Memoria - Patricio Muñoz Moreno FINAL CORREGIDA

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE

FACULTAD DE INGENIERA

DEPARTAMENTO DE INGENIERA EN MINAS

ESTUDIO EXPERIMENTAL DE FILTRADO POLVO-AIRE MEDIANTE

UNA CMARA DE AGUA

PATRICIO FERNANDO MUOZ MORENO

Santiago 2014

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE

FACULTAD DE INGENIERA

DEPARTAMENTO DE INGENIERA EN MINAS

ESTUDIO EXPERIMENTAL DE FILTRADO POLVO-AIRE MEDIANTE

UNA CMARA DE AGUA

PATRICIO FERNANDO MUOZ MORENO

Trabajo de titulacin presentado en

conformidad a los requisitos para optar al

ttulo de Ingeniero de Ejecucin en Minas.

Profesor Gua: Dr. Juan Pablo Hurtado Cruz

Santiago 2014

i

Patricio Fernando Muoz Moreno

Se autoriza la reproduccin parcial o total de esta obra, con fines acadmicos, por cualquier

forma, medio o procedimiento, siempre y cuando se incluya la cita bibliogrfica del

documento.

iii

Agradecimientos

Agradezco a mis padres por todo el apoyo que me han brindado durante toda mi

vida y me han enseado a ser la persona que hoy soy. Todo se los debo a ellos.

Tambin quiero agradecer a mi familia, tos, tas, primos, a mis amigos y a todo

aquel que contribuy con un granito de arena a finalizar este trabajo.

En especial quiero agradecer a la seora Eliana que me ayud cada vez que

necesit algn instrumento cuando no estaba el encargado.

Adems quiero agradecer al profesor Luis Vilchez por la ayuda con el filtro de vaco.

Quiero agradecer en especial a mi amigo Claudio Martnez que me inst a comenzar

mi memoria cuando la motivacin escaseaba, me brind su aliento para afrontar este

desafo, me motiv a comenzar y a seguir adelante con esto.

Tampoco quiero dejar de lado a mis compaeros de laboratorio Madeleine, Alex y

Fabin quienes siempre tuvieron la mejor disposicin para ayudarme. Me ensearon a usar

instrumentos, me ayudaron en mltiples ocasiones indicndome donde estaban las cosas

cuando recin haba llegado al laboratorio y por sobre todo por su amabilidad.

Finalmente no puedo dejar de darle mis ms infinitos agradecimientos a mi profesor

gua Dr. Juan Pablo Hurtado, quien me ayud siempre y me soport todos estos meses.

Me siento muy agradecido de la confianza depositada en m para desarrollar este trabajo.

iv

Resumen

Este trabajo se desarrolla en el Laboratorio de Ventilacin de Minas de la

Universidad de Santiago de Chile. El objetivo es estudiar experimentalmente el

funcionamiento de una cmara de filtrado por agua, analizando los diferentes efectos en el

sistema de filtrado por agua con tobera sumergida. Para la realizacin de esta investigacin,

a partir de una simulacin realizada en un estudio previo usando el software Ansys-Fluent,

se construy una cmara de filtrado que consiste en un cubo de vidrio con agua y una

tobera sumergida con un difusor de burbujas. Mediante un ventilador se hace ingresar aire

con material particulado previamente caracterizado con su respectiva curva de distribucin

granulomtrica construida a partir de tamizaje en seco. Este aire sale a travs del difusor

de burbujas ubicado en la tobera sumergida. El difusor ayuda a generar una mayor cantidad

de burbujas y de menor tamao. Las pequeas burbujas hacen que el material que est

atrapado dentro de ellas se adhiera al agua y de esta forma queda retenido dentro de la

cmara.

Este mtodo de limpieza fue testeado con partculas en el rango de 850 a 38 micras.

Las principales variables estudiadas son prdidas por procesos de laboratorio, modalidad

de funcionamiento del ventilador (inyeccin o extraccin), caudal de aire circulante y masa

retenida por el sistema.

Debido a los procesos de manipulacin en laboratorio, se pierden en promedio 2,9

g de material, lo cual equivale al 1% del total de material de alimentacin.

Al comparar el porcentaje de eficiencia debido a la retencin de slidos de la

modalidad de inyeccin como de extraccin no se observan mayores diferencias.

Finalmente los resultados obtenidos al utilizar el sistema de filtrado con el ventilador

en modalidad de impulsin con un caudal de 0,0233 m3/s indican que este posee una

eficiencia en promedio del 98,9%, donde se pierden en promedio 3,4 gramos de los 300 g

que son alimentados al sistema.

v

Tabla de contenidos

1 CAPTULO I: INTRODUCCIN ..................................................................................... 1

1.1 Motivos que originaron el estudio ............................................................................ 1

1.2 Objetivos del estudio ................................................................................................ 1

1.2.1 Objetivo General ............................................................................................... 1

1.2.2 Objetivos Especficos ....................................................................................... 1

1.3 Alcances y limitaciones del estudio ......................................................................... 1

1.4 Metodologa de trabajo ............................................................................................ 1

1.5 Descripcin del problema ........................................................................................ 2

2 CAPTULO II: MARCO TERICO ................................................................................. 4

2.1 Presin ..................................................................................................................... 4

2.1.1 Presin Baromtrica ......................................................................................... 4

2.1.2 Presin Relativa ................................................................................................ 4

2.1.3 Presin Absoluta ............................................................................................... 4

2.1.4 Presin de un fluido esttico ............................................................................ 5

2.1.5 Presin esttica ................................................................................................ 5

2.1.6 Presin dinmica .............................................................................................. 6

2.1.7 Presin total ...................................................................................................... 6

2.1.8 Consideraciones generales sobre la presin ................................................... 6

2.2 Densidad del Aire ..................................................................................................... 7

2.3 Instrumental .............................................................................................................. 7

2.3.1 Tubo de Pitot ..................................................................................................... 7

2.3.2 Manmetro ........................................................................................................ 7

2.3.3 Manmetro digital ............................................................................................. 7

2.3.4 Pinza amperimtrica ......................................................................................... 7

2.3.5 Tacmetro ......................................................................................................... 8

2.3.6 Variador de voltaje ............................................................................................ 8

2.3.7 Ro-tap ............................................................................................................... 9

2.3.8 Tamiz ................................................................................................................ 9

2.3.9 Filtro ................................................................................................................ 10

2.3.10 Horno .............................................................................................................. 10

2.4 Clasificacin Granulomtrica ................................................................................. 10

2.4.1 Curva de distribucin granulomtrica ............................................................. 12

2.5 Mtodos de control de polvo .................................................................................. 12

2.5.1 Filtros de aire .................................................................................................. 13

vi

2.5.2 Separadores de polvo ..................................................................................... 13

2.5.3 Separadores por gravedad ............................................................................. 15

2.5.3.1 Cmaras de sedimentacin .................................................................... 15

2.5.4 Separadores por fuerza de inercia ................................................................. 16

2.5.4.1 Cmaras de choque ................................................................................ 16

2.5.4.2 Ciclones ................................................................................................... 17

2.5.4.3 Multiciclones ............................................................................................ 18

2.5.5 Separadores hmedos ................................................................................... 18

2.5.5.1 Torres de pulverizacin ........................................................................... 19

2.5.5.2 Separadores hmedos de choque .......................................................... 20

2.5.5.3 Separadores de chorro ............................................................................ 20

2.5.5.4 Separadores de tobera sumergida ......................................................... 22

3 CAPTULO III: DISEO DE PRUEBAS EXPERIMENTALES ...................................... 23

3.1 Criterios de diseo de la cmara ........................................................................... 23

3.2 Diseo de la cmara .............................................................................................. 23

3.3 Criterios de diseo de pruebas .............................................................................. 24

3.3.1 Caracterizacin del material ........................................................................... 24

3.3.2 Clculo de presin para impulsin y extraccin ............................................. 24

3.3.3 Registro de datos y clculo de caudales ........................................................ 29

3.3.4 Relacin tamao de burbuja y caudal ............................................................ 31

3.3.5 Caudales para extraccin ............................................................................... 31

3.3.6 Caudales para impulsin ................................................................................ 31

3.3.7 Relacin profundidad de la tubera versus tamao de burbujas ................... 31

3.3.8 Cuantificar y caracterizar prdidas de material en el proceso de filtrado y

tamizado ........................................................................................................................ 31

3.3.9 Cuantificar y caracterizar el material retenido en el sistema de extraccin e

impulsin ........................................................................................................................ 32

3.3.10 Prueba con spray ............................................................................................ 33

3.4 Construccin y elementos de la cmara ............................................................... 33

3.4.1 Cmara de vidrio............................................................................................. 33

3.4.2 Tuberas .......................................................................................................... 33

3.4.3 Ventilador ........................................................................................................ 33

3.4.4 Alimentador de material .................................................................................. 33

4 CAPTULO IV: RESULTADOS Y ANLISIS DE RESULTADOS ................................ 35

4.1 Caracterizacin del material .................................................................................. 35

vii

4.2 Caractersticas del ventilador segn caudal de funcionamiento ........................... 37

4.2.1 Impulsin ......................................................................................................... 37

4.2.1.1 Impulsin a 0,0165 m3/s .......................................................................... 37

4.2.1.2 Impulsin a 0,0233 m3/s .......................................................................... 38

4.2.2 Extraccin ....................................................................................................... 39

4.2.2.1 Extraccin a 0,0168 m3/s......................................................................... 39

4.2.2.2 Extraccin a 0,0232 m3/s ........................................................................ 40

4.3 Relacin caudal - tamao de burbuja .................................................................... 42

4.3.1 Extraccin ....................................................................................................... 42

