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Aplicación de un Nuevo Estándar de Prueba para Comparar Colectores de Polvo Industriales

La industria de la filtración industrial ya tiene su primera norma para pruebas de rendimiento desarrollada específicamente para los colectores de polvo con limpieza por pulsos. La norma 199-2016 de ANSI/ASHRAE fue publicada conjuntamente el 1 de junio del 2016, por la American Society of Heating and Air Conditioning Engineers (ASHRAE, Sociedad Americana de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado) y el American Standards Testing Institute (ANSI, Instituto Nacional de Normalización Estadounidense).

El supervisor de laboratorio Chris Fischer, de Donaldson, era el presidente del comité de proyecto de la industria para la Norma 199 y, para su año final, fue fundamental para lograr finalizar el estándar de prueba después de una década de desarrollo. Fischer coordinó un grupo de trabajo de fabricantes de colectores de polvo competidores, usuarios finales y los principales laboratorios de pruebas. Andrés Untz, Ingeniero de Proyectos en Donaldson, también estuvo en el Comité durante tres años y fue uno de los principales contribuidores de la norma.

Por Qué es Importante la Nueva Norma de Prueba

La Norma 199-2016 de ANSI/ASHRAE prescribe el primer método de prueba de laboratorio para medir emisiones, presión diferencial promedio y consumo de aire en colectores de polvo limpiados por pulsos bajo condiciones de funcionamiento realistas. Se pretende mejorar los Valores de eficiencia Mínima Informado (MERV), un sistema de clasificación desarrollado para los filtros HVAC por ASHRAE 52.2, pero que se ha aplicado a los colectores de polvo durante los últimos años en ausencia de métodos de prueba más relevantes. 

Las clasificaciones de filtros según MERV han tenido las siguientes limitaciones en el ámbito de la colección de polvo:

  • Las clasificaciones de MERV califican la eficiencia de un filtro al minuto, bajo cargas estáticas, mientras que los colectores de polvo tienen que manejar cargas variables de polvo en grandes volúmenes.
  • Las clasificaciones de MERV son pertinentes solo para el elemento filtrante, no para el sistema de limpieza por pulsos completo.
  • Las clasificaciones de MERV no toman en cuenta el hecho de que es deseable un poco de apelmazamiento del polvo para una mejor filtración y limpieza más fácil.
  • Las clasificaciones de MERV informan un porcentaje de captura de polvo (por ejemplo, eficiencia del 99%), pero no cuantifican las emisiones reales que escapan del sistema.
  • Las clasificaciones de MERV favorecen a los filtros densos, que requieren más energía para el funcionamiento y la limpieza y pueden ofrecer menor vida útil del filtro.

Por estas razones, se esperaba una nueva norma para el rendimiento de la colección de polvo. Donaldson se reunió con pares de la industria para llenar un vacío y proporcionar a los clientes mejores datos comparativos.

Cómo Funciona la Metodología de Pruebas

Las clasificaciones de MERV corresponden solo a los elementos filtrantes. Mientras que la Norma 52.2 mide la eficiencia sobre la base del tamaño de partículas, la Norma 199 mide el rendimiento en de todo el sistema, incluyendo los filtros de aire y el colector de polvo. En las últimas etapas de 48 horas de limpieza se miden tres factores principales, la carga variable de polvo, y la falla y recuperación que imitan las condiciones reales. 

Este es el protocolo de pruebas:

Acondicionamiento: A partir de un juego de filtros limpios, el probador hace una carga de polvo inicial hasta el valor establecido por el fabricante para la presión diferencial alta, luego, inicia el sistema de limpieza por pulsos del colector de polvo y el sistema se ejecuta durante 4 horas. A continuación, para curar los filtros, el probador hace funcionar el colector durante 24 horas, con limpieza por pulsos en intervalos de 10 segundos. 

Prueba de Rendimiento: El acondicionamiento es seguido por una carga de polvo final y otras 24 horas de limpieza bajo demanda, que imita la forma en que un usuario final normalmente operaría el colector. Todos los datos de rendimiento se toman de las 4 últimas horas de esta etapa de limpieza bajo demanda, que muestra el consumo de aire comprimido y la caída de presión promedio en los filtros.

