Los floculantes son sustancias que se añaden a las suspensiones para que las partículas sólidas formen “flóculos” o aglomeraciones de partículas que necesitan una gran cantidad de agua para mantenerse sin decantar.
Tienen carácter ácido, es decir, contienen iones ácidos cuando se disuelven en agua, y promueven aún más la atracción entre las partículas de arcilla. Una suspensión floculada en reposo decanta en el fondo del recipiente formando un amasijo esponjoso, mientras queda agua limpia por encima del sedimento.
Qué ocurre durante la floculación
Los floculantes facilitan que las partículas se mantengan pegadas entre sí, por lo que pueden hacer que una suspensión adquiera el aspecto de gel.
La suspensión puede parecer una especie de crema densa o gelatina, aunque su densidad siga siendo la de un líquido. Este comportamiento se debe a la unión de las partículas y a la formación de una estructura interna capaz de retener una gran cantidad de agua.
La floculación es un fenómeno físico-químico en el que la materia sólida suspendida en un líquido se aglomera para formar copos, también llamados flóculos. Estos copos se sedimentarán rápidamente o subirán a la superficie del líquido, permitiendo su fácil separación del resto del líquido.
La adición de un floculante permite la agregación de partículas sólidas y su filtración.
Diferencia entre coagulación y floculación
La coagulación y la floculación son dos etapas de tratamiento del agua que se utilizan conjuntamente y cuyo objetivo es separar las partículas sólidas suspendidas en el agua turbia.
Aunque tienen un papel complementario, la coagulación y la floculación no deben confundirse porque no implican los mismos productos químicos ni los mismos mecanismos.
Coagulación
La coagulación es el proceso mediante el cual se desestabilizan las partículas suspendidas en el agua, generalmente utilizando coagulantes inorgánicos como sales de aluminio o hierro y coagulantes orgánicos como poliaminas, polydadmacs y derivados de sustancias naturales como los taninos.
La coagulación se lleva a cabo con la ayuda de sales minerales metálicas, llamadas agentes coagulantes, a base de hierro o aluminio, como el cloruro férrico FeCl3.
Naturalmente, algunas partículas sólidas en suspensión están cargadas eléctricamente, positiva o negativamente, y, por tanto, se repelen y no pueden aglomerarse. Los coagulantes equilibran estas cargas, permitiendo así que las partículas se encuentren.
Floculación
La floculación es la etapa que sigue a la coagulación. Aquí, los floculantes, que son polímeros de cadena larga, ayudan a formar flóculos más grandes a partir de las partículas desestabilizadas.
La formación de flóculos permite que su separación del agua sea más fácil, ya sea por sedimentación o flotación.
Los floculantes más comunes se basan en un polímero, la poliacrilamida. Se utilizan para el tratamiento de lodos, pero también para la clarificación del agua potable.
| Etapa | Función principal | Productos habituales |
|---|---|---|
| Coagulación | Desestabilizar las partículas suspendidas | Sales de aluminio o hierro, poliaminas, polydadmacs y taninos |
| Floculación | Formar flóculos grandes a partir de las partículas desestabilizadas | Polímeros de cadena larga, especialmente poliacrilamidas |
| Separación | Retirar los sólidos aglomerados del líquido | Sedimentación, flotación o filtración |
Floculación, gelación y comportamiento de las pastas
En las pastas cerámicas, la floculación modifica la interacción entre las partículas y puede aumentar la cohesión de la suspensión. Cuando las partículas permanecen unidas, la pasta puede adquirir una estructura más consistente y una mayor capacidad de adherencia.
La gelación de un esmalte es útil si se va a aplicar con pincel porque aporta homogeneidad y evita el goteo.
Sin embargo, la gelación es un problema si el esmalte se va a aplicar por vertido o por inmersión, ya que no escurre bien y forma mucho grosor de capa.
En las barbotinas, la gelación es muy útil porque mejora la adherencia. Es muy común añadir unas gotas de vinagre a una barbotina que se esté empleando para pegar piezas modeladas.
Los engobes se floculan y se gelifican cuando se quieren aplicar en capa gruesa sin que goteen.
Aplicaciones de los floculantes en esmaltes, engobes y barbotinas
Esmaltes
Los floculantes pueden emplearse para evitar que los esmaltes escurran sobre el bizcocho, especialmente cuando se aplican sobre superficies poco porosas.
La gelación proporciona una suspensión más estable durante la aplicación con pincel y ayuda a controlar el espesor local de la capa.
Cuando el esmalte se aplica por vertido o por inmersión, es necesario controlar la gelación, ya que una suspensión demasiado gelificada puede escurrir mal y formar una capa excesivamente gruesa.
Engobes
Los engobes se floculan y se gelifican cuando se busca aplicar una capa gruesa sin goteo.
Las sales de Epsom se suelen añadir a engobes que vayan a aplicarse sobre superficies poco porosas.
Barbotinas
En las barbotinas, la gelación mejora la adherencia entre las piezas modeladas.
Es muy común añadir unas gotas de vinagre a una barbotina que se emplee para pegar piezas modeladas.
Principales floculantes utilizados en pastas cerámicas
Sales de Epsom
Las sales de Epsom, también llamadas “sal inglesa”, son un sulfato de magnesio heptahidratado con fórmula MgSO4(H2O)7 que se emplea como floculante.
Es más efectivo que el vinagre y un poco menos que el cloruro de calcio.
