Cuatro modelos de secadores para compresor de aire: Ventajas y desventajas

En los procesos de fabricación existen servicios esenciales para la mayoría de los procesos como son el agua, la electricidad y el gas natural pero también lo es el aire comprimido. Numerosas empresas e industrias de fabricación dependen de él y de su calidad para sus operaciones diarias. Por tanto, eliminar la humedad es una prioridad para mejorar la calidad del aire comprimido. Los secadores para compresores de aire son la solución que debes tener en cuenta si buscas optimizar el sistema de aire comprimido.

Existen cuatro tipos de secadores para compresor de aire y cuya principal diferencia entre cada tipo de secador es el agente que se coloca dentro de la máquina para secar el aire entrante.

• Secadores refrigerados

• Secadores desecantes

• Secadores químicos

• Secadores de aire de membrana

¿Qué es un secador de aire para compresores?

La humedad puede entrar en la máquina de aire y de compresión de aire de varias maneras diferentes. Es posible que se esté utilizando un compresor de aire de tamaño insuficiente o que el compresor de aire tenga piezas que funcionan mal, lo que hace que absorba más humedad del aire que le rodea. El entorno de funcionamiento en el que se utiliza un compresor también marca la diferencia. Por ejemplo, las atmósferas de alta humedad son capaces de retener mucha más humedad que las atmósferas no húmedas. Cuando el aire alcanza una temperatura que favorece la saturación de humedad y la condensación, se conoce como punto de rocío.

Aunque siempre habrá algún nivel de humedad, un exceso de ella puede provocar óxido, corrosión y contaminar la calidad del aire comprimido. Un aire comprimido de mala calidad puede dañar el producto final o su uso final. Para reducir la cantidad de humedad en su aire comprimido y prolongar la vida de la máquina, es fundamental contar con un secador de aire comprimido.

Un secador de aire comprimido es una máquina diseñada para reducir significativamente la cantidad de humedad en el aire comprimido. Además de crear un lugar de trabajo más seguro e higiénico para los empleados, los secadores de aire promueven productos de alta calidad y minimizan la contaminación del aire comprimido. En algunos casos, como en los entornos de trabajo especialmente húmedos, un secador de aire puede suponer la diferencia entre paralizar las operaciones o avanzar en la producción.

Antes de saber cómo elegir un secador para compresores de aire comprimido, se debe conocer la siguiente información sobre el compresor de aire y el negocio:

• Los usos específicos del aire comprimido

• Punto de rocío de presión deseado

• La temperatura requerida del aire

• Con qué frecuencia se utilizará el aire comprimido

• El tipo de entorno en el que funciona el compresor de aire

Se debe tener en cuenta que se pueden necesitar varios tipos diferentes de compresores de aire y, en consecuencia, varios tipos de secadores de aire.

Tipos de secadores de aire comprimido

Aunque a menudo se da por sentado que los deshumidificadores y los compresores de aire son necesarios sobre todo para las grandes operaciones, las empresas más pequeñas también pueden beneficiarse del saneamiento y la potencia que proporciona esta maquinaria. Incluso si se trata de una operación que consta con menos de 10 empleados, un sistema de secado por aire comprimido podría ayudar a aumentar el volumen de producción.

1. Secadores frigoríficos

   De todos los secadores para compresor de aire, el secador frigorífico o refrigerado es el más popular. El secador de aire refrigerado funciona de forma similar a los frigoríficos domésticos, ya que se emplea un proceso de enfriamiento que evita la humedad. La principal diferencia son los elementos que se enfrían. Mientras que un frigorífico de cocina enfría y conserva los alimentos, un secador de aire refrigerado mantiene y mejora la calidad del aire en las plantas de fabricación.

   En el caso de un secador frigorífico para compresores, el aire comprimido se enfría a 1ºC. Una vez que el aire ha pasado por la válvula de entrada, se extrae y drena la humedad, y el aire recién secado se recalienta con el aire entrante. Al final de cada ciclo, el aire comprimido saliente tiene un punto de rocío de entre 1-4ºC. En general, el proceso del secador refrigerado crea un entorno de trabajo más higiénico mucho más propicio para la fabricación.

   Ventajas de los secadores frigoríficos

   • Son más baratos de instalar, en comparación con otros sistemas de secado por aire.

   • Los costes de funcionamiento y mantenimiento continuo son menores con los sistemas refrigerados.

   • Los sistemas refrigerados son resistentes a las partículas de aceite en el aire.

   Desventajas de los secadores frigoríficos

   • Estos tipos de sistemas de secado no son recomendables para temperaturas bajo cero, ya que la humedad del aire puede congelarse y dañar su máquina.

