CDA es la sigla de Clean Dry Air, en español aire seco limpio. No es un gas especial que se compre en cilindros, sino aire atmosférico comprimido al que se le han quitado el agua, el aceite y las partículas. La verdadera cuestión es «hasta qué punto se ha limpiado»: dos plantas pueden llamar CDA a aires cuyas definiciones difieren en varias clases.
Qué es el CDA: la misma composición que el aire; la diferencia está en lo que se le quita
La composición del CDA es la del aire: aproximadamente un 78% de nitrógeno, un 21% de oxígeno y un 0,93% de argón; el resto son trazas de dióxido de carbono y gases nobles. Lo que lo distingue del aire comprimido corriente no es «lo que tiene de más», sino «lo que tiene de menos»: el vapor de agua, el aceite y las partículas se han reducido por debajo de una clase determinada.
Por eso el CDA no es una especificación fija, sino una denominación relativa. En la industria se suele dividir el aire comprimido en tres niveles según su uso, y el CDA corresponde, a grandes rasgos, a los dos últimos:
| Categoría | Usos típicos | Requisito ISO 8573-1 habitual |
|---|---|---|
| Aire de planta (Plant Air) | Herramientas neumáticas, soplado general | Básicamente solo se controla el agua: en torno a agua Clase 4–5 |
| Aire de instrumentos (Instrument Air) | Válvulas de control neumáticas, sensores, instrumentación | Se interpreta habitualmente como [2:≤4:3] |
| Aire de proceso (Process Air) | El aire entra en contacto directo con el producto o el proceso | Se suele exigir un punto de rocío a presión de −40°C a −70°C, es decir, agua Clase 1–2 |
Cuando las fábricas de semiconductores, pantallas y electrónica hablan de CDA, casi siempre se refieren a aire de proceso: secado con secador desecante, aceite en Clase 1 y filtración final de partículas. Los valores concretos dependen de la normativa de cada planta, así que en compras y en la aceptación hay que basarse en una especificación por escrito y no limitarse a escribir «CDA».
Dónde se usa el CDA: cuatro casos concretos
- ▸Válvulas neumáticas y cilindros: las válvulas de apertura y cierre de los equipos y los mecanismos de transferencia de obleas funcionan casi todos con CDA. Si el vapor de agua del aire condensa dentro del cuerpo de la válvula, la electroválvula se atasca o responde con lentitud, y la causa de la parada no se ve a simple vista.
- ▸Soplado y secado: las piezas, los utillajes y los portadores se secan con CDA después del lavado. Si el aire lleva aceite, cuanto más se sopla, más sucia queda la superficie.
- ▸Instrumentación y control: las válvulas de control neumáticas y los transmisores de presión necesitan una presión de aire estable para funcionar; el agua y el aceite hacen que las lecturas deriven y que los diafragmas envejezcan.
- ▸Purga interior de equipos: los armarios eléctricos y los módulos ópticos usan CDA para mantener una ligera sobrepresión que impide la entrada de polvo y humedad del exterior. En este uso, la exigencia de limpieza suele ser incluso mayor que para accionar cilindros.
Cómo leer la ISO 8573-1: qué significan los tres números
La calidad del aire comprimido suele describirse con la ISO 8573-1. La norma divide los contaminantes en tres tipos, clasifica cada uno por separado y lo expresa con tres números: [partículas:agua:aceite]. Por ejemplo, ISO 8573-1:2010 [1:2:1] significa partículas Clase 1, agua Clase 2 y aceite Clase 1. Cuanto menor es el número, más limpio es el aire, y las tres magnitudes son independientes entre sí.
| Clase | Partículas 0,1–0,5 μm (número por m³) | Partículas 0,5–1 μm | Partículas 1–5 μm | Agua (punto de rocío a presión) | Aceite (aceite total) |
|---|---|---|---|---|---|
| Clase 0 | La especifica el usuario o el proveedor y debe ser más estricta que la Clase 1 | Ídem | Ídem | Ídem | Ídem |
| Clase 1 | ≤20.000 | ≤400 | ≤10 | ≤ −70°C | ≤0,01 mg/m³ |
| Clase 2 | ≤400.000 | ≤6.000 | ≤100 | ≤ −40°C | ≤0,1 mg/m³ |
| Clase 3 | No especificado | ≤90.000 | ≤1.000 | ≤ −20°C | ≤1 mg/m³ |
| Clase 4 | No especificado | No especificado | ≤10.000 | ≤ +3°C | ≤5 mg/m³ |
Al leer esta tabla hay tres malentendidos habituales:
- 1La Clase 0 no significa «cero». Significa «especificada aparte por ambas partes y más estricta que la Clase 1». Una especificación que solo dice Clase 0, sin ninguna cifra, en realidad no especifica nada.
- 2El aceite es la suma del aceite líquido, el aerosol de aceite y el vapor de aceite. Un compresor exento de aceite solo garantiza que no se añade aceite durante la compresión; el aire atmosférico aspirado ya contiene hidrocarburos, así que la salida sigue necesitando filtración.
