Tienda Contactar

Un enfoque optimizado para el control del polvo en elevadores de grano y terminales

Por Geronime, Boston, McGovern, Abelson

Cada año se producen y mueven más de 18 000 millones de bushels de granos a través de los sistemas de gestión de granos en EE. UU. La capacidad de Estados Unidos de alimentar a su población y al ganado; de sostener la circulación de biocombustibles; y de exportar el exceso de grano a los mercados emergentes es orgullo nacional y signo de fortaleza.  La infraestructura para mover los granos de un punto a otro comprende elevadores rurales pequeños, elevadores grandes, grandes terminales de cereales, camiones, trenes, barcazas y buques transoceánicos.  Además, cada vez que se mueven los granos de uno de estos puntos a otro, se genera polvo.  Polvo que debe ser controlado, capturado y contenido. 

Tendencias

Existen varias tendencias que afectan las estrategias de captación de polvo en la industria de cereales. 

Encabezando esta lista sobresale el hecho de que la mayoría de las plantas de gestión de granos existentes tienen ahora casi treinta años, al haberse construido durante la década de los ochenta.   Ahora, treinta años después, Estados Unidos intenta mover el doble de grano a través de los mismos activos fijos, lo que crea una demanda fuerte y creciente para implementar soluciones de proceso que mejoraren el tiempo de actividad y la confianza.  Si es posible, se recomienda evitar la construcción de nueva infraestructuras cuando las mejoras de la infraestructura existente puedan apoyar las necesidades de capacidad.

Cuando las mejoras simples no sean suficientes, se realizarán inversiones más importantes para revitalizar las instalaciones anticuadas con actualizaciones, expansiones o incluso la construcción de nuevas instalaciones.  Las nuevas inversiones aportarán un nuevo enfoque en la mejora del proceso para eliminar los flujos de desperdicios, mejorarán la calidad del producto, así como la eficiencia energética.  El objetivo no consiste simplemente en reemplazar una infraestructura obsoleta; el objetivo es mejorarla.

La competencia entre las empresas comercializadoras de grano también alimenta la necesidad de mejorar las instalaciones existentes. En el río Columbia, donde está por terminarse la primera nueva terminal de exportación de la industria de granos en 30 años, muchas terminales cercanas se han involucrado (o están por hacerlo) en proyectos para mejorar su capacidad y eficiencia en la gestión del grano. Sin estas inversiones, la nueva terminal contaría con una importante ventaja en el mercado respecto a las terminales existentes e indudablemente podría sacarle partido a esta ventaja para obtener participación de mercado.

Otra tendencia es un mayor enfoque en los problemas de emisión de polvo.  Si bien las regulaciones federales de emisiones de polvo de granos no han cambiado mucho en muchas partes del país, algunas áreas (como la costa oeste) cuentan con estándares de emisión más estrictos y una mayor aplicación.  Incluso en áreas donde las emisiones reguladas no han cambiado, las emisiones siguen siendo un problema debido a la proliferación.  A medida que los vecinos se acercan a la planta de gestión de grano, la tolerancia general a las emisiones de polvo disminuye, por lo que los manipuladores de grano deben preocuparse más por las emisiones.

Finalmente, las regulaciones federales locales y pendientes con respecto al gestión del polvo combustible pueden ser sustancialmente diferentes de las prácticas recomendadas en el pasado.  El control del polvo es más importante que nunca para los manipuladores de grano, ya que procuran cumplir con las próximas regulaciones de la OSHA destinadas a prevenir incidentes relacionados con el polvo combustible que pueden llegar a ser catastróficos.

Para resumir, las tendencias principales que afectan a las estrategias de captación de polvo en el sector dedicado a los cereales incluyen:

  • un incremento de la producción de material,
  • la protección de la competitividad del mercado,
  • una mejora del tiempo productivo y de la confianza,
  • deseo de eliminar los flujos de desperdicios y mejorar la calidad del producto,
  • el enfoque en la eficiencia energética como generadora de ganancias,
  • la necesidad de reducir las emisiones de polvo para satisfacer los estándares más estrictos y resolver la proliferación de problemas
  • y la anticipación de las regulaciones para la gestión del polvo combustible.
Nuevas soluciones para el control del polvo

A medida que las tendencias del sector impulsan a los manipuladores de granos a considerar el control de polvo como parte integral de sus operaciones, el sector de la captación de polvo continúa brindando soluciones para esas demandas.  En algunos casos, las empresas han aplicado soluciones que siguen prácticas y enfoques antiguos, mientras que otras han desarrollado soluciones más nuevas y eficaces para satisfacer las recientes demandas.

Un enfoque innovador con respecto a la gestión del polvo es captar y tratar el polvo en el punto de generación, es decir, en el origen. Capturar y controlar el polvo en su origen ofrece varios beneficios, entre ellos:

Reducción o eliminación de flujos de desperdicios.  Cuando el polvo capturado se retiene dentro del proceso que lo genera, forma parte del flujo de productos que generan ingresos.  En lugar de convertir una parte del producto en una pila de polvo desperdiciado, sigue formando parte del flujo de productos que tienen un valor económico.

