I 10 contaminanti principali di ogni impianto aria compressa e l’analisi delle relative fonti sono alla base dello sviluppo delle tecnologie Parker per il trattamento aria compressa. In questo articolo vogliamo condividere i dati di base analizzati dai tecnici della Divisione Filtrazione Parker necessari ad un corretta scelta e dimensionamento della apparecchiatura più adeguata.

Comprendere le fonti di contaminazione dell’aria compressa e i tipi di contaminanti da ridurre o eliminare è un fattore chiave nella pianificazione di un sistema ad aria compressa efficiente. In un tipico sistema ad aria compressa sono presenti dieci contaminanti principali che è necessario rimuovere o ridurre al fine di proteggere il consumatore e fornire un impianto di produzione sicuro ed economicamente vantaggioso. Tali contaminanti provengono da quattro fonti diverse

Fonte 1
Aria atmosferica
I compressori aspirano ingenti quantità di aria atmosferica che riempiono continuamente il sistema
con sostanze contaminanti invisibili come:
• Vapore acqueo
• Impurità atmosferiche
• Vapori d’olio
• Microrganismi

Fonte 2
Compressore d’aria
Oltre ai contaminanti aspirati dall’atmosfera, i compressori lubrificati a olio assorbono piccole quantità di
olio dal processo di compressione.
L’olio sarà sotto forma di:
• Olio liquido
• Aerosol d’olio
• Vapori d’olio
Dopo lo stadio di compressione, il postrefrigeratore raffredda l’aria condensando il vapore acqueo e
introducendolo nell’aria compressa sotto forma di :
• Acqua allo stato liquido
• Aerosol d’acqua

Fonti 3 e 4

Dispositivi di accumulo e tubazioni di distribuzione di aria compressa
Nel momento in cui l’aria abbandona il compressore, questo contiene otto contaminanti diversi. Il serbatoio d’aria (dispositivo di accumulo) e le tubazioni del sistema attraverso le quali viene distribuita l’aria compressa nell’impianto possono immagazzinare grandi quantità di contaminanti. Inoltre, tali dispositivi raffreddano l’aria compressa calda e saturata che causa una gran quantità di condensa, aggiungendo così ulteriore acqua allo stato liquido nel sistema e favorendo la corrosione e la crescita microbiologica, si aggiungono al sistema altri 2 contaminanti:
• Ruggine
• Incrostazioni

Vapore acqueo
L’acqua entra nell’impianto d’aria compressa sotto forma di vapore (o gas) attraverso l’aspirazione del compressore. La capacità dell’aria di trattenere il vapore acqueo varia a seconda della pressione e della temperatura. La quantità di vapore acqueo trattenuto dall’aria è direttamente proporzionale alla temperatura e inversamente proporzionale alla pressione. Poiché vengono aspirate grandi quantità
di aria nel compressore, la temperatura aumenta in maniera significativa e l’aria riscaldata è in grado di trattenere agevolmente il vapore acqueo presente nell’aria atmosferica.

Acqua di condensa allo stato liquido e aerosol d’acqua
L’aria compressa normalmente viene raffreddata da un postrefrigeratore per raggiungere una temperatura utile. Il raffreddamento riduce la capacità dell’aria di trattenere il vapore acqueo e di conseguenza una parte di esso si condensa e si trasforma in acqua allo stato liquido, che viene quindi
eliminata da uno scarico di condensa montato sul separatore d’acqua del postrefrigeratore.
L’aria che fuoriesce dal postrefrigeratore e che viene immessa nell’impianto di aria compressa ha dunque una saturazione di vapore acqueo pari al 100%. Qualsiasi ulteriore raffreddamento dell’aria compressa
comporta la condensazione del vapore acqueo in acqua allo stato liquido. La condensazione avviene in diversi punti dell’impianto, poiché l’aria viene raffreddata ulteriormente nel serbatoio, nelle tubazioni
di distribuzione e per effetto dell’espansione nelle valvole, nei cilindri, negli utensili e nei macchinari.
L’aria saturata, gli aerosol d’acqua e l’acqua allo stato liquido sono la causa di:
• Corrosione nel sistema di accumulo e di distribuzione
• Danni a valvole, cilindri, strumenti e macchinari di produzione
• Danni a prodotti e imballaggi a diretto contatto con l’aria
• Maggiore contaminazione microbiologica
• Riduzione dell’efficienza produttiva
• Aumento dei costi di manutenzione

