Cada año se producen y mueven más de 18,000 millones de bushels de granos a través de los sistemas de manejo de granos en los EE. UU. La capacidad de los Estados Unidos de alimentar a su población y al ganado, de sostener el movimiento de biocombustibles y de exportar el exceso de granos a los mercados emergentes es un punto de orgullo nacional y de fortaleza.  La infraestructura para trasladar los granos de un punto a otro incluye elevadores rurales pequeños, elevadores grandes, terminales cerealeras grandes, camiones, trenes, barcazas y buques transoceánicos.  Además, cada vez que los granos se trasladan de uno de estos puntos a otro, se genera polvo.  Este polvo se debe controlar, capturar y contener. 

Tendencias

Existen varias tendencias que afectan las estrategias de colección de polvo en la industria cerealera. 

En la parte superior de esta lista se encuentra el hecho de que la mayoría de las instalaciones existentes para el manejo de granos tienen casi cuarenta años, ya que se construyeron durante la década de los ochenta.   Ahora, años después, Estados Unidos intenta trasladar el doble de granos utilizando los mismos recursos fijos, lo que provoca la necesidad fuerte y creciente de implementar soluciones de procesamiento que mejoren los tiempos de actividad y la confiabilidad.  Si es posible, se recomienda evitar la construcción de nueva infraestructura cuando las mejoras a la infraestructura existente puedan sostener las necesidades en cuanto a capacidad.

Cuando las mejoras simples no sean suficientes, se realizarán inversiones más importantes para revitalizar las instalaciones anticuadas mediante actualizaciones, expansiones o incluso la construcción de nuevas instalaciones.  Las nuevas inversiones aportan un nuevo enfoque en la mejora del proceso para eliminar los flujos de desperdicios, mejorar la calidad del producto y aumentar la eficiencia energética.  El objetivo no es simplemente reemplazar una infraestructura obsoleta, sino mejorarla.

La competencia entre las empresas comercializadoras de granos también fomenta la necesidad de mejorar las instalaciones existentes. En el río Columbia, muchas terminales cerealeras se han involucrado (o están por hacerlo) en proyectos para mejorar su capacidad y eficiencia en el manejo de los granos. 

Otra tendencia es un mayor enfoque en los problemas de emisión de polvo.  Si bien las regulaciones federales sobre emisiones de polvo de granos no han cambiado significativamente en muchas partes del país, algunas áreas (como la Costa Oeste) están experimentando estándares de emisión más estrictos y un mayor control de su cumplimiento.  Incluso en áreas donde las emisiones reguladas no han cambiado, estas siguen siendo un problema debido al avance de la ocupación de tierras.  A medida que los vecinos se acercan a las instalaciones que manejan granos, la tolerancia general a las emisiones de polvo disminuye, por lo que quienes manipulan granos deben preocuparse más por las emisiones.

Por último, las regulaciones locales y federales pendientes sobre la gestión de polvos combustibles pueden ser sustancialmente diferentes de las prácticas recomendadas en el pasado.  El control del polvo es más importante que nunca para quienes manipulan granos mientras intentan cumplir con las próximas regulaciones de la OSHA destinadas a prevenir incidentes catastróficos provocados por polvo combustible.

Para resumir, las tendencias principales que afectan las estrategias de colección de polvo en la industria cerealera incluyen:

• aumento del flujo de material
• Protección de la competitividad del mercado
• Mejora del tiempo productivo y de la confiabilidad
• Deseo de eliminar los flujos de desperdicios y mejorar la calidad del producto
• Enfoque en la eficiencia energética como impulsor de rentabilidad
• Necesidad de reducir las emisiones de polvo para satisfacer los estándares más estrictos y gestionar problemas por cercanía urbana
• Anticipación de las regulaciones para el manejo del polvo combustible

Nuevas soluciones para el control del polvo

A medida que las tendencias de la industria impulsan a los manipuladores de granos a considerar el control de polvo como parte integral de sus operaciones, la industria de colección 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 novedosas y eficaces para satisfacer las nuevas exigencias.

Un enfoque innovador con respecto a la gestión del polvo consiste en recolectarlo y manejarlo en su punto de generación, es decir, en la fuente de emisión. Capturar y controlar el polvo en la fuente ofrece varios beneficios, como los siguientes:

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

Reducción o eliminación de equipos en el flujo de desperdicios.  Cuando los polvos que se generan en un proceso se separan del flujo del proceso original, requieren equipos de manipulación de materiales y equipos de procesamiento independientes. El hecho de mantener el polvo dentro del flujo del proceso minimiza el costo y el mantenimiento de más equipos de manipulación de materiales.

