Dinámica del polvo en el aire: orígenes, dispersión, retos
EOLIOS realiza el estudio CFD de la captación del polvo y de la arena: auditoría del sitio, detección de las fuentes, estudio de impacto y dimensionamiento de los sistemas de aspiración.
Diagnosticar
- Auditoría del sitio & detección de las fuentes
- Estudio de impacto
- Mejorar la higiene laboral
Captar
- Dimensionamiento de las aspiraciones
- Garantizar la eficacia de captación
- Optimizar las redes de conductos
Calcular
- Extracción del polvo & los humos
- Captación del polvo fino (clínker)
- Cálculos de pérdidas de carga
Orígenes naturales y humanos
El polvo está formado por partículas del aire de un diámetro inferior a 1000 micras. Se distinguen dos orígenes: natural (viento que desplaza limo y arena, pólenes, erosión eólica, esporas, salpicaduras de cloruro de sodio…) y procedente de la actividad humana (industria, calefacción, transporte, agricultura…). El polvo fino, de un diámetro inferior a 1 micra, se asemeja a las emanaciones, los aerosoles y los humos: su pequeño tamaño lo hace difícil de filtrar y de controlar.
Factores de dispersión e impacto medioambiental
La tendencia del polvo a permanecer en suspensión depende de las propiedades intrínsecas de los materiales — composición (aluvial, eruptivo, calcáreo), grado de humedad (naturaleza hidrófoba o hidrófila), condiciones meteorológicas — y de la forma de las partículas. Las características dominantes son, por tanto, la naturaleza y el tamaño, expresado por la granulometría.
Efectos del polvo fino sobre la salud y el medio ambiente
El control del polvo fino es una problemática recurrente en la industria: el polvo puede dañar los productos, perjudicar la calidad y ocasionar costes o retrasos.
El impacto sanitario depende de la naturaleza: el polvo mineral (acero, hormigón) es más nocivo que el orgánico — altera las vías respiratorias y el sistema cardiovascular al penetrar en los pulmones y luego en la circulación sanguínea. El personal expuesto a diario es más propenso a los problemas respiratorios, irritaciones y enfermedades graves (cáncer de pulmón). En el plano medioambiental, el polvo contamina los suelos, las masas de agua y la vegetación, con consecuencias nefastas para los ecosistemas.
Para limitar las partículas finas, unas reglamentaciones fijan valores límite: PM10 (< 10 µm) a 40 µg/m³ de media anual, PM2.5 (< 2,5 µm) a 25 µg/m³ al año.
¿De dónde procede el polvo fino?
El polvo fino aparece en numerosos sectores industriales:
- Madera: aserrado, lijado, cepillado, corte;
- Metalurgia: amolado, pulido, corte por láser, soldadura, fundición;
- Química: mezcla, molienda, cribado, secado, pulverización;
- Papel & imprenta: corte, molienda, pulverización de tinta;
- Alimentario: molienda, amasado, cocción, molturación, envasado;
- Construcción: demolición, perforación, lijado, corte, trituración;
- Minería: extracción, trituración, molienda, cribado.
Este polvo puede contener carbón, cuarzo, plomo, madera, hierro, aluminio, cobre, zinc, níquel… Cuanto mayor es la producción, más polvo se emite en gran cantidad, de ahí la necesidad de medidas de control y de prevención adecuadas. A estas fuentes industriales se suma un ruido de fondo de aerosoles naturales (erosión) y de polvo de combustión o de tráfico.
Factores que influyen en la dispersión
- Granulometría: cuanto menor es el diámetro, más tiempo permanece la partícula en suspensión;
- Forma: una partícula plana cae más lentamente que una partícula esférica (el diámetro aeráulico gobierna la velocidad de caída);
- Propiedades del producto: cuanto más seco está, más se difunde en el aire;
- Condiciones meteorológicas: viento, sequía y precipitaciones desempeñan un papel decisivo.
Las condiciones más desfavorables: terreno llano, ausencia de vegetación, higrometría y precipitaciones bajas, viento fuerte.
Simulación CFD del polvo fino & soluciones EOLIOS
Simulación CFD del polvo fino
La simulación CFD estudia la aeráulica con precisión para trazar el polvo en el aire, su difusión en el espacio y sus interacciones con las estructuras y los sistemas. Realizamos estudios de dimensionamiento a escala de la fábrica o de un sistema, comparando variantes de diseño para una captación óptima. La simulación modeliza el comportamiento del aire y de las partículas para predecir su reparto, y determina los tiempos necesarios para limitar la difusión — minimizando los riesgos para el personal y la producción.
Soluciones planteadas por EOLIOS
EOLIOS aporta soluciones sobre el conjunto de los procesos estudiados, teniendo en cuenta todos los sistemas que los componen — un análisis a gran escala que la CFD hace posible. Realizamos estudios internos (edificios, fábricas) tanto como externos (ciudad, aglomeración, puerto…), o centrados en un proceso. Nuestras campañas de medición in situ cuantifican las emisiones y determinan la calidad del aire, antes de un dimensionamiento multicriterio de los sistemas de captación.
Pericia: auditoría de humo & análisis de la calidad del aire