Vapori d’olio
L’aria atmosferica contiene anche olio allo stato gassoso (vapore d’olio) proveniente da processi industriali inefficienti e scarichi di veicoli. Come gli altri contaminanti, il vapore d’olio viene aspirato nel compressore e passa attraverso il filtro di aspirazione. Di norma le concentrazioni variano da 0,05 a 0,5 mg al metro cubo, ma aumentano significativamente se il compressore si trova vicino ad autostrade
o zone di traffico intenso. Inoltre i lubrificanti utilizzati durante lo stadio di compressione possono essere vaporizzati e trasportati nell’impianto di aria compressa. Quindi i vapori d’olio si raffreddano e si
condensano formando un liquido. Il vapore d’olio può impregnare i prodotti e gli imballaggi di cattivo odore e/o provocare malessere nei lavoratori

Olio liquido o aerosol d’olio
Nella maggior parte dei compressori d’aria moderni viene utilizzato ancora l’olio nello stadio di compressione a scopo di tenuta, lubrificazione e raffreddamento. L’olio è a diretto contatto con l’aria quando questa viene compressa, ma grazie all’efficienza dei moderni separatori aria/olio integrati nel
compressore, solo una piccola percentuale di olio lubrificante passa nel sistema ad aria compressa sotto forma di liquido, aerosol (di regola non oltre 5mg/m3 per un compressore a vite sottoposto a regolare manutenzione) o vapore d’olio. Liquidi e aerosol si miscelano con l’acqua e formano una condensa densa e acida, che può provocare danni al serbatoio e al sistema di distribuzione ad aria compressa, a macchinari di produzione, prodotti e imballaggi

Impurità atmosferiche
L’aria atmosferica nelle zone industrializzate e urbane normalmente contiene 140-150 milioni particelle di impurità per ogni metro cubo. Poiché l’80% di queste particelle ha dimensioni inferiori a 2 micron, troppo piccole per essere intrappolate dal filtro di aspirazione dell’aria del compressore, esse passano quindi
direttamente nel sistema ad aria compressa.

Microrganismi
L’aria atmosferica può contenere fino a 100 milioni di microrganismi al metro cubo. Batteri, virus, spore e funghi vengono aspirati nel compressore e, poiché sono microscopici, riescono a passare attraverso i filtri di aspirazione ed entrano nel sistema ad aria compressa. L’aria compressa, calda e umida, è un ambiente ideale per il proliferare dei microrganismi. Molte applicazioni critiche richiedono un ambiente sterile e se l’aria compressa contaminata riesce direttamente o indirettamente a entrare in contatto con prodotti, imballaggi o macchinari di produzione, la sterilità viene compromessa.

Ruggine e incrostazioni
Ruggine e incrostazioni possono essere attribuite direttamente alla presenza di acqua nel sistema ad aria compressa e di norma vengono riscontrate nei serbatoi d’aria e nelle tubazioni di distribuzione. A lungo andare la ruggine e le incrostazioni si staccano e bloccano o danneggiano i macchinari di produzione, oltre a contaminare i processi e i prodotti finiti. Spesso nelle reti di tubazioni che in precedenza utilizzavano apparecchiature di purificazione inadeguate o non le usavano affatto, dopo l’installazione di essiccatori si accompagna a un temporaneo aumento di ruggine e incrostazioni.