   • Los secadores frigoríficos tienen una capacidad mínima de punto de rocío.

   Secador no cíclico para compresores: En un secador frigorífico no cíclico, el refrigerante circula perpetuamente dentro de la máquina. Esto permite una rápida respuesta a los cambios en la carga, ya sea una densidad de humedad baja o alta en el aire entrante. De este modo, los entornos de fábrica con motores de vapor pueden deshumidificarse de forma muy similar a los entornos de baja humedad. El flujo del refrigerante se regula con una válvula de derivación o de descarga. En la mayoría de las unidades, el refrigerante se condensa mediante un intercambiador de calor después de que el proceso de compresión haya completado un ciclo. En los secadores frigoríficos se utiliza una gama de refrigerantes sin cloro, como los más ecológicos R134A y R410A.

   Dos ventajas significativas de un secador frigorífico no cíclico son el punto de rocío constante y su capacidad de funcionamiento continuo. Sin embargo, debido a este funcionamiento continuo, los secadores no cíclicos no conservan energía durante los períodos de bajo flujo de aire.

   Secadores Cíclicos para compresores de aire: Los secadores frigoríficos de tipo cíclico utilizan el refrigerante para enfriar una masa de glicol o aluminio, que rodea el paso de aire. El aire comprimido se enfría entonces mediante un disipador de calor controlado por termostato. A diferencia de los secadores frigoríficos no cíclicos, los sistemas cíclicos trabajan para conservar la energía durante los períodos de bajo flujo de aire. Sin embargo, el punto de rocío es variable. Los secadores frigoríficos cíclicos también suponen un coste elevado, en parte debido a su tamaño y peso.

2. Secadores desecantes

   Este tipo de secadores utilizan agentes desecantes para secar el aire comprimido, en un proceso conocido como adsorción en el que la humedad se adhiere al desecante sin disolverse. Básicamente, un secador desecante funciona como sigue:

   El aire comprimido se envía a través de un recipiente que contiene un par de torres, ambas llenas de un agente secante específico, como gel de sílice o alúmina activada. El agente desecante aspira la humedad del aire comprimido mediante un proceso de adsorción. A medida que esto continúa, el agente desecante se satura. El proceso de secado cambia de una torre a otra, y el aire comprimido del sistema sopla el material desecante para secarlo.

   Los secadores desecantes pueden ser sin calor, calentados internamente o calentados externamente. En los secadores desecantes regenerativos de la variedad sin calor, los calentadores no están presentes ni interna ni externamente. A 100 psig, un secador de este tipo suele tener un punto de rocío de -40ºC, aunque a veces el punto de rocío puede descender hasta menos 100 grados. En los secadores desecantes reactivados por calor, un calentador puede formar parte del sistema, ya sea interno o externo. Con un calentador interno, se necesita menos aire de purga para el proceso regenerativo. En los secadores desecantes que utilizan calentadores externos, el aire de purga calentado representa hasta el 10% del flujo de aire del secador. A menudo se necesita un filtro coalescente para proteger el agente desecante de la contaminación por aceite.

   Los secadores desecantes son importantes en una amplia gama de aplicaciones industriales, donde el proceso de secado es necesario para mantener la integridad de las operaciones y también para mantener la calidad de los productos. En resumen, los secadores desecantes permiten mantener entornos de humedad controlada. En algunos de los entornos más sensibles, los deshumidificadores refrigerantes son incapaces de proporcionar los niveles de secado adecuados, y de hecho tendrían el efecto de ser demasiado contundentes o insuficientes.

   Los secadores desecantes se consideran a menudo más potentes que los deshumidificadores por refrigerante porque estos últimos funcionan a un nivel que está en cierto modo determinado por la temperatura del aire circundante en un día determinado. Por lo tanto, los deshumidificadores por refrigerante funcionan mejor en temperaturas más cálidas, mientras que los secadores desecantes alcanzan su máxima eficiencia en ambientes más fríos.

   Los secadores desecantes se utilizan habitualmente en las siguientes aplicaciones:

   • Procesamiento de materiales: Cualquier material tiene sus propios requisitos de procesamiento, que deben cumplirse sin desviaciones para que las cosas se materialicen según lo previsto. Los secadores de aire desecantes ayudan a que esto sea posible.

   • Prevención del moho: Cuando se deja que la humedad se evapore en las superficies, se convierte en moho, lo que reduce la higiene en cualquier entorno de trabajo. Con un sistema de secado de aire comprimido, las fábricas se libran del moho.

