¿Cómo funciona un mezclador estático?

En este artículo, con ayuda de diversos ejemplos ilustrativos, explicamos el principio en el cual se basa el funcionamiento de un mezclador estático. Si todavía no sabes mucho de mezcladores estáticos y quieres entender mejor su funcionamiento y conocer sus posibilidades y ventajas, este es sin duda un artículo interesante para ti.

Sustancias difíciles de mezclar

¿Qué ocurre si echamos aceite en un recipiente con agua? Lo que vemos es que se forman dos capas. El aceite flota en el agua. ¿Qué ocurre si introducimos aire en una sustancia líquida? En ese caso se forman burbujas, pero desaparecen rápidamente del líquido, aunque desaparecen más despacio de un aceite denso que del agua. La conclusión es que el aceite, el agua y el gas no quieren mezclarse. Estos fenómenos que experimentamos con frecuencia en casa están basados en principios físicos con los que también tiene que lidiar la industria. Los mezcladores estáticos ofrecen una buena solución.

Mezclar creando una corriente forzada

Un mezclador estático consiste en una carcasa tubular con elementos fijos en el interior, los llamados elementos de mezcla, los cuales se encargan de perturbar de tal forma el perfil de la corriente (influir en él) que todos los ingredientes se mezclan hasta formar una sustancia homogénea. En el proceso intervienen componentes externos, como una bomba, para introducir los ingredientes en el mezclador con una corriente forzada. Dentro del mezclador estático no hay elementos móviles, lo cual ofrece diversas ventajas. Por ejemplo, el mezclador estático no necesita mantenimiento, el consumo de energía es muy limitado y no hay componentes electrónicos que puedan suponer peligro de explosión. Para determinar la forma del mezclador y el número de elementos fijos necesarios se requieren muchos conocimientos y para calcular la mezcla exacta se utilizan complejos modelos matemáticos y paquetes de software. En el proceso de mezcla se manejan, en general, dos principios procedentes de la teoría de corrientes, los cuales generan respectivamente dos tipos de corriente: turbulenta y laminar. Bajo estas líneas se muestra una imagen que representa el proceso de mezcla.

Ejemplo de aplicación industrial

Una aplicación muy ilustrativa es la medición de la cantidad de producto obtenido de un pozo petrolífero, lo cual se hace, entre otras razones, para determinar los impuestos que tienen que gravar las instituciones públicas. De un pozo petrolífero no sale solo crudo, sino también impurezas como agua (salada) y a veces gases. El flujo de estos tres componentes por una tubería de transporte está muy lejos de ser uniforme; el gas se aisla rápidamente y se acumula en la parte superior de la tubería, mientras que los líquidos fluyen por la parte inferior. Se produce la misma segregación de elementos que observamos muchas veces en casa, pero a escala industrial.

Para determinar la composición hay que extraer una muestra representativa de la tubería. Pero ¿cómo podemos obtener una mezcla homogénea del contenido? Esto se puede lograr colocando un mezclador estático antes del punto de obtención de la muestra, de forma que el crudo, el gas y el agua se mezclen uniformemente. Después de pasar por el mezclador estático, extraer una muestra homogénea es un juego de niños. Más adelante, la corriente volverá a separar el crudo, el gas y el agua en la tubería, pero eso ya no es problema.

Otro ejemplo es una aplicación en la calefacción de las ciudades. El agua que se bombea a las viviendas debe tener una temperatura constante de 70 °C. Si el agua está más caliente o más fría, los usuarios empiezan a protestar.  El agua caliente, por ejemplo, procede del exceso de calor producido en una central de incineración de basura. Pero ese agua está demasiado caliente, a veces a 120 °C, por lo que se mezcla con agua fría. Por naturaleza, el agua caliente no se mezcla rápido con el agua fría, lo cual sería deseable en este caso. Los mezcladores estáticos ofrecen una solución efectiva a este problema y contribuye de esta manera a la sostenibilidad de nuestro consumo energético.

¿Más información?

Lee más sobre el principio de funcionamiento y la mezcla con corrientes laminares y turbulentas en el artículo principio de funcionamiento de un mezclador estático. También hay disponible un artículo sobre los tipos de elementos de mezcla y campo de aplicación.