Skid piloto de preparación y dosificación de floculante

Casi toda floculación que rinde por debajo de lo esperado no es el polímero equivocado ni la dosis equivocada: es polímero que nunca se disolvió del todo. El poliacrilamida llega como cadenas enrolladas de 5 a 25 millones de dalton. Si se echa al agua sin cuidado, el exterior de cada gránulo se hidrata al instante formando una piel de gel, el interior queda seco y lo que llega al espesador es una suspensión de grumos de gel inútiles que ciegan tamices y recubren tuberías. El skid de preparación existe para que eso no ocurra, y para hacerlo en continuo de modo que la dosis nunca espere a un lote.

Tres operaciones, tres constantes de tiempo

El mojado es el momento en que cada partícula encuentra agua por sí misma y no como parte de un grumo. Un alimentador de tornillo dosifica el polvo en un cono de mojado o en un eductor donde un chorro de agua lo dispersa a la entrada; el caudal de polvo y el de agua están enclavados, porque demasiado polvo para el agua disponible produce «ojos de pez» de inmediato. El polímero en emulsión sustituye el alimentador por una bomba dosificadora y una tee en línea, porque la emulsión se invierte al contacto con el agua y necesita cizallamiento, no separación.

La mezcla dispersa el polímero mojado en el volumen del lote. La maduración es donde las cadenas se desenrollan y alcanzan su viscosidad y actividad completas: 30 a 60 minutos para polvo seco, 15 a 30 para emulsión. Comprimir cualquiera de las tres reduce la actividad entregada por kilogramo de polímero, lo que equivale a pagar más por tonelada tratada.

Por qué tres cámaras y no un solo tanque

Un solo tanque sirve si uno se conforma con trabajar por lotes y esperar. Una planta continua no lo hace, así que el tanque se divide en compartimentos de mojado, maduración y almacenamiento con vertederos que fuerzan un flujo tipo pistón. Cada compartimento se dimensiona con la misma relación: volumen igual a caudal de solución multiplicado por el tiempo de residencia que debe proporcionar. La cámara uno recibe el polímero mojado, la solución desborda a la cámara dos donde continúa la maduración, y la cámara tres guarda solución madura para la bomba de trasiego. Los vertederos son lo que impide que la solución fresca cortocircuite hacia la salida y deje cada lote sub-madurado.

Vale la pena hacer el ejemplo una vez. Un servicio que necesita 3 kg/h de polímero seco al 100 % de activo, preparado a una solución de trabajo del 0,4 %, exige 750 L/h de solución, de modo que el skid añade unos 747 L/h de agua de reposición. Dimensionar la cámara de maduración para 45 minutos a esa extracción da unos 560 L de volumen de maduración. Ese es todo el cálculo; lo demás en el skid está para mantener esas dos cifras estables.

Los detalles que deciden si funciona

• Bomba de trasiego de cavidad progresiva, nunca centrífuga. Una centrífuga corta las cadenas de polímero y la pérdida de actividad no se recupera aguas abajo.
• Agitación de 30–60 rpm con impulsor axial. Suficiente para renovar el volumen, insuficiente para degradar la cadena.
• Tee de dilución en la inyección. La solución madre debe encontrarse con la pulpa ya diluida a 0,05–0,1 %, no como un tapón viscoso.
• Precisión del alimentador de ± 1 %. Por debajo de eso la dosis real se aleja de la calculada y el operador compensa a ciegas.
• Limpieza semanal con hipoclorito y enjuague abundante. El cloro residual ataca al polímero, así que el enjuague no es opcional.

Qué debe demostrar un skid piloto

El piloto tiene que entregar cuatro cifras que ninguna prueba de jarra da: la actividad real de la solución preparada (viscosidad frente a una curva de referencia), la dosis en g/t que alcanza la claridad objetivo, el consumo de polímero por tonelada de sólido tratado y la velocidad de sedimentación del flóculo que produce. Con esas cuatro la planta se diseña; sin ellas, el diseño se copia de otra planta y se reza.

El skid también sirve para decidir polvo o emulsión con datos propios: por debajo de unos 25 kg/día de polímero, la preparación manual o semiautomática de polvo suele ser la opción práctica, aunque el polvo requiera más cuidado en el mojado.