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Le tre "E" della gestione delle prestazioni del controllo della polvere: Esposizione, efficienza ed emissioni

Di Chrissy Klocker, Filtrazione di aria industriale di Donaldson

Quando si tratta di valutare le prestazioni di un sistema di raccolta della polvere, nel settore si parla molto dell'efficienza del filtro. Quanto bene funziona il filtro del collettore di polveri rappresenta però solo una parte dell'equazione.

Altri due fattori che è importante monitorare nel sistema di ventilazione sono: l'esposizione e le emissioni. Di seguito viene spiegato perché è importante il raggiungimento di ciascuna "E", e la loro modalità di interazione per controllare le prestazioni generali del sistema.

Esposizione

Dentro e fuori il processo di produzione, è necessario concentrarsi sulla fastidiosa esposizione alla polvere. Ciò comprende:

  • Le proprietà dei materiali prodotti o utilizzati nel tuo stabilimento e
  • I punti del tuo processo nei quali i dipendenti sono potenzialmente esposti a tali materiali.

Un igienista industriale qualificato può sottoporre ad audit il tuo stabilimento, esaminare varie funzioni lavorative e prelevare campioni dell'aria che respirano i tuoi dipendenti. Ciò determinerà le medie o massime concentrazioni dei contaminanti a cui essi sono esposti durante lo svolgimento di determinati incarichi.

In seguito a questa revisione, esegui un audit del tuo stabilimento per identificare tutte le fonti di polvere escluse e valutare se hai una adeguata cappa di ventilazione. La cappa può costituire un mezzo efficace per ridurre l'esposizione, ma solo se progettata efficacemente e correttamente posizionata in prossimità della fonte di produzione della polvere. Potresti scoprire nuovi punti in cui si produce la polvere, nei quali è necessario incrementare i controlli.

Una volta che avrai stabilito dove collocare le cappe, è importante pensare aldilà la dimensione delle stesse. Se sono già presenti delle cappe, stabilisci se stai estraendo un volume di controllo sufficiente per ciascuna cappa di ventilazione di scarico o se è necessario apportare delle modifiche. Un collettore di polvere può filtrare solamente il flusso d'aria che viene condotto ad esso, pertanto, se la cappa cattura il 20% della polvere, il sistema avrà un rendimento massimo del 20%, indipendentemente da quanti soldi investi negli altri componenti.

Dopodiché, esamina il tuo condotto. Hai una rete logica di condotti per convogliare la polvere o i fumi da ogni cappa fino al collettore? I condotti sono adeguatamente dimensionati per garantire il mantenimento delle velocità minime di trasporto consigliate? Il volume d'aria è sufficiente a mantenere la polvere in movimento verso il collettore evitando che si depositi all'interno del condotto?

La progettazione della cappa e del condotto non risulta mai esagerata per il controllo dell'esposizione. Le prestazioni del collettore di polveri dipendono dal modo in cui le cappe e il sistema del condotto interagiscono per catturare e trasportare la polvere dalle aree di esposizione al collettore.

Efficienza

Una volta che ti sei occupato delle aree di esposizione, puoi passare a considerare la tecnologia per la raccolta polveri di cui hai bisogno. Un buon collettore di polveri offre prestazioni costanti e prevedibili, il che significa che rimuove efficacemente i contaminanti che riceve mantenendo un volume d'aria costante a un costo energetico prevedibile.

Le dimensioni e il modello di un collettore di polveri influenzano l'energia impiegata per la ventola e la pulizia, necessaria per un funzionamento stabile. Considera il volume d'aria di cui hai bisogno e come ottenere il sistema più efficiente per somministrarlo. Se il tuo sistema fatica a mantenere il flusso di progettazione o pulisce eccessivamente, ciò può indicare la necessità di una nuova tecnologia.

Quando si valuta un collettore nuovo o esistente, devi prestare attenzione all'efficienza del filtro; ma non affidarti unicamente alla classificazione di un filtro nuovo. Un filtro classificato MERV 14, ad esempio, indica semplicemente un filtro che cattura una percentuale di polvere di prova in determinate condizioni, o in assenza totale di polvere. Una valutazione del filtro è molto simile al parametro mpg (miglia per gallone) per una auto nuova: è bene conoscerlo, ma raramente riflette le condizioni reali.

Nel funzionamento reale, un filtro di un collettore di polveri rigenerativo viene spesso pulito a impulsi in caso di carichi pesanti. Deve gestire la nuova polvere che entra nel collettore, oltre a tutta la polvere accumulatasi sul filtro (torta di polvere) nel tempo. Quando un collettore di polveri raggiunge un punto operativo stabile, la concentrazione di polvere sul setto è migliaia di volte superiore al carico in ingresso.  Per questo motivo, la valutazione di un collettore di polveri in base ai risultati raggiunti nel suo set point stabile, mediante test dell'esposizione e delle emissioni fornirà un'indicazione più precisa sulle prestazioni del sistema di ventilazione.

