Blog

Dec 28, 2023

Limpieza centrífuga de líquidos industriales

La edición digital de la revista se distribuye gratuitamente a los lectores que

La edición digital de la revista se distribuye de forma gratuita a los lectores que cumplen con nuestros criterios de calificación. Puede solicitar recibir su copia gratuita completando este breve formulario de registro

El desarrollo de equipos de filtrado por fuerza centrífuga para la limpieza y reciclaje de todo tipo de líquidos industriales es un ejemplo de comportamiento ecológicamente responsable que va de la mano del ahorro de costes y, al mismo tiempo, de la conservación de valiosos recursos. Este artículo analiza la necesidad de limpieza de líquidos industriales, sus ventajas sobre otros métodos y los beneficios de ahorro de costos que se pueden obtener.

Desde que en las décadas de 1950 y 1960 el río Cuyahoga en Ohio, EE. paisaje industrial. Sin embargo, la industria tardó muchos años en aceptar plenamente la protección ambiental y adoptarla como una oportunidad comercial en lugar de considerarla como una carga económica legislada.

El uso de agua y otros líquidos es fundamental para muchos procesos de producción. El agua, en combinación con detergentes, se utiliza para lavar y desengrasar los componentes metálicos fabricados. Los líquidos juegan un papel importante en todo tipo de operaciones de esmerilado, corte y pulido. El exceso de rocío en las cabinas de pintura es atrapado por una cortina de agua. Y los fluidos de corte son indispensables como refrigerantes y lubricantes para las operaciones de mecanizado y mecanizado de metales.

Durante su uso los líquidos industriales van recogiendo todo tipo de contaminantes de los cuales los más comunes son sólidos como finos metálicos o finos de materiales abrasivos así como aceites, grasas y otros hidrocarburos. A medida que estos contaminantes se acumulan, cualquier líquido industrial pierde su funcionalidad. Con algunos procesos de producción, un líquido solo se puede usar una vez antes de que se deba desechar, mientras que en otros casos se puede usar varias veces (reciclado). En cualquier caso, los líquidos contaminados deben ser tratados: Antes de ser descargados al desagüe, deben limpiarse para cumplir con los requisitos legales de contenido de materiales peligrosos. O en el caso del reciclaje, deben limpiarse para restablecer su funcionalidad.

Hay muchos métodos para eliminar partículas sólidas de líquidos. La más simple es la sedimentación. Más sofisticados son la floculación química, la electroflotación, la evaporación y todo tipo de filtrado, desde simples filtros de papel hasta complejos filtros de membrana (ultrafiltración). Para la separación del aceite no emulsionado del agua, los dispositivos de desnatado han sido relativamente fiables y económicos. Pero la mayoría de estos métodos de tratamiento no son muy efectivos o son extremadamente costosos y, con frecuencia, son bastante complicados de operar. Sobre todo, sus capacidades de reciclaje son limitadas. Los resultados son el uso derrochador de grandes cantidades de agua.

Por otra parte, los equipos de filtrado por fuerza centrífuga para separar partículas sólidas y, en ocasiones, aceite de líquidos industriales han demostrado ser bastante efectivos y muy económicos. Como se trata principalmente de un método de separación mecánica, la tecnología de filtrado por fuerza centrífuga permite reciclar el 100 % de los líquidos, lo que ayuda a reducir el consumo de agua hasta en un 97 %.

En el centro hay un tambor giratorio que gira a una velocidad de hasta 3000 RPM y produce una fuerza de más de 2000 g. En comparación, un tiovivo produce máx. 2 - 4 g (!). El líquido contaminado con sólidos se bombea al tambor giratorio a una velocidad de alimentación constante. Dado que los sólidos tienen un peso específico más alto, se separan del líquido y se depositan en la pared interior del tambor en forma de lodo estable con un contenido de agua residual de tan solo el 20 %. La fuerza centrífuga es tan fuerte que incluso las partículas sólidas diminutas con un tamaño de > 2 µm se eliminan del líquido. La energía hidráulica en el tambor giratorio permite que un tubo colector recoja el agua limpia y la transporte a un tanque externo o directamente a un usuario sin necesidad de ningún equipo de bombeo.

Dependiendo de la cantidad de sólidos en el líquido y la limpieza requerida, las centrífugas semiautomáticas pueden tratar entre 100 y 1200 litros (25 -300 gal.)/h, mientras que la capacidad de las centrífugas automáticas oscila entre 500 y 3600 litros (125 - 900 gal.)/h.

Con cierta carga de lodo en el tambor (máx. 30 kg/48 lbs), la centrífuga se apaga y se puede eliminar el lodo. En los sistemas semiautomáticos, esto se hace quitando manualmente un inserto de canasta de polímero del tambor. Las centrífugas automáticas están equipadas con una cuchilla que pela automáticamente el lodo del tambor que gira lentamente y lo vierte en un contenedor de lodo debajo del tambor.

