Aire Comprimido y Gases Medicinales: Aplicaciones y Tecnologías

AIRE COMPRIMIDO

Ventajas

• Proviene de una fuente inagotable: el aire.
• Es transportable a grandes distancias.
• Puede almacenarse en depósitos fijos o móviles.
• La temperatura no lo afecta y es antideflagrante.
• No contamina y no requiere cañerías de retorno.
• Los elementos son simples, económicos y ocupan poco espacio.
• Mantenimiento sencillo y el riesgo de accidentes es mínimo.
• Es una energía muy versátil, adaptable a muchísimos campos de aplicación.

Desventajas

• Precio un poco elevado comparado con otras energías.
• La fuerza que puede producir es limitada.
• La velocidad no es constante debido a la compresibilidad del aire.
• Los aparatos que generan su descarga son ruidosos.

Elementos necesarios en la producción del aire comprimido

• Compresor: Es el elemento principal que define la presión final del aire comprimido.
• Filtros y captadores: El filtro retiene las partículas más gruesas, evitando que circulen por la instalación.
• Elementos de control: Tenemos los manómetros, los reguladores de presión y las válvulas finales.
• Depósito acumulador: También llamado pulmón, es un elemento muy importante.
• Red de distribución: Para poder abastecer de aire todas las máquinas y equipos que lo necesiten.
• Cañería de distribución: Debe ser inerte y compatible con el gas transportado.

GASES MEDICINALES

Aplicaciones

• As secado por refrigeración con nitrógeno líquido. Asseca de forma suave sustancias ultracongeladas para conservar las características biológicas y/o químicas.
• Molienda criogénica con nitrógeno o dióxido de carbono.
• Refrigeración de reactores químicos con nitrógeno, ya que muchos procesos de producción de medicamentos tienen lugar a temperaturas muy bajas.
• Inertización de recipientes y cañerías con nitrógeno o dióxido de carbono en forma de gas – Eliminar el riesgo de explosiones a través de polvos, gas o vapor inflamable, el nivel de oxígeno atmosférico se debe mantener por debajo de la concentración del Índice Límite de Oxígeno (LOI) lo que evita la creación de mezclas explosivas.
• El gel seco proporciona la capacidad de enfriamiento necesaria para transportar productos sensibles a la temperatura.

COMPRESORES

Se instalan en las centrales de aire comprimido. El trabajo del compresor son las transformaciones isotérmicas (temperatura constante y presión y volumen variables, con intercambio de calor con el exterior).

Compresores rotativos de paletas

El motor de paletas móvil gira excéntricamente en el interior de un cilindro en sentido radial, y las paletas móviles siempre están en contacto con el interior. El espacio entre cada dos paletas varía a cada revolución desde un volumen máximo hasta un valor casi nulo. Produce, así, la compresión del fluido. Este tipo no tiene válvulas (si tiene el antirretorno), puede trabajar a velocidades más altas que el alternativo y no ofrece un flujo de aire con discontinuidades. Su funcionamiento es muy silencioso, se usa mucho en aplicaciones frigoríficas de pequeña potencia.

Turbocompresores centrífugos

Son constituidos por uno o más carretes parecidos a los de las bombas centrífugas, en la salida de los cuales hay un difusor encargado de la transformación de la energía cinética cedida al fluido en energía de presión. El número de etapas sin refrigeración suele ser de 5 a 7. La relación de compresión suele ser superior a 10. El caudal puede llegar hasta 4000 m³/min.

Tipos de bombas cinéticas

Las bombas de rayo o sifón se conocen generalmente con el nombre de eyectores. En el supuesto de que se apliquen por la producción de vacío se conocen como trompas de vacío. El aire entra por una cañería a una tobera venturi que es un adaptador en forma cónica que hace aumenta la presión del aire que es liberado en la cámara, esto hace que la velocidad del aire suba y la presión de la cámara baje crea un vacío. El difusor ayuda a mejorar el vacío crea más deprisa de succión y liberando el aire a la cañería de descarga.

Los eyectores son bombas de vacío a chorro de vapor que emplean la energía cinética del vapor expandido para comprimir un gas a baja presión, hasta la presión atmosférica. Cuando se requiere más vacío, se necesitan dos, tres, cuatro etapas

Las bombas de difusión

Son las más económicas para conseguir vacíos elevados. Su funcionamiento se basa en un rayo de vapor de un aceite de baja presión de vapor (generalmente aceite de silicona) que entra a la parte superior de la bomba, arrastra a las moléculas de gas por impulsión mecánica y lo lleva en la zona de vacío previo logrado mediante otra bomba de vacío donde se evacuado del sistema por esta última

Bombas *turbomoleculares

Funcionan con un número de juegos de paletas móviles (rotor) y otros tantos juegos de paletas fijas (estator). Tanto las paletas móviles como las fijas están orientadas porque las moléculas presentes en la entrada (área de baja presión) sean lanzadas progresivamente hacia el área de alta presión (salida) donde son extraídas por una bomba auxiliar. En estas bombas las paletas actúan como si fueran raquetas de tenis, y cuando una molécula de gas se interpone en su trayectoria la impulsan en dirección al área de recogida.

Ventajas

• No utilizan aceite, son bombas secas.
• Necesitan poca refrigeración.
• Llegan a su régimen de funcionamiento óptimo con rapidez.

Inconvenientes

• Son costosas
• Son incompatibles con gases corrosivos.

Algunas definiciones

:• Humedad absoluta a una T determinada. Cantidad de vapor de agua por unidad de masa de aire seco• Humedad de saturación absoluta a una T determinada. Cantidad máxima de vapor de agua por unidad de masa de aire seco• Grado de saturación a una T determinada. Cociente entre la Cantidad de vapor de agua y la cantidad máxima de vapor de agua• Presión parcial a una T determinada. Presión que ejerce el contenido de agua contenido en un Kilogramo de aire seco a la presión atmosférica normal a una determinada temperatura.• Presión parcial de saturación a una T determinada. Presión que corresponde a la máxima del vapor a una determinada temperatura.• Humedad relativa. Grado de saturación en %• Punto de rocío. Temperatura a la cual la humedad llega a la saturación (100% de humedad relativa• Temperatura húmeda. Temperatura límite de enfriamiento lograda por una pequeña masa de líquido ( en nuestro caso agua) en contacto con una demasiada mucho más grande de gas húmedo( en este caso aire)

Deshumidificador por absorción. Es tipo desecando. Este utiliza un proceso físico térmico para conseguir porcentajes de humedad relativa del 0.1 por ciento, lo cual nos habla que es un ambiente extremadamente seco. El deshumidificador desecando industrial y más eficiente es aquel que preenfría el aire húmedo a temperaturas donde se condensa el agua en el aire inmediatamente. El agua es captada por una rueda desecando, la cual normalmente está hecha de

silicio o derivados de este. La desecante absorbe el agua, mientras que la rueda rota absorbe el líquido del aire y lo pasa por un sistema de aire caliente que sopla y seca la rueda para que vuelva al ciclo de absorber el agua del aire.

Este sistema puede *utilitzarse en un paso de reciclaje del aire seco. El sistema de un paso, como su nombre lo indica, pasa el aire húmedo una sola vez por la rueda desecando. El deshumidificador *desecant de reciclaje sirve para habitaciones cerradas o controladas. Es similar a un aire acondicionado que recicla el aire para cada vez enfriarlo más, porque este deshumidificador desecando de reciclaje pasa el aire una y otra vez a través del ciclo de la rueda desecando para así optimizar su uso, cada vez mejorando el nivel de secado del aire.