Decantación: Definición, Tipos, Aplicaciones, Estanques y sus tipos.

Definición de Decantación 

La decantación es el proceso que se ocupa de la separación de un sólido o líquido denso de otro fluido, el cuál es característico de ser menos denso y en función de ello, se situara en la parte externa de la mezcla que forman ambos. Este procedimiento es ampliamente utilizado para separar mezclas de tipo heterogéneas que están conformadas por una sustancia sólida y una líquida o bien por dos sustancias líquidas densas.

Aunque muchas veces se usan los términos indistintamente, debemos destacar que la decantación no se equipara con la sedimentación, ya que en realidad en esta última la que actúa es la gravedad separando a los materiales sólidos del líquido. Tampoco debe ser confundido con la separación gravitica, la cuál es la separación por gravedad de los sólidos suspendidos en el agua tales como arena y materia orgánica.

Un sistema formado por agua y aceite, esta primera puede ser mas densa, ubicándose en la parte inferior del embudo y es separada, mediante la apertura de una llave de paso de forma controlada, destacando que la realización del proceso de decantación también puede ejecutarse de una manera mas rudimentaria, utilizando un bufón.

Durante la ejecución de este procedimiento, es necesario dejar en reposo la mezcla para que le solido se separe gravitoriamente, descendiendo para que sea posible su extracción como consecuencia de la acción de la gravedad; al expuesto proceso se le denomina desintegración básica de los compuestos o impurezas, las cuáles son componentes que se ubican en una mezcla, en cantidad mayoritaria.

Tipos de decantación:

Existen diversos tipos de procesos de decantación, destacando los siguientes:

Decantación sólido-líquido:

Se hace uso de este tipo de decantación, en casos donde el componente sólido se encuentra depositado en un líquido.

Decantación líquido-líquido:

Se separan líquidos que no pueden mezclarse, teniendo densidades diferentes, acumulándose en la parte inferior del sistema, el líquido más denso.

 Aplicación en instancias de la potabilización del agua ¿Cómo es el proceso?

Este procedimiento es recurrente en los procesos de potabilización del agua tanto a pequeña escala en usos caseros como a nivel industrial, mediante la instauración de plantas potabilizadoras como infraestructura hidráulica sanitaria destinada a tal fin, permitiendo la extracción de partículas bajo la acción de la gravedad, según su peso y densidad, constituyéndose como imprescindible antes de que se proceda a la filtración.

El agua es dejada en reposo y al cumplirse un tiempo estimado, las partículas sólidas suspendidas más pesadas en el líquido se depositarán en el fondo del recipiente o estanque, mientras que las más livianas saldrán a flote en la superficie del recurso hídrico.

La decantación no es viable en mezclas de tipo homogéneas como por ejemplo el agua y el alcohol, mientras que sí es posible en mezclas heterogéneas tal es el caso del agua y el aceite.

Para llevar a cabo el proceso de decantación a nivel manual o casero, se utiliza una ampolla de decantación en la cual se colocará la mezcla en cuestión. El agua es la que desciende hasta la base mientras que el aceite por sus características intrínsecas permanecerá en la superficie del recipiente. Cuando se abre la llave de la ampolla el líquido trasvasará a un recipiente colocado debajo de la ampolla. Acto seguido se cierra la llave y así se consigue que la decantación sea un éxito.

Su aplicación en plantas depuradoras de agua potable a nivel industrial es extensa, realizándose en estanques circulares diseñados para tales fines y adaptados a cada requerimiento de depuración a través de este método, en los cuáles se clarifica el agua hasta en 80% del contenido, quedando libre de residuos desagradables e insalubres para la población.

De igual forma, la adición de coagulantes y floculantes favorecen este proceso,  los cuáles facilitan la separación de los sólidos en suspensión presentes en el agua.

Uso coloquial como proceso físico

Como consecuencia es habitual que el concepto se utilice en el lenguaje coloquial con una carga simbólica, para referirse a aquellas separaciones que se producen por no pertenecer al todo que integran, siendo el factor de separación las actitudes o las opiniones diferentes que expresan o representan.

 Uso de estanques decantadores

En el tratamiento de potabilización de agua como de aguas residuales, es un elemento fundamental, debido a que permite la separación y concentración de los fangos como también los sólidos presentes en el agua residual, mediante el proceso de decantación física

Generalmente, un tanque decantador puede incluir una campana tranquilizadora interior para favorecer la decantación, así como un vertedero perimetral para romper las espumas formadas y retener los materiales sólidos.