4.3.2 Impulsin ......................................................................................................... 42

4.3.3 Anlisis de resultados ..................................................................................... 44

4.4 Profundidad de tubera versus tamao de burbujas ............................................. 45

4.5 Prdidas de material por proceso de filtrado, secado y tamizado ........................ 46

4.6 Cuantificacin y caracterizacin el material retenido por el sistema .................... 48

4.6.1 Extraccin ....................................................................................................... 48

4.6.2 Impulsin ......................................................................................................... 48

4.7 Prueba con spray ................................................................................................... 50

4.7.1 Prueba con bombillas en la salida de la tobera ............................................. 50

4.7.2 Prueba sin bombillas en la salida de la tobera .............................................. 51

5 CAPTULO V: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ........................................ 53

6 CAPTULO VI: REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS ..................................................... 55

7 ANEXOS ........................................................................................................................ 66

viii

ndice de figuras

Figura 2.1. Ilustracin de presiones. ...................................................................................... 5

Figura 2.2. Presin segn forma del contenedor. .................................................................. 6

Figura 2.3. Tubo de Pitot. ....................................................................................................... 8

Figura 2.4. Pinza amperimtrica. ........................................................................................... 9

Figura 2.5. Variador de voltaje. .............................................................................................. 9

Figura 2.6. Ejemplo de curva de distribucin granulomtrica. ............................................. 12

Figura 2.7. Tipos de filtros y dimetros de las partculas. ................................................... 14

Figura 2.8. Principales parmetros de separadores y filtros. .............................................. 15

Figura 2.9. Cmaras de sedimentacin. .............................................................................. 16

Figura 2.10. Cmaras de choque. ........................................................................................ 17

Figura 2.11. Ciclones. ........................................................................................................... 17

Figura 2.12. Multiciclones. .................................................................................................... 18

Figura 2.13. Torres de pulverizacin. ................................................................................... 20

Figura 2.14. Separadores hmedos de choque. .................................................................. 21

Figura 2.15. Separadores de chorro. ................................................................................... 21

Figura 2.16. Separadores de tobera sumergida. ................................................................. 22

Figura 3.1. Cmara de agua. ................................................................................................ 24

Figura 3.2. Montaje experimental para la modalidad de extraccin. ................................... 26

Figura 3.3. Montaje experimental para la modalidad impulsin. ......................................... 26

Figura 3.4. Ubicacin de los puntos a medir para una tubera de dimetro D. ................... 27

Figura 3.5. Ubicacin de los puntos a medir segn norma para tubera de 86mm. ........... 28

Figura 3.6. Ubicacin de los puntos a medir. ....................................................................... 28

Figura 3.7. Flujo de trabajo para proceso de filtrado ........................................................... 32

Figura 3.8. Alimentador. ....................................................................................................... 34

Figura 4.1. Curva de distribucin granulomtrica. Material de alimentacin. ..................... 37

Figura 4.2. Caudal-tamao de burbujas. Extraccin. 0,013 m3/s. ....................................... 42





Figura 4.7. Caudal-tamao de burbujas. Impulsin. 0,013 m3/s. ........................................ 43



ix

Figura 4.10. Caudal-tamao de burbujas. Impulsin. 0,023 m3/s. ...................................... 44

Figura 4.11. Caudal-tamao de burbujas. Impulsin. 0,029 m3/s. ...................................... 44

Figura 4.12. Prueba de profundidad a 5cm (izquierda), 10 cm (centro) y 15 cm (derecha)

de la superficie del agua. ...................................................................................................... 45

Figura 4.13. Grfico de prdidas por filtrado, secado y tamizado. ...................................... 47

Figura 4.14. Grfico de masa real perdida en extraccin. ................................................... 49

Figura 4.15. Grfico de masa real perdida en impulsin. .................................................... 50

Figura 4.16. Difusor de burbujas obstruido en prueba de spray. ........................................ 51

Figura 4.17. Comparacin spray sin difusor de burbujas con respecto a CDG. ................. 52

Figura 9.1. Grfico de barras. Masa retenida post procesos de laboratorio. ...................... 66

Figura 9.2. Grfico de lneas. Masa retenida post procesos de laboratorio. ....................... 67

Figura 9.3. Grfico de barras. Masa retenida modalidad de extraccin.............................. 68

Figura 9.4. Grfico de lneas. Masa retenida modalidad de extraccin. ............................. 69

Figura 9.5. Grfico de barras. Masa retenida modalidad de impulsin. .............................. 70

Figura 9.6. Grfico de lneas. Masa retenida modalidad de impulsin. .............................. 71

Figura 9.7. Grfico de barras. Masa retenida spray sin difusor de burbujas. ..................... 72

Figura 9.8. Grfico de lneas. Masa retenida spray sin difusor de burbujas ....................... 73

Figura 9.9. Montaje experimental completo. ........................................................................ 74

Figura 9.10. Vista lateral del montaje experimental. ............................................................ 75

Figura 9.11. Medicin de presiones mediante tubo de pitot y manmetro digital. .............. 76

x

ndice de tablas

Tabla 2.1. Serie de Tyler y ASTM. ....................................................................................... 11

Tabla 2.2. Separadores hmedos. ....................................................................................... 19

Tabla 3.1. Mallas TYLER para caracterizacin del material ................................................ 25

Tabla 3.2. Registro de presiones mediante tubo de pitot. ................................................... 29

Tabla 4.1. Caracterizacin del material de alimentacin. .................................................... 35

Tabla 4.2. Caracterizacin del material de alimentacin segn rangos de tamao de

partcula. ............................................................................................................................... 36

Tabla 4.3.Clasificacin de suelos segn tamao de partcula. ........................................... 36

Tabla 4.4. Caracterizacin del material de alimentacin segn porcentaje de material bajo

la malla. ................................................................................................................................. 36

Tabla 4.5. Registro de presiones modalidad de impulsin 0,0165 m3/s. ............................ 37

Tabla 4.6. Resultados impulsin 0,0165 m3/s ...................................................................... 38

Tabla 4.7. Registro de presiones modalidad de impulsin 0,0233 m3/s. ............................ 38

Tabla 4.8. Resultados impulsin 0,0233 m3/s. .................................................................... 39

Tabla 4.9. Registro de presiones modalidad de extraccin 0,0168 m3/s. ........................... 39

Tabla 4.10. Resultados extraccin 0,0168 m3/s................................................................... 40

Tabla 4.11. Registro de presiones modalidad de extraccin 0,0232 m3/s. ......................... 40

Tabla 4.12. Resultados de extraccin 0,0232 m3/s. ............................................................ 41

Tabla 4.13. Resumen de pruebas de medicin de caudal. ................................................. 41

Tabla 4.14. Resultados cuantificacin de prdidas por procesos de filtrado, secado y

tamizado. ............................................................................................................................... 47

Tabla 4.15. Resultados generales modalidad de extraccin. .............................................. 49

Tabla 4.16. Resultados generales modalidad de extraccin. .............................................. 50

Tabla 4.17. Resultados spray sin difusor de burbujas. ........................................................ 52

1

1 CAPTULO I: INTRODUCCIN

1.1 Motivos que originaron el estudio

El polvo fino en el ambiente puede producir problemas a la salud, a los equipos e

incluso provocar problemas operativos debido a la merma en la visibilidad que puede

ocasionar una alta cantidad de partculas en suspensin. Es por este motivo que se hace

necesario purificar el aire.

El motivo que origina este estudio es comprender el funcionamiento y principales

variables de esta alternativa para la supresin de material particulado presente en el

ambiente y, de esta forma, contribuir a resolver las problemticas presentadas en el primer

prrafo.

1.2 Objetivos del estudio

1.2.1 Objetivo General

Estudiar experimentalmente el funcionamiento de una cmara de filtrado por agua

analizando los efectos al realizar distintas configuraciones al diseo de esta.

1.2.2 Objetivos Especficos

Realizar un anlisis bibliogrfico de los sistemas de control y supresin de polvos

existentes.

Realizar diseos de una cmara de filtrado en un modelo a escala en el laboratorio.

Programar, ejecutar y analizar los experimentos y datos obtenidos.

Realizar modificaciones y mejoras de la cmara de filtrado y analizar los efectos de

estas modificaciones.

Generar un caso base para estudios futuros

1.3 Alcances y limitaciones del estudio

Este estudio se realiza en el laboratorio de ventilacin en un modelo a escala de

laboratorio.

Se realiza un estudio experimental de los fenmenos asociados a la cmara de

agua, en un recipiente de vidrio y con un ventilador centrfugo pequeo.

1.4 Metodologa de trabajo

A continuacin, se presenta la metodologa a seguir. Se considera que la confeccin de

la memoria es paralela a las actividades que se desarrollan.

2

Realizar un estudio bibliogrfico el cual consiste en revisin de artculos, literatura y

documentacin, relacionados con los sistemas de limpieza de aire-polvo a travs de

medio acuoso, actuales sistemas de filtrado en seco y sedimentacin de partculas

en agua.

Se realiza la caracterizacin del material a utilizar mediante una curva de

distribucin granulomtrica. El material es tamizado y masado para la construccin

de la curva.

Diseo del sistema de filtrado por agua en proceso batch. A partir de una simulacin

computacional previamente realizada, se elabora la cmara de filtrado de forma

fsica.

Ensayos experimentales de la cmara donde se realizan modificaciones y se

analizan los efectos de estas.