- 3La clase de agua se basa en el punto de rocío a presión, no en el punto de rocío atmosférico; la diferencia se explica en la siguiente sección.
Punto de rocío: el punto de rocío a presión y el atmosférico no son lo mismo
El punto de rocío es la temperatura a la que hay que enfriar el aire para que empiece a condensar; cuanto más bajo, más seco está el aire. Pero una misma masa de aire da puntos de rocío muy distintos si se mide a la presión de la tubería o después de expandirla a la atmósfera: cuanto mayor es la presión, más fácilmente condensa el vapor de agua, por lo que el punto de rocío a presión siempre es más alto que el atmosférico.
| Punto de rocío a presión (a 0,7 MPa(g)) | Punto de rocío tras expandir a presión atmosférica | Concentración volumétrica de vapor de agua |
|---|---|---|
| +3°C (habitual en secadores frigoríficos) | Aprox. −21°C | Aprox. 950 ppm |
| −40°C (habitual en secadores desecantes) | Aprox. −57°C | Aprox. 16 ppm |
| −70°C (agua Clase 1) | Aprox. −83°C | Aprox. 0,33 ppm |
En la práctica, el error más frecuente es una especificación que dice «punto de rocío −40°C» sin indicar de cuál se trata. El proveedor cotiza con el punto de rocío atmosférico y el usuario acepta con el punto de rocío a presión; ambos creen tener razón, pero las cifras difieren en más de diez grados. La especificación debe decir claramente «punto de rocío a presión, a X MPa(g)».
Un medidor de punto de rocío sirve para vigilar el estado del secador, pero solo ve el agua. Cuando la especificación llega a niveles de ppb o ppt, o empieza a controlar dióxido de carbono, orgánicos, ácidos y bases, el punto de rocío ya no alcanza a describirla; para profundizar, vea el análisis técnico del XCDA.
Qué equipos componen un sistema de CDA
A CDA system: each device handles one contaminant
Top row left to right, bottom row right to left; tags show the ISO 8573-1 class each device typically reaches
The order matters. If the coalescing filter does not stop oil aerosol first, oil fouls the desiccant; without a particulate filter after a desiccant dryer, desiccant dust travels into the header.
En un sistema de CDA, cada equipo se ocupa de un solo tipo de contaminante. Si el orden está mal, lo que se escapa aguas arriba acaba arruinando los equipos aguas abajo.
| Equipo | Qué elimina | Clase alcanzable (típica) | Observaciones |
|---|---|---|---|
| Postenfriador + separador de condensados | La mayor parte del agua líquida | Aún no alcanza ninguna clase | Solo elimina el agua líquida; el vapor sigue presente y el punto de rocío no baja |
| Filtro coalescente (previo) | Aerosol de aceite, niebla de agua y partículas | Aceite Clase 2–4 | Imprescindible antes de un secador desecante: el aerosol de aceite inutiliza el desecante |
| Secador frigorífico | Vapor de agua | Agua Clase 4–6 | Si la tubería pasa por zonas más frías que el punto de rocío, vuelve a haber condensación |
| Secador desecante | Vapor de agua | Agua Clase 1–3 | La regeneración consume parte del aire comprimido |
| Filtro de partículas (posterior) | Partículas, incluido el polvo por desgaste del desecante | Partículas Clase 1–2 | Imprescindible después de un secador desecante |
| Torre de carbón activado o catalizador para eliminar aceite | Vapor de aceite | Aceite Clase 1 | Antes hay que eliminar el aceite líquido, el agua y las partículas |
El que más se pasa por alto es el último. Un filtro coalescente retiene el aerosol de aceite, pero no el aceite ya evaporado; para llegar a aceite Clase 1 (≤0,01 mg/m³) normalmente hay que añadir detrás una etapa de carbón activado o de eliminación catalítica de aceite.
Cómo elegir el secador: frigorífico o desecante
| Tipo | Punto de rocío a presión típico | Aire comprimido consumido en la regeneración | Adecuado para |
|---|---|---|---|
| Frigorífico | +3°C a +10°C | Ninguno; consume sobre todo electricidad | Herramientas neumáticas en general, redes principales interiores con temperatura estable |
| Desecante sin calor | −40°C, puede llegar a −70°C | Aprox. 15%–20% del caudal nominal | Caudales pequeños y medianos que requieren un punto de rocío bajo |
| Desecante con calor | −40°C a −70°C | Aprox. la mitad que el sin calor, más la electricidad de calentamiento | Caudales medianos y grandes |
| Desecante por soplante | −40°C a −70°C | Muy poco; consume sobre todo electricidad de la soplante y del calentador | Grandes caudales en los que importa la pérdida de aire comprimido |
Los secadores sin calor tienen un detalle en el que pocos reparan: con ciclos fijos, el caudal de aire de purga se fija en función del caudal nominal del secador y no disminuye cuando baja el consumo real. Si el secador trabaja a media carga, el aire de regeneración puede llegar a representar el 30%–40% del consumo real. Añadir un control por demanda de punto de rocío, que no conmuta las torres mientras el desecante no está saturado, es la forma más directa de recuperar ese aire.