Tipos de estanques decantadores:

 Decantadores de mantos de lodos:

En este tipo de estanques decantadores, es necesario que el agua coagulada y agua con partículas, entre en contacto unas con otras para poder flocular y sedimentar, contemplando en este tipo de unidades la posibilidad de encuentro o aglomeración de tales partículas, en función de su concentración en el agua bruta, destacando que este contacto entre las partículas se consigue por medio de agitación lenta.

Decantadores de separación dinámica:

Son aquellas unidades que aplican el uso de turbinas, las cuáles se ubican  en el centro de estos tanques, girando a alta velocidad e impulsando el flujo hacia abajo, consiguiendo de esta forma que se suscite un choque entre las partículas que descienden por la energía mecánica y las que ascienden con el flujo del tanque.

Tales tanques poseen cuatros zonas: una de mezcla y reacción (mezcla primaria), otra de mezcla lenta y floculación (mezcla secundaria), otra de mantos de lodos y otra de agua clarificada que comprende hasta las canaletas de la salida.

El agua bruta se introduce en la mezcla primaria y en la zona de reacción, donde se unifica con las sustancias químicas en presencia de sólidos formados durante reacciones previas, destacando que la presencia de estos sólidos permiten el aceleramiento de las reacciones.

Posterior a esto, la mezcla primaria es transportada a la secundaria, donde continuará el contacto con la suspensión para luego descargar exterior e interiormente, es decir, recirculando y llevando hacia los concentradores una parte de dichos sólidos.

El agua clarificada pasa a las canaletas de recolección de agua decantada. En el caso de los decantadores de recirculación, los lodos que se separan del agua clara en la zona de decantación son recirculados debido a la agitación de una turbina hacia la zona de mezcla conocida como campana central, donde se encuentran con el agua bruta y coagulante, que esta entrando de forma continua.

Asimismo, el exceso de lodos cada vez más concentrados, va precipitándose hacia el fondo del decantador de forma troncocónica y mediante el uso de unas raquetas móviles, se introducen dentro de las fosas de purga.

El agua clarificada es decantada, a través de una serie de canaletas o vertederos distribuidos superficialmente. La agitación o mezcla del reactivo con el agua a tratar debe ser los suficientemente lenta para impedir la rotura del flóculo ya formado, volviendo a generarse una suspensión coloidal.

Decantadores de manto de lodos pulsantes:

En estos decantadores de lecho de fango como también se les conoce, no hay recirculación de fango, sino que existe una masa de lodos en la parte inferior del decantador, la cuál es sometida a expansión de abajo hacia arriba por la impulsión del agua bruta coagulada. Los lodos a extraer se van depositando en unas fosas o concentradores y el agua clarificada es decantada, mediante canaletas o vertederos superficiales.

En el caso de los decantadores de lecho de fango con pulsación, el agua entra a la zona de decantación a través de lecho de fangos de forma intermitente, mediante pulsaciones conseguidas por el vacio creado en una campana central; como consecuencia de este vacío, el nivel del agua en la campana se eleva y al alcanzar un cierto nivel de acuerdo con una secuencia predeterminada, un dispositivo apropiado pone a la campana en comunicación con la atmosfera, lo que permitirá que el agua entre en la zona de decantación. Los lodos van depositándose unas arquetas de concentración, donde son extraídos periódicamente.

La descarga del agua de la campana de vacío a las tuberías de distribución se suscita cuando el agua alcanza un nivel determinado entre 0.60 y 0.80 metros, este nivel de agua se regula de forma que mediante el mecanismo electromecánico, se permita la apertura de las válvulas de descarga hacia la atmósfera. Las descargas de agua de la campana realizadas en forma intermitente, producen una agitación en el interior del decantador, lo cuál permite el contacto con las partículas coaguladas, aumentando así el tamaño y volumen de estas, para formar una masa de lodos denominada mantos de lodos. La altura que usualmente debe alcanzar el manto de lodos es de 1.5 metros, y debe coincidir con el nivel de vertedero de las concentraciones de lodos. La eficiencia del decantador de lodos se basa en el grado de compactación del manto de lodos y del porcentaje de concentración de lodos.

Decantadores de agitación simple:

Son tanques de forma circular, en los cuáles el agua ingresa por la parte inferior, disponiendo de un agitador mecánico que gira lentamente en el fondo, con la finalidad de mantener las partículas coaguladas en suspensión y recoger los lodos en un concentrador, en el cuál serán extraídos periódicamente. Este tipo de estanques de decantación esta conformado por cuatros zonas: de reacción, de floculación, de recolección de lodos y de agua decantada.

La regulación de la velocidad de agitación es de vital importancia para conseguir una óptima floculación, en base a la turbiedad del agua bruta y de la dosis de coagulante empleado, destacando que la presencia de grandes cantidades flóculos en la superficie, debe disminuir la velocidad de la agitación.