Rediseo del sistema y experimentacin de las modificaciones realizadas.

Anlisis de resultados.

1.5 Descripcin del problema

En las operaciones mineras el polvo es un problema muy importante, tanto en las

de rajo abierto como en las desarrolladas de forma subterrnea.

El material en suspensin en determinadas cantidades puede producir graves

problemas de salud y es por ello que es necesario controlarlo y mantenerlo dentro de los

lmites permitidos por la ley.

La contaminacin ambiental generada en procesos industriales, ha motivado el

desarrollo de una serie de estudios y nuevas tecnologas para lograr prevenir y mitigar la

generacin de polvo.

En el caso especfico de la minera, el polvo es una de las principales amenazas, no

solo para sus trabajadores, sino que para todo el entorno, incluyendo la calidad de vida de

las comunidades que se ubican en los alrededores de las faenas. En este sentido, y a pesar

de los avances tecnolgicos, hoy en da los trabajadores an sufren de una variedad de

enfermedades provocadas por el polvo que inhalan en sus ambientes de trabajo

(perforacin, tronadura, extraccin, transporte, chancado, movimiento de tierra, etc.). Dicha

contaminacin se traduce en partculas inhalables, las cuales se diferencian en la

penetracin y depositacin de estas en diferentes secciones del aparato respiratorio.

La composicin del polvo con determinados minerales contiene metales que tienen

efectos txicos. La granulometra o tamao de las partculas es otro factor de riesgo, ya que

las partculas de polvo de tamao inferior a 10 micras (las denominadas PM10) entran en

3

el sistema respiratorio alcanzando los pulmones. Las partculas de tamao entre 10 y 5

micras impactan principalmente en las vas areas superiores, provocando enfermedades

respiratorias como faringitis, amigdalitis, otitis, entre otras. Las partculas bajo las 5 micras

de tamao, ingresan a las vas respiratorias, llegando a los alvolos pulmonares y

produciendo no solo problemas inflamatorios, sino tambin patologas de tipo pulmonar

cancergenas, como fibrosis pulmonar, bronquitis crnica, enfisema pulmonar y silicosis,

entre otras. Las partculas menores de 2.5 micras (denominadas PM 2.5) son an ms

peligrosas, ya que se mantienen en suspensin en al aire, lo que permite que se desplacen

por distancias muy largas.

La normativa legal vigente detallada en el Reglamento de Seguridad Minera y el

D.S. 594 las cuales regulan la exposicin a diversos agentes contaminantes, por lo que es

de vital importancia realizar mediciones de material particulado para monitorear la

exposicin a la que se encuentran los trabajadores durante su jornada laboral y de esta

forma se deben generar mecanismos que permitan la supresin del polvo en el ambiente

para brindar un mejor ambiente de trabajo y adems cumplir con la normativa legal vigente.

4

2 CAPTULO II: MARCO TERICO

2.1 Presin

La presin corresponde a una razn entre la fuerza y el rea de la superficie de

aplicacin, donde esta incide en forma normal. En un fluido corresponde a la energa por

unidad de volumen del mismo.

2.1.1 Presin Baromtrica

Es la presin absoluta ejercida por el peso de la atmsfera sobre la superficie

terrestre, tambin conocida como presin atmosfrica o ambiental.

La presin atmosfrica normalizada a nivel del mar es:

Pb=1,01325 [bar] = 760 [mmHg] (2.1)

2.1.2 Presin Relativa

Es la presin medida con instrumentos cuyo valor base es la presin atmosfrica.

Este valor corresponde a la presin cuando el nivel de referencia es la presin baromtrica

en el punto de medida. Puede ser positiva (presin manomtrica) o negativa (presin

vacuomtrica).

2.1.3 Presin Absoluta

Es la suma de los valores de la presin baromtrica y presin relativa. Es el valor de

la presin cuando el nivel de referencia es el vaco absoluto y es siempre positiva.

= + (2.2)

Con el fin de mostrar la interaccin de las tres presiones se presenta el siguiente esquema,

Figura 2.1, que muestra las relaciones existentes entre ellas. Por lo que se tiene que:

5

Figura 2.1. Ilustracin de presiones. Fuente: http://me.uprm.edu/fpla/Intro1.jpg

2.1.4 Presin de un fluido esttico

La presin ejercida en un fluido esttico depende solamente de la profundidad del

fluido, la densidad del fluido y la aceleracin de la gravedad.

Pfludo esttico=gh [Pa] (2.3)

Dnde: e la Densidad [kg/m3], g es la Aceleracin de gravedad [m/s2] y h es la

Altura de la columna de agua [m].

Para el caso de los 3 recipientes mostrados en la figura 2.2 la presin a la altura h

es la misma puesto que esta no depende de la forma del recipiente si no solamente de la

densidad del lquido, de la altura a la que se mide la presin y de la aceleracin de gravedad.

2.1.5 Presin esttica

La presin esttica es la que tiene un fluido, independientemente de la velocidad del

mismo, y que se puede medir mediante la utilizacin de manmetros.

6

Figura 2.2. Presin segn forma del contenedor. Fuente: modificacin de http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/pflu.html

2.1.6 Presin dinmica

Se puede decir que cuando los fluidos se mueven en un conducto, la inercia del

movimiento produce un incremento adicional de la presin esttica al chocar sobre un rea

perpendicular al movimiento. Esta fuerza se produce por la accin de la presin conocida

como dinmica. La presin dinmica depende de la velocidad y la densidad del fluido.

En mecnica de fluidos se define como presin dinmica en la cantidad definida por:

=1

2 2 (2.4)

Dnde: Pd es la presin dinmica [Pa], es la densidad del fluido [kg/m3] y v es la velocidad

del fluido [m/s]

2.1.7 Presin total

La presin total que ejerce un fluido -bien sea gaseoso o lquido- se define como la suma

de la presin esttica y la presin dinmica.

= + (2.5)

Dnde: Ps es la Presin esttica [Pa] y Pd es la Presin dinmica [Pa]

2.1.8 Consideraciones generales sobre la presin

1. Un vaco perfecto es la presin ms baja posible. Por consiguiente, una presin

absoluta ser siempre positiva.

2. Una presin manomtrica que est por encima de la presin atmosfrica es positiva.

3. Una presin manomtrica que est por debajo de la atmosfrica es negativa, en

ocasiones se le conoce como presin de vaco.

7

4. La magnitud real de la presin atmosfrica vara con el lugar y con las condiciones

climatolgicas. La presin baromtrica que se informa en los reportes de radio es

una indicacin de la presin atmosfrica que vara continuamente.

2.2 Densidad del Aire

La densidad del aire es la masa por unidad de volumen del aire. El valor entregado

por la norma AMCA-ASHRAE la cual indica que la densidad estndar del aire medida a 1

atm y 21C es 1,2 kg/m3.

2.3 Instrumental

En esta seccin se mencionan y describen los instrumentos que se utilizan en este estudio.

2.3.1 Tubo de Pitot

Este instrumento de medida (figura 2.3) se utiliza junto a un manmetro para la

medicin de la presin total y la presin esttica presentes en un flujo de aire. Permite

adems determinar el caudal de aire que circula por el ducto a partir de la presin dinmica

que entrega el manmetro conectado al tubo.

2.3.2 Manmetro

Los manmetros miden la diferencia de presin existente entre una presin de

referencia y una presin que se desea medir mediante una diferenciacin de alturas de dos

columnas de lquido. La presin de referencia (normalmente la presin atmosfrica) es

aplicada en una de las salidas del tubo y en la otra salida la presin que se quiere medir.

La presin genera una diferencia de alturas entre las dos columnas de lquido la que ser

igual a la presin que se desea medir.

2.3.3 Manmetro digital

Es un instrumento de precisin que permite medir la presin dinmica, esttica y

total. Este aparato se conecta a un tubo de pitot. Al conectar las dos mangueras permite

medir la presin dinmica, al conectar slo la manguera que sale por la parte superior del

tubo se mide la presin total y al conectar solamente la manguera que se ubica

perpendicular al tubo se mide la presin esttica.

2.3.4 Pinza amperimtrica

La pinza amperimtrica (figura 2.4) es un tipo especial de ampermetro que permite

obviar el inconveniente de tener que abrir el circuito en el que se quiere medir la corriente

para colocar un ampermetro clsico.

8

El funcionamiento de la pinza se basa en la medida indirecta de la corriente

circulante por un conductor a partir del campo magntico o de los campos que dicha

circulacin de corriente genera. Recibe el nombre de pinza porque consta de un sensor, en

forma de pinza, que se abre y abraza el cable cuya corriente se quiere medir.

Este mtodo evita abrir el circuito para efectuar la medida, as como las cadas de

tensin que podra producir un instrumento clsico. Por otra parte, es sumamente seguro

para el operario que realiza la medicin, por cuanto no es necesario un contacto elctrico

con el circuito bajo medida ya que, en el caso de cables aislados, ni siquiera es necesario

levantar el aislante.

Figura 2.3. Tubo de Pitot. Fuente: Hernndez, 2010.

2.3.5 Tacmetro

Un tacmetro es un dispositivo que mide la velocidad de giro de un eje, normalmente

la velocidad de giro de un motor. Se mide en revoluciones por minuto (RPM). Actualmente

se utilizan con mayor frecuencia los tacmetros digitales, por su mayor precisin.

2.3.6 Variador de voltaje

Un regulador de tensin o regulador de voltaje (figura 2.5) es un dispositivo elctrico

diseado para mantener un nivel de tensin constante.

