La limpieza acústica es un método de mantenimiento utilizado en sistemas de almacenamiento y manipulación de materiales que manipulan materiales granulares o particulados a granel , como elevadores de granos , para eliminar la acumulación de material en las superficies. Un aparato de limpieza acústica, normalmente integrado en el equipo de manipulación de materiales, funciona generando potentes ondas sonoras que sacuden las partículas que se desprenden de las superficies, reduciendo la necesidad de limpieza manual.
Un limpiador acústico consiste en una fuente de sonido similar a una bocina de aire que se encuentra en camiones y trenes, conectada al equipo de manipulación de materiales, que dirige un sonido fuerte al interior. Funciona con aire comprimido en lugar de electricidad, por lo que no hay peligro de que se produzcan chispas, que podrían provocar una explosión. Está formado por dos partes:
La longitud total de las bocinas de los limpiadores acústicos oscila entre 430 mm y más de 3 metros. El dispositivo puede funcionar en un rango de presión de 4,8 a 6,2 bares o de 70 a 90 psi. El nivel de presión sonora resultante será de unos 200 dB.
Generalmente existen 4 formas de controlar el funcionamiento de un limpiador acústico:
Un limpiador acústico normalmente sonará durante 10 segundos y luego esperará 500 segundos más antes de volver a sonar. Esta relación de encendido/apagado es aproximadamente proporcional a la vida útil del diafragma. Siempre que el entorno operativo esté entre −40 °C y 100 °C, un diafragma debería durar entre 3 y 5 años. El generador de olas y la campana tienen una vida útil mucho más larga y, a menudo, durarán más que el entorno en el que operan. [1]
Las campanas más antiguas, que estaban hechas de hierro fundido, eran susceptibles a oxidarse en determinados entornos. Las nuevas campanas fabricadas con acero hilado 316 no tienen problemas de oxidación y son ideales para entornos estériles como los que se encuentran en la industria alimentaria o en plantas farmacéuticas.
La limpieza acústica comenzó a principios de la década de 1970 con experimentos utilizando bocinas de barcos o sirenas antiaéreas . Los primeros limpiadores acústicos se fabricaron con hierro fundido . A partir de 1990, la tecnología se volvió comercialmente viable y comenzó a utilizarse en las industrias de procesamiento en seco, almacenamiento, transporte, generación de energía y manufactura. La última tecnología utiliza acero inoxidable hilado 316 para garantizar un rendimiento óptimo.
La mayoría de los limpiadores acústicos funcionan en el rango de frecuencia de audio de 60 Hz a 420 Hz. Sin embargo, algunos funcionan en el rango infrasónico , por debajo de 40 Hz, que en su mayoría está por debajo del rango auditivo humano, para satisfacer estrictos requisitos de control de ruido . Hay tres campos científicos que convergen en la comprensión de la tecnología de limpieza acústica.
Un limpiador acústico creará una serie de fluctuaciones de presión inducidas por un sonido muy rápido y potente que luego se transmiten a las partículas sólidas de ceniza, polvo , gránulos o polvo. Esto hace que se muevan a diferentes velocidades y se despeguen de las partículas adyacentes y de la superficie a la que se adhieren. Una vez separados, el material se caerá debido a la gravedad o será arrastrado por el gas de proceso o la corriente de aire.
Las características clave que determinan si un limpiador acústico será efectivo o no para un problema determinado son el rango de tamaño de las partículas, el contenido de humedad y la densidad de las partículas, así como cómo estas características cambiarán con la temperatura y el tiempo. Normalmente, las partículas de entre 20 micrómetros y 5 mm con un contenido de humedad inferior al 8,5% son ideales. Los límites superiores de temperatura dependen del punto de fusión de las partículas y se han empleado limpiadores acústicos a temperaturas superiores a 1000 °C para eliminar la acumulación de cenizas en las plantas de calderas.
Es importante adaptar las frecuencias de funcionamiento a los requisitos. Las frecuencias más altas se pueden dirigir con mayor precisión, mientras que las frecuencias más bajas se transmitirán más lejos y generalmente se utilizan para requisitos más exigentes. Una selección típica de frecuencias disponibles sería la siguiente:
La introducción de limpiadores acústicos ha supuesto una mejora significativa en muchas áreas de la salud y la seguridad . Por ejemplo, en la limpieza de silos , las soluciones anteriores tendían a ser intrusivas o destructivas. Los cañones de aire, los sopladores de hollín , los vibradores externos, los martillazos o la costosa entrada de personal son reemplazados por bocinas sónicas no invasivas. Un limpiador acústico no requiere tiempo de inactividad y funcionará durante el uso normal del sitio. Si tomamos un poco más allá el ejemplo de la limpieza de silos, existen dos problemas típicos.
Es entonces cuando el silo se bloquea en la salida. Anteriormente, el problema se solucionaba mediante la limpieza manual desde debajo del silo, lo que a su vez presentaba un riesgo significativo de caída de material cuando se eliminaba la obstrucción. Un limpiador acústico puede operar desde la parte superior de un silo a través de material in situ para eliminar la obstrucción en la base.
Compactación en el lateral de un silo. Esto no solo reduce el volumen operativo en un silo sino que también compromete el control de calidad al interrumpir el ciclo de primero en entrar, primero en salir. El material más viejo compactado en el costado de un silo también puede comenzar a degradarse y producir gases peligrosos. Un limpiador acústico producirá ondas sonoras que harán que el material compactado resuene a un ritmo diferente al del entorno circundante, lo que provocará la separación y la separación.
Estas ventajas significan que la recuperación financiera suele ser muy rápida.
También es posible comparar los limpiadores acústicos directamente con soluciones alternativas.
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