Gradientes de Coagulación y Floculación en una Prueba de Jarras

La siguiente información es de:  www.sulfoquimica.com.co (Febrero 2002).

Gradiente de Mezcla

Un criterio generalmente aceptado en tratamiento de agua para describir la coagulación y la floculación es el gradiente de la mezcla¹. Por tal motivo, se puede tomar este valor como un punto de partida para la comparación del trabajo en jarras de diferentas tamaños y geometrías.

 

Aunque la literatura es abundante en información referente al uso de jarras de 2 litros, no lo es tanto para una jarra de 1 litro, caso que es muy común en nuestro medio.

 

Por ejemplo, para jarras cuadradas, AWWA² sugiere los siguientes valores de gradiente en función de la velocidad de la agitación

Mientras que para jarras redondas de 2 litros, Empresas Públicas de Medellín³ sugiere:

Con esta información sobre estas dos geometrías básicas, es posible obtener información para jarras más pequeñas, partiendo de algunos conceptos básicos:

 

El gradiente, definido como una medida de la frecuencia de los cambios de dirección de un proceso de mezclado, puede ser calculado con la expresión

Donde G es el gradiente de la mezcla, P e sla potencia, V es el volumen del líquido y m es la viscosidad de la mezcla. Además, se ha establecido que la potencia disipada en la mezcla se puede expresar como:

donde n es la velocidad con la que gira el agitador y C es una combinación de varios factores que dependen de las propiedades del líquido y de la forma y tamaño de las paletas.

Considerando que en las jarras de 1 litro se utilizan paletas similares a las de la jarra de 2 litros, y que las propiedades del agua no cambian apreciablemente, las dos expresiones anteriores se pueden combinar para obtener

donde K es una constante. Entonces, en dos condiciones dadas, se puede escribir que

y reordenando, se obtiene una expresión para determinar el gradiente de velocidad en términos del gradiente en una situación similar de otro tamaño:

Lo anterior, permite obtener una figura como la siguiente, con la que se puede determinar qué velocidad de agitación en una jarra de pruebas, produce un gradiente determinado.

 

Referencias

1.      J.A. Romero: Acuipurificación. Escuela Colombiana de Ingeniería; Bogotá, 1993

2.      AWWA: Operation Control of Coagulation and Filtration Processes - Manual M37. Denver, 2000

3.      Empresas Públicas de Medellín: Fundamentos para los Procesos de Potabilización. Medellín, 1997