9

Aplicacin: control en bancos de medida, control para medida en pruebas de

laboratorio, control de velocidad en motor, control de resistencias de caldeo, correccin y

regulacin de tensin.

Figura 2.4. Pinza amperimtrica.

Figura 2.5. Variador de voltaje.

2.3.7 Ro-tap

Agitador mecnico que realiza movimientos rotatorios y de golpe a la vez, lo que

simula el harneado manual. Este equipo se utiliza para estudios granulomtricos mediante

una serie de tamices.

2.3.8 Tamiz

Es un instrumento de precisin que consiste en una serie de hilos entrelazados los cuales

se ubican vertical y horizontalmente. Estos hilos van separados equidistantes uno del otro

generando una abertura igual para cada uno de los puntos. Estas aberturas se encuentran

estandarizadas. En la tabla 2.1 se pueden observar las aberturas estandarizadas para los

tamices segn TYLER y ASTM.

10

2.3.9 Filtro

El equipo empleado en este estudio permite separar la fase acuosa de la fase slida.

Este equipo funciona realizando un vaco y mediante esa fuerza se extrae el agua y el

material slido queda retenido en el papel filtrante.

2.3.10 Horno

Equipo que permite realizar el secado de muestras. Posee regulador de temperatura

y temporizador para programar la duracin del proceso de secado.

2.4 Clasificacin Granulomtrica

Se denomina clasificacin granulomtrica a la medicin y graduacin que se lleva a

cabo de los granos de un material granular, con fines de anlisis, tanto de su origen como

de sus propiedades mecnicas, y el clculo de la abundancia de los correspondientes a

cada uno de los tamaos previstos por una escala granulomtrica.

El mtodo de determinacin granulomtrico ms sencillo es hacer pasar las

partculas por una serie de tamices de distintos anchos de entramado (a modo de coladores)

que acten como filtros de los granos que se llama comnmente serie de tamices.

Para su realizacin se utiliza una serie de tamices con diferentes dimetros que son

ensamblados en una columna. En la parte superior, donde se encuentra el tamiz de mayor

dimetro, se agrega el material original (suelo o sedimento mezclado) y la columna de

tamices se somete a vibracin y movimientos rotatorios intensos en un Ro-Tap. Luego de

algunos minutos, se retiran los tamices y se desensamblan, tomando por separado los

pesos de material retenido en cada uno de ellos y que, en su suma, deben corresponder al

peso total del material que inicialmente se coloc en la columna de tamices (Conservacin

de la Masa).

Tomando en cuenta el peso total y los pesos retenidos, se procede a realizar la

curva granulomtrica, con los valores de porcentaje retenido que cada dimetro ha

obtenido. La curva granulomtrica permite visualizar la tendencia homognea o

heterognea que tienen los tamaos de grano (dimetros) de las partculas.

11

Tabla 2.1. Serie de Tyler y ASTM1.

Fuente: http://www.icba.com.pe/productos/tamices/tamices.jpg.

1 ASTM: American Society for Testing Materials. Es un organismo internacional de normalizacin de los Estados Unidos de Amrica

12

2.4.1 Curva de distribucin granulomtrica

La curva granulomtrica de un suelo es una representacin grfica (figura 2.6) de

los resultados obtenidos en un laboratorio cuando se analiza la estructura de este desde el

punto de vista del tamao de las partculas que lo forman.

Para este anlisis se utilizan dos procedimientos en forma combinada, las partculas

mayores se separan por medio de tamices con aberturas de malla estandarizadas y luego

se pesan las cantidades que han sido retenidas en cada tamiz. Las partculas menores se

separan por el mtodo hidromtrico. La curva se representa grficamente en un papel

denominado "log-normal" por tener en la horizontal una escala logartmica, y en la vertical

una escala natural.

2.5 Mtodos de control de polvo

Los dispositivos utilizados para depurar el aire se dividen en dos grupos principales:

Filtros de aire.

Separadores de polvo.

Figura 2.6. Ejemplo de curva de distribucin granulomtrica.

13

2.5.1 Filtros de aire

Son dispositivos diseados para disminuir la concentracin de las partculas que se

encuentran en suspensin en el aire. El tipo de filtro a emplear depender del tamao de

las partculas a separar tal como se muestra en la Figura 2.7.

De esta forma:

Para la separacin de virus y partculas de tamao molecular se utilizan filtros de

carbn activo.

Para separar holln y el humo de tabaco deben utilizarse filtros electrostticos.

Para separar polen y polvo deben utilizarse filtros hmedos o secos.

Otra caracterstica a tener en cuenta cuando quieran emplearse filtros es que la

concentracin de partculas en el aire no debe ser demasiado elevada, pues de otro modo

el filtro quedar colapsado rpidamente con lo que el mantenimiento de la instalacin sera

muy caro. El lmite superior de concentracin de polvo en el aire para poder emplear filtros

es de 35 mg/m.

2.5.2 Separadores de polvo

Si se observa la Figura 2.8 se ve que cuando las partculas tienen un dimetro de

grano superior a 1 m pueden emplearse medios mecnicos para su separacin. En este

caso se llamar proceso de separacin de polvo.

Los separadores de polvo pueden clasificarse de la siguiente manera:

Separadores por gravedad.

Se utilizan cuando las partculas son de gran tamao. Los ms tpicos son las

cmaras de sedimentacin.

Separadores por fuerza de inercia.

En este tipo de colector se utiliza el principio en el que la masa efectiva de las

partculas puede incrementarse mediante la aplicacin de la fuerza centrfuga o choque

(pantallas). El tipo ms caracterstico es el cicln.

Separadores hmedos:

14

Llamados en Ingls "scrubbers" en los que se utiliza el agua para evitar que las partculas

vuelvan a la corriente de aire.

En la Figura 2.8 se han recogido los principales parmetros que pueden ser de

utilidad al escoger un separador de polvo, pudindose comparar, en la misma tabla, con los

que definen los filtros de aire.

Figura 2.7. Tipos de filtros y dimetros de las partculas. Fuente: http://www.solerpalau.es/es-es/hojas-tecnicas-depuracion-del-aire-filtros.

15

Figura 2.8. Principales parmetros de separadores y filtros. Fuente: Soler-Palau, Hojas tcnicas de depuracin de aire.

2.5.3 Separadores por gravedad

2.5.3.1 Cmaras de sedimentacin

Estos equipos son los ms utilizados por su sencillez. Su empleo se limita a la

extraccin de polvo relativamente grueso, del orden de las 200 m y como paso previo de

una depuracin ms fina.

El esquema de su funcionamiento puede verse en la Figura 2.9. El aire cargado de

polvo entra en la cmara de sedimentacin disminuyendo as su velocidad, con lo que una

parte de las partculas abandonan la corriente de aire debido a la fuerza gravitatoria. El

16

rendimiento de este tipo de separadores es relativamente bajo, menor al 50%. En la tabla

mencionada pueden verse un conjunto de parmetros referentes a este tipo de separador.

2.5.4 Separadores por fuerza de inercia

2.5.4.1 Cmaras de choque

El separador por inercia ms sencillo es la Cmara de Choque. Geomtricamente

es idntica a una cmara de sedimentacin pero en esta se han intercalado unas pantallas

contra las que choca el aire cargado de partculas. El tamao de las partculas que es capaz

de separar este tipo de separador se encuentran comprendidas entre 50 y 150 m. La

Figura 2.10 representa un esquema de este tipo de separador.

Figura 2.9. Cmaras de sedimentacin. Fuente: Soler-Palau, Hojas tcnicas de depuracin de aire.

17

Figura 2.10. Cmaras de choque. Fuente: Soler-Palau, Hojas tcnicas de depuracin de aire.

2.5.4.2 Ciclones

Cuando es necesario separar partculas de dimetro superior a 5 m suele

emplearse el dispositivo denominado cicln. Es de gran sencillez, compacidad, fcil

mantenimiento y elevada eficacia. El funcionamiento de este tipo de aparatos se puede ver

en la Figura 2.11.

Figura 2.11. Ciclones. Fuente: Soler-Palau, Hojas tcnicas de depuracin de aire.

El aire cargado de polvo entra tangencialmente por la parte superior cilndrica. La

corriente de aire sigue una trayectoria en espiral que primero se dirige hacia el fondo del

tronco de cono, ascendiendo despus por el centro del mismo. El aire, una vez depurado,

18

abandona el cicln por la parte superior. Las partculas de mayor tamao separadas, se

descargan por el fondo del cicln.

2.5.4.3 Multiciclones

El dimetro del cicln es determinante para aumentar, tanto el rendimiento como el

poder de separacin de pequeas partculas. La velocidad tangencial en la espiral principal

puede ser varias veces la del flujo del aire. Hay un gradiente de velocidad desde la

tangencial hasta la velocidad casi cero en el fondo del cicln. Los ciclones de pequeo

dimetro tiene pequeos radios de curvatura por lo que producen mayores aceleraciones

radiales para una misma velocidad tangencial. Esto unido a la menor distancia radial que el

polvo debe recorrer hasta alcanzar la pared del cicln hace que los pequeos ciclones sean

mucho ms eficientes para colectar pequeas partculas que los ciclones mayores.

Por el contrario, ciclones de pequeo tamao slo son aptos para el tratamiento de

pequeas cantidades de aire. Una solucin al anterior dilema se ha conseguido instalando

un conjunto de pequeos ciclones en paralelo con lo que, sin disminuir el rendimiento y el

poder separador, se pueden tratar caudales de aire de cualquier orden. La Figura 2.12

muestra un esquema de una instalacin de este tipo denominado multicicln.

