Un filtro de lnea es un equipo que se utiliza para el tratamiento del aire comprimido. Su principal misin es limpiar el aire comprimido de impurezas de todo tipo, incluso bacterianas.
Los filtros son los grandes aliados en las instalaciones de aire comprimido o gases. Con ellos adaptamos la calidad del aire/gas a los requisitos de cada planta. Habitualmente, la forma de estimar el nivel de calidad de aire se realiza siguiendo los parmetros de la norma ISO 8573-1.
Esta normativa regula el nivel mximo de contaminantes en el aire comprimido, en lo referido a la cantidad de humedad, partculas y residual de aceite.
En este artculo solo trataremos el nivel de partculas contaminantes, aceites, agua en fase lquida y bacterias.
El ambiente desde el que aspiran el aire los compresores es muy variable. Por muy limpia que parezca la atmosfera que rodea a un compresor, seguro que puede contener algn elemento en suspensin que contamine nuestro sistema de aire comprimido. Desde la instalacin ms simple a la ms compleja, como puede ser el aire medicinal, debemos analizar los lmites de contaminacin mxima isibles y seleccionar el sistema de filtrado adecuado a cada caso.
Por su aplicacin, se podran clasificar segn la siguiente tabla:
-Pre-filtros. Son los primeros filtros que se instalan despus de los compresores. Su principal misin es eliminar las partculas gruesas que podran ser aspiradas por el compresor. Son, en s mismos, los filtros protectores de la red de filtrado que se instale a continuacin. La mayora de los fabricantes ofrecen estos filtros con capacidad coalescente, es decir, que pueden eliminar una pequea cantidad de agua y aceite al mismo tiempo que eliminan las partculas slidas. Su capacidad de filtrado suele ser superior a 1 micra y 1 mg/m3 de aceite.
-Filtros intermedios. Se instalan a continuacin de los pre-filtros y su misin es proteger los distintos rios y equipos que se instalan en la red de aire. Sus caractersticas se determinan en funcin de la calidad de aire requerida. As tendremos:
Filtros de partculas. Son como los pre-filtros pero de un mayor grado de filtrado. Para partculas hasta 0,1 micras y para aceite o agua hasta 0,1 m3/m3. En la salida de los secadores de adsorcin se suelen colocar estos filtros con un grado de 1 micra.
Filtros de carbn activo. Dedicados a la eliminacin de vapores y olores de aceite. No los eliminan del todo, pero el residual que dejan es muy pequeo. Como media 0,003 mg/m3.
Torres de carbn activo. Se emplean para reducir al mximo los residuales de vapor de aceite y olores, con la idea de ser usadas en sistemas de respiracin humana.
Filtros catalizadores. Utilizados en sistemas de respiracin humana para la eliminacin del Monxido de Carbono (CO).
-Filtros finales. En este grupo incluimos todos los filtros especficos de proteccin del sistema antes de su uso final. Como ejemplo, podemos considerar:
Filtros reguladores. Son pequeos filtros que se instalan sobre la mquina de accionamiento neumtico. Estn formados por un filtro de partculas y un regulador de presin. Para mquinas que necesitan lubricacin, el propio equipo de filtrado monta un lubricador. Estos equipos son conocidos habitualmente como FRL.
Filtros bactericidas. Muy utilizados en aplicaciones medicinales o en laboratorios. Se utilizan para la eliminacin de determinadas bacterias en el aire comprimido. Su mantenimiento requiere de una esterilizacin peridica. Dependiendo de cada fabricante, sta se puede realizar con vapor o por autoclave. Tienen una vida til muy corta, determinada por el nmero mximo de esterilizaciones itidas.
La estructura de los filtros es muy similar entre los distintos fabricantes. Cambia principalmente el diseo interno, para mejorar las prdidas de carga, la calidad de los materiales de los elementos filtrantes, el grado de eficiencia y el diseo del propio elemento.
Sobre la seccin de un conjunto de filtros del fabricante Kaeser, vamos a explicar las partes principales:
1. El cuerpo. Fabricado en distintos materiales, suele ser de fundicin de aluminio. Est dividido en dos partes, la superior incluye las conexiones a la tubera y la inferior es desmontable para poder cambiar el elemento filtrante. Se pueden suministrar fabricados en acero y en ejecuciones especiales de acero inoxidable.
2. Elemento filtrante. Es la parte clave del filtro. Segn su diseo podr ser usado para diferentes trabajos. Es muy importante conocer su eficiencia, tamao de partculas y su capacidad de coalescencia.
3. Sistema de purga del condensado. En la seccin se puede observar una purga interna de boya, que acta por flotacin sobre el condensado acumulado en la parte inferior. Se pueden suministrar con otro tipo de purgas diferentes, como las electrnicas, capacitativas o manuales.
4. Manmetro de presin diferencial. Este rio nos indicar el nivel de suciedad que tiene el elemento filtrante. Existen muchos modelos diferentes, con os libres de tensin para alarmas o transmisin del valor de la presin diferencial mediante una seal de 4 a 20 mAmp.
5. Sistema de conexin modular. Es muy til cuando en una misma instalacin se pueden juntar los pre-filtros y post-filtros, porque facilita el montaje y reduce las prdidas de carga.
