El aire atmosférico aspirado por los compresores lleva una cantidad importante de contaminantes. Uno de esos contaminantes es el vapor de agua.

El agua, tan necesaria para otras aplicaciones, se considera un contaminante en las redes de aire comprimido. El agua que entra en el compresor en forma de vapor mezclada en el aire aspirado se va condensando en cada uno de los elementos que componen la red de aire comprimido, incluido el propio compresor, las herramientas neumáticas sobre las que trabaja, la maquinaría que usa el aire para su funcionamiento o los productos resultantes del proceso.

El agua dentro del sistema de aire comprimido provoca muchas averías, problemas de oxidación, fugas, contaminación en el producto final, deterioro de los procesos de pintura, averías en los instrumentos, etc.

Por esa razón es necesario eliminar la mayor cantidad de agua posible y para ello se emplean los secadores de aire comprimido. Este artículo tratará en particular de uno de ellos, el secador frigorífico de aire comprimido.

¿Cómo funciona un secador frigorífico de aire comprimido?

Un secador frigorífico es un equipo que enfría el aire comprimido en su interior hasta llegar a valores de punto de rocío a presión de +3ºC. Este es su límite debido a que valores inferiores cercanos a 0ºC o inferiores podrían congelar el agua condensada y crear un tapón de hielo en el secador frigorífico que impidiese la circulación del aire comprimido.

Para su funcionamiento, un secador frigorífico está formado por los siguientes componentes principales:

• Circuito de aire comprimido. Es por donde circula el aire procedente del compresor y que se quiere secar. A su vez, este circuito incluye:
  • Un intercambiador aire/aire, conocido como economizador y por el que circula el aire caliente procedente del compresor en contracorriente con el aire seco procedente del secador. Con ello se consigue reducir la temperatura del aire húmedo de entrada y aumentar la del aire seco de salida para ahorrar energía.
  • Un intercambiador aire/refrigerante, también conocido como evaporador. En este punto es donde se reduce la temperatura del aire comprimido hasta el punto de rocío a presión de + 3ºC.
  • Separador de agua. Es un equipo conocido también como trampa de agua que recoge el agua condensada y la expulsa al exterior mediante un sistema de purga automático.

• Circuito del gas refrigerante. Se trata de un circuito frigorífico elemental cuyos componentes principales son:
  • Compresor frigorífico. Comprime el gas dentro del circuito.
  • Válvula de gas caliente para regular la carga de gas y evitar congelaciones.
  • Condensador. En este intercambiador es donde se baja la temperatura del gas para condensarlo y transformarlo en líquido.
  • Válvula de expansión que controla la presión interna para reducirla.
  • Separador de líquido que garantiza que el refrigerante solo entre en el compresor en su fase de gas.

• Sistema de control. Todos los secadores frigoríficos incorporan sus propios sistemas de control que varían en funcionalidad y opciones según los diseños de cada fabricante.

¿Cómo elegir un secador frigorífico de aire comprimido?

Para elegir un secador frigorífico es necesario tener en cuenta los siguientes aspectos:

• Presión de trabajo. La mayoría de los fabricantes refieren el caudal de secado a una presión de trabajo de 7 barg. Esto implica que por debajo de esos valores de presión el secador perderá capacidad de secado, pero por el contrario por valores superiores la aumentará. Lo mismo ocurre con los secadores frigoríficos para alta presión, aunque en este caso la presión de referencia es muy superior.

• Temperatura del aire comprimido. Este es un factor clave. Habitualmente, los fabricantes consideran valores de 25ºC, pero la realidad es que, dependiendo de los compresores, esa temperatura podría ser muy superior y provocar la pérdida de capacidad del secador, y por lo tanto del punto de rocío.

• Temperatura ambiente. Esta es la gran olvidada, pero hay que tener en cuenta que el secador del que se está hablando es del tipo frigorífico, es decir, que necesita del ambiente o de un circuito de agua de refrigeración para condensar el gas.

Cada fabricante dispone de una serie de factores de corrección en función de los valores indicados con anterioridad. Por esa razón, la selección de un secador frigorífico de aire comprimido no debe hacerse directamente en función de los valores de un catálogo, sino usando los factores de corrección que recomiende el fabricante. De esta forma, se asegurará la capacidad de secado del equipo y por lo tanto el punto de rocío a presión que se quiere conseguir.

Tipos de secadores frigoríficos de aire comprimido

Aunque el principio de funcionamiento es enfriar el aire comprimido hasta el punto de rocío a presión requerido, existen diferentes maneras de conseguirlo:

• Secador frigorífico de expansión directa clásico. Funcionan en modo continuo de forma independiente a la carga. Algunos fabricantes incluyen un sistema de arranque/paro en función de la carga, para ahorrar energía.

• Secador frigorífico de masa térmica. Estos secadores incluyen un intercambiador intermedio que contiene una masa térmica (suele ser agua glicolada o arena) que se mantiene a una temperatura constante muy baja. Estos secadores arrancan y paran en función de la temperatura de esa masa térmica, consiguiendo un importante ahorro de energía.

• Secador frigorífico de velocidad variable. Su funcionamiento es igual a los anteriores, pero en lugar de arrancar y parar en función de la carga, varía la velocidad del compresor frigorífico para conseguir un ahorro extra de energía.

El secador frigorífico de aire comprimido es la mejor opción para aplicaciones con condiciones estables y en las que no es necesario alcanzar un punto de rocío a presión constante inferior a los + 3°C. Es el secador más utilizado en las redes de aire comprimido industrial.

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