2.5.5 Separadores hmedos

Cuando las partculas a separar son inferiores a 5 m se emplean separadores

hmedos en los que el lquido utilizado suele ser agua.

El rendimiento as como la capacidad de purificacin depende de manera muy

importante de la energa empleada para mover el gas. As, en el caso de separadores de

Figura 2.12. Multiciclones. Fuente: Soler-Palau, Hojas tcnicas de depuracin de aire.

19

tobera sumergida, el tamao de las partculas separadas est en funcin de la velocidad

del aire, tal como puede verse en la Tabla 2.2.

Tabla 2.2. Separadores hmedos. Fuente: Soler-Palau, Hojas tcnicas de depuracin de aire.

Velocidad del aire m/s

Tamao de las gotas de agua m

Tamao de las partculas de polvo que

podrn separarse

1,5 366 >5

30 205 >2

60 125 >1

120 72

20

Figura 2.13. Torres de pulverizacin. Fuente: Soler-Palau, Hojas tcnicas de depuracin de aire.

La prdida de carga de este tipo de depurador est comprendida entre 12 y 40 mm

c.d.a., siendo el tamao mnimo de las partculas a separar de 10 m. La presin del agua

para ser debidamente pulverizada puede variar entre una y 25 atmsferas y la velocidad

del aire al cruzar la cmara hmeda debe estar comprendida entre 0,6 y 1,2 m/s. El

consumo de agua es del orden de 10 l/min por 1000 m/h de aire tratado.

2.5.5.2 Separadores hmedos de choque

Consisten en una cmara dentro de la cual se encuentran un conjunto de pantallas

perforadas de tal manera que los orificios de una de ellas no se corresponden con la que le

sigue inmediatamente. Unos pulverizadores lanzan un chorro de agua sobre las pantallas

arrastrando las partculas slidas. Ver figura 2.14.

La prdida de carga de este tipo de separadores es de aproximadamente 40 mm

c.d.a. por cada pantalla, con un consumo de agua de 7 a 11 litros/min y 1.000 m/h de gas

tratado. El tamao mnimo de las partculas a separar es de 5 m pudiendo llegar en

algunos casos hasta una micra.

2.5.5.3 Separadores de chorro

Este tipo de separadores se basan en un inyector de agua a alta velocidad en el

centro de una tobera Venturi a la que va conectada la entrada de aire a presin cargado de

polvo o suciedad. El chorro de agua se descompone en finas gotas por la accin del aire a

presin. En la figura 2.15 se observa un esquema de separadores de chorro.

21

A medida que ste se desacelera en el difusor, el material a separar se deposita en

las gotas de agua por impacto, difusin y condensacin. Las gotas con la suciedad

incorporada se aglomeran facilitando su posterior separacin o captacin por colectores

simples.

El consumo de agua es de 110 a 220 litros/min por cada 1.000 m/h de gas tratado

Figura 2.14. Separadores hmedos de choque. Fuente: Soler-Palau, Hojas tcnicas de depuracin de aire.

Figura 2.15. Separadores de chorro.

Fuente: Soler-Palau, Hojas tcnicas de depuracin de aire.

22

2.5.5.4 Separadores de tobera sumergida

Consisten en un recipiente de agua dentro del cual se introduce el gas a purificar,

hacindole barbotear en el lquido antes de lanzarlo al exterior. Algunas partculas impactan

en la superficie del agua quedando all retenidas. El aire al pasar por el agua capta una

considerable cantidad de humedad por lo que puede considerrsele apto para un posible

uso de acondicionamiento. Aunque muchas partculas de suciedad quedan depositadas en

el depsito de agua por la accin de la turbulencia de la misma, otras requerirn el uso de

una accin anexa de coleccin o separacin. Ver la Figura 2.16.

Figura 2.16. Separadores de tobera sumergida. Fuente: Soler-Palau, Hojas tcnicas de depuracin de aire.

23

3 CAPTULO III: DISEO DE PRUEBAS EXPERIMENTALES

Para el desarrollo de los distintos experimentos se construy un prototipo

denominado cmara de agua el cual consiste en un recipiente de vidrio transparente y es

la base de este estudio.

Mediante un trabajo paralelo a este, la cmara de agua fue simulada en el software

ANSYS. Para realizar la simulacin se asignaron las medidas del modelo segn la

disponibilidad de ventiladores existentes y mediante ensayo y error se obtuvieron las

dimensiones del prototipo.

3.1 Criterios de diseo de la cmara

La cmara fue simulada exitosamente con el software ANSYS-Fluent con

dimensiones de 30 cm x 30 cm x 40 cm (largo x ancho x alto). El criterio utilizado para el

dimensionamiento de la cmara es que esta tenga las medidas apropiadas para ser

manejada fcilmente por una persona dentro del laboratorio y que no represente una

dificultad su tamao y su peso. Adems, como se menciona anteriormente, otro criterio es

la disponibilidad de ventiladores.

3.2 Diseo de la cmara

Luego de haber obtenido una simulacin exitosa con las dimensiones asignadas

para la cmara, se procede a confeccionar un modelo 3D en AutoCAD para el

dimensionamiento de las piezas necesarias y as tener un esquema para el ensamblaje de

estas. Tambin se incluye en el modelo 3D, como parte del diseo de la cmara, un marco

metlico, el cul es soldado con perfiles de acero 2mm de espesor para otorgarle mayor

firmeza al montaje, puesto que esta debe ser movida tras cada prueba para realizar el

proceso de filtrado del fluido con el material que qued retenido.

Las medidas interiores de la cmara son: 30 cm x 30 cm x 40 cm (largo x ancho x alto).

Est construida en vidrio transparente de 5mm de espesor para as poder observar los

fenmenos producidos dentro de esta. Adems se le aadieron un par de asas al marco

metlico para facilitar la manipulacin del prototipo. En la figura 3.1 se ve el prototipo

construido.

24

Figura 3.1. Cmara de agua.

3.3 Criterios de diseo de pruebas

Se han diseado una serie de pruebas de modo que se pueda analizar cada una de

las variables de forma aislada y de esta forma analizar cmo influye cada parmetro en el

funcionamiento del sistema de filtrado de aire.

3.3.1 Caracterizacin del material

Antes de realizar cualquier prueba, se debe realizar la caracterizacin del material

de alimentacin mediante una curva de distribucin granulomtrica. Esta se realiza

utilizando una serie de tamices TYLER con una abertura de malla como se muestra en la

tabla 3.1.

3.3.2 Clculo de presin para impulsin y extraccin

Esta prueba tiene como objetivo determinar el caudal de aire que provee el

ventilador cuando funciona como impulsor y como extractor, para as lograr equipararlos al

realizar los experimentos con material de alimentacin y, de esta forma, tener dos pruebas

que puedan ser comparables entre si.

Una de las principales variables presente en esta prueba es el caudal suministrado

al ventilador que depende de la presin dinmica de aire circulante en el sistema.

25

El ventilador debe generar la presin suficiente dentro de la tubera para vencer la

resistencia de la columna de agua respectiva y de esta forma comenzar a generar burbujas.

El montaje experimental para la modalidad de extraccin se muestra en la figura 3.2 y para

la modalidad de impulsin se muestra en la figura 3.3. En ambas pruebas el ventilador est

ubicado en el mismo punto y las piezas utilizada son las mismas (solamente cambia la

posicin de estas).

En este montaje se trabaja en la cmara con 20 cm de agua y la tubera por la cual

ingresa el aire se encuentra a 5 cm del fondo, por lo cual debe vencer la resistencia del

peso producido por los 15 cm de agua. A la salida de la tubera se ubican 70 bombillas

distribuidas en un plano para generar burbujas de menor tamao y as aumentar la

superficie especfica para que el aire con polvo est distribuido en burbujas de menor

volumen. De esta forma, aumenta la probabilidad de que exista contacto entre el agua y las

partculas de polvo contenidas en el aire.

Tabla 3.1. Mallas TYLER para caracterizacin del material

Malla TYLER [N]

Abertura [m]

28 600

35 425

48 300

65 212

100 150

150 106

200 75

270 53

400 38

La medicin del caudal se realiza indirectamente mediante el registro de las

presiones dinmicas a travs de un tubo de pitot conectado a un manmetro digital. Para

esto se realiza un barrido en el eje vertical de la tubera segn se indica en la figura 3.4.

26

Figura 3.2. Montaje experimental para la modalidad de extraccin.

Figura 3.3. Montaje experimental para la modalidad impulsin.

27

Figura 3.4. Ubicacin de los puntos a medir para una tubera de dimetro D.

La norma AMCA-ASHRAE indica que se debe realizar la medicin en los ejes

situados a 60 tal como se indica en la figura 3.4. Sin embargo, para propsitos prcticos

se realizan las medidas solamente en el eje vertical, puesto que no se pretende calibrar ni

confeccionar la curva caracterstica de un ventilador. El propsito de estas medidas es

trabajar bajo los mismos caudales en las pruebas purificacin en sus dos modalidades:

inyeccin y extraccin de aire.

Las medidas tanto para inyeccin como para extraccin se realizan en el mismo punto de

la tubera cuyo dimetro interno es 86 mm. En la figura 3.5 se observan los puntos a medir

para la tubera de 86mm.

Al realizar el barrido segn los puntos que se indican en la figura 3.5, se registran

las lecturas obtenidas para las presiones: esttica, dinmica y total. Adems mediante la

pinza amperimtrica se registra la intensidad de corriente y el voltaje con que est

trabajando el regulador de voltaje. Luego en la tabla 3.1 se anotan las medidas obtenidas

segn el orden indicado en la figura 3.6, esto para facilitar la recoleccin, almacenamiento

e interpretacin de los datos.

