Si va a elegir un equipo para eliminar la humedad contenida en el vapor o en el aire comprimido, lo primero que debe verificar son estos cuatro puntos: “el tipo de fluido”, “el diámetro nominal y el caudal”, “la presión y temperatura de uso” y “el rendimiento de separación requerido”. El separador es un equipo que separa las gotas de líquido (condensado o humedad) del fluido dentro de la tubería mediante la inercia y la fuerza centrífuga; una selección equivocada puede provocar una separación insuficiente o una pérdida de presión excesiva. Para lograr la estabilidad de la calidad del producto y controlar el golpe de ariete y la corrosión, el punto de partida es elegir el tipo y el tamaño adecuados a la aplicación y a las condiciones.
Puntos clave de este artículo
- El separador se selecciona tomando como ejes “el tipo de fluido, el caudal, la presión y temperatura, y el rendimiento de separación”
- Para descargar de forma segura la humedad separada, es un requisito previo combinarlo con las trampas de la línea aguas abajo
- Como norma básica, el diámetro nominal se determina a partir del caudal y de la pérdida de presión, y no del tamaño de la tubería
Funcionamiento y función del separador
El separador (separador de aire y agua) es un equipo que elimina las gotas de agua mezcladas en gases como el vapor o el aire comprimido. Mediante los deflectores (placas deflectoras) internos o un flujo giratorio, cambia bruscamente la dirección del flujo, haciendo que las gotas de líquido, de mayor inercia que el gas, choquen y se adhieran a las paredes para separarse. La humedad separada se acumula en la parte inferior del cuerpo y se conduce fuera del sistema a través de la salida de descarga de condensado.
Objetivo de eliminar la humedad
En los sistemas de vapor, la humedad contenida en el condensado generado dentro de la tubería o en el vapor húmedo puede ser una de las causas de la reducción de la eficiencia del intercambio de calor, de las salpicaduras de agua sobre el producto y del golpe de ariete. Suministrar vapor con un alto título de sequedad es importante para estabilizar la calidad de procesos como el calentamiento, el secado y la esterilización. También en los sistemas de aire comprimido, la humedad es un factor que provoca defectos de pintura, fallos en las herramientas neumáticas y corrosión de las tuberías. El separador cumple la función de eliminar de antemano este tipo de humedad.
Combinación con las trampas
El separador es un equipo que “separa” la humedad; para “descargar” de forma automática y continua la humedad acumulada, lo habitual es combinarlo aguas abajo con una trampa de vapor (en sistemas de vapor) o una trampa de purga automática (en sistemas de aire). Aunque el rendimiento de separación sea elevado, si la descarga se estanca, el agua se acumula dentro del cuerpo y la eficiencia de separación puede disminuir. Diseñar la separación y la descarga como un conjunto es un aspecto que se suele pasar por alto en la selección.
Criterios de decisión que conviene verificar en la selección
Elegir a partir del caudal y del diámetro nominal
Como norma básica, el diámetro nominal no se ajusta al tamaño de la tubería de conexión, sino que se elige a partir del caudal real que circula y de la pérdida de presión admisible. Si el diámetro nominal es pequeño respecto al caudal, la pérdida de presión aumenta; a la inversa, si es demasiado grande, la velocidad del flujo disminuye y la eficiencia de separación puede reducirse. En general, se considera que el rendimiento de separación se manifiesta con mayor facilidad cuando se utiliza a una velocidad de flujo cercana a la nominal, por lo que conocer no solo el caudal máximo sino también el caudal en operación normal facilita la selección.
Presión, temperatura y material
La presión y la temperatura de uso deben elegirse dentro del rango de aplicación del cuerpo. En las aplicaciones de vapor a alta temperatura y alta presión y en las de aire comprimido cercanas a la temperatura ambiente difieren la resistencia a la presión y al calor requeridas, así como el material (hierro fundido, acero fundido, acero inoxidable, etc.). Dado que las opciones también cambian según la presencia o ausencia de requisitos de corrosión o de tipo sanitario, recomendamos organizar las condiciones del fluido y luego verificar las especificaciones que se ajusten.
Posición de instalación y facilidad de mantenimiento
Para el separador, instalarlo en una posición en la que el condensado caiga con seguridad hacia la parte inferior del cuerpo es un requisito previo para la separación y la descarga. Las condiciones de montaje, como la instalación en tuberías horizontales o la orientación de la salida de condensado, están establecidas para cada tipo. Además, reservar un espacio que prevea la inspección, el purgado y el mantenimiento de la trampa aguas abajo facilita la operación a largo plazo.
Preguntas frecuentes
Q1. ¿Cuál es la diferencia entre un separador y una trampa de vapor?
A1. El separador es un equipo que separa las gotas de agua del gas que circula. La trampa de vapor es un equipo que descarga el condensado acumulado, por lo que su función es distinta. En muchos casos se utilizan combinando ambos.
Q2. ¿Está bien que el diámetro nominal sea igual al tamaño de la tubería?
A2. No siempre coinciden necesariamente. Lo básico es elegirlo a partir del caudal y de la pérdida de presión admisible, y puede que no coincida con el tamaño de la tubería. Según las condiciones, se estudia una conexión con reductor.
Q3. ¿Se puede utilizar también con aire comprimido?
A3. Se puede utilizar si se elige un tipo y un material adecuados para la aplicación de aire. Como las condiciones difieren de las del vapor, defina claramente el fluido y luego verifique las especificaciones.
Q4. ¿Cuál es el nivel de rendimiento de separación?
A4. Varía según el tipo y las condiciones de operación. En general, el rendimiento se manifiesta con mayor facilidad cerca del caudal nominal; tome los valores como orientativos y recomendamos verificarlos en las condiciones reales.
Q5. ¿Hay una orientación especificada para la instalación?
A5. En muchos tipos, el requisito previo es una posición en la que el condensado se acumule en la parte inferior. Realice la instalación siguiendo las condiciones de montaje del manual de instrucciones o de las especificaciones.
Q6. Al renovar un equipo existente, ¿está bien mantener el mismo diámetro nominal?
A6. Si las condiciones de operación no han cambiado, lo básico es renovar con un producto equivalente. Si el caudal o la presión han variado, es más seguro volver a seleccionar partiendo de nuevo de las condiciones.
Resumen
La selección de un separador consiste, básicamente, en organizar los cuatro puntos —tipo de fluido, caudal, presión y temperatura, y rendimiento de separación— y pensar la separación y la descarga como un conjunto. Al determinar el diámetro nominal a partir del caudal y no del tamaño de la tubería, y al elegir unas especificaciones que se ajusten a las condiciones incluyendo la posición de instalación y la facilidad de mantenimiento, resulta más fácil lograr la estabilidad de la calidad y la protección de los equipos mediante la eliminación de la humedad.
Si tiene alguna dificultad como “conozco el tamaño de la tubería pero no tengo seguridad para seleccionar el diámetro nominal a partir del caudal”, “conozco el caudal máximo pero desconozco el caudal en operación normal”, “quiero elegir un producto equivalente al separador existente pero no logro interpretar sus especificaciones” o “quiero consultar cómo combinarlo con la trampa aguas abajo”, organice sus condiciones de uso y envíe a Yoshitake su consulta técnica y de selección. Le presentaremos una propuesta de selección adaptada a su entorno de uso.