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InicioInformación sobre la filtración de aire industrialUn enfoque optimizado para el control del polvo en elevadores de granos y terminales
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Geronime/Boston/McGovern/Abelson

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 mover los granos de un punto a otro incluye elevadores pequeños de campo, elevadores grandes, grandes silos de almacenamiento, camiones, trenes, barcazas y buques transoceánicos. Además, cada vez que se mueven los granos de uno de estos puntos a otros, se genera polvo. Este polvo debe ser controlado, capturado y contenido. 

Tendencias

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

En el primer lugar de la lista se encuentra el hecho de que la mayoría de las plantas procesadoras de granos existentes tienen casi treinta años, dado que se construyeron durante la década de los ochenta. En la actualidad, treinta años más tarde, EE. UU. trata de mover el doble de la cantidad de granos a través de la misma capacidad, lo que genera una fuerte y creciente demanda con el fin de implementar soluciones para los procesos que mejoren el tiempo productivo y la confiabilidad. Cuando sea posible, es preferible evitar la construcción de nueva infraestructura si las mejoras de la infraestructura existente pueden satisfacer las necesidades de capacidad.

Si unas simples mejoras no fueran suficientes, se deberán realizar mayores inversiones para revitalizar las viejas instalaciones con actualizaciones, expansiones e incluso construir nuevas. Con las nuevas inversiones aparece un nuevo enfoque sobre la mejora del proceso para eliminar los flujos de desperdicio, mejorar la calidad del producto y mejorar la eficiencia energética. El objetivo no es el de simplemente reemplazar la vieja infraestructura, sino mejorarla.

La competencia entre las empresas comercializadoras de granos también alimenta la necesidad de mejorar las instalaciones existentes. En el río Columbia, donde está por terminarse la primera nueva terminal de exportación de la industria cerealera en 30 años, muchas terminales cerealeras cercanas se han involucrado (o están por hacerlo) en proyectos para mejorar su capacidad y eficiencia en el manejo de los granos. Sin estas inversiones, la nueva terminal tiene una importante ventaja en el mercado respecto a las terminales existentes e indudablemente podría apalancar esta ventaja para obtener participación de mercado.

Otra tendencia es un mayor enfoque en los problemas de emisión de polvo. Mientras que las regulaciones federales para la emisión de polvo por el tratamiento del grano no han cambiado sustancialmente en muchas regiones del país, algunas áreas (como la costa oeste) experimentan estándares de emisión más estrictos y un aumento de la obligatoriedad. Incluso en áreas donde la regulación de las emisiones no ha cambiado, las emisiones aún son un problema debido a su proliferación. A medida que más cantidad de personas se mudan cerca de las plantas procesadoras de granos, se reduce la tolerancia general frente a las emisiones de polvo, por lo que las empresas deben preocuparse cada vez más por las emisiones.

Finalmente, las regulaciones locales y las federales aún pendientes sobre el tratamiento del polvo combustible puede que sean sustancialmente diferentes a las mejores prácticas anteriores. El control del polvo es más importante que nunca para las cerealeras dado que buscan la conformidad con los próximos lineamientos de OSHA (Administración de Seguridad y Salud Ocupacional de los EE. UU.) que pretenden prevenir eventos catastróficos con polvo combustible.

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

  • Incremento de la producción 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 generadora de ganancias
  • Necesidad de reducir las emisiones de polvo para satisfacer los estándares más estrictos y resolver la proliferación de problemas
  • Anticipación de las regulaciones para el manejo del polvo combustible
Nuevas soluciones para el control del polvo

A medida que las tendencias industriales presionan a las empresas cerealeras a considerar el control del polvo como una parte integral de sus operaciones, la industria de recolección de polvo continúa proporcionando soluciones para estas demandas. En algunos casos, las empresas han aplicado soluciones que siguen viejas prácticas y enfoques, mientras que otras desarrollaron soluciones nuevas y más eficaces para satisfacer sus necesidades.

Un enfoque innovador en el manejo del polvo es la recolección y el tratamiento del polvo en el lugar de la generación, es decir en la fuente. La captura y el control del polvo en su fuente proporciona innumerables beneficios, entre ellos:

La reducción o eliminación de los flujos de desperdicio. Al capturar el polvo se lo retiene dentro del proceso que lo genera y permanece como parte del flujo de entrada de producción del producto. En lugar de enviar una porción del producto a la pila de polvo de desperdicio, permanece como parte del flujo de producto que tiene valor económico.

Reducción o eliminación del equipo para el flujo de desperdicios. Cuando los polvos producidos en un proceso son separados del flujo del proceso original, requieren el tratamiento y procesamiento por parte de un equipo independiente. Mantener el polvo dentro del flujo del proceso minimiza el costo y el mantenimiento de un equipo para el procesamiento del material.