28

Figura 3.5. Ubicacin de los puntos a medir segn norma para tubera de 86mm.

Figura 3.6. Ubicacin de los puntos a medir.

29

3.3.3 Registro de datos y clculo de caudales

El registro de datos se realiza en la tabla 3.2.

Tabla 3.2. Registro de presiones mediante tubo de pitot.

Modalidad

Intensidad de Corriente [A]

Voltaje [V]

Punto Presin dinmica [Pa] Presin esttica [Pa] Presin total [Pa]

1

2

3

4

5

6

7

8

Luego de registrados los datos para impulsin y para extraccin se procede a realizar el

clculo de la velocidad, presin y potencia del ventilador. Para esto se utiliza una

modificacin abreviada del procedimiento indicado en Hernndez (2010). Este

procedimiento no tiene como propsito realizar la calibracin de un banco de ensayos, por

ende, no es necesario llevar a cabo todos los pasos indicados. Sin embargo, el

procedimiento mencionado anteriormente es una buena referencia para este estudio.

Paso 1:

Obtener la presin dinmica en el plano mediante las 8 lecturas realizadas y registradas en

la tabla 3.2.

= (

8=1

)

2

[] (3.1)

Donde Pd es la Presin dinmica [Pa] y n es el Nmero de medidas.

Paso 2:

Calcular la velocidad del flujo mediante las presiones dinmicas registradas en el paso

anterior.

30

= 2

[

] (3.2)

Donde Pd es la Presin dinmica [Pa] y es la Densidad del aire [kg/m3].

Paso 3:

Calcular el caudal circulante. Este se obtiene multiplicando la velocidad media y el rea de

la seccin transversal de la tubera.

= [3

] (3.3)

Donde v es la Velocidad [m/s] y A es el rea de la seccin transversal [m2].

Con el caudal calculado se pueden equiparar los requerimientos de aire para ambos

sistemas y, de esta forma, los resultados pueden ser comparados bajo un parmetro

comn y se puede determinar cul sistema es ms eficiente en el filtrado del polvo.

Paso 4:

Calcular la potencia elctrica de alimentacin del ventilador:

= [] (3.4)

Donde V es el Voltaje [volt] e I es la Intensidad de corriente [A].

Paso 5:

Calcular la potencia hidrulica del ventilador la cual se obtiene mediante:

= [] (3.5)

Donde Q es el Caudal de aire [m3/s] y Pt es la Presin total [Pa].

Paso 6:

Calcular la eficiencia total del ventilador mediante:

=

100[%] (3.6)

Donde Ws es la Potencia hidrulica [Watts] y We es la Potencia elctrica [Watts].

31

3.3.4 Relacin tamao de burbuja y caudal

El objetivo de esta prueba es encontrar una relacin entre el tamao de las burbujas

generadas y el caudal circulante a travs del sistema. Al variar el voltaje mediante el

regulador se puede modificar el caudal del sistema, debido al aumento en la velocidad de

rotacin del ventilador.

Para esta prueba se realizan una serie de fotografas las cuales son analizadas

visualmente mediante una escala grfica para determinar el tamao promedio de la burbuja

segn el caudal de operacin. A su vez se realiza un registro en video de alta definicin de

la prueba ejecutada el que se incluye en el anexo.

Para esta prueba se realizan 10 fotografas para cada incremento de caudal.

3.3.5 Caudales para extraccin

0,0130 m3/s (2,2 m/s); 0,0165 m3/s (3 m/s); 0,0198 m3/s (3,4 m/s); 0,0233 m3/s

(4 m/s) y 0,0290 m3/s (5 m/s).

3.3.6 Caudales para impulsin

0,0130 m3/s (2,2 m/s); 0,0165 m3/s (3 m/s); 0,0198 m3/s (3,4 m/s); 0,0233 m3/s

(4 m/s) y 0,0290 m3/s (5 m/s).

3.3.7 Relacin profundidad de la tubera versus tamao de burbujas

Esta prueba consiste en realizar variaciones de altura de la tubera donde se

generan las burbujas entre cada medida. Para esto se realiza la primera prueba con la

tubera a 5cm del fondo de la cmara y luego se realizan incrementos de la altura (respecto

al fondo) de 5cm hasta llegar a 15 cm del fondo de la cmara. Esta prueba se desarrolla sin

material en circulacin a travs del sistema.

Para el anlisis se capturan 10 fotografas las cuales cuentan con una escala grfica

la cual sirve de referencia para identificar el tamao promedio de las burbujas.

3.3.8 Cuantificar y caracterizar prdidas de material en el proceso de filtrado y

tamizado

Para lograr un correcto anlisis del material que se pierde por el propio

funcionamiento del sistema, se realizan previamente pruebas de filtrado, secado y tamizaje.

Para esta prueba no se hace funcionar el ventilador ni el alimentador, simplemente se vierte

de golpe el material en el agua y se revuelve para posteriormente filtrar, secar y tamizar

este material. De esta manera, se puede cuantificar la masa y la fraccin del material que

se pierde en esta etapa para as no atribuirlo a las prdidas por manipulacin en el sistema.

32

El objetivo es cuantificar el error operacional para ser considerado en el anlisis de la

eficiencia del circuito de ventilacin.

3.3.9 Cuantificar y caracterizar el material retenido en el sistema de extraccin e

impulsin

Esta prueba tiene por objetivo determinar la cantidad de material retenido por el

sistema y por consiguiente se puede saber la fraccin msica del material que se pierde.

De esta forma, se puede analizar la eficiencia del circuito de ventilacin segn la masa

retenida y su fraccin granulomtrica.

Para esta prueba se realizan mediciones con el ventilador funcionando tanto como

extractor y como impulsor. Se alimenta con 300g de material previamente caracterizado

segn su granulometra y se utiliza un caudal de aire constante a lo largo de la prueba.

Ambas pruebas se realizan con la misma altura de llenado de agua de la cmara y

la tubera por la cual ingresa el flujo a la cmara se ubicar a la misma distancia del fondo

para ambas pruebas.

Tambin se utilizan las mismas tuberas, codos, expansiones y contracciones

aunque no sean necesarias, esto debido a que se busca realizar el mismo circuito para

tener las mismas prdidas de carga y de esta manera no tener que cuantificarlas puesto

que sern las mismas para ambos experimentos. En la figura 3.7 se incluye el flujo de

trabajo para el proceso de filtrado.

Material filtrado en cmara de agua

Filtrado mediante filtro de vaco

Secar

Tamizar

Masar

Figura 3.7. Flujo de trabajo para proceso de filtrado

33

3.3.10 Prueba con spray

Esta prueba consiste esencialmente en la misma que la presentada en la seccin

3.3.9, pero en esta se agrega un atomizador de agua que funciona mediante aire

comprimido para generar micro-gotas y analizar el impacto que tiene en la retencin de

polvo del sistema. Adems, esta prueba se realiza slo en modalidad de impulsin

3.4 Construccin y elementos de la cmara

3.4.1 Cmara de vidrio

Como se menciona en el punto 3.2 la cmara est construida por vidrio de 5mm de

espesor el cual fue pegado con silicona neutra.

Posteriormente se construy un marco metlico con perfiles de 2mm de espesor al

cual se le aadieron manillas para facilitar su transporte.

Entre el marco y la cmara de vidrio se acolch con espuma de alta densidad.

3.4.2 Tuberas

Para la circulacin del aire en este prototipo se utiliz PVC hidrulico el cul fue

unido con cinta de enmascarar y luego cinta adhesiva transparente, con el propsito de una

vez terminado este proyecto dejar reutilizables la mayor cantidad de piezas posibles, pero

a su vez durante el proceso de experimentacin tener un buen sellado para que no se

produzcan filtraciones de aire que pueden alterar los resultados.

3.4.3 Ventilador

Para todas las experiencias se utiliza el ventilador de una aspiradora el cual provee

la presin suficiente para generar burbujas en la cmara a distintas profundidades.

3.4.4 Alimentador de material

En este caso se construy un alimentador (figura 3.8) utilizando un motor con un

engranaje reductor de alto torque unido al mandril de un talado y una broca que cumple la

funcin de tornillo sin fin. De esta forma, se obtiene una alimentacin continua ya que debido

al alto torque del motor no se queda trabado debido al atasco de partculas y tampoco se

rompe puesto que todos sus componentes son metlicos. Como silo de alimentacin se

implementan dos botellas cortadas a la mitad y una jeringa para unir ambas partes. De este

modo queda totalmente cerrada la parte superior lo que impide que se escape material por

la botella en el caso del modo de impulsin ya que queda totalmente sellado el chute de

alimentacin.

34

Figura 3.8. Alimentador.

35

4 CAPTULO IV: RESULTADOS Y ANLISIS DE RESULTADOS

4.1 Caracterizacin del material

Para este procedimiento se ha tamizado previamente el material slo bajo la malla

20 para eliminar las partculas ms grandes. Luego en un segundo proceso de tamizaje se

incluye la malla 20 pero no existe material retenido en esta puesto que todo el material de

alimentacin es el pasante de esa malla.

Tabla 4.1. Caracterizacin del material de alimentacin.

