Diseño de un Prototipo de Separador de Líquidos Bifásicos

Resumen

La contaminación de cuerpos de agua debido a grasas y aceites vertidos por la industria es un tema de suma importante para la sociedad. Considerando que los procesos convencionales para el tratamiento de los efluentes requieren instalaciones específicas y altos costos de operación conlleva una incorrecta gestión de los contaminantes provocando un daño al medioambiente. En este trabajo se plantea el diseño de un dispositivo mecánico basado en un principio de centrifugación inducida por geometría helicoidal de fácil manejo, el cual es empleado para la separación de aceites presentes en depósitos de agua. El diseño se realizó mediante el modelado por el software SolidWorks, se consideró inicialmente un sistema basado en el principio de la copa de Pitágoras, el cual posteriormente fue desechado por la falta de información relacionada a la capacidad de separación de líquidos, posteriormente se exploró un sistema de centrifugación. Se tomaron como referencia las características hidráulicas del número de Dean y la pérdida de carga, así como los parámetros de diseño de radio y paso de la hélice, ángulo de inclinación, radio de curvatura, velocidad promedio y aceleración centrifuga. Se diseño una hélice con radio de 0.3 m, tamaño de paso de 0.01 m y velocidad promedio de 0.2 m/s, lo que resulto en un número de Dean de 1106.67 y una pérdida de carga de 0.0074 m³/s. De igual manera el dispositivo cuenta con una serie de nervios internos con la capacidad de romper el flujo laminar, resultando en una separación por presiones que provoca que los líquidos grasos y de menor densidad permanezcan en la parte interna del vórtice, mientras que el agua se desplaza hacia las paredes externas. Finalmente se obtiene un dispositivo mecánico apto para el tratamiento de aguas residuales con alto contenido de aceites, el cual es de fácil movilidad y operación, a la par de económico y amigable con el medioambiente.