02 Feb PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE LOS HIDROCICLONES
Los hidrociclones pueden considerarse como un sistema de filtración diferente a los más habituales de filtración física, como los de lecho (filtración en profundidad a baja velocidad), anillas o malla (filtraciones superficiales).
Los hidrociclones, o también llamados ciclones, son equipos destinados a la separación de partículas solidas en medios líquidos y tienen numerosas aplicaciones en industrias de minería, alimentación, química y por supuesto, en agricultura, donde tiene un uso muy generalizado como separadores de arena en captaciones principalmente subterráneas (agua de pozo).
Su función es la separación física de partículas con peso específico muy superior al fluido por efecto de la fuerza centrífuga que la geometría del hidrociclón genera. El hidrociclón presenta una sección cilíndrica, seguida de una cónica. Tiene una alimentación tangencial, una salida (vórtex) para el fluido diluido (overflow) y una salida (ápex) en la parte inferior para el fluido concentrado (underflow) con un depósito recolector.
Las partículas tienden a sedimentar y descender gracias a la fuerza de gravedad que logra vencer las fuerzas de fricción ocasionadas por el agua.
En agua con arena se puede aplicar la fórmula de Stokes para calcular la velocidad de sedimentación de la partícula. En ella, la velocidad de sedimentación de una partícula se determina por el cociente entre la diferencia de densidades del sólido y el líquido, y una constante de la viscosidad del medio, multiplicado por la gravedad y el radio de partícula al cuadrado.
Si aplicamos esta ecuación para los diferentes tamaños de las arenas, se separarían las arenas más gruesas de las finas al caer a mayor velocidad. Para conseguir separar elementos más finos, nos saldrían velocidades de sedimentación muy lentas, con lo que necesitaríamos grandes superficies. Sobre la fórmula, en este caso, solo podríamos actuar sobre la gravedad creando un nuevo campo gravitatorio (densidades, viscosidades, diámetros de arena y agua serán considerados constantes).
Para lograr aumentar “el campo gravitatorio” la geometría del hidrociclón hace que las partículas más gruesas (arenas) giren cercanas a la pared debido a la aceleración centrífuga que ocasiona el hidrociclón, y que el “torbellino principal” vaya descendiendo hasta el final de la parte cónica, donde el estrechamiento (ápex) produce un “torbellino secundario” que termina de separar las partículas mayores, saliendo los finos y el agua por el vórtex y quedando los gruesos (arena) acumulados en el depósito.
Por lo tanto, la geométrica del hidrociclón produce la aceleración que logra separar las partículas mas gruesas de las finas y del agua sin necesidad de grandes tanques de sedimentación.
Los hidrociclones LAMA están calculados para la separación más eficiente de las partículas de arena y se fabrican con diferentes medidas y disposiciones en función de los caudales de trabajo. Son un método económico para la separación de arenas en captaciones y suele venir acompañado de otro método de filtración para la retención de los finos que salen por el vórtex en función de la aplicación posterior de uso.
El cálculo de la longitud del vórtex, el diámetro de la parte cilíndrica, el ángulo y longitud del cono son determinantes para que el sistema tenga la mayor eficiencia posible en la separación de arenas y se logre retener un alto porcentaje de estas.
Estos equipos no presentan partes móviles, por lo que su mantenimiento únicamente debe centrarse en vaciar el depósito de acumulación con regularidad. Un fallo muy común en las instalaciones es no vaciar el depósito, comprometiendo su eficiencia. En LAMA proponemos que adjunte a la compra de los hidrociclones un kit de limpieza, gracias al cual las tareas de mantenimiento serán prácticamente nulas. Nuestros kits se encargan automáticamente de vaciar este deposito de purga, sin necesidad de vigilancia externa.