# Malla [#]

Abertura [m]

Masa de alimentacin Masa de alimentacin [%] [g]

20 850 0,0 0

28 600 30,4 10,1

35 425 43,4 14,5

48 300 44,4 14,8

65 212 44,7 14,9

100 150 46,3 15,4

150 106 40,8 13,6

200 75 23,6 7,9

270 53 11,3 3,8

400 38 5,2 1,7

-400 -38 10,0 3,3

TOTAL 300 100

Los resultados de la tabla 4.1 indican a que malla corresponde la masa retenida. Sin

embargo, esto no quiere decir que todo el material es de ese tamao, ms bien, este posee

un rango cuyo lmite superior lo indica la malla pasante y el lmite inferior la malla que retiene

la masa. Esto se puede apreciar en la tabla 4.2.

Si se observa la tabla 4.2 y se contrasta con la clasificacin USDA de la tabla 4.3 se

puede ver que el 90% del material corresponde a arenas de distintos grados entre gruesa

y muy fina, luego el 10% restante corresponde a Limo.

Luego para terminar con la caracterizacin del material de alimentacin, se

construye una curva de distribucin granulomtrica. Para esto se deben calcular los

porcentajes acumulados de tamao inferior a la malla, es decir el material pasante. (Ver

tabla 4.4).

36

Tabla 4.2. Caracterizacin del material de alimentacin segn rangos de tamao de partcula.

Tamao partculas [m]

Masa retenida

[g]

850 600 30,4

600 425 43,4

425 300 44,4

300 212 44,7

212 150 46,3

150 106 40,8

106 - 75 23,6

75 53 11,3

53 38 5,2

37

Con los datos obtenidos en la tabla 4.4 se realiza la curva de distribucin

granulomtrica acumulada en un grfico log-normal como se indica en la figura 4.1.

Figura 4.1. Curva de distribucin granulomtrica. Material de alimentacin.

4.2 Caractersticas del ventilador segn caudal de funcionamiento

4.2.1 Impulsin

4.2.1.1 Impulsin a 0,0165 m3/s

En la tabla 4.5 se muestra el registro de las presiones obtenidas mediante el tubo de pitot

y el manmetro digital. Estas son utilizadas para calcular la presin, velocidad y eficiencia

del ventilador.

Tabla 4.5. Registro de presiones modalidad de impulsin 0,0165 m3/s.

Modalidad Impulsin

Intensidad de Corriente 2,1 [A]

Voltaje 50 [V]


1 4 1597 1601

2 4 1598 1602

3 4 1599 1603

4 4 1601 1605

5 7 1601 1608

6 6 1601 1607

7 5 1600 1605

8 5 1605 1610

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

90,0

100,0

30300

Ma

teria

l p

asa

nte

[%

]

Abertura de malla [m]

38

Luego de obtenidas las presiones, se puede calcular la velocidad del flujo y luego el caudal.

En este caso el caudal es 0,0165 [m3/s] lo que equivale a 59,3 [m3/h]. Los dems resultados

se encuentran en la tabla 4.6.

Tabla 4.6. Resultados impulsin 0,0165 m3/s

Modalidad Impulsin


Voltaje 50 [V]

Ps en el plano 1600,2 [Pa]

Pd en el plano 4,5 [Pa]

Pt en el plano 1605,1 [Pa]

Velocidad 2,8 [m/s]

Caudal 0,0165 [m3/s]

Potencia Elctrica 105 [Watts]

Potencia Hidrulica 26,4 [Watts]

Eficiencia 25,2 [%]

4.2.1.2 Impulsin a 0,0233 m3/s



del ventilador.

Tabla 4.7. Registro de presiones modalidad de impulsin 0,0233 m3/s.

Modalidad Impulsin


Voltaje 75 [V]


1 8 1913 1921

2 11 1915 1926

3 10 1919 1929

4 9 1919 1928

5 11 1922 1933

6 11 1921 1932

7 11 1922 1933

8 7 1928 1939




39

Tabla 4.8. Resultados impulsin 0,0233 m3/s.

Modalidad Impulsin


Voltaje 75 [V]




Velocidad 4,0 [m/s]



Potencia Hidrulica 45 [Watts]

Eficiencia 15,8 [%]

4.2.2 Extraccin

4.2.2.1 Extraccin a 0,0168 m3/s



del ventilador.

Tabla 4.9. Registro de presiones modalidad de extraccin 0,0168 m3/s.

Modalidad Extraccin


Voltaje 50 [V]


1 5 1568 1573

2 5 1562 1567

3 8 1555 1563

4 4 1559 1563

5 5 1563 1568

6 4 1562 1566

7 4 1568 1572

8 6 1570 1576




40

Tabla 4.10. Resultados extraccin 0,0168 m3/s.

Modalidad Extraccin


Voltaje 50 [V]




Velocidad 2,9 [m/s]




Eficiencia 25,2 [%]

4.2.2.2 Extraccin a 0,0232 m3/s



del ventilador.

Tabla 4.11. Registro de presiones modalidad de extraccin 0,0232 m3/s.

Modalidad Extraccin


Voltaje 75 [V]


1 10 1884 1894

2 11 1872 1883

3 9 1870 1879

4 9 1871 1881

5 7 1873 1881

6 7 1872 1880

7 9 1888 1897

8 11 1889 1889




41

Tabla 4.12. Resultados de extraccin 0,0232 m3/s.

Modalidad Extraccin


Voltaje 75 [V]




Velocidad 3,9 [m/s]




Eficiencia 14,9 [%]

En la tabla 4.13 se observa un resumen de los datos obtenidos a travs de las

pruebas para realizar la medicin del caudal de funcionamiento del sistema. Al comparar

pruebas de extraccin e impulsin a caudales similares (0,017 m3/s y 0,023 m3/s

respectivamente) se puede apreciar que los resultados son prcticamente idnticos en

cuanto a velocidad, caudal, potencia y eficiencia. Esto permite indicar que el caudal no se

ve afectado por la funcin del ventilador, vale decir, si este es utilizado como inyector o

como extractor. Si bien existe una diferencia entre ambas pruebas, esta es atribuible a la

construccin del sistema, ya que si bien se intent realizar un sellado hermtico, este no se

logr del todo, debido a pequeas filtraciones en la tapa de la cmara las cuales son

imposibles de corregir ya que esta tapa debe ser abierta tras cada prueba lo que no permite

pegarla a la cmara. No obstante, se cumple el objetivo de la prueba y se determinan las

velocidades y se puede asegurar que no hay diferencia en el rendimiento entre uno y otro

sistema.

Tabla 4.13. Resumen de pruebas de medicin de caudal.

Modalidad Impulsin Extraccin Impulsin Extraccin Unidad

Intensidad de Corriente 2,1 2,1 3,8 3,8 [A]

Voltaje 50 50 75 75 [V]

Pe en el plano 1600,2 1563,4 1922,5 1877,4 [Pa]

Pd en el plano 4,5 5,1 9,7 9,1 [Pa]

Pt en el plano 1605,1 1568,5 1932,4 1885,5 [Pa]

Velocidad 2,8 2,9 4,0 3,9 [m/s]

Caudal 0,016 0,017 0,023 0,023 [m3/s]

Potencia Elctrica 105 105 285 285 [Watts]

Potencia Hidrulica 26,4 26,4 45 42,6 [Watts]

Eficiencia 25,2 25,2 15,8 14,9 [%]

42

4.3 Relacin caudal - tamao de burbuja

4.3.1 Extraccin

El tamao promedio de burbuja para esta prueba en la parte media del agua se

encuentra en un rango de 5mm y 7mm. No se aprecia coalescencia de burbujas en

profundidad que sea significativa, en cambio en la parte superior del agua se aprecian

burbujas de mayor tamao entre 8mm y 18mm. El tamao de burbujas permanece

constante a lo largo de los incrementos de caudal. La nica diferencia que se puede apreciar

es un aumento en la cantidad de burbujas que se aprecia notoriamente en las figuras 4.2,

4.3, 4.4, 4.5 y 4.6.

4.3.2 Impulsin

El tamao promedio de burbuja para esta prueba en la parte media del agua se

encuentra en un rango 5mm y 7mm. No se aprecia coalescencia de burbujas en profundidad

que sea significativa. En cambio en la parte superior del agua se aprecian burbujas de

mayor tamao entre 8mm y 22mm. El tamao de burbujas permanece constante a lo largo

de los incrementos de caudal. La nica diferencia que se puede apreciar es un aumento en

la cantidad de burbujas que se aprecia notoriamente en las figuras 4.7, 4.8, 4.9, 4.10 y 4.11.

Figura 4.2. Caudal-tamao de burbujas. Extraccin. 0,013 m3/s.


43




Figura 4.7. Caudal-tamao de burbujas. Impulsin. 0,013 m3/s.

44





4.3.3 Anlisis de resultados

Bsicamente, ambos resultados son idnticos por lo cual no es un factor

determinante para este estudio la modalidad de funcionamiento del ventilador, es decir

como inyector o como extractor.

45

En cuanto al caudal de funcionamiento del sistema no se aprecian mayores

diferencias en el tamao de las burbujas. Lo que s se puede observar es que se genera

una fuerte turbulencia dentro de la cmara al utilizar el mayor caudal.

Finalmente, en el caudal que circula entre los rangos de 0,013 m3/s a 0,020 m3/s se

observa un buen funcionamiento en la cmara por lo que el caudal que se utilice para el

ventilador del sistema va a depender netamente del caudal que se requiera tratar.

4.4 Profundidad de tubera versus tamao de burbujas

En la figura 4.12 se observan 3 pruebas. La tobera con bombillas est sumergida a

5 cm, 10 cm y 15 cm (de izquierda a derecha).

