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Cinco Motivos para Considerar las Bolsas Hidroentrelazadas para Obtener un Rendimiento Mejorado del Filtro tipo bolsa

Por Joe Kiolbasa, Gerente de Productos de Donaldson Torit

Se han publicado muchos artículos que se centran en los avances en los filtros de colectores de polvo industriales, pero la mayor parte de ellos se centró en los colectores de polvo que utilizan filtros tipo cartucho. Mientras que los colectores con cartuchos ofrecen muchas ventajas, hay miles de instalaciones en América del Norte que siguen comprando y usando filtros tipo bolsa. Este documento aborda las necesidades de filtración de estos propietarios y operadores de filtros tipo bolsa.

Los filtros tipo bolsa pueden estar fabricados con una amplia variedad de materiales. Si el flujo de aire que entra al colector está por encima de 275°F, entonces se pueden considerar P84, Aramida, Ryton y otros materiales. Si hay un alto contenido de humedad en el flujo de aire, como cuando se filtra el aire de los secadores, o si existen condiciones de alto contenido de ácido o álcali en el flujo de aire, el polipropileno puede ser una opción. Pero cada una de estas aplicaciones es especial y requiere bolsas hechas de materiales especiales.

Para la mayoría de las aplicaciones, el poliéster común ha sido el medio de elección en filtros tipo bolsa porque hace un trabajo aceptable de filtrado de aire, dura un tiempo aceptable y el primer costo instalado es económico. Sin embargo, hay otro tipo de filtro tipo bolsa de poliéster que puede proporcionar un mejor rendimiento del filtro tipo bolsa y aún así hacerlo de forma económica. Estas bolsas están hechas de poliéster hidroentrelazado, y los siguientes son los cinco motivos principales para considerarlas:

  1. Medios más uniformes: los filtros tipo bolsa de poliéster más comunes están hechos de un fieltro fabricado mediante un proceso de punzonado. En este proceso, un gran conjunto de agujas con barbas se mueve rápidamente hacia arriba y abajo a través de una base de fibras del medio para entrelazar las fibras de poliéster y así crear el fieltro.

    En 1976, DuPont introdujo un nuevo proceso en el cual se usaron chorros de agua microfinos para entrelazar las fibras. Este proceso de hidroentrelazado, o entramado, proporciona un material más fuerte y uniforme con poros más pequeños que el poliéster de fieltro punzonado común.

  2. Vida útil más prolongada del filtro: cuando se filtra el polvo en un filtro tipo bolsa mediante filtros de bolsa hidroentrelazados, se captura un porcentaje mucho mayor del polvo en la superficie externa de la bolsa que el que se captura en la superficie exterior del filtro tipo bolsa de poliéster común. Este fenómeno se conoce como carga en la superficie. Cuando llega el momento de expulsar el polvo de la bolsa mediante un pulso inverso de aire dentro de la bolsa, el polvo cargado en la superficie sale fácilmente de la bolsa y cae en la tolva del filtro tipo bolsa. Cuando las bolsas se limpian mejor con una limpieza por pulsos eficaz, hay menos restricción de flujo de aire (menos caída de presión) a través de la bolsa. Un flujo de aire adecuado significa que el filtro tipo bolsa sigue funcionando eficazmente a la hora de filtrar el polvo del aire.

    Por el contrario, los filtros hechos con fieltros punzonados comunes no son tan uniformes en el tamaño de los poros o su estructura como lo son las bolsas hidroentrelazadas. Es probable que tengan muchos poros más grandes. Debido a esto, el polvo recolectado en estas bolsas tiende a incrustarse más profundamente en la tela. Esto se conoce como carga de profundidad, y cuando llega el momento de limpiar estos filtros tipo bolsa, es mucho más difícil expulsar el polvo de ellos. Esto da como resultado bolsas más sucias y una mayor caída de presión que aumenta más rápidamente.
Estos resultados se obtuvieron en pruebas de laboratorios aceleradas, correlacionados con los resultados de pruebas en campo, lo que demuestra que el poliéster hidroentrelazado proporcionará una vida útil 2 a 3 veces mayor que los filtros tipo bolsa de poliéster estándar de 16 onzas (453.6 g) cuando se reemplazan las bolsas debido a las caídas de presión.

Los resultados de laboratorio y de campo han demostrado constantemente que las bolsas hidroentrelazadas duran más debido a una mejor carga en la superficie y limpieza por pulsos. De hecho, se sabe que las bolsas hidroentrelazadas duran de dos a tres veces más que los filtros tipo bolsa de poliéster comunes.

