Columna piloto de extracción de placas deflectoras

Cuando un diagrama necesita más de unas seis etapas de extracción, un tren de mezcladores-sedimentadores deja de ser un conjunto de cajas y se convierte en un edificio. Una columna hace el mismo trabajo en una huella medida en centímetros de diámetro, porque las etapas se apilan verticalmente en lugar de extenderse por el suelo. La columna de placas deflectoras es la versión de esa idea sin partes móviles dentro: una pila de placas obliga a las dos fases a romperse y recoalescer al pasar, y cada par de placas aproxima una etapa.

Qué están haciendo las placas

Cada deflector presenta una contracción seguida de una expansión. La contracción acelera la fase dispersa y cizalla las gotas; la expansión la frena y deja que las gotas choquen y coalescan. El ciclo se repite columna arriba, y el efecto neto es una serie de zonas de contacto bien mezcladas separadas por zonas de coalescencia, que es exactamente lo que es una etapa. Como no hay agitadores, no hay nada que sellar, nada que mantener dentro de la columna y nada que meta cizallamiento en un sistema donde la emulsión es el producto.

La pulsación es la variable de operación

Sin pulsación, la columna funciona pero con un diámetro de gota que depende solo de la contracción, y la eficiencia de etapa es mediocre. Con pulsación —amplitud de 6 a 25 mm y frecuencia de 0,5 a 2 Hz— la columna se comporta como una batería de mezcladores-sedimentadores en serie, y el HETS baja a 0,3–1,0 m según el sistema.

La pulsación tiene un óptimo, no un máximo. Por debajo, las fases están subdispersas y la transferencia es lenta; por encima, el retroceso de mezcla y el arrastre dominan y la eficiencia cae. La práctica es medir HETS contra intensidad de pulsación y fijar el punto de operación un poco por debajo del mínimo, para que una deriva pequeña no lleve al lado equivocado de la curva.

Dónde gana una columna y dónde no

Gana cuando el número de etapas es alto, el inventario de solvente debe ser pequeño y la huella es limitada: por encima de unas seis etapas suele superar al tren de mezcladores-sedimentadores en capital y en superficie. Gana también cuando el sistema forma emulsiones indeseadas, porque no hay agitador que las estabilice.

No gana con sólidos: los deflectores acumulan crud, la interfase sube y el único remedio es parar y limpiar. Una alimentación con más que trazas de sólidos necesita filtración aguas arriba —una centrífuga de discos o un coalescedor, no un tamiz—. Tampoco gana cuando la cinética es lenta, porque el tiempo de residencia por etapa lo fija la hidrodinámica y no se puede alargar a voluntad.

Qué debe medir una campaña piloto

• HETS frente a intensidad de pulsación, con al menos cuatro puntos, para localizar el mínimo.
• La curva de inundación: caudal total frente a relación de fases, porque el diseño se hace al 50–70 % de la inundación.
• La eficiencia de etapa a la relación de fases real, no a una relación cómoda de laboratorio.
• El arrastre de una fase en la otra a la salida, que es lo que decide si hace falta un decantador de pulido.
• La acumulación de interfase a lo largo de la corrida, que anuncia el problema de crud antes de que sea catastrófico.
• La altura necesaria: HETS medido por número de etapas teóricas, más 0,5–1,0 m de secciones de decantación en los extremos.

Un piloto que solo mide recuperación subestima la altura, porque la recuperación se puede alcanzar con un lecho efectivo más alto y un HETS peor. La altura se calcula con el HETS, no con la recuperación.