Al analizar el tamao de burbujas, en la prueba a 5cm se observa que no existe

coalescencia en las burbujas. A su vez en las pruebas de 10 cm y 15 cm en la parte media

de la cmara tampoco se observa coalescencia y el tamao medio de burbuja se encuentra

en un rango de 6 mm a 7 mm. Por otra parte, en la zona superior de la cmara se observa

que existe coalescencia entre las burbujas, llegando a tamaos de un rango entre 10 y

15mm.

Adems al analizar el comportamiento de las burbujas, se observa que en la prueba

a 5cm existe una pobre cantidad de burbujas. Estas tienen muy poco recorrido antes de

llegar a la superficie y entrar en contacto con la atmosfera. Por otro lado, al observar las

pruebas de 10 cm y 15 cm, se aprecia un notorio aumento en la cantidad de burbujas que

permanecen en la cmara. Al ser mayor la profundidad, obviamente tendrn un mayor

recorrido. Se puede apreciar en la figura 4.12 claramente como aumentan las burbujas de

izquierda a derecha al aumentar la profundidad de la tobera.

Figura 4.12. Prueba de profundidad a 5cm (izquierda), 10 cm (centro) y 15 cm (derecha) de la superficie del agua.

46

4.5 Prdidas de material por proceso de filtrado, secado y tamizado

En la figura 4.12 se muestran los resultados generales de las pruebas de filtrado,

secado y tamizado las cuales sirven para determinar las prdidas de material generadas

por los procesos antes mencionados. Cada prueba es realizada con una muestra

(caracterizada en el punto 4.1) de 300g.

Luego del proceso de filtrado y secado despus de realizadas 4 pruebas se obtiene

en promedio una masa de 297,9g lo que significa que hay una prdida de 2,1g equivalente

al 0,7% de la masa total de alimentacin.

Despus de realizar el proceso de filtrado y secado, se debe caracterizar

nuevamente el material por lo que se hace necesario tamizarlo nuevamente. En promedio

las prdidas asociadas a este proceso son 0,8g lo que equivale al 0,3% de la masa total.

En conjunto los procesos de Filtrado, secado y tamizado provocan una prdida

promedio de 2,9g equivalente al 1% de la masa de alimentacin.

En la tabla 4.14 se pueden observar los resultados completos de cada una de las 4

pruebas realizadas y tambin se seala una columna llamada CDG (Curva de Distribucin

Granulomtrica) la cual es la caracterizacin del material que ingresa al sistema el cual

sirve como referencia para contrastar resultados.

En la figura 4.13 se aprecia que inicialmente la masa de referencia de la curva de

distribucin granulomtrica es mayor que el material caracterizado luego de realizadas las

pruebas para cuantificar las prdidas. Esto ocurre entre los 850 m a 150 m. Luego

aumenta la cantidad de material respecto a la curva de referencia (entre los 150 m a

47

Tabla 4.14. Resultados cuantificacin de prdidas por procesos de filtrado, secado y tamizado.

Muestra CDG M8 M7 M6 M5 Promedio Unidad

Masa despus de filtrado y secado 300 297,8 295,3 299,2 299,0 297,9 [g]

masa masa masa masa masa masa [g]

850 m 600 m 30,4 29,7 29,8 30,0 29,81 29,8 [g]

600 m 425 m 43,4 42,8 42,4 42,8 42,42 42,6 [g]

425 m 300 m 44,4 43,2 42,5 43,5 42,89 43,0 [g]

300 m 212 m 44,7 42,6 41,7 42,6 42,3 42,3 [g]

212 m 150 m 46,3 46,1 44,4 46,0 45,59 45,5 [g]

150 m 106 m 40,8 41,5 40,7 41,1 41,56 41,2 [g]

106 m - 75 m 23,6 23,6 25,3 23,4 24,53 24,2 [g]

75 m 53 m 11,3 11,6 11,7 12,2 11,99 11,9 [g]

53 m 38 m 5,2 5,7 5,9 5,8 5,71 5,8 [g]

48

4.6 Cuantificacin y caracterizacin el material retenido por el sistema

4.6.1 Extraccin

En la tabla 4.15 se observan los resultados obtenidos de las pruebas M4, M3, M2 Y

M7B. Las 3 primeras pruebas se realizaron a 0,017 m3/s y la ltima a 0,023 m3/s. En las 3

primeras se observa que algunas bombillas del difusor de burbujas se obstruyen con

material por lo cual se decide aumentar el caudal circulante de 0,017m3/s a 0,023 m3/s del

ventilador y por consiguiente aumenta el caudal circulante con lo que se resuelve el

problema suscitado.

Los resultados obtenidos de estas 4 pruebas se presentan en la tabla 4.15. En esta

se diferencian los resultados como tericos o experimentales. Con terico se hace

referencia al resultado que se obtiene al sumar las prdidas por procesos de filtrado, secado

y tamizado, es decir se considera que no existen prdidas. Por otra parte, los resultados

experimentales son los obtenidos directamente considerando las prdidas del sistema en

los procedimientos experimentales.

La masa real promedio que es retenida por el sistema es de 293,7g. Si a esta se

suman 2,9g que se pierden por procedimientos experimentales segn los resultados

obtenidos en el punto 4.5 se obtiene que la masa terica se obtiene que la masa terica

retenida es 296,6g con un rendimiento terico del sistema de 98,9% en el cul en promedio

se pierden 3,4g. La eficiencia experimental del sistema en promedio alcanza un 97,9% con

una prdida promedio de 6,3g.

4.6.2 Impulsin

En la tabla 4.15 se observan los resultados obtenidos de las pruebas M9B y M8B.

La primera prueba se realiz a 0,017 m3/s y la segunda a 0,023 m3/s. Al igual que en la

prueba de extraccin, en impulsin a 0,017 m3/s se observa que algunas bombillas del

difusor de burbujas se obstruyen con material. Esta obstruccin se genera en el codo rugoso

de las bombillas donde debido a la humectacin se aglomeran las partculas y quedan

atrapada obstruyendo el paso del aire. Por este motivo se decide aumentar el caudal del

ventilador a 0,023 m3/s con lo que se resuelve el problema suscitado.

Los resultados obtenidos de estas 2 pruebas se presentan en la tabla 4.16. En esta

se diferencian los resultados como tericos o experimentales. Con terico se hace

referencia al resultado que se obtiene al sumar las prdidas por procesos de filtrado, secado

49

y tamizado, es decir se considera que estas prdidas no existen. Por otra parte los

resultados experimentales son los obtenidos directamente considerando las prdidas del

sistema en los procedimientos experimentales.

La masa real promedio que es retenida por el sistema es de 294,9g, si a esta se le

suma los 2,9g que se pierden por procedimientos experimentales segn los resultados

obtenidos en el punto 4.5 se obtiene que la masa terica se obtiene que la masa terica

retenida es 297,8g con un rendimiento terico del sistema de 99,3% en el cul en promedio

se pierden 2,3g. La eficiencia experimental del sistema en promedio alcanza un 98,3% con

una prdida promedio de 5,2g.

Figura 4.14. Grfico de masa real perdida en extraccin.

Tabla 4.15. Resultados generales modalidad de extraccin.

Muestra CDG M4 M3 M2 M7B Promedio Unidad

850 m 600 m 30,4 28,7 29,2 28,8 29,5 29,0 [g]

600 m 425 m 43,4 41,6 41,3 41,4 42 41,6 [g]

425 m 300 m 44,4 42,7 42,4 41,3 42,7 42,3 [g]

300 m 212 m 44,7 41,5 42,1 42,8 42,5 42,2 [g]

212 m 150 m 46,3 45,0 45,3 45,1 41,2 44,1 [g]

150 m 106 m 40,8 40,0 39,9 40,5 40,6 40,2 [g]

106 m - 75 m 23,6 25,7 25,1 24,6 26,9 25,6 [g]

75 m 53 m 11,3 12,1 11,6 12,5 12,6 12,2 [g]

53 m 38 m 5,2 6,1 5,5 5,8 5,9 5,8 [g]

50

Tabla 4.16. Resultados generales modalidad de extraccin.

Muestra CDG M9B M8B Promedio Unidad

850 m 600 m 30,4 29,1 29,5 29,3 [g]

600 m 425 m 43,4 42,3 42,0 42,2 [g]

425 m 300 m 44,4 43,0 42,7 42,9 [g]

300 m 212 m 44,7 42,1 42,5 42,3 [g]

212 m 150 m 46,3 43,6 41,2 42,4 [g]

150 m 106 m 40,8 40,1 40,6 40,4 [g]

106 m - 75 m 23,6 25,2 26,9 26,1 [g]

75 m 53 m 11,3 12,4 12,6 12,5 [g]

53 m 38 m 5,2 5,7 5,9 5,8 [g]

51

El caudal de circulacin del aire en el sistema es de 4 m/s 0,0233 m3/s. A esta

velocidad no se presentan problemas al llevar a cabo los experimentos mostrados el punto

4.6.1 y en el 4.6.2. Sin embargo, al finalizar este experimento, al retirar las bombillas del

difusor de burbujas, se observa que hay una masa de barro sobre las bombillas que

obstruye a ms de mitad de estas (ver figura 4.16). Desde luego esta prueba no revierte

mayor anlisis y debe ser desechada esta posibilidad.

Este fenmeno se produce por la aglomeracin de partculas producto del contacto

del agua con estas. Esto genera que los granos se vayan uniendo generando partculas

ms grandes, las cuales no pueden circular a travs de las bombillas.

4.7.2 Prueba sin bombillas en la salida

Memoria - Patricio Muñoz Moreno FINAL CORREGIDA

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