Disminución al mínimo de la cantidad de tramos de ductos.  Se necesita una enorme cantidad de energía para hacer circular el aire cargado de polvo a través de tramos de ductos largos.  La instalación de colectores de polvo en los puntos de uso más cercanos al proceso que genera el polvo minimiza o elimina los ductos innecesarios, lo que permite ahorrar energía.

Reducción en el mantenimiento de ductos.  Minimizar los tramos de ductos reduce los costos de mantenimiento, suprime el desperdicio de aire debido a fugas en el sistema de ductos y elimina el costoso revestimiento de ellos.

Instalación más sencilla.  La menor cantidad de ductos también equivale a una instalación más simple y sencilla de los equipos de colección de polvo.  Colectores más pequeños y livianos implican una menor infraestructura de apoyo en las instalaciones que manejan granos donde los colectores no suelen instalarse en el suelo.

Mejora de los tiempos de actividad y la confianza en todo el sistema.  Con la colección centralizada de polvo, cuando un sistema de colección de polvo requiere mantenimiento, todo el sistema de manejo de polvo y, a menudo, la totalidad de las instalaciones que manejan granos deben suspender sus actividades para resolver el problema.  Al utilizar una de la serie de colectores en el punto de uso, cuando un tramo individual del proceso se desconecta para recibir mantenimiento, el resto del sistema se mantiene funcionando.  Esto proporciona al sistema cierto grado de redundancia que mejora los tiempos de actividad de las instalaciones. Otros beneficios potenciales de los colectores en el punto de uso son:

• Minimizar el impacto en el tiempo productivo por razones de mantenimiento. La minimización de tiempos muertos 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 el desperdicio de energía para extraer aire de áreas que no manejan polvo.
• Tecnologías que extienden 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 un producto de filtración de polvo que ocupe muy poco espacio, pero que ofrezca un rendimiento sólido para manejar volúmenes de aire moderados a grandes.  Los colectores tradicionales con filtros tipo bolsa y tipo cartucho generalmente son demasiado grandes para instalarlos en los puntos de uso o, si se puede ajustar su tamaño para adaptarlos, no pueden manejar los volúmenes de aire necesarios.

El colector de polvo Donaldson® Torit® PowerCore® serie CP funciona muy bien como colector de origen en los puntos de uso.  Al tratarse de un colector pequeño, liviano y fácil de mantener que puede de manejar el volumen de aire requerido, este producto ofrece claras ventajas sobre las tecnologías más típicas de colectores baghouse, que se han utilizado durante más de 40 años.

Productos como este ofrecen la capacidad de recolectar materiales en la fuente de emisión y permiten controlar el polvo con una inversión más manejable en cuanto a costos de energía. Los colectores en los puntos de uso disminuyen el volumen de aire para controlar el polvo, reducen la inversión en caballos de fuerza y minimizan los costos operativos de energía.  Gracias a su tamaño más pequeño y bajo perfil, el colector Torit PowerCore CP se puede instalar en varias ubicaciones de instalaciones nuevas como colectores de origen. Además, se puede introducir en espacios reducidos en instalaciones existentes (debido a su tamaño más pequeño) para resolver problemas de polvo molestos.

Nuevas opciones de medio

Las medias filtrantes convencionales para baghouse siempre ha tenido una baja eficiencia relativa comparado con las nuevas opciones de medio, que ahora pueden ayudar a las plantas a satisfacer su demanda de reducción de emisiones y ayudan a evitar la proliferación de problemas.

Durante décadas, los medios filtrantes de fibras finas en los colectores de polvo tipo cartucho han proporcionado niveles más altos de eficiencia en los procesos donde se aplican este tipo de colectores; sin embargo, los colectores de cartucho de polvo no se han adaptado del mejor modo a la mayoría de las operaciones de manejo de granos y, por lo tanto, este medio filtrante tan eficiente no ha tenido un uso generalizado.  Con el lanzamiento del colector Torit PowerCore serie CP, ahora hay disponibles medios filtrantes con fibras finas Ultra-Web® más eficientes para la industria de granos.  Las pruebas han demostrado que las emisiones se pueden reducir hasta un 78 % cuando se usan medios filtrantes con fibras finas Ultra-Web®.  El uso de medios filtrantes Ultra-Web® en colectores Torit PowerCore serie CP representa lo mejor en cuanto a tecnología de control de polvo disponible para la industria de granos.