El mismo principio físico permite no solo la eliminación de sólidos de los líquidos, sino también la separación de líquidos con diferentes densidades, por ejemplo, la eliminación de aceite no deseado de los refrigerantes. El líquido contaminado con sólidos y aceite se bombea al tambor giratorio donde la fuerza centrífuga separa las tres fases (líquido1/líquido2/sólido). Los dos líquidos se recogen y extraen del tambor giratorio con dos tubos colectores separados.

A diferencia de los métodos de separación convencionales que requieren mucha mano de obra, como la sedimentación, la floculación, la electroflotación, la evaporación, los filtros continuos de papel, etc., las centrífugas son muy fáciles de operar y no requieren costosos materiales de filtrado ni productos químicos. Funcionan de forma totalmente automática sin intervención del operador. La eliminación del lodo en centrífugas semiautomáticas es fácil y lleva menos de 10 minutos. Y en las centrífugas automáticas incluso la eliminación de lodos está completamente mecanizada y no requiere mano de obra alguna.

Debido a su diseño compacto, las centrífugas requieren muy poco espacio. Y son muy fáciles de instalar: Por ejemplo, las centrífugas semiautomáticas llegan completamente ensambladas a las instalaciones del cliente, y una vez colocadas en su ubicación, solo deben conectarse eléctricamente.

Las centrífugas semiautomáticas de menor capacidad están equipadas con un sistema de accionamiento directo para el tambor giratorio que funciona a velocidades de hasta 3000 RPM. Las centrífugas automáticas con capacidades de tambor considerablemente mayores tienen un accionamiento indirecto con correa trapezoidal. Esto permite la instalación de cojinetes de servicio pesado de tamaño preciso para absorber las enormes fuerzas g en el tambor giratorio.

En las centrífugas automáticas tradicionales, la cuchilla para pelar gira con el tambor y ejerce una carga adicional sobre los cojinetes del tambor. Un fabricante líder de equipos de acabado de superficies adoptó un enfoque técnico totalmente diferente. En sus centrífugas el cuchillo pelador es estacionario y totalmente independiente del accionamiento del tambor. Durante el ciclo de pelado, la cuchilla simplemente se mueve neumáticamente hacia la pared del tambor para pelar el lodo. Esta solución innovadora y simple da como resultado un tiempo de actividad mucho más prolongado de los cojinetes del tambor.

Por supuesto, todas las centrífugas fabricadas por este fabricante también están equipadas con un sistema de control de desequilibrio para una mayor protección de los cojinetes del tambor.

• Agua de proceso procedente de operaciones de acabado en masa: debido a su eficacia técnica y rentabilidad, durante los últimos 20 años las centrífugas han desplazado más o menos por completo a todos los demás sistemas de tratamiento. En algunos países europeos, los sistemas químicos o de electroflotación ya no están aprobados, si el agua de proceso se puede limpiar con una centrífuga. Esto tiene numerosas razones ecológicas y económicas: dado que el agua de proceso limpiada se reutiliza al 100 %, no se deben verter al desagüe aguas residuales cargadas con todo tipo de productos químicos. El reciclaje reduce el uso de agua en aproximadamente un 97 % y, como beneficio adicional, el compuesto químico en el agua de proceso también se recupera, lo que da como resultado una reducción drástica del uso del compuesto.

• Refrigerantes de operaciones de mecanizado y trabajo del metal: en este campo, las centrífugas han ido desplazando a los filtros de papel, que requieren mucha mano de obra y son costosos. La separación de sólidos de hasta 2 µm contribuye a aumentar considerablemente los tiempos de actividad del refrigerante y reduce drásticamente el riesgo de contaminación bacteriana.

• Lavado y desengrasado de componentes metálicos: estas aplicaciones se caracterizan por requisitos de limpieza superficial extremadamente altos. La limpieza previa del líquido de lavado con una centrífuga mejora enormemente la vida útil de los filtros de malla fina instalados.

• Pulido y corte de vidrio, cerámica, piedras naturales y hormigón: Las operaciones industriales de corte y pulido de vidrio, cerámica, mármol, granito, hormigón, etc., requieren líquidos como refrigerantes y lubricantes de proceso. Las centrífugas se utilizan para eliminar las diminutas partículas de vidrio y piedra y reciclar el líquido del proceso.

• Operaciones de pintura: el exceso de rociado en las cabinas de pintura es atrapado por una cortina de agua antes de que pueda escapar al medio ambiente. Las partículas de pintura que se acumulan en el agua se pueden eliminar rápidamente con una centrífuga en forma de un lodo estable con un contenido de agua residual de < 30 %, lo que permite una fácil descarga a los desechos.

• Numerosas aplicaciones para centrífugas

Los ejemplos descritos anteriormente son solo algunas de las posibles aplicaciones de este método de limpieza. La tecnología de filtrado por fuerza centrífuga se puede utilizar siempre que las partículas sólidas contaminantes en un líquido industrial tengan una densidad superior a la del propio líquido; o el contaminante es también un líquido con diferente densidad, por ejemplo aceite. ♦