Minimizar el recorrido de los ductos. Conlleva una enorme cantidad de energía desplazar el aire cargado con polvo a través de tramos extensos de ductos. La instalación de colectores de polvo en el punto de uso más cerca del proceso que genera el polvo, minimiza o elimina los ductos innecesarios, lo cual ahorra energía.

Menor mantenimiento del ducto. Al minimizar los tramos de ductos se reducen los costos de mantenimiento, se elimina el aire de desperdicio por las fugas en el sistema de ductos así como los costosos revestimientos de los ductos.

Instalación más fácil. Una menor cantidad de ductos equivale a una instalación más simple y fácil del equipo colector de polvo. Los colectores más pequeños y livianos implican una menor infraestructura de soporte en las plantas de procesamiento de granos, donde los colectores generalmente no están ubicados en el suelo.

Tiempo productivo y fiabilidad mejorados para el sistema en su conjunto Con la recolección centralizada del polvo, cuando el sistema de recolección de polvo requiere de un servicio para todo el sistema de gestión del polvo, a menudo toda la planta de procesamiento de granos se debe parar para resolver el problema. Con una serie de colectores en el punto de uso, cuando una parte individual del proceso se pone fuera de funcionamiento por tareas de mantenimiento, el resto del sistema continua funcionando. Esto genera un nivel de redundancia para el sistema, lo que mejora el tiempo productivo de la planta. Otros beneficios potenciales de los colectores en el punto de uso incluyen:

  • 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 el uso de operaciones que usan energía solo cuando necesitan procesar el polvo en cada área. Este enfoque elimina la energía desperdiciada usada para extraer aire de las áreas que no generan polvo.
  • Tecnologías que extienden la vida útil del filtro para reducir la frecuencia de mantenimiento

Para sostener una solución innovadora de control del polvo en el punto de uso, se requiere un producto de filtración de polvo que ocupe menos espacio, pero con un sólido desempeño para manejar volúmenes de aire medianos y grandes. Los colectores de polvo de manga y de cartucho son generalmente demasiado grandes para la instalación en el punto de uso o, si su tamaño es adecuado, no pueden manejar el volumen de aire necesario.

Los productos más nuevos en el mercado, tales como el colector de polvo de la serie CP PowerCore® de Donaldson® Torit®, funcionan muy bien como colectores en el punto de uso de la fuente. Dado que el colector es pequeño, liviano, fácil de mantener y adecuado para manejar el volumen de aire requerido, este producto ofrece distintas ventajas respecto a las normales tecnologías de manga, las que se han usado por más de 40 años.

Este tipo de productos ofrecen la capacidad de recoger los materiales en la fuente y permiten controlar el polvo mediante inversiones más adecuadas en términos de costos energéticos. Los colectores en el punto de uso reducen el volumen de aire para el control del polvo, reducen la inversión en hp y minimizan los costos energéticos de funcionamiento. Gracias a su menor tamaño y bajo perfil, el colector Torit PowerCore CP se puede instalar en diferentes lugares en las nuevas plantas como colectores en la fuente y se puede colocar en espacios reducidos de las plantas existentes para resolver los problemas del polvo perjudicial.

Nuevas opciones de medio

El medio del colector de polvo con filtros de manga convencional siempre ha tenido una baja eficacia 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, el medio de nanofibras en colectores de polvo tipo cartucho proporcionó mayores niveles de eficacia para los procesos donde se aplicaban los colectores de polvo de cartucho. Sin embargo, los colectores de polvo de cartucho no se han adecuado de manera óptima en la mayoría de las operaciones de manejo de granos y, por consiguiente, este eficaz medio no ha sido ampliamente adoptado. Con la presentación de la serie CP Torit PowerCore, se encuentra disponible un medio de nanofibras Ultra-Web® más eficaz para la industria de granos. Las pruebas demostraron que las emisiones se pueden reducir hasta un 78% cuando se usa el medio de nanofibras Ultra-Web®. El medio de filtración Ultra-Web® del colector de la serie CP Torit PowerCore realmente representa la mejor tecnología disponible para el control del polvo en la industria cerealera.

Cuando una planta no se encuentra en condiciones de reemplazar los colectores centralizados, otra estrategia que ayuda a resolver algunos de los problemas que enfrentan las empresas cerealeras es actualizar el medio usado en sus colectores existentes. Las bolsas Dura-Life® duran entre 2 y 3 veces más que las bolsas estándar y permiten tanto ahorrar energía como generar menos emisiones. Otra opción es cambiar las bolsas estándar por bolsas plegadas. Los filtros de bolsa plegada Ultra-Web SB proporcionan una vida útil del filtro más extensa, mayor eficacia y ahorro de costos para los colectores para polvo con filtros de manga existentes. Las bolsas plegadas pueden ayudar a resolver los problemas de abrasión de la bolsa y pueden permitir que una mayor cantidad de aire pase por el colector al incrementarse la superficie del medio.