Si las instalaciones no están en condiciones de reemplazar a los colectores centralizados, otra estrategia que ayuda a resolver algunos de los problemas que enfrentan quienes manipulan granos consiste en actualizar los medios filtrantes que emplean sus colectores actuales.  Las bolsas Dura-Life® duran dos o tres veces más que las bolsas comunes y permiten ahorrar energía y generar menos emisiones.  Otra opción es cambiar las bolsas comunes por bolsas plisadas.  Las bolsas plisadas Ultra-Web SB ofrecen una vida útil más prolongada, una mayor eficiencia y un ahorro superior en cuanto al costo de los colectores baghouse existentes.  Las bolsas plisadas pueden ayudar a resolver los problemas de abrasión de las bolsas y permitir que pase más aire a través del colector aumentando la superficie del medio filtrante.

Ejemplo de comparación de soluciones para el control del polvo

Para ayudarlo a comprender la manera en que una estrategia de control del polvo en el punto de uso puede incidir en los costos operativos de la instalación, debe considerarse que un elevador de granos normal maneja 40,000 bushels por hora, que transfiere los granos de los vagones a las barcazas.

La figura 1 muestra un sitio habitual con elevador que emplea una estrategia de control de polvo centralizada convencional.  En estas instalaciones se utilizarían 15 colectores de polvo con filtro tipo bolsa centralizados, que harían circular unos 2800 m³/min (99,000 cfm) de aire en todo momento que las instalaciones estuvieran en funcionamiento, y habría que suspender todas las actividades para realizar el mantenimiento periódico de los colectores de polvo.  Estos sistemas centralizados implicarían tener que instalar una cantidad significativa de ductos que se sumarían al desafío del sitio en cuanto a instalación y mantenimiento.  Los costos de energía solo para hacer circular el aire en este sistema centralizado podrían superar los 70,000 USD al año; y, además, el polvo recolectado por los diversos colectores con bolsas filtrantes exigiría contar con sistemas de manipulación de materiales de costo elevado y necesidades de mantenimiento intensivo.  Este enfoque centralizado también crea un flujo de desperdicios de bajo valor para el polvo recolectado.

En la figura 3, se muestran las mismas instalaciones con un elevador normal que maneja 40,000 bushels por hora con un enfoque más contemporáneo que aprovecha la captura en la fuente en los puntos de uso como estrategia de control de polvo.  En estas instalaciones, se utilizarían un colector baghouse y 43 colectores de polvo Torit PowerCore serie CP en los puntos de uso que harían circular la misma cantidad de aire cuando todas las áreas de las instalaciones están en funcionamiento, aunque zonas individuales de las instalaciones estuvieran inactivas cuando determinados procesos no estén funcionando o cuando sea necesario realizar algún mantenimiento.  Los costos de energía correspondientes a esta estrategia de puntos de uso ascenderían a 55,000 USD al año, lo que equivale a un ahorro de casi el 22 % en comparación con una estrategia centralizada más tradicional, solo en costos relacionados con la circulación del aire.  Además, el enfoque de puntos de uso no genera el flujo de desperdicios de bajo valor.  El polvo recolectado regresa al flujo de productos primarios y, en algunas áreas, se reduce o elimina el mantenimiento de los numerosos ductos.

En la figura 4, se implementó la estrategia de control de polvo en los puntos de uso en una importante terminal de exportación de granos de la costa del golfo de México.  La figura 5 muestra en primer plano un colector en el punto de uso en un silo.

Tenga en cuenta que el conocimiento de las prácticas recomendadas es esencial para aplicar una estrategia de punto de uso, incluida la comprensión de cómo seleccionar y aplicar correctamente el equipo en el punto de uso. Como ejemplo, no se recomienda la colección en el punto de uso directamente en las patas de un elevador de cuchara; sin embargo, un colector 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 colección en la fuente de emisión en el punto de uso de una manera que cumpla con la mayoría de los estándares.

Conclusión

La combinación de una estrategia de manejo del polvo en el punto de uso y los colectores Torit PowerCore serie CP para el control del polvo en la industria de granos representa una estrategia de manejo del polvo del mejor nivel para satisfacer las cambiantes expectativas y requisitos de la industria. La tecnología ha demostrado su eficiencia en numerosas plantas de granos solo en Estados Unidos y constituye lo que debería considerarse como la mejor tecnología de control de polvo disponible. Anticipamos que los principales manipuladores de granos considerarán cada vez más las tecnologías de colección de polvo en el punto de uso en sus operaciones.