Cabinas de Extracción Industrial: Principios y Métodos de Equilibrio

Principios de las Cabinas de Extracción

Las cabinas de extracción son recintos que presentan un frente total o parcialmente abierto para acceso. El proceso contaminante se realiza en su interior. Se extrae un caudal de aire suficiente para inducir en el frente de la cabina una velocidad promedio denominada velocidad en el frente (v_f), del orden de 0,3 a 1,0 m/s.

Factores que Influyen en la Velocidad en el Frente

La velocidad en el frente de la cabina es función de:

• El proceso a controlar, que determina las condiciones de dispersión de los contaminantes.
• La toxicidad de estos últimos.
• La magnitud de las velocidades de las corrientes del local, denominadas velocidades erráticas (v_e).

La relación se expresa como:

v_f = F (proceso, toxicidad, v_e)

Métodos de Equilibrio de Caudales

Existen diferentes métodos para equilibrar los caudales en los sistemas de extracción. A continuación, se describen dos enfoques principales:

Método de Equilibrio por Compuertas

Este método utiliza compuertas de regulación para ajustar los caudales. Sus características son:

1. Los caudales pueden ser modificados fácilmente.
2. Estos sistemas siempre deben equilibrarse in situ, es decir, las compuertas de regulación deben ser ajustadas en las posiciones definitivas de funcionamiento.
3. Permiten una mayor flexibilidad para futuros cambios o ampliaciones.
4. La corrección de caudales mal calculados es relativamente simple, dentro de ciertos márgenes.
5. Se permiten pequeñas variaciones respecto al esquema inicial del proyecto.
6. Los operarios pueden alterar las posiciones de las compuertas para obtener condiciones de confort, regulando la intensidad de las corrientes de aire producidas por cada campana, con los consiguientes problemas debido al mal funcionamiento del sistema.
7. Cuando se transportan polvos, en las compuertas parcialmente cerradas se pueden producir abrasiones debido al aumento de la velocidad en el conducto, que las deterioran y deben luego ser reemplazadas, con el inconveniente de tener que equilibrar nuevamente el sistema.
8. Pueden generarse acumulaciones de polvos.
9. Los conductos se pueden obstruir si la compuerta está muy cerrada.
10. Se puede conseguir el equilibrio con el caudal teórico de diseño, pero el consumo de energía es casi siempre mayor debido a la existencia de las compuertas, que producen resistencias adicionales al sistema.

Método de Equilibrio por Diseño

Este método busca el equilibrio mediante un diseño preciso del sistema. Sus características son:

1. No se presentan problemas de abrasiones inusuales o acumulación de polvos en los conductos, si se eligen las velocidades de transporte correctas.
2. Los caudales no pueden ser modificados fácilmente por los trabajadores o a requerimientos del operador.
3. Poca flexibilidad para adaptar el sistema a cambios futuros o ampliaciones.
4. Si la selección de un caudal de diseño para una operación no conocida es errónea, puede ser necesaria la revisión de los cálculos de los conductos.
5. El caudal total del proyecto puede ser mayor que la suma de los caudales de diseño, debido a la necesidad de caudales adicionales para lograr el equilibrio del sistema.
6. El proyecto del diseño debe ser realizado en detalle, con las medidas exactas de todas las longitudes de los tramos y las características de los accesos.