Durante décadas se han utilizado materiales filtrantes de celulosa en sistemas industriales de captación y filtración de humos. Estos materiales filtrantes, compuestos por celulosa (80-85 %) y poliéster (15-20 %), capturan partículas contaminantes en una amplia variedad de aplicaciones en las que se produce polvo o humo, como la soldadura, corte por plasma y corte láser. Con el avance y disponibilidad de nuevas tecnologías basadas en nanofibras, estos filtros ahora son capaces de capturar más pequeñas partículas que nunca, mientras que al mismo tiempo ofrecen una mayor vida útil y requieren de menos energía. Al poder utilizar menor potencia en los ventiladores, consumen menos energía y requieren menos mantenimiento que sus predecesores.
La nanofibra en sí misma es una fibra de polímero sintético, con un tamaño normalmente menor de 200 micras y habitualmente encontrada incluso en menos de 100 micras, que se aplica mediante un proceso de pulverización en la parte superior de un medio filtrante para mejorar sus propiedades de filtración, proporcionar una mayor eficiencia y mejorar la limpieza. Cuando se ve a través de un microscopio de alta potencia, como un microscopio electrónico de escaneo (SEM), se puede ver claramente una capa de fibras muy finas que crean lo que parece una pantalla o cobertura extrafina asentada en la parte superior del soporte o sustrato. La imagen 1 abajo es una vista superior de la red de nanofibras sobre un material de celulosa. Las fibras más pequeñas tienen un tamaño aproximado de 100 nanómetros, mientras que las fibras mayores que se observan a continuación son de aproximadamente 20 micras (20.000 nanómetros) y más grandes. Es esta red la que proporciona todos los beneficios. La imagen 2 muestra una sección transversal del material filtrante completo. En la parte superior de la imagen se puede ver cómo de delgada es la capa de nanofibras comparada con el resto del material base de celulosa, aproximadamente 1/3000 de espesor. Puede ser difícil de creer que algo tan pequeño aporte tanto valor a la filtración del aire.
Durante décadas, en la industria de filtración de aire los medios y sistemas de filtración fueron diseñados de tal manera que la alta eficiencia solo se lograba después de horas de funcionamiento. En la puesta en marcha de un sistema con filtros nuevos, los filtros tenían primero que "ensuciarse" antes de poder proporcionar la eficiencia esperada. Las partículas contaminantes que alcanzan la superficie del filtro tenían que introducirse entre las fibras del material filtrante, permaneciendo durante la vida de éste. Esto se hizo intencionalmente para aumentar la eficiencia del filtro, mejorar la liberación de polvo durante la limpieza, creando así unas condiciones de funcionamiento estable. Esto es lo que se llama filtración de carga profunda. La filtración de carga superficial se da cuando la superficie del medio filtrante ya no permite que el polvo penetre en la parte más profunda del mismo. El polvo recogido por el filtro permanece en la superficie. Así, ya no se requiere que el polvo tenga que llenar espacios u orificios microscópicos para mejorar la eficiencia, ya que la superficie está diseñada para que el polvo se desprenda fácilmente y evitar que se quede adherido durante la limpieza. Con el avance de la tecnología de nanofibras su aplicación es cada vez mayor en filtros y colectores de polvo. Al emplear nanofibras en la superficie del medio filtrante se utiliza el concepto de filtración de carga superficial.
Son muchas las ventajas de la carga superficial del polvo capturado. El uso de nanofibras como vía de carga superficial de polvo puede ser la mejor opción para su necesidad de captación, filtración y recogida.
1 - Más fácil limpieza – Eliminar el polvo de la superficie del filtro, en comparación con extraerlo del interior del material filtrante, es más fácil y rápido. Se requieren menos ciclos de limpieza y menor consumo de aire comprimido, lo que reduce los costes de operación
2 - Captadores o filtros de polvo más pequeños: el tamaño de los colectores de polvo se define en base al tamaño de las partículas que se manejen, la cantidad de polvo a extraer y el caudal de aire. Cuando el polvo permanece en la superficie y los filtros son más fáciles de limpiar, se puede aplicar un mayor caudal de aire por cartucho. Esto tiene como resultado equipos más pequeños, menos filtros, y en general, menor coste de compra y operación.
3 - Menor consumo energético – con la carga superficial, ya sin el polvo "incrustado" en el material filtrante, se realiza una mejor limpieza de los filtros y, por tanto, la pérdida de carga de estos se mantiene más baja. Utilizando un variador de frecuencia para mantener un caudal de aire constante se ahorra energía en el uso del ventilador, reduciendo así el coste operativo del sistema.
4 - Menos mantenimiento – cuando los filtros se limpian más fácilmente y la pérdida de carga se mantiene baja, tenemos como resultado que los filtros duran más tiempo. De esta forma requerimos adquirir menos filtros, a la vez que su sustitución y eliminación es más sencilla , lo que redunda igualmente en menores costes de uso y mantenimiento.
Dependiendo de las necesidades de sus instalaciones, del tipo de polvo y otras variables de la aplicación y, tanto si necesita un sistema de extracción-filtración nuevo o simplemente se está considerando la actualización de un sistema más antiguo, los filtros que utilicen la última tecnología basada en nanofibras proporcionarán beneficios operativos y de mantenimiento con menores costes de operación.
El más moderno de los filtros MCP de Nederman, así como la mayoría de los sistemas similares en el mercado, utilizan filtros de cartucho. El cartucho con base de celulosa (tipo 175) ha sido durante mucho tiempo un componente estándar de nuestros sistemas de captación de polvo, pero ahora - en nuestra dinámica de innovación - está siendo reemplazado por el nuevo cartucho tipo CA 178, con base de celulosa combinada con nanofibras. Al disponer de tecnología de nanofibras, los cartuchos tipo 178 se pueden utilizar en muchos sistemas y dispositivos diferentes, tales como sistemas estacionarios Nederman de filtración para la extracción de polvo y humo como son los MCP, LCP, MJC, MJC Mini y SiloSafe, así como nuestros extractores portátiles de polvo y extractores de humo FilterBox y FilterCart. Se puede integrar en muchos equipos, configurándose como un componente estándar en todos los captadores de polvo Nederman.
En el futuro, es probable que veamos que los medios filtrantes de nanofibras continúen evolucionando, con fibras aún más pequeñas que las actuales. Esto, por ejemplo, permitiría una carga superficial aún mejor, una limpieza más sencilla y una mayor eficiencia en la recogida de partículas. Manténgase en contacto con Nederman para conocer de primera mano cuando estas mejoras tecnológicas futuras estarán disponibles para así mejorar su instalación.
Si tiene alguna pregunta sobre los medios filtrantes de nanofibras y los trabajos y avances de Nederman en este campo, puede ponerse en contacto conmigo en [email protected]. Encontrará muchos otros artículos en el Centro de Conocimiento de Nederman de nuestra página web, tratando materias como filtración de polvo combustible, extracción de humo de soldadura robotizada o extracción de polvo y extracción de humos provenientes de impresión 3D.
Tenemos una amplia experiencia haciendo frente a grandes desafíos en diferentes industrias. Nuestros expertos -altamente capacitados- están a su disposición para atender sus necesidades. Con nosotros puede sentirse seguro. Le daremos respuesta desde la más pequeña a las más compleja consulta. Bienvenido a Nederman.
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