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Limpieza acústica

Una bocina de limpieza acústica en un equipo de manipulación de materiales

La limpieza acústica es un método de mantenimiento que se utiliza en sistemas de manipulación y almacenamiento 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, generalmente integrado en el equipo de manipulación de materiales, funciona generando potentes ondas sonoras que desprenden las partículas de las superficies, lo que reduce la necesidad de limpieza manual.

Historia y diseño

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 hacia el interior. Se alimenta con aire comprimido en lugar de electricidad, por lo que no hay peligro de chispas que puedan provocar una explosión. Consta de dos partes:

La longitud total de las bocinas de limpieza acústica varía de 430 mm a 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 alrededor de 200 dB.

Generalmente existen 4 formas de controlar el funcionamiento de un limpiador acústico:

Un limpiador acústico normalmente suena durante 10 segundos y luego espera otros 500 segundos antes de sonar nuevamente. Esta relación de encendido/apagado es aproximadamente proporcional a la vida útil del diafragma. Siempre que el entorno de funcionamiento esté entre -40 °C y 100 °C, un diafragma debería durar entre 3 y 5 años. El generador de ondas y la campana tienen una vida útil mucho más larga y, a menudo, durarán más que el entorno en el que funcionan. [1]

Las campanas antiguas, que estaban hechas de hierro fundido, eran propensas a oxidarse en determinados entornos. Las nuevas campanas, hechas de 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 las plantas farmacéuticas.

La limpieza acústica comenzó a principios de los años 70 con experimentos en los que se utilizaban bocinas de barco 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 fabricación. La última tecnología utiliza acero inoxidable hilado 316 para garantizar un rendimiento óptimo.

Funcionamiento y rendimiento

La mayoría de los limpiadores acústicos funcionan en el rango de frecuencias de audio de 60 hercios a 420 Hz. Sin embargo, algunos funcionan en el rango infrasónico , por debajo de los 40 Hz, que en su mayoría está por debajo del rango de audición humana, para satisfacer los estrictos requisitos de control del 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 sonido muy rápidas y potentes que luego se transmiten a las partículas sólidas de ceniza, polvo , gránulos o polvo. Esto hace que se muevan a diferentes velocidades y se desprendan de las partículas adyacentes y de la superficie a la que están adheridas. Una vez que se han separado, 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 eficaz 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 la forma en que estas características cambiarán con la temperatura y el tiempo. Por lo general, 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 utilizado limpiadores acústicos a temperaturas superiores a los 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 tienen una mayor distancia de transmisión y se utilizan generalmente para requisitos más exigentes. Una selección típica de frecuencias disponibles sería la siguiente:

Salud y seguridad

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 han sido reemplazados por bocinas sónicas no invasivas. Un limpiador acústico no requiere tiempo de inactividad y funcionará durante el uso normal de la planta. Si tomamos el ejemplo de la limpieza de silos un poco más en profundidad, existen dos problemas típicos.

Puente

Esto ocurre cuando el silo se bloquea en la salida. Anteriormente, el problema se solucionaba mediante una limpieza manual desde debajo del silo, lo que a su vez introducía un riesgo significativo de caída de material cuando se despejaba el bloqueo. Un limpiador acústico puede funcionar desde la parte superior de un silo a través del material in situ para despejar el bloqueo en la base.

Agujero de rata

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 entrada y salida. El material más antiguo compactado en el lateral 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 una velocidad diferente a la del entorno circundante, lo que provocará desprendimiento y desprendimiento.

Ventajas de los limpiadores acústicos

Estas ventajas significan que la recuperación financiera suele ser muy rápida.

También es posible comparar directamente los limpiadores acústicos con soluciones alternativas.

Aplicaciones específicas

Véase también

Referencias

  1. ^ PM Shandu (2021). "El caso de la limpieza acústica de calderas industriales en la central eléctrica de combustibles sintéticos Sasol en Secunda" (PDF) . Sociedad IEOM.

Enlaces externos

Medios relacionados con Limpiadores acústicos en Wikimedia Commons