Emissioni

Ciò che passa attraverso il collettore è considerato emissioni in uscita. Supponendo che la tua ventola stia estraendo aria filtrata dal collettore verso un punto di scarico, ci sono molte altre domande che dovresti porti: "Qual è la qualità dell'aria filtrata che stai nuovamente immettendo nell'edificio o liberando all'esterno? Che cosa oltre all'aria filtrata potrebbe essere presente nel flusso d'aria? Sono presenti particelle, vapori o gas residui? Qualcuna di queste domande pone delle preoccupazioni? Quali altri azioni sono necessarie?".

Le uniche risposte affidabili provengono da test sistematici. Un'azienda che monitora la qualità dell'aria può eseguire test della ciminiera per misurare il volume e le concentrazioni di materiale scaricato all'uscita di un collettore. Per alcuni stabilimenti, l'EPA (Environmental Protection Agency, Protezione ambientale) richiede un costante monitoraggio delle emissioni. Per altri, possono essere applicate le norme OSHA (Occupational Safety and Health Administration, Amministrazione per la sicurezza e la salute sul lavoro) e altri standard, che stabiliscono una varietà di metodi di prova e limiti relativi alle emissioni o all'esposizione per i dipendenti.

Una volta che avrai valutato le tue esigenze di ventilazione e compreso i tuoi limiti per le emissioni, parla con il tuo fornitore del collettore di polveri o di filtri per individuare la tecnologia adatta al tuo processo. Questo partner può aiutarti a comprendere ciò che possono produrre le richieste di carico di polvere in termini di consumo energetico e di pulizia e come raggiungere le emissioni prefissate, sia in termini di costi che di efficienza energetica. Un set di apparecchiature può offrire una vita utile del filtro ragionevole a un costo iniziale inferiore, ma prevedere costi più elevati per l'aria compressa e la pulizia a causa del dimensionamento aggressivo del filtro. Un collettore di polveri di dimensioni più ridotte comporterà un costo iniziale più elevato, ma inferiori consumi di aria compressa e di energia per via di una pulizia meno frequente del filtro. E una pulizia del filtro meno frequente genera meno emissioni in uscita.  


Gestire le tre "E"

L'obiettivo di un sistema di controllo della polvere è quello di non superare le soglie relative all'esposizione e alle emissioni; ovvero rispettare gli indicatori di prestazione che contano davvero. L'efficienza di un collettore di polveri e del filtro è il risultato del raggiungimento di tali obiettivi.

Dal momento che ogni stabilimento è diverso, la gestione delle tre "E" può richiedere la collaborazione di più professionisti:

  • Un igienista industriale che valuti la qualità dell'aria interna e le potenziali esposizioni dei dipendenti e che fornisca, inoltre, suggerimenti su come affrontare questi punti; 
  • Una società che monitori la qualità dell'aria per testare le emissioni in uscita rispetto agli obiettivi di qualità dell'aria; e
  • Un progettista di ventilazione industriale qualificato che crei un sistema di raccolta della polvere che sia conforme al Manuale di progettazione Industrial Ventilation, pubblicato dalla American Conference of Governmental Hygienists Industrial.

Assicurati di coinvolgere questi professionisti ogni volta che apporti modifiche al tuo stabilimento o processo. Modificare il sistema di raccolta della polvere può alterare il delicato equilibrio del volume dell'aria in tutto il sistema. Ad esempio, inserirsi in un sistema con un altro condotto può creare un percorso di resistenza inferiore che devia l'aria dalle fonti originali. Un progettista della ventilazione industriale dovrebbe suggerire le modifiche da apportare al sistema. Testare nuovamente l'esposizione e le emissioni servirà a verificare anche che il funzionamento di un sistema rinnovato stia procedendo come previsto.

Leggi l'articolo di Klocker, "The Three E's in Dust Collection" (Le tre "E" nella raccolta della polvere) nell'edizione di febbraio 2018 di Powder & Bulk Solids.

Chrissy Klocker è una Responsabile tecnica delle applicazioni della divisione Filtrazione industriale dell'aria di Donaldson Company, Inc. Negli ultimi cinque anni, ha insegnato alla Industrial Ventilation Conference, a Lansing, in Michigan, dove fa anche parte del comitato di pianificazione della conferenza. Klocker ha conseguito una laurea in Ingegneria Civile presso la North Dakota State University e un master in Comunicazione d'impresa presso University of St. Thomas a Saint Paul, in Minnesota. 

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