Qué tener en cuenta en las tuberías de CDA
- ▸Material: las tuberías de acero al carbono y de acero galvanizado se corroen con los años, y el óxido que se desprende se convierte en una fuente de partículas aguas abajo. Las plantas con altas exigencias de limpieza suelen usar tubería de acero inoxidable o de aleación de aluminio; en la red principal no se debe usar PVC, porque si revienta bajo presión proyecta fragmentos.
- ▸Drenaje: en los sistemas con secador frigorífico, la red principal debe tener pendiente y purgadores en los puntos bajos; de lo contrario, cuando llega el frío, el condensado recorre la tubería y acaba entrando en los equipos.
- ▸Conexión de ramales: tomar los ramales por la parte superior de la red principal evita que el agua acumulada en el fondo del tubo entre directamente en ellos.
- ▸Filtración final: conviene mantener un filtro de partículas a la entrada del equipo para retener las partículas que genera la propia tubería.
Si algunos equipos deben pasar a XCDA, la tubería aguas abajo del purificador pertenece a otra categoría: hay que rehacer tanto los materiales como el método de instalación; los detalles están en cómo pasar de CDA a XCDA en la práctica.
Cuándo el CDA no es suficiente
Cuando el aire sopla directamente sobre obleas, retículas o componentes ópticos, y las especificaciones del equipo empiezan a fijar límites de nivel ppt para H₂O, orgánicos, ácidos y bases, ya se ha salido del alcance de la ISO 8573-1. Lo que hace falta entonces es XCDA: instalar un purificador de gas a continuación del CDA para bajar la contaminación molecular a nivel ppt.
A la inversa, para la mayoría de los usos neumáticos, de soplado y de instrumentación, el CDA es perfectamente suficiente. Lo pragmático es un suministro escalonado: CDA para la mayor parte de los usos y XCDA solo en los equipos que de verdad lo necesitan.
Preguntas frecuentes
P: ¿Cuál es la composición del gas CDA? ¿Es igual que el aire normal?
Sí. El CDA es aire: aproximadamente un 78% de nitrógeno, un 21% de oxígeno y un 0,93% de argón. La diferencia es que el vapor de agua, el aceite y las partículas se han reducido por debajo de la clase exigida, por lo que no es un gas en cilindros, sino un servicio que la propia planta genera con sus compresores y equipos de secado y filtración.
P: ¿Pueden sustituirse entre sí el CDA y el nitrógeno?
Depende del uso. Cuando hay que excluir el oxígeno, por ejemplo para evitar la oxidación o la combustión, o para conservar materiales sensibles al oxígeno, el nitrógeno es obligatorio; cuando solo se necesita un gas limpio y seco, el CDA cuesta mucho menos y no plantea riesgo de asfixia para el personal. El propio nitrógeno también puede volver a contaminarse a lo largo de la línea de suministro; sobre este tema puede consultar qué es un purificador de gas.
P: ¿La Clase 0 de la ISO 8573-1 significa aire totalmente exento de aceite?
No. La Clase 0 se define como «especificada aparte por el usuario o el proveedor y más estricta que la Clase 1», y no tiene por sí misma un valor fijo. Cuando vea Clase 0, pregunte por el valor real y el método de medición; una especificación que solo dice Clase 0, sin cifras, no permite decidir nada en la aceptación.
P: ¿El aire de un secador frigorífico cuenta como CDA?
Depende de su definición. Un secador frigorífico da un punto de rocío a presión de aproximadamente +3°C a +10°C, que corresponde a agua Clase 4–6 y basta para herramientas neumáticas corrientes. Pero el CDA del que hablan las fábricas de semiconductores y electrónica suele exigir un punto de rocío propio de un secador desecante; además, en cuanto la tubería pasa por un lugar más frío que el punto de rocío, como un rack de tuberías exterior en invierno, el aire de un secador frigorífico vuelve a condensar dentro del tubo.
P: ¿Es suficiente un punto de rocío de −40°C?
Para usos neumáticos generales, instrumentación y la mayoría de las aplicaciones de soplado, sí. Cuando la tubería atraviesa zonas frías o el proceso es sensible a la humedad, se suele exigir un punto de rocío a presión de −70°C. Tenga en cuenta que, por bajo que sea, el punto de rocío solo describe una especie, el agua; si la especificación empieza a incluir dióxido de carbono, orgánicos, ácidos o bases, hay que pasar a límites de concentración con sus métodos de medición correspondientes, en lugar de seguir bajando el punto de rocío.
P: ¿Cómo comprobar que nuestro CDA actual cumple realmente la especificación?
No basta con mirar la placa del secador. Como mínimo hay que medir en el punto de uso el punto de rocío a presión, el aceite y las partículas, y registrar la presión y el caudal de la tubería durante la medición; en el caso del punto de rocío, conviene seguir la tendencia de toda una temporada, porque el verano a plena carga suele ser el peor momento. Si lo que hay que verificar es XCDA de nivel ppt, los métodos de medición son completamente distintos; vea medición y aceptación de XCDA en la práctica.