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Dinámica de las partículas y termodinámica de los humos: qué factores gobiernan la depuración por vía húmeda
Artur Cokaj · · Actualizado
La física de los depuradores por agua: enfriamiento de los humos, tamaño de las gotas, captación de las partículas, separación del líquido y selección de materiales.
La eficacia de un depurador por agua depende de cómo los humos entran en contacto con el líquido, de las características de las partículas y de la gestión de la instalación. El enfriamiento, la captación y la separación de las gotas son etapas relacionadas, cada una con condiciones de funcionamiento que deben respetarse.
El humo de leña es una mezcla
La combustión de la leña produce una mezcla de gases y partículas microscópicas. Por tanto, para describirla no basta con hacer referencia al hollín visible: hay que precisar qué componentes se quieren medir y tratar. La ficha de la EPA sobre la combustión de la leña recuerda precisamente esta naturaleza compuesta del efluente.
El tratamiento de las sustancias gaseosas también requiere una evaluación específica. La absorción en el líquido depende de la solubilidad de los compuestos, de la temperatura y del contacto gas-agua. Una buena eliminación del polvo no demuestra, por sí sola, un resultado equivalente sobre los compuestos orgánicos gaseosos o los olores. EPA, ficha sobre sistemas de pulverización.
El enfriamiento forma parte del proyecto
El lavado modifica la temperatura y la humedad de los humos: una parte del agua puede evaporarse, extrayendo calor del flujo. La temperatura de salida debe obtenerse del balance térmico e hídrico del sistema. Un valor próximo a 50 °C puede describir una condición de funcionamiento determinada, pero no constituye un objetivo universal. EPA, manual sobre scrubbers, sección 2.5.3.
Por ello, el dato útil para el dimensionamiento es el caudal en las condiciones declaradas. Los metros cúbicos por hora reales y normalizados describen referencias diferentes: la temperatura, la presión y el contenido de vapor deben ser explícitos cuando se comparan mediciones o prestaciones.
Gotas y partículas: encontrar las condiciones de contacto
La captación puede producirse por impacto inercial, intercepción y difusión. El peso de los distintos mecanismos cambia con el tamaño de las partículas y con el movimiento relativo entre gas y líquido.
La distribución del tamaño de las gotas también debe ser adecuada a las condiciones de trabajo. Las gotas más pequeñas ofrecen mayor superficie por unidad de volumen, pero el flujo puede arrastrarlas con mayor facilidad y pueden perder velocidad relativa respecto a las partículas. También influyen la geometría de las boquillas, el caudal de agua y la distribución del líquido. La presión de pulverización por sí sola no describe el rendimiento. EPA, manual sobre scrubbers, secciones 2.2.1 y 2.4.1.6.
En las cámaras de pulverización, la presión y el caudal del líquido contribuyen a la energía de contacto. Estos sistemas pueden presentar limitaciones en la captación de partículas finas: la selección debe partir de las características de la emisión y de la prestación requerida, sin considerar equivalentes todas las arquitecturas de lavado. EPA, ficha sobre sistemas de pulverización.
Separar las gotas y mantener el circuito
Las gotas que han recogido contaminantes deben separarse del flujo antes de la salida. El arrastre de líquido, las boquillas obstruidas o un caudal de agua insuficiente pueden comprometer el funcionamiento. Por tanto, la separación de gotas forma parte del proceso de depuración.
Durante el funcionamiento se necesitan controles coherentes con el proyecto: pérdida de carga, caudal del líquido, estado del circuito y, cuando resulte pertinente, pH y concentración de sólidos. En los sistemas de recirculación, la reposición y la purga contribuyen a mantener las condiciones de funcionamiento. EPA, seguimiento de los scrubbers por vía húmeda.
Materiales: la selección depende del entorno real
La resistencia a la corrosión depende de la composición del líquido, del pH, de la temperatura y de la presencia de sustancias agresivas, como los cloruros. También influyen las soldaduras, el acabado superficial, los estancamientos y los depósitos. La sola indicación de la familia de acero no basta para predecir la duración de la máquina. Outokumpu, resistencia a la corrosión de los aceros inoxidables.
Por tanto, el AISI 316L debe evaluarse según las condiciones reales, sin presentarlo como un requisito universal para todos los depuradores. Los ensayos de laboratorio de los materiales deben interpretarse teniendo en cuenta las diferencias respecto al servicio real; en los casos inciertos pueden necesitarse comprobaciones en el fluido del proceso. Outokumpu, criterios de selección de materiales.
De los principios físicos a las prestaciones medidas
Estos principios explican qué variables gobiernan el lavado. En cambio, para interpretar los resultados experimentales hay que examinar las condiciones de los ensayos y distinguir concentración y flujo másico: a este tema se dedica el artículo Eficiencia de reducción de polvo y compuestos orgánicos: evidencias de ensayos en chimenea. El rendimiento global sobre el polvo no describe automáticamente el correspondiente a cada tamaño de partícula.
Normas y seguridad: referencias con funciones diferentes
La UNI 11859-1:2022 se refiere a la comprobación de la seguridad de los sistemas de evacuación de los productos de la combustión de instalaciones civiles existentes alimentadas con combustible líquido o sólido. El catálogo UNI excluye expresamente su uso como norma de diseño, instalación o adecuación. Por tanto, no es la referencia para atribuir clases de rendimiento a los depuradores.
La evaluación de las inmisiones hacia los vecinos sigue siendo independiente: el artículo 844 del Código Civil italiano remite a la tolerabilidad normal, considerando las condiciones del lugar. Un porcentaje de reducción no resuelve por sí solo esta evaluación.
La calidad de un proyecto se evalúa relacionando las características del efluente, el dimensionamiento y las prestaciones documentadas en las condiciones de uso. En el próximo artículo examinaremos cómo la recirculación, la reposición y la purga del agua inciden en los consumos y en la continuidad del tratamiento.
Fuentes y criterios de interpretación
Referencias consultadas el 16 de octubre de 2026. El manual de la EPA de 2002 se utiliza por los principios físicos y sigue citado en la página de la EPA sobre seguimiento. Para la UNI 11859-1:2022, la referencia es el resumen del catálogo oficial. Los enlaces del texto permiten consultar las fuentes; la documentación de Outokumpu se refiere a la selección y resistencia de los materiales.