ARTICULOS DE CASOS
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El sistema de descarga de supersacos frena el polvo tóxico en las plantas de fluorización
SÍDNEY, AUSTRALIA — Durante muchos años diversas autoridades australianas han instalado lentamente plantas de fluorización de agua en un esfuerzo general de promover la salud dental. No obstante, en los últimos años, el ritmo de la fluorización se ha apresurado ya que varios estados han introducido programas de fluorización con el respaldo de subsidios de gobiernos estatales. Por ejemplo, Queensland decretó en 2006 que 90% de sus habitantes tendrían acceso a agua fluorizada para el año 2012.ProMinent Fluid Controls Pty Ltd. ha suministrado más de 60 sistemas de fluorización durante los últimos 25 años. Muchas de las primeras instalaciones eran para suministro rural de agua en plantas de tratamiento de agua relativamente pequeñas. Al principio, se cargaban manualmente sacos de 25 kg (55 lb) de polvo de silicofluoruro sódico (Na2SiF6) en una tolva; instalaciones posteriores usaban un cargador por vacío diseñado por ProMinent. Un dosificador de químicos secos mide el Na2SiF6 en un tanque de mezcla de agua, donde se disuelve antes de añadirse al suministro de agua (otros químicos empleados para la fluorización son el fluoruro de sodio en polvo y ácido hidrofluosilícico).
Control de polvo tóxico
Sin embargo, más recientemente, la compañía ha suministrado equipos para plantas mucho más grandes, incluyendo cinco que se establecieron en Queensland a finales de 2008. Las plantas varían en tamaño desde aproximadamente 125 MLD (33 MGD) a 750 MLD (200 MGD) y sirven a más de 50% de la población de Queensland de aproximadamente 4.5 millones de personas, comenta Neville McKee, gerente de ventas de ProMinent.
Para plantas de este tamaño, ProMinent ha diseñado un proceso completamente automatizado en el cual el Na2SiF6 se contiene por completo en un sistema de transferencia sellado desde el momento en que se recibe hasta el momento en que se vierte en el tanque de mezcla. El sellado es importante para el control de polvo, puesto que las plantas utilizan hasta 875 kg/d (1,930 lb/d) de Na2SiF6, que es tóxico y se sujeta a un estricto control normativo. Los supersacos de Na2SiF6 se descargan en una tolva de transición o de piso, desde la cual un transportador de tornillo flexible transfiere el material a una tolva de almacenamiento que dosifica el tanque de mezcla.
La tolva de transición es pequeña, con capacidad de apenas 60 l (4.9 pies3). En contraste, las tolvas de almacenamiento pueden ser tan grandes como 8,750 l (309 pies3) o más para una planta de 750 MLD (200 MGD) y diseñarse a fin de contener un suministro de hasta siete días de Na2SiF6.
Los equipos más grandes son el descargador de supersacos, un sistema de contención de polvo y el transportador de tornillo flexible, todos suministrados por Flexicon Corp. (Australia) Pty Ltd., Brisbane. Los supersacos de 1,000 kg (2,200 lb) se elevan sobre el marco del descargador por medio de un elevador eléctrico y una carretilla sobre una viga en I en levadizo.
El polvo se descarga del saco en la tolva de transición por medio de un tubo telescópico TELE-TUBE® de doble pared. El tubo se asegura a la boca de descarga del saco mediante un patentado anillo abrazadera SPOUT-LOCK® que crea un sello hermético al polvo, mientras que la parte inferior del tubo se conecta a un collar en la tapa de la tolva sellada.
El anillo abrazadera, en posición abierta, se eleva neumáticamente a la boca de descarga del saco. La boca se jala sobre el borde de la pared interna del tubo y el anillo se bloquea sobre ésta. En este punto, se libera la presión neumática que eleva el tubo lo que ocasiona que el conjunto del tubo telescópico ejerza presión descendente sobre la boca de descarga. La presión descendente continua en el saco mantiene siempre la boca tensa y ayuda a preservar un flujo firme evitando que el material excedente en la boca se abulte en el exterior y se creen huecos o caiga dentro y restrinja el flujo.
El tubo telescópico de doble pared es un elemento clave en todo el sistema, comenta McKee. En este diseño, las partículas errantes se extraen al colector de polvo por medio de una brecha anular que encierra el sello de la boca del saco. "Esta es la única manera para obtener protección adicional contra la liberación de polvo", afirma.
El sistema de recolección de polvo BAG-VAC® de Flexicon se activa antes de conectar el tubo telescópico al saco. El sistema, conectado al marco del descargador, transporta polvo neumáticamente a un tanque de trampa de agua. Una vez que se ha asegurado el anillo abrazadera, se apaga el extractor de polvo y el cordón de la boca se desata, lo que permite que el polvo fluya a la tolva de transición.
El extractor de polvo permanece inactivo durante todo el proceso de descarga. Sin embargo, el aire desplazado por el flujo de material sale por medio del sistema de recolección de polvo. Un filtro evita que el Na2SiF6 sea transportado en el aire de flujo saliente.
La detención del flujo es cosa fácil
Una característica especial de la unidad descargadora es la válvula de control de flujo neumática POWER-CINCHER® que puede cerrar el saco en cualquier momento, de tal manera que un saco parcialmente vacío puede permanecer fijo hasta que sea necesario más material. Esto resulta importante en las plantas de fluorización, que utilizan alrededor de 120 kg/d (265 lb/d) de Na2SiF6 por 100 MLD (26.4 MGD) de agua. El cinchador también ayuda a mantener alejada la humedad del saco y puede aislar el saco en caso de alguna emergencia.