Prueba de Recuperación: El paso final de la prueba consiste en cambiar a una situación problemática, donde el probador apaga el sistema de limpieza por pulsos y continúa cargando los filtros hasta un punto de ajuste de caída de presión alta de 10 pulgadas de columna de agua, imitando una falla en el sistema. Luego, la limpieza por pulsos se vuelva a encender para ver si los filtros pueden volver a su estado previo a la condición problemática.

Hágase Estas Tres Preguntas Acerca de su Colector de Polvo

Al comparar colectores de polvo nuevos antes de una compra, pregunte sobre:

  1. Rendimiento en cuanto a emisiones
  2. Consumo de energía
  3. Vida Útil del Filtro

Los factores están interrelacionados y constituyen el costo total de operación.

Qué Datos de Rendimiento Informa la Norma 199 de ANSI/ASHRAE

La norma 199 no solo crea una prueba uniforme para colectores de polvo; también requiere una plantilla de reporte que sea uniforme. El resumen datos refleja los factores de rendimiento que realmente importan a los ingenieros y operadores de plantas: 

Emisiones en mg/m³: las partículas en las emisiones de ventilación son una indicación de eficiencia, pero los resultados de porcentaje de captura son solo un medio para un fin. La norma 199 mide el desempeño en cuanto a emisiones absolutas: cuánto material pasa a través del colector durante el funcionamiento normal, que es más significativo para los gerentes de planta que enfrentan la reglamentación y otros requisitos de información.

Presión Diferencial Promedio en Pulgadas de Columna de Agua - La energía que se necesita para mover un caudal de volumen de aire dado a través de un sistema de filtros curados es un importante inductor de los costos operacionales. En general, cuanto menor sea la presión diferencial promedio, menos será la energía que consume el sistema. Asimismo, valores más bajos de presión diferencial estabilizada suelen indicar que los filtros durarán más tiempo. 

Consumo de aire en pies³/1,000 pies³. El consumo de energía incluye la energía que necesita el ventilador para impulsar el aire a través de los filtros así como la energía para comprimir el aire que se usará en la limpieza por pulsos. Si un sistema mantiene una caída de presión estable de 2 pulgadas de columna de agua en el filtro y utiliza 20% menos de energía que un sistema de la competencia con esa misma presión, implicará un beneficio real en los costos de operación.

De Qué Forma Beneficia la Norma 199 a los Compradores 

Son muchas las aplicaciones, los entornos y las variables que intervienen en la selección de un colector de polvo. Antes era muy complicado hacer compras comparativas. Cuando los informes de la Norma 199 estén disponibles en los nuevos sistemas, los clientes podrán hacer una mejor investigación comparativa. Mientras tanto, las pruebas de la Norma 199 son voluntarias, no obligatorias. 

Donaldson está incorporando activamente en sus laboratorios de prueba la metodología de la Norma 199, con la intención de desarrollar nuevos colectores de polvo con el estándar de prueba en mente. 

Los líderes que participan en la Norma 199 esperan que se afiance en el mercado de la misma forma que lo hizo la norma ASHRAE 52.2 anterior, a medida que los clientes vean valor en ella y exijan los datos a sus proveedores de equipos de filtración. Con ese empuje, las empresas que sostienen el mercado de la ventilación industrial tendrán que responder y proporcionar los datos. En el proceso, se espera que la Norma 199 permita erradicar a los fabricantes de colectores de polvo de bajo rendimiento que en la actualidad hacen afirmaciones poco realistas a los clientes.

Mientras tanto, ¿qué pueden hacer los ingenieros de planta para aprovechar enseguida la Norma 199 de ANSI/ASHRAE? Utilizar los tres criterios de pruebas subyacentes de la norma. Preguntar a los proveedores sobre el rendimiento en emisiones, el consumo de energía y la vida útil del filtro, que están todos relacionados entre sí y conforman el costo total de propiedad. Para un negocio pueden ser indicadores de rendimiento más relevantes las emisiones y la energía total consumida para operar un sistema durante un año que una clasificación alta de MERV.

Podemos ayudarte a obtener la solución óptima para tu aplicación.

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