   Las siguientes industrias, en particular, obtienen enormes beneficios de la utilización de sistemas de secado desecante: 

   • Atención sanitaria: En los entornos en los que se trata a los pacientes y se prescriben y administran medicamentos, la higiene del aire es de suma importancia. Para ello, los secadores desecantes ofrecen.

   • Alivio de inundaciones: Los secadores desecantes son un elemento común en los escenarios de ayuda a las inundaciones, ya que una vez que una inundación ha pasado por una zona, las propiedades deben secarse lo más rápidamente posible para evitar que el agua de la inundación se evapore y cause moho en la madera y los muebles.

   • Secado de alimentos: La humedad puede pudrir los alimentos antes de que salgan de la fábrica si no se deshumedece el aire ambiente y se le quitan las partículas de agua con un secador desecante.

   • Producción de tejidos: La humedad del aire puede encoger y dañar las superficies de los tejidos en las plantas de prensado que carecen de medios suficientes para controlar la calidad del aire ambiente.

   • Pistas de hielo: Para mantener un lecho de hielo sólido, una pista debe mantener el calor y la humedad ambiental al mínimo en todo momento, lo que hace que los sistemas de secado desecante sean esenciales en estos establecimientos.

   • Básicamente, cualquier producto que pueda perecer, atraer el moho o dañarse fácilmente sólo debería fabricarse en entornos en los que se empleen secadores de aire comprimido en todo momento.

    Ventajas de los secadores desecantes para compresores de aire

   • Los secadores desecantes regenerativos tienen puntos de rocío bajos.

   • Estos secadores funcionan con un coste de funcionamiento razonable.

   • Los secadores desecantes pueden emplearse en entornos remotos y peligrosos.

   Desventajas de los secadores desecantes

   • Los costes iniciales de instalación de un sistema desecante pueden ser elevados.

   • El lecho desecante de estos secadores debe sustituirse cada tres o cinco años.

   • Las partículas de aceite en el aire pueden degradar el agente desecante si no se filtra adecuadamente.

   • Los secadores desecantes suelen necesitar aire de purga.

   Comparemos el Secador de aire desecante frente a secadores de aire refrigerados

   A pesar de sus diferencias mecánicas, los secadores frigoríficos y los desecantes tienen más similitudes que diferencias, ya que ambos sirven para eliminar la humedad del aire ambiente cercano. Por lo tanto, el debate entre los dos tipos de secadores no se centra tanto en cuál es mejor, sino en cuál se adapta mejor a las necesidades de un entorno determinado. En algunos casos, los sistemas de secadores frigoríficos y desecantes funcionan mejor combinados entre sí, porque los puntos fuertes de un secador compensan los puntos débiles del otro, y viceversa.

   En cualquier caso, las preocupaciones más frecuentes de los fabricantes son las siguientes

   • Entornos de alta temperatura: En entornos de alta temperatura, los secadores refrigerados son más económicos que los deshumidificadores desecantes. Los secadores frigoríficos rara vez se utilizan en temperaturas más bajas porque los entornos más fríos requerirían una disminución de la temperatura del serpentín, lo que acabaría provocando su congelación. No hay una forma real de evitarlo, ya que las soluciones que existen -ciclos de descongelación, soluciones de salmuera, etc.- son difíciles de aplicar.
   • Entornos de baja temperatura: En entornos de baja temperatura, donde los niveles de humedad también son menores, los sistemas desecantes son la opción de secado más asequible. Por ello, los secadores desecantes están optimizados y se utilizan en entornos de 40 grados o menos. En la mayoría de los sistemas desecantes, la entrada se monta con una bobina de refrigeración o DX. Esto crea un efecto de doble refrigeración, por el que el aire se reduce de calor y de partículas de agua en el aire al entrar en el secador, y luego se enfría y deshidrata dentro del sistema.
   • Costes de energía térmica: En entornos en los que el coste de la energía térmica es mayor que el de la electricidad, los secadores desecantes son el sistema más rentable. Por el contrario, los secadores refrigerados son la opción más rentable en lugares donde los costes eléctricos superan a los del vapor o el gas. Por tanto, los costos energéticos podrían ser un factor determinante a la hora de decantarse por un sistema u otro al decir ahorrar energía en los sistemas de aire comprimido. Sin embargo, lo ideal sería que esto sólo determinara qué tipo de secador sería más óptimo durante la mayoría de las aplicaciones, sin descartar el otro por completo.

   Las aplicaciones que más probablemente favorezcan un método de secado predominantemente desecante sobre los refrigerantes son las industrias de procesamiento de alimentos, producción de medicamentos, ensamblaje de automóviles y almacenamiento marino. 