Para la promoción de flujo se encuentran los activadores de sacos FLOW-FLEXER® — dos placas propulsadas neumáticamente que elevan y descienden de manera rítmica los bordes inferiores opuestos del saco a fin de dirigir el material a la salida. Conforme se vacía el saco, el golpe de las placas se alarga en forma de "V" inclinada en el saco que promueve la evacuación total. Un sincronizador ajustable controla la frecuencia de los golpes.
El sistema hermético al polvo se ventila a un colector de polvo BAG-VAC que elimina el polvo residual y colapsa el saco vacío antes de atarlo, lo que evita el polvo generado cuando los sacos vacíos se aplanan manualmente.
Como se mencionó anteriormente, un transportador de tornillo flexible desplaza el Na2SiF6 de la tolva de piso a una tolva de almacenamiento que alimenta al tanque de mezclado. El transportador se compone de un tornillo espiral giratorio de acero inoxidable, alojado en un tubo de polímero de 65 mm (2.5 pulg) de diámetro. El extremo inferior del tubo de aproximadamente 5 m (16.5 pies) de largo pasa a través de la tolva de piso, cerca de la parte inferior y el extremo superior descarga el polvo a través de un canal en la parte superior de la tolva de almacenamiento a unos 4.5 m (14.5 pies) por arriba del piso de la planta.
Transportador auto-centrado
Conforme gira el tornillo, se auto-centra dentro del tubo, suministrando espacio suficiente entre el tornillo y la pared del tubo para evitar el molido del producto. Un motor eléctrico de 5 hp (4.0 kW), localizado arriba del punto de descarga, rota el tornillo a una velocidad variable de hasta 6,000 kg/h (13,228 lb/hr). El transportador de tornillo flexible está inherentemente cerrado en toda su longitud para evitar polvo volátil.
Conforme se vacía el contenido del saco en la tolva de piso, el transportador se activa. La transferencia de polvo a la tolva de almacenamiento continúa hasta que la tolva de transición se vacía o el peso de la tolva de almacenamiento alcanza un nivel alto preestablecido, conforme a lo indicado por cuatro celdas de carga debajo de la tolva. El sistema de control señala al transportador que se detenga cuando se alcanza el nivel elevado.
Desde la tolva de almacenamiento, un dosificador de químicos secos mide el fluoruro en polvo en un tanque de mezcla por medio de una unidad sellada que evita el escape de polvo. El flujo del polvo se acopla automáticamente con el flujo entrante del agua al tanque en una relación que resulta en una solución saturada de 0.2% de Na2SiF6. El tanque cuenta con mezclador de alta velocidad y tiempo de retención de 10 min.
Por último, la solución se dosifica cuidadosamente en el suministro de agua fluyente por una bomba peristáltica (o una bomba de reserva de cavidad progresiva). La tasa de dosis varía de 0.6 mg/l a 1 mg/l (0.6 a 1 ppm), dependiendo de los requisitos locales.
En casos raros, una planta de tratamiento de agua puede tener dos tuberías independientes, cada una con su propio sistema de dosificación. Esta situación ocurre, por ejemplo, cuando un pueblo o una ciudad ha crecido y adicionó más capacidad de tratamiento.
Estos casos necesitan tolvas de almacenamiento y sistemas de dosificación separados para cada tubería, comenta McKee. Sin embargo, un solo descargador de supersacos y una tolva de transición pueden alimentar las dos tolvas de almacenamiento mediante la incorporación de dos transportadores de tornillo flexible separados en una sola tolva de transición común. La dosificación de dos tolvas de almacenamiento se encuentra perfectamente dentro de la capacidad del sistema. McKee señala que un solo transportador suministra el material a una tasa de alrededor de 5,000 kg/h (11,000 lb/h), mientras que la capacidad de almacenamiento de siete días de una tolva grande es de apenas 8,750 kg (19,250 lb).
El sistema de Flexicon es el único que utiliza ProMinent para las plantas de fluorización, afirma McKee. "Siempre hemos promovido únicamente los descargadores de supersacos Flexicon con tubos telescópicos de doble pared para el fluoruro, puesto que determinamos que representa la mejor opción disponible para manejar el polvo tóxico con riesgo mínimo de polvo", añade. "Creo que sería un movimiento osado de suministro de agua intentar una marca diferente en este momento, ya que hemos promovido esta aplicación desde que surgió para instalaciones de fluoruro aún más grandes (hace unos tres años)".
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Dos transportadores de tornillo flexible dosifican el fluoruro en polvo desde el descargador de supersacos en dos tolvas de almacenamiento de siete días desde las cuales el polvo se mide en dos tanques de mezcla para dosificarlo en el suministro de agua principal.
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El polvo permanece encerrado desde el momento en que se recibe hasta que entra a los tanques de mezcla. El colector de polvo BAG-VAC®, a la derecha del marco del descargado, evita cualquier emisión de polvo durante la carga del saco, el retiro y el colapso de los sacos vacíos.
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El tubo telescópico TELE-TUBE® de doble pared ofrece protección adicional de fuga de polvo durante la transferencia del saco. El tubo se asegura a la boca del saco por medio de un anillo abrazadera SPOUT-LOCK® que crea un sello hermético al polvo.
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El fluoruro en polvo fluye de la tolva de salida doble a través de las conexiones selladas a los dos transportadores de tornillo flexible que desplazan a las dos tolvas de almacenamiento.
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