces más energía, es decir, entre 3 y 4 kW/100 CFM.

Depósitos húmedos y secos

Se recomienda instalar un depósito húmedo después del compresor de aire y antes del secador de aire comprimido. También se recomienda instalar un "tanque de almacenamiento de aire seco" separado después del secador. Esto protege el secador contra sobrecargas y también permite dimensionarlo en función del caudal medio en lugar de en función de un pico de demanda (a corto plazo). Como resultado, en general se puede elegir un secador más pequeño. Además, el depósito adicional ayuda a conseguir una presión más estable en el sistema y puede incluso tener un efecto beneficioso en el dimensionamiento y control del compresor.

Optimización del sistema

La base de una instalación de aire comprimido saludable y óptimamente rentable es la monitorización permanente, en la que las mediciones del punto de rocío se combinan con mediciones de caudal, presión, temperatura y potencia. Visualizando todo con claridad en un sistema de monitorización desarrollado específicamente para este fin, como por ejemplo VPVisiones posible supervisar y analizar el comportamiento de la instalación las 24 horas del día, los 365 días del año.

Fluctuaciones en la demanda, en el punto de rocío, una temperatura del compresor demasiado alta; todo se visualiza a tiempo y se emite una alarma si las cosas se salen de la línea. También proporciona información muy valiosa para optimizar el mantenimiento, tomar las decisiones de inversión adecuadas para futuras ampliaciones y optimizar todo el sistema de aire comprimido. La supervisión permanente prolonga la vida útil de los equipos, reduce los costes de mantenimiento y energía y evita pérdidas de producto y paradas de producción.