Reducción o eliminación de equipos de flujo de desperdicios.  Cuando el polvo producido en un proceso se separa del flujo de proceso original, necesitan equipos de manipulación de materiales y equipos de proceso independientes. Mantener el polvo dentro del flujo del proceso minimiza el coste y el mantenimiento de equipos adicionales para el procesamiento del material.

Minimizar la cantidad de tramos de conductos.  Se necesita una enorme cantidad de energía para hacer circular el aire cargado de polvo a través de grandes tramos de conductos.  La instalación de captadores de polvo en el punto de uso  y más cerca del proceso de generación de polvo minimiza o elimina los conductos innecesarios, lo que ahorra energía.

Menor mantenimiento del conducto.  Al minimizar los tramos de conductos se reducen los costes de mantenimiento, se elimina el aire desperdiciado por las fugas en el sistema de conductos, así como los costosos revestimientos que se deben instalar.

Instalación más sencilla.  La reducción de los conductos necesarios también equivale a una instalación más simple y fácil de los captadores de polvo.  Contar con captadores más pequeños y ligeros significa disponer de una infraestructura de apoyo menor en las plantas de gestión de grano donde los captadores no suelen instalarse en el suelo.

Agiliza del tiempo de producción y refuerza la confianza en el sistema.  Con la captación de polvo centralizada, cuando un sistema de captación de polvo necesita mantenimiento, todo el sistema de gestión de polvo y, con frecuencia, toda la planta de gestión de grano, debe cerrarse para resolver el problema.  Con una de la serie de captadores en el punto de uso, cuando un tramo individual del proceso se desconecta para mantenimiento, el resto del sistema continúa funcionando.  Esto proporciona un nivel de redundancia para el sistema, lo que mejora los tiempos de actividad de la planta. Otros beneficios potenciales de los captadores en el punto de uso incluyen:

  • Minimizar el impacto en el tiempo productivo por razones de mantenimiento. La minimización del tiempo de inactividad permite una mayor flexibilidad en la programación del mantenimiento (ciclos de 20 minutos frente a 4-8 horas). Las características del diseño simplifican y aceleran las tareas de mantenimiento.
  • Los sistemas localizados minimizan el impacto en el total de las operaciones cuando un único componente tiene problemas.
  • Los sistemas localizados mejoran la utilización de la energía, lo que permite que las operaciones usen energía solo cuando sea necesario para manejar el polvo en cada área.  Este enfoque elimina la energía desperdiciada que se utiliza para extraer aire de áreas que no tratan el polvo.
  • Tecnologías que alargan la vida útil del filtro para reducir la frecuencia de mantenimiento

El apoyo de una solución innovadora de control de polvo en el punto de uso requiere de un producto de filtración de polvo con una configuración muy pequeña, pero con un gran rendimiento para manejar volúmenes de aire moderados a grandes.  Los captadores tradicionales con filtros de manga y de cartucho suelen ser demasiado grandes para instalarlos en el punto de uso o, si su tamaño se ajusta al espacio, no pueden manejar los volúmenes de aire necesarios.

Los productos más recientes en el mercado, como el captador de polvo Donaldson®Torit® PowerCore® de la serie CP, funcionan bien como un captador en el origen en el punto de uso.  Como un captador pequeño, ligero y fácil de mantener capaz de manejar el volumen de aire requerido, este producto ofrece claras ventajas sobre las tecnologías más habituales de filtros de manga, que se han utilizado durante más de 40 años.

Productos como este ofrecen la capacidad de captar materiales en el origen y permitir el control del polvo con una inversión más manejable en los costes de energía.  Los captadores en el punto de uso reducen el volumen de aire para controlar el polvo, además de la inversión en potencia y minimizan los costes operativos de energía.  Con un menor tamaño y un perfil bajo, el captador Torit PowerCore CP se puede instalar en múltiples ubicaciones en nuevas instalaciones como captadores en el origen, y puede introducirse en espacios reducidos en las instalaciones existentes (debido a su tamaño más pequeño) para resolver los problemas de polvo más molestos.

Nuevas opciones de medios

El medio del captador de polvo con manga convencional siempre ha tenido una baja eficiencia relativa en comparación con las nuevas opciones de medios, que ahora pueden ayudar a las plantas a satisfacer su demanda de reducción de emisiones y a evitar la proliferación de problemas.

Durante décadas, los medios de nanofibras en los captadores de polvo de estilo cartucho han proporcionado niveles más altos de eficiencia en los procesos donde están presentes; sin embargo, los captadores de polvo de cartuchos no se han adaptado a la mayoría de operaciones de gestión de grano y, por consiguiente, y a pesar su eficiencia, no se han integrado ampliamente.  Con el lanzamiento de Torit PowerCore serie CP, ahora hay disponibles medios de nanofibras Ultra-Web® más eficaces para el sector dedicado al grano.  Las pruebas han demostrado que las emisiones se pueden reducir hasta un 78 % cuando se usan medios de nanofibras Ultra-Web®.  Los medios filtrantes Ultra-Web® en el captador Torit PowerCore CP representan la mejor tecnología de control de polvo disponible para la industria del grano.