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 planta, debe considerarse que un elevador de granos normal maneja 40 000 bushels por hora, que transfiere los granos de los vagones a las barcazas.

 

optimizedapproach2.pngFigura 1.
Estrategia actual del control del polvo en el punto de uso

 

La figura 1 muestra el lugar típico del elevador con una estrategia convencional de control de polvo centralizado. Esta planta utiliza 15 colectores de polvo de manga centralizados, que mueven aproximadamente 99 000 cfm de aire cada vez que la planta funciona y toda la instalación se deberá parar periódicamente para realizar el mantenimiento del colector de polvo. Estos sistemas centralizados requieren de la instalación de una importante cantidad de ductos en la planta, agregando el desafío de instalación y mantenimiento a las instalaciones. Los costos de energía correspondientes solo para el movimiento del aire en este sistema centralizado excedería los $70 000 por año y, adicionalmente, el polvo recogido de los diferentes colectores de manga requerirá sistemas de manejo del material que son caros y necesitan un mantenimiento intensivo. Este enfoque centralizado también genera un flujo de desperdicios de menor valor para el polvo recogido.






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Figura 2.
Colectores de polvo con filtros de manga centralizados tradicionales
Figura 3.
Estrategia actual del control del polvo en el punto de uso
 
La figura 3 muestra la misma instalación elevadora de 40 000 bushels por hora con un enfoque más actual que aprovecha la estrategia de control de polvo que lo captura en el punto de uso. La instalación utiliza 43 colectores de polvo en el punto de uso de Torit PowerCore serie CP y un colector de polvo con filtro de manga que mueve la misma cantidad de aire cuando funcionan todas las áreas de la planta. Sin embargo, hay zonas individuales de la planta que se pueden detener cuando ciertos procesos no se llevan a cabo o por razones de mantenimiento. Los costos energéticos para esta estrategia de punto de uso rondan los $55 000 por año, con un ahorro en el costo de energía de aproximadamente un 22%, en comparación con la estrategia más tradicional de un sistema centralizado, tan solo en términos de costos de movimiento de aire. Además, el enfoque de punto de uso no genera el flujo de desperdicios de menor valor. El polvo recogido se devuelve al flujo principal de productos y se reduce el mantenimiento de una extensa cantidad de ductos, o bien se los elimina en algunas áreas.

En la figura 4, la estrategia de control de polvo en el punto de uso se implementó en una importante terminal de exportación de granos en la costa del Golfo. La figura 5 muestra el detalle de un colector en el punto de uso en un silo.

Figura 4.
Implementación de la estrategia de punto de uso
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Figura 5.
Control del polvo en el punto de uso en un silooptimizedapproachfigure4.jpg
optimizedapproach5.pngFigura 6.
Control del polvo en el punto de uso en la pata del elevador
  

Tenga en cuenta que el conocimiento de las mejores prácticas es fundamental para aplicar una estrategia de punto de uso, lo que incluye cómo seleccionar y aplicar de manera correcta el equipo en el punto de uso. Por ejemplo, no se recomienda la recolección en el punto de uso directamente en las patas de un elevador de cuchara; sin embargo, un colector en el punto de uso adecuadamente seleccionado y diseñado puede permitir que los polvos capturados se devuelvan a la tolva del elevador, lo que ofrece los beneficios de la recolección en el punto de uso de conformidad con la mayoría de los estándares. (Véase la figura 6)

Conclusión

La combinación de la estrategia de gestión de polvo de punto de uso y los colectores de la serie CP Torit PowerCore para el control del polvo en la industria cerealera representa la mejor estrategia de gestión del polvo para satisfacer las cambiantes expectativas y necesidades de la industria. La tecnología ha sido probada en numerosas plantas de tratamiento de granos solo en los EE. UU., y constituye lo que se debería considerar como la mejor tecnología disponible para el control del polvo. Esperamos que las principales empresas cerealeras consideren cada vez más las tecnologías de recolección de polvo en el punto de uso para sus operaciones.

 

 

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VÍDEOS EN PRESENTACIÓN

LA TECNOLOGIA DE COLECCIÓN DE POLVOS TORIT EN APLICACIONES DE GRANOS Y SEMILLAS

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El Director Nacional de Ventas en E.E.U.U., Hube Visee, explica la tecnología de colección de polvo en aplicaciones de granos y semillas, donde cada vez que los granos se mueven de un lugar a otro, se genera polvo.

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LA TECNOLOGIA DE COLECCIÓN DE POLVOS TORIT EN APLICACIONES DE GRANOS Y SEMILLASEl Director Nacional de Ventas en E.E.U.U., Hube Visee, explica la tecnología de colección de polvo en aplicaciones de granos y semillas, donde cada vez que los granos se mueven de un lugar a otro, se genera polvo.