6. Indicador de nivel de lquido. En las ltimas generaciones de filtros no se suelen incluir, debido a la fragilidad del indicador y el riesgo de fugas, pero son de gran utilidad para ver si el sistema de purga est funcionando correctamente.
Una de las primeras cosas que tenemos que calcular al disear la instalacin de aire comprimido es la presin requerida para el compresor. Esto implica hacer un estudio de la presin necesaria en la maquinaria a usar y sumarle a la misma la presin equivalente a las prdidas de carga, que tanto la tubera de interconexin como los diferentes equipos instalados en ella van a crear.
Uno de los equipos que nos va a crear esa prdida de carga son los filtros. Tenemos que considerar que estos rios tienen un valor de prdida de carga cuando estn nuevos y otro diferente cuando estn usados. Nuestra instalacin ser ms eficiente cuanto mejor determinemos el nmero de filtros necesarios y sus caractersticas. Tambin deberemos fijarnos en el diseo de los mismos porque en el mercado podemos encontrar soluciones que mejoran el rendimiento del equipo de filtrado.
En la fotografa vemos un ejemplo con un filtro de Boge Compresores. Justamente en la entrada de aire tiene instalado un ingenioso sistema, que reduce la prdida de presin que se produce cuando el aire comprimido entra en el filtro y realiza un cambio brusco de direccin para ir a encontrarse con el elemento filtrante.
El valor de cada de presin que producen los filtros puede parecer pequeo, pero recordemos que es constante, es decir, que una prdida de presin de 200 gr., tendr que ser compensada con un mayor consumo en el compresor para el resto de la vida de la instalacin.
Para seleccionar el filtro adecuado a la instalacin que estamos diseando, debemos tener en cuenta varios aspectos:
La calidad del aire comprimido que queremos conseguir. ste es un aspecto vital de nuestra seleccin, porque determinar la eleccin del tipo de filtros, grado de filtracin y nmero de filtros a instalar.
El tamao del filtro. Estar determinado por el caudal y la presin del sistema de aire comprimido.
Tipo de filtro. Analizaremos si podemos usar filtros con carcasas de aluminio o acero, si es necesario un proceso de esterilizacin o el sistema de control de saturacin y calidad del aire comprimido.
Recomendamos que la seleccin de los filtros la realicen los tcnicos de los fabricantes, pero si se trata de una instalacin sencilla y se dispone de documentacin suficiente, se puede realizar teniendo en cuenta los datos de esa documentacin.
Los fabricantes suelen incluir en sus catlogos unas tablas de correccin sobre el caudal indicado. Podemos ver como ejemplo, la que incluye Compair en sus catlogos.
Estas tablas nos muestran la eficiencia del filtro, en funcin de la presin de trabajo. La mayora de los datos sobre el caudal indicado en los catlogos se refieren a una presin de 7 barg. Cuando haya que trabajar a una presin diferente, habr que corregir el caudal en funcin de la citada presin. En la tabla anterior vemos que para presiones por debajo de 7 barg, la capacidad de filtrado se reduce y por el contrario a presiones superiores la capacidad de filtrado aumenta.
Ejemplo. Supongamos un filtro con una capacidad de filtrado a 7 barg de 1,2 m3/min. ste es un caudal muy estndar en filtros de 3/8 ½. Aplicando los factores de correccin de la tabla anterior obtendremos la capacidad de filtrado real. Supongamos el clculo de dos presiones, 5 barg y 10 barg:
Para 5 barg. 1,2 x 0,85 = 1,02 m3/min
Para 10 barg. 1,2 x 1,19 = 1,42 m3/min
Este efecto se produce debido a la capacidad comprensible de los gases. Como el diseo del filtro est pensado a 7 barg, cuando disminuye la presin, aumenta el volumen y por lo tanto la prdida de presin en el filtro. Lo que nos obligara a reducir el caudal de filtrado o a elegir un filtro mayor.
Por la misma razn, al aumentar la presin el volumen disminuye haciendo a nuestro filtro capaz de filtrar un caudal mayor. En este caso podramos seleccionar un tamao de filtro inferior y ahorrar en el importe de compra.
Un ltimo dato importante es que la informacin referida en las especificaciones de los filtros siempre est considerada a una temperatura de 21C, esto quiere decir que con un sistema de refrigeracin por aire en el compresor, la temperatura ambiente debera ser de 10C para la mayora de los fabricantes.
Cualquier temperatura superior va a perjudicar la eliminacin del aceite por filtrado, debido a que este factor influye en la capacidad de separacin. En condiciones normales de funcionamiento, una cadena de filtrado compuesta por pre-filtro, post-filtro y filtro de carbn activo, puede dejar un residual de aceite de 0,003 mg/m3 aproximadamente.
Si la aplicacin para la que necesitamos el aire comprimido es muy sensible a la contaminacin por aceite (aplicaciones de laboratorio, alimentacin, medicina, instrumentos, etc.), recomendamos no optar por un sistema de filtrado solo, sino usar compresores exentos de aceite adecuados al proceso.
Domingo, 25 de mayo de 2025 
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