Cuando una instalación no está en condiciones de reemplazar a los captadores centralizados, otra estrategia para resolver algunos de los problemas a los que se enfrentan los manipuladores del grano es actualizar los medios utilizados en sus captadores existentes.  Las mangas Dura-Life® duran dos y tres veces más que las mangas estándar y permiten ahorrar energía y generar menos emisiones.  Otra opción es cambiar las mangas estándar por mangas plisadas.  Los filtros de mangas plisadas Ultra-Web SB ofrecen una mayor vida útil, una mayor eficiencia y mayor ahorro en costes para los captadores con filtros de manga existentes.  Las mangas plisadas pueden resolver los problemas de abrasión de las mangas y permiten que pase más aire a través del captador al aumentar los metros cuadrados de los medios.

Figura 1
Ejemplo de comparación de soluciones para el control del polvo

Para ayudarle a comprender la manera en que una estrategia de control del polvo en el punto de uso puede incidir en los costes operativos de la planta, debe considerarse que un elevador de grano normal maneja 40 000 fanegas por hora, al transferir los granos de los vagones a las barcazas.

La Figura 1 muestra un sitio habitual con elevador con una estrategia de control de polvo centralizada convencional.  Esta planta utilizaría 15 captadores de polvo de manga centralizados, que moverían aproximadamente 99 000 cfm de aire cada vez que la planta estuviera en funcionamiento, y toda la operación tendría que cerrarse para llevar a cabo el mantenimiento planificado de un captador.  Estos sistemas centralizados implicarían la instalación de una cantidad significativa de conductos que se sumarían al problema de instalación y mantenimiento de la planta.  Los costes de energía solo para el movimiento de aire en este sistema centralizado podrían superar unos 70 000 dólares al año y adicionalmente, el polvo captado de los diversos captadores de manga exigiría sistemas de gestión de materiales de elevado coste con necesidades de mantenimiento intensivo.  Este enfoque centralizado también crea un flujo de desperdicios de menor valor para el polvo captado. 

Figura 3. Estrategia contemporánea de control de polvo en el punto de uso
Figura 3. Estrategia contemporánea de control de polvo en el punto de uso
Figura 4. Estrategia de punto de uso aplicada

La Figura 3 muestra la misma planta con elevador habitual que gestiona 40 000 fanegas por hora con un enfoque más contemporáneo que aprovecha la captación de origen en el punto de uso en la estrategia de control de polvo.  La planta utilizaría 43 captadores de polvo en el punto de uso Torit PowerCore de la serie CP y un captador de manga que mueven la misma cantidad de aire cuando todas las áreas de la planta están en funcionamiento, aunque las zonas individuales en la planta estarían inactivas cuando algunos procesos no estén en funcionamiento o cuando se necesite llevar a cabo mantenimiento.  Los costes de energía para esta estrategia de punto de uso ascenderían a aproximadamente 55 000 dólares al año, es decir, un ahorro de casi el 22 % solo en costes relacionados con la circulación de aire, en comparación con una estrategia centralizada más tradicional.  Además, el enfoque de punto de uso no genera el flujo de desperdicios de menor valor.  El polvo captado regresa al flujo de productos primarios y se reduce o elimina el mantenimiento de los numerosos conductos en algunas áreas.

En la Figura 4, la estrategia de control de polvo en el punto de uso se implementó en una importante terminal de exportación de granos en la costa del golfo de Estados Unidos.  La Figura 5 muestra un primer plano de un captador en el punto de uso en un silo.

Figura 5. Control de polvo en el punto de uso en un silo

Tenga en cuenta que es esencial un conocimiento de las prácticas recomendadas para implementar una estrategia de punto de uso, donde se incluye saber cómo seleccionar y aplicar correctamente el equipo en el punto de uso. Como ejemplo, no se recomienda la captación en el punto de uso directamente en las patas de un elevador de cangilones; sin embargo, un captador en el punto de uso correctamente seleccionado y diseñado puede permitir que los polvos capturados se devuelvan a la pata del elevador que ofrece los beneficios de captación de origen en el punto de uso de una manera que cumpla con la mayoría de los estándares.

Conclusión

La combinación de una estrategia de gestión del polvo en el punto de uso  y los captadores Torit PowerCore de la serie CP para el control del polvo en la industria del grano da lugar a un mejor enfoque de gestión del polvo para satisfacer las expectativas y los requisitos del sector en continua evolución. La tecnología ha demostrado su eficiencia en numerosas instalaciones dedicadas a la producción de grano solo en Estados Unidos y constituye lo que debería considerarse como la mejor tecnología de control de polvo disponible. Prevemos que los principales manipuladores de grano considerarán cada vez más las tecnologías de captación de polvo en el punto de uso en sus operaciones.

Podemos ayudarte a obtener la solución óptima para su aplicación.

Cerrar