Máquinas

Los descontaminadores electrostáticos (o ESP por sus siglas en inglés) son dispositivos que se utilizan para atrapar partículas mediante suionización, atrayéndolas por una carga electrostática inducida. Se emplean para reducir la contaminación atmosférica producida por humos y otros desechos industriales gaseosos, especialmente en las fábricas que funcionan con combustibles fósiles.

Los descontaminador electrostáticos son dispositivos de filtración altamente eficientes, que mínimamente impiden el flujo de los gases a través del dispositivo, y pueden eliminar fácilmente finas partículas como polvo y humo de la corriente de aire.

Invención del descontaminador electrostático

En 1907 el Dr. Frederick G. Cottrell solicitó una patente de un dispositivo para cargar partículas y después recolectarlas a través de la atracción electrostática: el primer descontaminador electrostático. Él era entonces profesor de Química en la Universidad de California en Berkeley. Cottrell primero utilizó el dispositivo para la recolección de niebla de ácido sulfúrico emitida de varias actividades de fábricas de ácido y de la fundición. Cottrell reconoció el potencial de negocio de su invento y decidió utilizar eso para financiar la investigación científica mediante la creación en 1912 de la fundación llamada Research Corporation a la que él asignó las patentes. Research Corporation ha proporcionado el financiamiento vital de muchos proyectos científicos: los experimentos sobre cohetería de Goddard, ciclotrón de Lawrence, la métodos de producción para vitaminas A y B1, entre otros.

El descontaminador de placa

El descontaminador más básico contiene una fila de alambres finos, seguido por pilas de placas planas de metal espaciadas aproximadamente 1 centímetro. La corriente de aire pasa a través de los espacios entre los alambres y después atraviesa el apilado de placas.

Una fuente de alto voltaje transfiere electrones de las placas hacia los alambres, desarrollando así una carga negativa de varios miles de voltios en los alambres, relativa a la carga positiva de las placas. Mientras que la materia de partículas atraviesa la fuerte carga negativa de los alambres, la materia de partículas toma la carga negativa y se ioniza. Las partículas ionizadas entonces pasan a través de las placas cargadas positivamente, siendo atraídas por estas placas.

Una vez que las partículas están en contacto con la placa positiva, entonces ceden sus electrones y se convierten en partículas cargadas positivamente como la placa, y comienzan a actuar así como parte del colector. Debido a este mecanismo, los descontaminador electrostáticos pueden tolerar grandes cantidades de acumulación de residuo en las placas de recolección y seguir funcionando eficientemente, puesto que la materia por sí misma ayuda a recolectar más materia de la corriente de aire.

La falla del descontaminador usualmente solo ocurre una vez que se haya formado en las placas una acumulación muy pesada de material. La acumulación puede llegar a ser bastante pesada como para bloquear la circulación de aire, o puede ser bastante densa como para ocasionar un corto circuito al permitir que la corriente atraviese el aislamiento. (esto típicamente no daña la fuente de alimentación, pero detiene efectivamente la precipitación electrostática adicional)

Precipitadores industriales modernos

Los ESPs continúan siendo dispositivos excelentes para el control de muchas emisiones de partículas industriales, incluyendo el humo de instalaciones de generación eléctricas (alimentados por carbón o petróleo), recolección de torta salina de los calentadores de licor negro en las plantas de pulpa de celulosa y recolección del catalizador de las unidades de conversión catalítica de lecho fluidizado en las refinerías por nombrar algunos. Estos dispositivos tratan volúmenes del gas de varios cientos de miles de ACFM (pies cúbicos por minuto actuales, por sus siglas en inglés) a 2.5 millones de ACFM en las aplicaciones de caldera más grandes (alimentadas por carbón).

La placa paralela original - el diseño cargado del alambre (descrito arriba) ha evolucionado a medida que nuevos diseños del electrodo de descarga más eficientes (y robustos) han sido desarrollados. Hoy en día estos desarrollos se han concentrado en electrodos de descarga rígida a los que se adhieren muchas púas puntiagudas, maximizando la producción de la corona. Los sistemas del transformación - rectificación aplican voltajes de 50-100 kilovoltios en las densidades relativamente de gran intensidad. Los controles modernos reducen al mínimo el chisporroteo y previenen la formación de arcos, evitando daño a los componentes. Los sistemas automáticos de golpeo y los sistemas de la evacuación de la tolva quitan la materia de partículas recogida mientras que están en línea, permitiendo que ESPs permanezca en funcionamiento por años a la vez.

Precipitador electrostático húmedo

La precipitación electrostática es típicamente un proceso seco, pero el rocío de agua ayuda al flujo entrante a recoger partículas excepcionalmente finas, y ayuda a reducir la resistencia eléctrica del material seco entrante para hacer el proceso más efectivo.

Un precipitador electrostático húmedo combina el método operacional de un depurador mojado con el de un precipitador electrostático para hacer autolimpieza, autolavado aún con un dispositivo de alto voltaje.

Filtros de aire electrostáticos orientados para al consumidor

Las placas precipitadores son comúnmente ofertadas al público como dispositivos purificadores o como reemplazo permanente para los filtros de horno, pero todos tienen el indeseable atributo de ser difíciles de limpiar. Un efecto secundario indeseable de los dispositivos de precipitación electrostática es la producción de ozono. Sin embargo, los precipitadores electrostáticos ofrecen beneficios sobre otras tecnologías de purificación de aire, como la filtración HEPA que requiere filtros caros y puede convertirse en una producción inmensa de muchas formas dañinas de bacteria.

