La importancia de la filtración del aire para la potencia de los motores alternativos

En el mundo de la generación de energía de los motores alternativos, la filtración de la entrada de aire de combustión y la filtración de la ventilación pueden desempeñar un papel importante para mejorar el rendimiento operativo.

La filtración del aire tiene un impacto significativo en el rendimiento del motor, especialmente en la protección de los sistemas de turbocompresor y posenfriador contra la entrada de residuos y la suciedad. Los daños en el turbocompresor y/o en el posenfriador suelen ser el primer indicio de que un sistema de filtración de la entrada de aire o la eficacia de la filtración no son adecuados para una aplicación determinada.

En este artículo evaluaremos la necesidad de la filtración de aire y cómo la calidad del aire circundante y la dinámica cambiante en el mercado del motor juegan un papel en la determinación del tipo de filtración necesaria. La filtración del aire debe considerarse en función de la masa total de contaminante, que está directamente influenciada por el tipo de entorno atmosférico e industrial, es decir, la calidad del aire ambiente de una determinada instalación.

La contaminación del aire puede deberse a la materia vegetal natural o las partículas sólidas que se encuentran en el aire. También puede estar causada por riesgos de contaminación del aire provocados por el hombre. Entender los desafíos de la calidad del aire de una ubicación o instalación determinada puede ayudar a determinar la solución de filtración de aire óptima para mejorar el rendimiento del motor. Empecemos por explorar los principales problemas de calidad del aire que pueden afectar al rendimiento del motor.

Entender los desafíos de la calidad del aire

• Industrial –En el entorno industrial y urbano, la calidad del aire puede ser especialmente baja, con una alta concentración de partículas procedentes de la producción de energía, el tráfico de vehículos, el proceso industrial, la construcción de edificios y los proyectos de demolición.

• Altas concentraciones de polvo –En entornos desérticos, áridos y secos, las altas concentraciones de partículas de polvo son el mayor desafío, especialmente en las zonas susceptibles de sufrir tormentas de arena y donde las partículas pueden permanecer suspendidas en el aire durante muchas horas.

• Humedad sostenida –La humedad libre prolongada hace que las partículas se hinchen en la superficie exterior de los filtros de aire. Esto da lugar a la formación de una ‘pasta’ alrededor del filtro que no puede eliminarse fácilmente, ni siquiera con la limpieza de pulso inverso. El resultado es un aumento de la pérdida de carga.

• Rural –En entornos rurales y agrícolas, la contaminación aérea suele ser estacional, e incluye el polen, las semillas y los insectos. La temporada de polen viene determinada por los árboles y plantas del entorno y puede dar lugar a un volumen muy elevado de partículas en el aire. La agricultura también crea altas concentraciones de polvo en la temporada de arado.

• Costas – En los entornos costeros, la alta humedad sostenida y la eliminación de la sal plantean los mayores desafíos. La sal prevalece como partícula seca y como aerosol, y suele encontrarse en altas concentraciones debido a que el viento predominante recoge el aerosol marino de las olas.

• Calor extremo – El calor extremo es un problema común en las salas de motores. Se controla a través de la ventilación, pero aún así es necesario filtrar el aire con un silenciador adecuado para ayudar a mitigar el ruido en general. En determinados climas, la ventilación no es suficiente y se requiere una solución de refrigeración por aire, como un enfriador evaporativo.

• Nieve y hielo – En climas bajo cero, la nieve y el hielo son los mayores peligros, ya que a menudo cubren la superficie exterior de los elementos del filtro y reducen significativamente el caudal de aire. Esto a su vez provoca una alta pérdida de carga, lo que da lugar al deterioro de la potencia de salida

Condiciones de mercado cambiantes

La importancia de la filtración de aire para la generación de energía con motores alternativos está adquiriendo una mayor concienciación, ya que los operadores evalúan cómo descarbonizar las operaciones. Los OEM también están desarrollando tecnologías líderes en el mercado y empiezan a implantar centrales eléctricas híbridas (solares o eólicas combinadas con motores de gas). En la actualidad, las centrales eléctricas con motores flexibles pueden utilizar combustible de metano y metanol 100% sintético y neutro en carbono. También son capaces de utilizar mezclas de hidrógeno y gas natural que contengan hasta un 25% de hidrógeno, y se está preparando una solución de hidrógeno puro.

El uso de gas y combustibles alternativos y el impulso a la descarbonización conducirán a un aumento de la eficiencia de filtración requerida. En comparación con el diésel y el fuelóleo pesado (HFO), una fuente de combustible alternativa es limpia con propiedades estables y, por tanto, la calidad del aire adquiere mayor importancia en el rendimiento del motor. Estos desarrollos tendrán un impacto en los requisitos de filtración de aire.

El resultado

La ubicación individual de una instalación de motor alternativo es fundamental para determinar el desafío individual de la calidad del aire. Son muchos los factores que influyen en la calidad del aire, tanto artificiales como naturales, por lo que es importante conocer a fondo el entorno que nos rodea para comprender el impacto potencial que una filtración de aire de bajo coste y baja calidad podría tener en el rendimiento del motor.

Los operadores se enfrentan a la elección de aplicar una solución de filtración de bajo coste o la solución de filtración óptima para su instalación. La filtración de aire optimizada satisfará los desafíos individuales de calidad de aire de una instalación determinada y, al hacerlo, protegerá los motores, especialmente los turbocompresores y los posenfriadores. Asimismo, permitirá reducir el tiempo de parada, disminuir los costes de mantenimiento y lograr un funcionamiento más eficiente.

El operador debe tener en cuenta los beneficios comerciales y medioambientales de una mejor filtración del aire. No existe un enfoque único para la filtración del aire del motor, pero los efectos de una filtración deficiente pueden ser muy costosos, ineficaces y provocar un aumento de las emisiones y del impacto medioambiental.

Para saber más, contacte con AAF para obtener ayuda adicional.