Este tipo de equipos resulta de amplia utilización en la industria, no sólo en este sector, por lo que la lectura de este artículo resultará de utilidad para todo aquel usuario interesado en la optimización del mantenimiento de centrifugas.
Centrifugas
Son:
Equipos de separación sólido – líquido que utilizan la fuerza centrífuga como fuerza impulsora de la separación.
Dicha fuerza centrífuga se transmite a la suspensión, introducida en un recipiente cilíndrico o cónico generalmente llamado cesta, mediante el giro de éste a gran velocidad, normalmente alrededor de su eje de simetría.
Se pueden distinguir dos tipos de centrifugas:
Sedimentadoras
Elemento giratorio de pared no permeable. En ellas la fase más pesada, el sólido o la fase líquida de mayor densidad, se desplazará hacia la periferia, la pared del recipiente, permaneciendo en la zona más cercana al eje la fase más ligera.
Filtrantes
Elemento giratorio de pared permeable. En ellas el sólido se ve impulsado hacia la periferia perforada en la que, si cuenta con la tela o mallas adecuadas, se depositará comprimiéndose hasta formar una torta. El líquido se ve impedido a atravesar la torta y la pared del recipiente, al igual que en cualquier equipo de filtración.
Para cuantificar la
Fuerza Centrifuga
aplicada por el equipo suelen utilizarse las g´s cuyo nombre procede del número de veces que la aceleración conseguida en la centrifuga multiplica a la gravedad. Una de las centrifugas filtrantes es la de cesta, consistente en una cesta, vertical u horizontal, sobre la que se coloca el elemento de filtrado. Es sencilla de utilizar, pero presenta una importante dificultad para la descarga de sólidos, que debe realizarse manualmente, en discontinuo y con una operación lenta y delicada.
Ciclos de Trabajo
Este tipo de centrifugas presenta el siguiente desglose de actividades en sus ciclo de trabajo:
Preparación y aceleración
Se está recibiendo una nueva carga, colocándose en su interior una tela filtrante, y acelerándola hasta el régimen de operación.
Alimentación
Se introduce en la cesta la suspensión de manera uniforme, tratando de evitar acumulaciones desiguales de material que generaría importantes niveles de desequilibrio mecánico.
Para ello, se controlará el grado de dilución en la suspensión así como la velocidad de giro; en ambos casos, para mayores valores favorecería una mayor homogeneidad en la distribución.
Escurrido
Una vez alimentada la centrifuga se mantendrá en rotación, incluso acelerándose al máximo durante un cierto tiempo, con objeto de reducir al máximo posible la retención de aguas madre en la torta.
Este escurrido será máximo en los casos en los que no se vaya a efectuar lavado.
Lavado
Con similar rotación se introduce una lanza con el líquido de lavado.
Actúa bien mediante desplazamiento, difusión o disolución; en el último caso se pretende eliminar algún sólido retenido en la torta, mientras que los dos primeros son formas de eliminar aguas madres aún contenidas en la torta.
Escurrido del líquido de lavado
Se repite el ciclo de escurrido, si bien ahora con el objetivo de eliminar el líquido de lavado.
Desaceleración y frenado
Una vez terminado el lavado se procede a frenar la centrifuga, algo a realizar cuidadosamente por la importante velocidad de giro e inercia del sistema.
Descarga de la torta
Una vez parada la cesta se procede a su apertura y a la retirada de la torta, generalmente conjuntamente con la tela filtrante.
Para la realización de estos ciclos suelen aplicarse velocidades que proporcionan fuerzas de 400 a 1300 g´s, operando con capacidades relativamente pequeñas.
La alimentación debe contener de un 2 a un 10% en Peso de sólidos en suspensión, con partículas no mayores de 1 mm ni menores de unas 10 μm.
Mantenimiento de Centrifugas (tipos)
De
Protección
Para controlar el desequilibrio mecánico inducido por proceso, de importante cuantía por la alta RPM y por el gramaje de la masa, se recomienda controlar la unidad con
Sistema de medida en continuo.
Este tipo de dispositivos realiza una adquisición multicanal mediante una serie de tarjetas de control en las que se establecen uno niveles de tolerancia que, caso de superarse, activarían un relé y pararían la unidad evitando posibles fallas o rupturas. Para el caso concreto de esta unidad se recomienda utilizar sondas montadas en una doble dirección radial de medida (suele utilizarse la convención de nomenclatura X e Y) puesto que el desequilibrio suele generar niveles elevados de vibración en ambas direcciones.
De
Predicción
Los principales modos de fallo a detectar:
Fallo en Rodamientos y Desequilibrio Mecánico del Conjunto Rotórico,
ambos de importante severidad por la responsablidad de la unidad y con elevada probabilidad de aparición.
En el caso de controlar niveles de cualquier variable predictiva para la detección de esos modos de fallo siempre tendría que realizarse en condiciones similares, recomendándose que esta se realice en la fase de escurrido con la máxima velocidad y carga en la unidad, puesto que de ser no así nos pueden aparecer indicaciones de desequilibrio por fenómenos de distribución heterogénea del producto.
Para el control de ambos modos de fallo, desequilibrio y rodamientos, es perfectamente válido
utilizar la tecnología de la vibración
como base del mantenimiento de centrifugas puesto que se trata de una unidad ubicada en una zona de un ambiente idóneo, y donde es perfectamente viable seguir la evolución de los patrones de desgaste que irán apareciendo en los rodamientos.
Como en cualquier implantación de técnicas predictivas resulta ampliamente recomendable marcar o etiquetar los puntos de medida a fin de garantizar homogeneidad y repetitividad en las lecturas.
Este fue uno de los problemas encontrados en las centrifugas de cesta de la planta de almidón, puesto que las ubicaciones de medida no pudieron localizarse lo suficientemente cercanas a los rodamientos de la máquina bien por problemas de rigidez en la sustentación o inaccesibilidad, por lo que fue necesario conocer o estimar las referencias de cada rodamiento montado a fin de poder seguir la evolución de cada una de las frecuencias de defecto.
Por su alta rpm (para el caso del que hablamos 5500-6000 rpm) la evolución al fallo puede ser rápida, por lo que es recomendable
no superar el mes como período entre medidas.
Para garantizar la repetitividad de las medidas la máquina presentaba un indicador de carga en la unidad (potenciómetro) que podría utilizarse para controlar las diferentes fases de operación en las cercanías del equipo; hemos de pensar que se han de tomar las medidas en el ciclo de escurrido que puede tener tiempos de ciclo de media o una hora, por lo que no conviene descuidarse.
Si no se dispusiera de ese indicador de carga, siempre se podría controlar desde sala de control esos ciclos de operación.
¿ Economías de esacala o Mantenimiento de Centrifugas ?
Si eres usuario del Sector Alimentario dispondrás con alta probabilidad de una de estas centrifugas, por lo que te interesara el sistema comentado. Con periodicidad anual se calibraba la electrónica de control del sistema de protección, y mensualmente se realizaban las medidas de predicción.
Como logros más relevantes indicarte que:
Detección de Fallas en Rodamientos mediante técnicas de Envolvente en Vibración
- ¿ 0 Fallos Imprevistos en la Unidad?
Luego tocaría gastarte un dinero pero siempre con garantías en el retorno de la inversión pues los éxitos están probados.
Así es el Mantenimiento de Centrifugas.
Te lo resumo.
Resumen sencillo
Habría que:
- Estudiar la instalación
- Valorar las características más adecuadas de instrumentación
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