Investigadores de la Universidad de Salamanca han desarrollado un nuevo diseño para los platos perforados que forman parte de instalaciones de diversas industrias químicas que se emplean en operaciones de separación de compuestos como la destilación y la absorción. A través de una prueba de concepto, los científicos han demostrado de forma experimental que el modelo que proponen resulta más eficiente que los platos convencionales.
“Los platos son planchas metálicas con una sección circular en la que hay orificios que están dispuestos en un determinado número, diámetro y distribución”, explica Elena Díaz Martín, investigadora del Departamento de Ingeniería Química y Textil, “se utilizan mucho en operaciones de separación en las que se trata de facilitar la transferencia de masa entre dos fases, normalmente, entre una fase líquida y una fase gaseosa”. El plato sirve como distribuidor de gas en el líquido, así que su eficacia depende de cómo lleva a cabo esta función.
Las aplicaciones son muy variadas, porque las operaciones de transferencia de masa en las que están involucradas las fases gaseosa y líquida son muchas, por ejemplo, la destilación, que consiste en separar sustancias que componen una mezcla líquida mediante vaporización y condensación. Esta operación es habitual en muchas plantas químicas. “Cuando se necesita una separación, la primera opción es la destilación”, señala la experta.
No obstante, también es muy importante la absorción, sobre todo para el tratamiento de gases contaminantes. Esta operación consiste en separar los componentes de una mezcla gaseosa. En esta ocasión, la prueba de concepto se ha basado, precisamente, en este proceso. En cualquier caso, las industrias en las que se pueden utilizar estos platos son muy variadas, desde la petroquímica a la farmacéutica pasando por la alimentaria.
Los platos favorecen el contacto entre el gas y el líquido, “pero actualmente tiene una eficacia baja”, comenta Elena Díaz. Uno de los parámetros que definen el plato es la distribución de los orificios, que generalmente se han dispuesto de manera cuadrada o triangular. Por eso, “nosotros proponemos una distribución novedosa para mejorar la eficacia, es decir, la transferencia de masa entre las dos fases”, recuerda.
El objetivo del proyecto ha sido verificar experimentalmente que esa distribución novedosa ofrece una eficacia mayor que la de los platos tradicionales. Para ello, “hemos utilizado una columna de absorción con aire y agua”, señala Marina Terleira Fernández, otra investigadora del proyecto. “El oxígeno del agua queda desplazado con una corriente de nitrógeno y, a continuación, medimos la transferencia de oxígeno desde la fase gaseosa a la fase líquida”, comenta.
Eficacia acumulable
Para evaluar la eficacia se tienen en cuenta dos parámetros: la retención de gas en la columna y la velocidad de transferencia de masa. Así, los investigadores han determinado que el nuevo plato la mejora en un 5%. Sin embargo, “estamos hablando de la eficacia de un plato, pero en las torres industriales se llegan a utilizar 20 o 30, por lo tanto, la eficacia se iría acumulando de plato en plato y, por lo tanto, sería muy superior”, destaca.
El proyecto ha salido adelante gracias a la convocatoria Prueba de Concepto de la Fundación General de la Universidad de Salamanca y dentro del programa TCUE de la Junta de Castilla y León, cofinanciado con fondos FEDER. Tras demostrar que el diseño del nuevo plato ofrece mejores resultados, esta innovación puede seguir su camino hasta implementarse en la industria.
