1 Entrada tangencial · 2 Cuerpo · 3 Cono · 4 Tubo de salida · 5 Descarga de polvo.
El lavarropas lo hace todos los días. En el centrifugado, el tambor gira tan rápido que el agua sale despedida contra la pared y se va por los agujeros, mientras la ropa queda adentro. Un ciclón hace algo parecido con el aire: lo obliga a girar, y las partículas de polvo, más pesadas que el aire que las lleva, salen despedidas contra la pared, pierden velocidad y caen.
En Indumor fabricamos ciclones separadores a medida, solos o como preseparador antes de un filtro de mangas, en acero al carbono o inoxidable.
Cotizar ciclónEl aire entra por un costado, tangente al cuerpo, y baja girando pegado a la pared: es el remolino exterior. En el cono se angosta, gira cada vez más rápido y, cerca del fondo, da la vuelta: sube por el centro en un remolino interior más estrecho y sale por el tubo de arriba, que se mete dentro del cuerpo justamente para que el aire que entra no se vaya derecho a la salida. El polvo que llegó a la pared baja resbalando por el cono hasta la descarga.
Dos números mandan. La velocidad de entrada, que suele andar entre 15 y 22 m/s: por debajo de unos 12 m/s el ciclón pierde eficiencia, y por encima de unos 25 m/s el polvo empieza a gastar la chapa y a volver a levantarse. Y la pérdida de carga, que según el diseño va de medio kilopascal a unos 2,5 kPa y la tiene que vencer el ventilador.
Un ciclón es muy bueno con lo grueso y flojo con lo fino. Según la agencia ambiental de Estados Unidos (EPA), los de alta eficiencia retienen entre el 80 y el 99 % del polvo total, pero de las partículas de menos de 2,5 micras se quedan con un 20 a 70 %. Con viruta, aserrín grueso, granos y polvo mineral grueso trabaja muy bien y casi sin mantenimiento, porque no tiene partes que se muevan.
Pedirle a un ciclón que atrape humo de soldadura es pedirle peras al olmo: el humo está hecho de partículas tan chicas que pasan de largo y salen por arriba sin enterarse de que estuvieron en un ciclón. Por eso, para polvo fino o donde hay que cumplir un límite de emisión, el ciclón trabaja como preseparador: saca lo grueso y lo abrasivo, y le alivia la carga al filtro de mangas que va detrás.
Las proporciones de un ciclón no se inventan: hay diseños clásicos, ensayados hace décadas, que fijan cada medida como una fracción del diámetro del cuerpo. El de alta eficiencia de Stairmand tiene la entrada más angosta y el tubo de salida más chico: atrapa partículas más finas, a cambio de más pérdida de carga. El de alto caudal abre la entrada y la salida para mover mucho aire con un equipo más chico, y deja pasar más polvo fino. En el medio está el de Lapple, de propósito general.
| Medida / D | Stairmand alta eficiencia | Stairmand alto caudal | Lapple |
|---|---|---|---|
| Alto de la entrada (a) | 0,5 | 0,75 | 0,5 |
| Ancho de la entrada (b) | 0,2 | 0,375 | 0,25 |
| Diámetro de salida (De) | 0,5 | 0,75 | 0,5 |
| Penetración del tubo (S) | 0,5 | 0,875 | 0,625 |
| Alto del cuerpo (h) | 1,5 | 1,5 | 2,0 |
| Alto total (H) | 4,0 | 4,0 | 4,0 |
| Descarga de polvo (B) | 0,375 | 0,375 | 0,25 |
Cuando el caudal es muy grande, en lugar de un ciclón gigante conviene poner varios más chicos en paralelo: con la misma velocidad de entrada, un ciclón chico separa partículas más finas que uno grande.
Antes de fabricar va el predimensionado: diámetro, proporciones, eficiencia estimada y pérdida de carga. Lo podés probar en la calculadora de ciclones de la Suite de Ingeniería. Y si dudás entre ciclón y filtro, en la Escuela del Acero contamos cuándo conviene cada uno.
Depende del tamaño de las partículas y del diseño. Un ciclón de alta eficiencia puede retener alrededor del 90 % de las partículas de 5 micras, pero poco de lo que está por debajo de 2,5. Por eso la eficiencia se estima con la granulometría del polvo, no con un número de catálogo.
Para viruta, aserrín grueso, granos o polvo mineral grueso, muchas veces sí. Para polvo fino, humo de soldadura o cuando hay que cumplir un límite de emisión, no: el ciclón va adelante, como preseparador, y detrás va un filtro de mangas.
El ciclón pierde buena parte de su eficiencia: el aire que entra por abajo levanta el polvo que ya estaba separado y lo manda a la salida. La descarga tiene que ser estanca, con una válvula rotativa o una doble clapeta.
La granulometría —cuánto hay de cada tamaño— dice si el ciclón alcanza, si hace falta un filtro detrás o si conviene ir directo al filtro. Vale más que cualquier catálogo.
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