Con los precipitadores electrostáticos, si la colección de las placas permiten acumular grandes cantidades de partículas de materia, las partículas a menudo se enlazan tan firmemente a las placas metálicas, que un lavado vigoroso y una depuración serán necesarias para la completa limpieza de las placas. El espacio cerrado entre las placas pueden convertir la limpieza en algo difícil, y el apilado de placas a menudo puede ser difícil de desmontar para la limpieza.

La Serrería de Areu¹ es una máquina que, movida por la fuerza del agua, sierra los troncos para transformarlos en tablas, vigas o tablones.

En la parte alta del pueblo pirenaico de Areu se encuentran dos edificios cerca del río. El primero, más pequeño, es la serrería que funciona por medio de una rueda hidráulica vertical en el exterior. El segundo es el molino harinero, movido por una rueda horizontal que se puede ver en la parte inferior del edificio bajo un arco (cárcava). En los años 20, en este segundo edificio se instaló una turbina hidráulica para producir electricidad. El agua llega al conjunto por un canal que procede de una acequia que desvía el agua del río cuando se abre una compuerta.

El Museo de la Ciencia y de la Técnica de Cataluña (mNACTEC) articula un sistema de museos y colecciones por todo el territorio catalán, especializados en diversos ámbitos temáticos del Patrimonio Industrial, la ciencia y la tecnología. La Serrería de Àreu es uno de los 24 museos y centros patrimoniales del Sistema Territorial del mNACTEC que de forma conjunta hacen la mejor explicación de la industrialización en Cataluña.

Las serrerías

Las serrerías, también llamadas molinas, eran unas máquinas movidas con la energía del agua, que serraban longitudinalmente los rolls (troncos de los árboles ya preparados) para transformarlos en tablas, vigas o tablones, que eran usados en la construcción y otros usos domésticos o industriales. Eran de construcción robusta, hechas básicamente de madera. Solo eran de hierro unos pocos elementos mecánicos imprescindibles (el hierro era escaso y caro, incluso cuando se obtenía en les fraguas de los mismos valles), que eran obrados por los mismos herreros de los pueblos. El funcionamiento de las serrerías era automático. La hoja de sierra subía y bajaba alternativamente, mientras el roll, sujeto sobre una bancada móvil, avanzaba horizontalmente. Estaban instaladas en unos edificios de dos plantas, de dimensiones reducidas, ajustadas a las medidas y a las necesidades de la máquina que contenían. Por ello todo el conjunto también se denominaba serrería.

Serrería de Areu

La Serrería de Areu

Al principio estaba emplazada en otro lugar, más abajo, al lado del río, pero hacia finales de siglo (XIX) se la llevó una fuerte riada. La nueva serrería, situada en el lugar actual, más elevado respecto al río para evitar una posible embestida del agua, fue construida inicialmente de madera, hasta que se hizo el actual edificio. Después de la guerra fue reparada y modernizada por los hermanos Manel y Feliu Bixaconill, carpinteros y constructores de serrerías de Arrós de Cardós. El eje del carrete y los brazos articulados del mecanismo de avance fueron hechos de hierro por el herrero del pueblo, Josep Ribes. En 1971 entró en funcionamiento la central de Tavascan, construida por FECSA, que modificaba totalmente el caudal del Noguera de Vallferrera, ya que llevaba parte del agua de este río a aquella central. Esta empresa sustituyó el carrete hidráulico por un motor eléctrico. Pero a partir de este momento la serrería funcionó por poco tiempo (hasta principios de la década de los 70). El último serrador fue Manuel Castellà Ramón de cal Moliner, que sustituyó a su padre, Manuel Castellà Tuset. Además de la serrería, también se encargaban del molino (de ahí el nombre de la casa) y la central eléctrica del pueblo.

El funcionamiento de la serradora, tal como se puede contemplar en las demostraciones, es sencillo. La hoja de sierra sube y baja mientras el roll, sujeto sobre un carro móvil, avanza horizontalmente.

El molino de Areu

El molino de Àreu, situado en el mismo conjunto arquitectónico de la serrería, junto con la central eléctrica del pueblo, suministró a los vecinos harina para uso humano o para el ganado hasta la década de los sesenta. Uno de los dos molinos ha sido restaurado con los elementos originales y se puede ver en funcionamiento. El carrete se ha conservado gracias a que la parte exterior que contiene las palas es de hierro. Solo el árbol y el canal, de madera, se han tenido que hacer de nuevo. El otro molino permite la observación del funcionamiento interno.

Las partes de la serrería

• Carro o bancada. Banco móvil de unos cuatro metros, con un espacio útil para serrar de 3'20 metros, que se desplaza con ruedecitas de madera sobre unas guías.

• Carrete patas. El carrete, generalmente situado fuera del edificio, es una rueda hidráulica de palas. La biela (patas), transforma el movimiento circular del carrete en movimiento vertical de la sierra. Está situada en la planta del edificio.

• Sierra. Fijada en un andamiaje (montante) que se desplaza verticalmente.

• Canal-disparador. El agua baja con fuerza por el canal que procede de una acequia cuando se abre una compuerta (estolador). Antes de llegar al rodillo, hay un sencillo mecanismo basado en una palanca (disparador) que permite al operario desviar el agua por encima del carrete cuando es necesario detener la sierra.

• Mecanismo de avance. También llamado máquina. Convierte el movimiento vertical alternativo de la sierra en movimiento circular de un torno que enrolla una cadena que tira del carro para hacerlo avanzar.

La energía hidráulica

La energía hidráulica se basa en la transformación de la energía que proporciona un salto de agua que incide sobre las palas de una rueda y, en consecuencia, produce un movimiento circular capaz de mover las máquinas.