En sistemas de separación solido - liquido, mediante clarificación / sedimentación, flotación, filtración, centrifugación, etc., los procesos de coagulación y floculación son esenciales. El grado de eficiencia de estos procesos se mide por la rapidez con que se forma y crece el floc, así como también por su tamaño y la facilidad como se separe. Es decir, el tipo de floc que se forma es el que finalmente mide el grado de eficiencia del sistema de tratamiento que se tenga.
Con esto en mente, es entendible porque el diseño y la operación de una planta de tratamiento de agua exige un entendimiento propio de las formas en que el floc afecta el sistema de tratamiento y de cómo las características de este pueden manipularse para aumentar la eficiencia del tratamiento.
¿Qué es un floc? Es un conglomerado de partículas sólidas que se genera a través de los procesos de coagulación y floculación. El floc está constituido en primer lugar por los sólidos que se separan del agua, así como también por los sólidos que aporta el coagulante. Más aún, en procesos de flotación con aire, la incorporación de microburbujas también hace parte del floc.
El floc real, el que encontramos en la práctica, está constituido de una gran cantidad de materiales de diferentes tamaños y formas que están sujetos a muchos cambios durante su formación. Dicho de otra manera, la formación de un floc, su composición y sus características es el resultado de la interacción de muchas variables, siendo las más importantes las siguientes:
- Naturaleza y características del solido que se separa, así como también su concentración y tamaño.
- Características del agua que se trata: pH, temperatura, solidos disueltos, alcalinidad, etc.
- Uso y características de coagulantes y/o floculantes.
- Grado de agitación y tiempo, en procesos de coagulación y floculación.
- Sistema de tratamiento y sus condiciones de operación.
Las anteriores variables pueden integrarse en tres componentes más generales, a saber:
- Agua a tratar y sus características.
- Sistema de tratamiento y sus condiciones operacionales.
- Química del tratamiento
Entendiendo la interacción de estos tres elementos, podemos ver que interviniendo en el control de algunas variables y manipulando la composición del floc, podemos generar las condiciones para crear y formar un floc que permita mejorar significativamente la eficiencia del tratamiento en cuestión.
Paralelamente a lo que podamos hacer en cuanto al diseño del equipo y en mejorar las condiciones de operación para lograr un buen floc, también podemos manipular el mismo, mediante la aplicación de químicos que permitan controlar algunas de sus propiedades dentro del sistema del tratamiento.
A este respecto, el tipo de coagulante que se use puede modificar la estructura del floc. La estructura obtenida de coagulantes basados en sales de aluminio y hierro es muy diferente a la obtenida de un coagulante de tipo policloruro de aluminio, y mucho más diferente aún, a la obtenida de coagulantes orgánicos.
El uso de floculantes, si bien es cierto no cambia las características intrínsecas del floc, si cambia la velocidad de su formación y el tamaño de este. En el caso particular de deshidratación de lodos, la adecuada selección de un floculante, complementado con otros compuestos (cal, por ejemplo) hace posible mejorar el floc, en su estructura, compactación y facilidad de “soltar” el agua adherida a las partículas de sólidos.
De todas maneras, es muy importante recordar que, en la formación de un floc, el aspecto químico es solo una parte de un proceso integral más complejo. Podríamos decir que el tipo de floc que se obtiene en un tratamiento dado, es responsabilidad, entre otros, del ingeniero que diseña el equipo, del personal que opera la planta y le hace mantenimiento y de la entidad que suministra los químicos y la asistencia técnica.
Queda la pregunta: ¿Cuál es el floc que debo tener? En gran parte, esto depende del sistema de separación solido-líquido que se tenga. La siguiente clasificación conceptual de los diferentes tipos de floc, que puede servir de guía:
- Grande y pesado: Ideal para sedimentar
- Pequeño y esférico: Excelente para filtrar
- Grande, poroso y liviano: Ideal para flotar
- Grande, y estructurado: Bueno para centrifugar
- Grande, voluminoso y frágil: Difícil de deshidratar
Para terminar, podemos decir que la expresión “diseño – formación de un floc” debe entenderse como la forma o la manera en que podemos manipular un floc para hacerlo lo más adecuado posible al equipo de separación y a sus condiciones de operación.
