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1. Bouso, J. L. (1998). El hidrociclón. Americas Mining.

2. Delgadillo, A. (2019, November 4). Fundamentos de la Operación de Hidrociclones [Video]. YouTube. Retrieved February 18, 2023, from https://www.youtube.com/watch?v=YZAtl6iKI5E

3. iAgua. (2022, January 26). Principio de funcionamiento de los hidrociclones. Retrieved February 18, 2023, from https://www.iagua.es/noticias/lama-sistemas-filtrado/principio-funcionamiento-hidrociclones

4. Metallurgical Applications. (2021, January 17). Fundamentos Básicos de la Clasificación [Video]. YouTube. Retrieved February 18, 2023, from https://www.youtube.com/watch?v=h63rY93mHpU

5. Pedraza, D. A. (2018). Diseño y construcción de un hidrociclón a nivel laboratorio [Trabajo de grado para optar por el título de ingeniero metalúrgico]. Universidad Pedagógica Tecnológica de Colombia.

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Decantación del agua y otros contaminantes sólidos del agua destinada al uso domestico, agrícola e industrial

Espesado, clarificación

Deslamado (clarificación parcial)

Desarenado, refinado, eliminación del sobretamaño

Circuitos cerrados de molienda

Clasificación selectiva (separación)

Recuperación de sólidos (rechazo)

Pre-concentración (separación)

Recuperación de líquidos (clarificación)

Lavado en contra corriente

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Fig. 1. Entrada del líquido con las partículas en suspensión. La flecha azul representa el rebose, mientras que la roja la descarga. 

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Los hidrociclones son equipos destinados principalmente a la separación de suspensiones partículas solidas en medios líquidos y tienen numerosas aplicaciones en industrias de minería, alimentación, química y, por supuesto en agricultura, donde tiene un uso muy generalizado como separadores de arena en captaciones principalmente subterráneas (Iagua, 2022).

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Separar un determinado caudal de pulpa en dos fracciones; una llamada descarga que deberá llevar en suspensión los sólidos más gruesos que un determinado tamaño de corte y otra llamada rebose que deberá llevar los sólidos más finos que el citado tamaño, tal como se observa en la fig. 1 (Bouso, 1998).

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Fig. 2. Partes básicas de un hidrociclón.

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La fig. 2 esquematiza las partes de este equipo, las cuales consisten de una parte cónica seguida por una cámara cilíndrica, en la cual entra de forma tangencial la suspensión de alimentación (feed). La parte superior del hidrociclón presenta un tubo para la salida de la suspensión diluida (overflow) y en la parte inferior existe un orificio de salida de la suspensión concentrada (underflow). El ducto de alimentación se denomina inlet, el tubo de salida de la suspensión diluida se denomina vortex, y el orificio de salida del concentrado se denomina apex (Metallurgical Applications, 2021) .

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Fig. 3. Caída de una partícula en un fluído.

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Cuando una partícula en suspensión dentro de un líquido (suponiendo agua) cae, se generan corrientes de agua alrededor; en la parte inferior de la partícula hay menos agua por lo que al descender ésta es deslpazada hacia la parte superior de la partícula creando un vacío momentaneo, provocando que la P1 sea mayor que la P2 (ver fig. 3). De esta forma, además de la fuerza de fricción existente debido a la rugosidad de la partícula, esta diferencia de presiones provocará que la partícula se "frene". Pero, ¿qué hace que la partícula caiga?, la respuesta es la fuerza de gravedad, tal como lo describe la ecuación de Stokes (ec. 1), la cual menciona que la velocidad de sedimentación de una partícula es función de la densidad y el díametro de partícula del sólido, la densidad y viscosidad del fluído, y de la gravedad:
vt=(ρs-ρf)(gd² p)/(18μf) (1)
por lo tanto, según la ec. 1 entre más grande sea una partícula más rápido va a caer. De esta forma, es posible separar partículas finas de partículas gruesas utilizando este principio.
Sin embargo, no todo es tan fácil a nivel industrial, ya que si se quisiera utilizar este método para separar partículas sólidas se requeriría de un tanque muy grande y tiempos muy largos, debido a que las velocidades de sedimentación son relativamente lentas.
Lo que hace el hidrociclón, es que crea un campo centrífugo que afecta a la aceleración de las partículas en una dirección axial (Delgadillo, 2020).

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¿Cómo opera un hidrociclón  ‐ Hecho con Clipchamp 1

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6. Eficiencia y recuperación de un hidrociclón:

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6. Eficiencia y recuperación de un hidrociclón:

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El método más utilizado para evaluar la eficiencia de un ciclón es mediante la construcción de la curva de Tromp o curva de rendimiento (Fig. 4). Esta curva relaciona el porcentaje de cada tamaño presente en la sección de alimentación que es enviado al apex con el tamaño de la partícula. El punto de corte d₅₀ se define como el valor del tamaño de partículas que tiene la misma posibilidad de ir a la fracción gruesa o a la fracción fina o como aquel punto sobre la curva para el cual el 50% de las partículas de ese tamaño en la alimentación se presentan en el vortex (Pedraza, 2018).

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Fig. 5.  Efecto de la presión en la capacidad y el punto de corte del hidrociclón.

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Las caídas de presióon refieren a la disminución de la presión de un fluido en una tubería, se encuentra dada por la suma de las presiones estáticas y dinámicas. Ésta se determina a partir de un manómetro de alimentación situado en la línea de entrada a una cierta distancia del ciclón. Las pérdidas de presión pueden ser debidas a:

Pérdidas en la entrada

Pérdidas en el cuerpo del ciclón

Pérdidas en el localizador del vórtice

Para un ciclón de entrada tangencial, las pérdidas en la entrada son frecuentemente insignificantes en comparación con las que se presentan en otras partes del equipo. Sin embargo, la caída de presión disminuye con el coeficiente de fricción en las paredes, concentración de sólidos o volumen del equipo en general. En el cuerpo del ciclón las pérdidas son mayores, pero su principal contribución es la disminución de la intensidad del remolino, por lo tanto las pérdidas en las paredes no dominan la pérdida de presión total. Las pérdidas en el localizador del vórtice son más grandes para los ciclones de entrada tangencial debido a la disipación de energía mecánica. Es posible que se presenten sin embargo, algunas excepciones a esto, como por ejemplo cuando la pulpa tiene una alta carga sólida. En ese caso, el arrastre por fricción en las paredes puede llegar a ser una contribución significativa a la caída de presión a expensas de las pérdidas en el núcleo del vórtice y el localizador del vórtice. Debido a que el aumento de la velocidad de alimentación o la caída de presión aumenta la fuerza centrífuga, las partículas finas son conducidas al underflow y el d₅₀ disminuye. El cambio tiene que ser grande para que tenga un efecto significativo. La Fig. 5 muestra el efecto de la presión sobre la capacidad y el punto de corte de los ciclones (Pedraza, 2018).