3. Emisiones reducidas: cuando se observa la tabla de caída de presión anterior, se podría suponer que es más fácil que el aire pase a través de las bolsas hidroentrelazadas y, por lo tanto, también debería pasar más polvo a través de estas bolsas. Pero esto no es así. Los filtros tipo bolsa hidroentrelazada en realidad emiten hasta un 30% menos de emisiones de partículas que los filtros tipo bolsa de fieltro punzonados comunes en partículas de 2.5 micrones y más pequeñas. De nuevo, esto se debe a los poros más pequeños del poliéster hidroentrelazado y al material más uniforme. Esto puede ser un gran beneficio para los gerentes de planta que utilizan filtros tipo bolsa para mantener sus instalaciones limpias y cumplir con las normas de emisiones de la EPA.

Estos resultados de hoja plana se basan en las pruebas de laboratorio independientes que usan ASTM D 6830-02 sobre partículas de 2.5s micrones.

4. Costos de energía reducidos: otro beneficio de la carga en la superficie y la menor caída de presión de las bolsas hidroentrelazadas es la energía reducida del ventilador utilizada para extraer aire a través del filtro tipo bolsa. Los ventiladores no tendrán que trabajar tan arduamente debido a que hay menos restricciones en los filtros tipo bolsa. Además, si los ventiladores están equipados con un motor compatible con EISA y usan un propulsor de frecuencia variable, el ahorro de energía anual puede ser bastante importante. El siguiente ejemplo muestra el consumo de energía que se ha reducido en más de $6,000 por año al utilizar bolsas hidroentrelazadas en un colector con 484 bolsas. Obviamente, cuantos más colectores tenga una instalación, mayor será el posible ahorro de energía.

Lado de Aire Limpio de la Bolsa de Poliéster Punzonada (300x)

Lado de Limpio de la Bolsa de Poliéster Hidroentrelazada (300x)

Estas fotos fueron tomadas con un microscopio electrónico de exploración y muestran el medio tipo bolsa utilizado en un colector que filtraba cenizas volantes. Las bolsas se quitaron luego de 2700 horas de uso. La relación aire a medio era de 4.5 a 1. La caída de presión después de 2700 horas de operación fue de 6 pulg. (152.4 mm) en las bolsas de poliéster y de 2 pulg. (50.8 mm) en las bolsas hidroentrelazadas.

5. Costos de mantenimiento reducidos: uno de los trabajos menos agradables para un empleado de la planta es reemplazar los filtros tipo bolsa. Es un trabajo sucio y polvoriento y, dependiendo de la época del año, podría ser necesario hacerlo en condiciones climáticas extremadamente cálidas o frías. Además de ser desagradable, puede ser costoso para la empresa propietaria del filtro tipo bolsa. A menudo, este trabajo debe realizarse cuando la planta no está funcionando ya que el filtro tipo bolsa se debe apagar mientras se reemplazan los filtros tipo bolsa. Esto puede generar tarifas de trabajo de fin de semana o vacaciones, lo que encarece aún más el proyecto.

Las experiencias de campo han demostrado que los filtros tipo bolsa hidroentrelazada pueden durar de dos a tres veces más que las bolsas de fieltro de poliéster punzonadas cuando el reemplazo se debe a una caída de presión excesivamente alta. Suponiendo que las bolsas hidroentrelazadas duran el doble que las bolsas de fieltro punzonadas y teniendo en cuenta los costos de la mano de obra y las bolsas, una planta podría ahorrar más de $3.500 cada vez que sus empleados reemplazaran las bolsas hidroentrelazadas en un filtro tipo bolsa de 484 bolsas. Una vez más, si una instalación tiene múltiples filtros tipo bolsa, los ahorros pueden sumarse rápidamente.

Muchas empresas todavía usan filtros tipo bolsa para mantener limpias sus instalaciones. Al solicitar bolsas para filtros tipo bolsa de fieltro hidroentrelazado, los gerentes de la planta pueden mantener sus instalaciones más limpias mientras reducen sus costos de energía y mantenimiento.

Referencias
Kamath, M.G., Dahiya, A., y Hegde, R.R.(abril del 2004). Entramado (hidroentrelazado)
Rupp, J. (2008, julio/agosto). Spunlace or Hydroentangled Nonwovens. Recuperado de http://www.cottoninc.com/product/NonWovens/Nonwoven-News/NonwovenNewsArticles/2008/Spunlaced-Or-Hydroentangled-Nonwovens/
Gupta, H. (abril del 2013). Spunlace Technique (Hydroentanglement: A Technique of Non-woven Production). Recuperado en http://www.slideshare.net/himanshugupta3139/spunlace-hydroentanglement

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