   En la mayoría de las aplicaciones en las que las temperaturas superan el umbral del desecante en dos dígitos, los secadores frigoríficos son la opción más eficaz y económicamente sensata. Sin embargo, incluso en lugares más cálidos, el uso ocasional de un secador frigorífico puede ayudar a reducir los costes a lo largo de un año si se utiliza en los momentos adecuados, como en las semanas más frías del invierno. Por ejemplo, los costes de refrigeración de un edificio equipado con HVAC pueden reducirse tratando el aire con un sistema desecante, lo que puede ayudar a reducir el consumo de energía de los ventiladores y las bombas y también a reducir las bobinas profundas y las caídas de presión.

3. Secadores químicos de aire

   Los secadores químicos utilizan un proceso de paso de aire comprimido sobre un lecho de productos químicos delicuescentes hasta que estos productos químicos se saturan con el exceso de humedad del aire. Los productos químicos utilizados en este proceso son los que tienen una capacidad natural de atracción de agua, como el sodio, el cloruro de calcio y el litio.

   A medida que estos productos químicos atraen y recogen la humedad, se eliminan, junto con el agua que han recogido. Por esta razón, disponer de un sistema de filtración de alta calidad es crucial para el éxito del funcionamiento del secador químico. De lo contrario, se corre el riesgo de que estos productos químicos se acumulen con el tiempo y provoquen problemas de rendimiento en el compresor y de calidad en el aire comprimido.

   Ventajas 

   • El funcionamiento de estos secadores es relativamente sencillo y requiere poca supervisión continua.

   • No hay piezas móviles que mantener.

   • Aparte del coste continuo de la sustitución de productos químicos, la instalación inicial suele ser económica. 

   Desventajas 

   • La sustitución de los productos químicos puede resultar costosa, especialmente si se utiliza el secador con frecuencia.

   • Dependen de sistemas de filtración de alta calidad para funcionar eficazmente.

   • La eliminación de los productos químicos saturados puede ser complicada y costosa.

4.  Secadores de aire de membrana

   Los secadores de membrana se utilizan a menudo para la deshumidificación y para aplicaciones que requieren la separación de gases, incluida la producción de alimentos. Cuando el aire comprimido entra en un secador de aire de membrana, se mueve a través de haces de fibras de membrana semipermeables. Estas fibras permiten que ciertos materiales, como el oxígeno, pasen a través de la membrana, separándolo del gas deseado. Estos secadores suelen tener un tamaño adecuado para proyectos pequeños y puntos de uso únicos.

   Ventajas

   • Los secadores de membrana no requieren electricidad, por lo que son ideales para su funcionamiento a distancia.

   • Su funcionamiento es más silencioso que el de otros secadores.

   • Su mantenimiento es fácil y asequible.

   Desventajas 

   • Requieren un aire constantemente limpio, libre de aceite y partículas.

   • Requieren un prefiltro que debe cambiarse con frecuencia para evitar su obstrucción. 

Consejos sobre secadores para compresor de aire

Tener un secador de aire es fundamental para mejorar la calidad y la eficiencia del aire comprimido. Para sacar el máximo partido a la inversión, a continuación, resumimos una serie de consejos de secadores para compresor de aire:

• Mejorar la calidad de su aire de entrada: Cuanto menos contaminado esté el aire de entrada, menos tendrán que trabajar el compresor y el secador de aire para purificarlo. Los contaminantes pueden ser líquidos, sólidos o gaseosos, y pueden entrar en el aire antes de ser procesado por la máquina, o dentro de la propia máquina. Dos medidas que puede tomar para minimizar esta contaminación son promover un espacio de trabajo limpio e introducir un sistema de filtración en su ciclo de aire comprimido. Si la industria requiere un aire muy regulado, también se recomienda un sistema de compresión sin lubricación.

• Utilizar un sistema de almacenamiento de aire comprimido: Utilizar un tanque de almacenamiento de aire comprimido para almacenar el aire seco y filtrado una vez comprimido. Esto ayudará a evitar que vuelva a entrar humedad en el aire, ahorrando tiempo, energía y valiosos recursos. 

• Programar el mantenimiento preventivo del compresor de aire: Un sistema de secado de aire eficiente significa poco si la máquina de aire comprimido no funciona correctamente. Para evitar contratiempos en la producción, se recomienda programar revisiones periódicas de mantenimiento preventivo para los sistemas de compresores y secadores de aire. También se debe crear e implementar un sistema de monitorización que le permita estar al día sobre el estado de su equipo y la calidad del aire producido. Tomar medidas preventivas como éstas puede alertar de posibles problemas y hacer que se ajusten antes de que se conviertan en reparaciones costosas y que requieran más tiempo posteriormente.