Se suele añadir a engobes que vayan a aplicarse sobre superficies poco porosas y a esmaltes para evitar que escurran sobre el bizcocho.
Basta con añadir 2 gramos de sales de Epsom por cada 4 litros de esmalte.
Cloruro de calcio
El cloruro de calcio, CaCl2, es el floculante más activo y se utiliza mucho con esmaltes que vayan a aplicarse sobre superficies poco porosas.
Basta añadir entre 1 y 3% para provocar la gelación.
Se utiliza en esmaltes, engobes y barbotinas como floculante.
Vinagre
El vinagre puede utilizarse en pequeñas cantidades para favorecer la floculación de algunas barbotinas y mejorar su capacidad de adherencia.
Si hay carbonatos, el vinagre reacciona con ellos produciendo CO2 y neutralizando la gelación.
Añadido en pastas, provoca mayor plasticidad porque se neutralizan los iones de sodio que tienden a deflocular la pasta.
| Floculante | Aplicación o característica | Dosificación indicada |
|---|---|---|
| Sales de Epsom | Engobes y esmaltes sobre superficies poco porosas | 2 gramos por cada 4 litros de esmalte |
| Cloruro de calcio | Esmaltes, engobes y barbotinas; floculante más activo | Entre 1 y 3% |
| Vinagre | Barbotinas empleadas para pegar piezas modeladas | Unas gotas |
Control de la gelación en la aplicación
La cantidad de floculante debe adaptarse al método de aplicación y al comportamiento de la suspensión.
- Aplicación con pincel: la gelación puede aportar homogeneidad y evitar el goteo.
- Aplicación por vertido: una gelación excesiva puede dificultar el escurrimiento.
- Aplicación por inmersión: una suspensión demasiado gelificada puede formar mucho grosor de capa.
- Engobado en capa gruesa: la gelación ayuda a evitar el goteo.
- Unión de piezas con barbotina: la gelación puede mejorar la adherencia.
Las diferencias entre los resultados dependen de la composición de la pasta, la presencia de carbonatos, la superficie de aplicación, el método de aplicación y la cantidad de floculante incorporada.
Floculantes para el tratamiento de aguas residuales
Los floculantes para el tratamiento de aguas residuales son esenciales para minimizar el impacto ambiental y permitir la depuración del agua de manera segura y eficiente.
Estos productos químicos especializados desempeñan un papel vital al aglomerar las partículas suspendidas en el agua, facilitando la separación sólido-líquido.
Su uso es fundamental en una amplia gama de sectores industriales, además del tratamiento de aguas residuales municipales e industriales, como la minería, la fabricación de papel y la industria del petróleo.
La industria alimentaria genera aguas residuales con altos niveles de sólidos en suspensión, grasas y otros contaminantes orgánicos.
Las EDAR son instalaciones clave para la gestión del agua en cualquier población.
El uso de floculantes en el tratamiento de aguas residuales es fundamental para lograr un proceso eficiente y sostenible.
Poliacrilamidas
Los más comunes son las poliacrilamidas, que combinan la acrilamida con otros monómeros.
La combinación con monómeros catiónicos o aniónicos, además de proporcionar carga iónica, confiere propiedades específicas al polímero.
Los floculantes son polímeros que se utilizan principalmente para tratar los residuos acuosos que contienen partículas en suspensión.
Tipos de formulación de los floculantes
Floculantes en polvo
Los floculantes en polvo, aunque ampliamente utilizados, requieren una preparación extensa antes de su aplicación.
Estos productos suelen disolverse en agua antes de ser dosificados, lo que implica tiempos de preparación prolongados y la necesidad de equipos especializados.
Floculantes en emulsión
Los floculantes en emulsión se presentan en una fase líquida oleosa, lo que permite una disolución más rápida que la de los floculantes en polvo.
Sin embargo, presentan limitaciones importantes debido a su alta viscosidad, lo que dificulta su manipulación y requiere equipos de dosificación más sofisticados y costosos.
Floculantes en dispersión acuosa
Los floculantes en dispersión acuosa, como los de la serie HIMOLOC, ofrecen claras ventajas sobre las otras opciones.
Esta tecnología destaca por su baja viscosidad y ausencia de disolventes, lo que la hace más respetuosa con el medio ambiente y mucho más fácil de aplicar.
| Formato | Preparación y aplicación | Limitaciones o ventajas |
|---|---|---|
| Polvo | Debe disolverse en agua antes de dosificarse | Requiere tiempos de preparación prolongados y equipos especializados |
| Emulsión | Se presenta en una fase líquida oleosa | Disolución rápida, pero alta viscosidad y equipos de dosificación más sofisticados |
| Dispersión acuosa | Se aplica con facilidad | Baja viscosidad y ausencia de disolventes |
Uso de floculantes en piscinas
Uno de los principales problemas que presentan las piscinas es la turbidez del agua.
Con ayuda de distintas herramientas, como barrefondos, recogehojas o redes, se pueden retirar los residuos de mayor dimensión.
El floculante líquido entra en acción porque es capaz de aglomerar las partículas coloidales en suspensión para facilitar el filtrado y la depuración.
El floculante líquido es un producto compuesto por policloruro de aluminio, aproximadamente un 15%, capaz de agrupar partículas pequeñas en suspensión que no pueden eliminarse individualmente.
Los productos químicos floculantes para piscinas y spa se emplean para eliminar la turbiedad y disfrutar de un agua más transparente.
La transparencia del agua es un indicativo de su calidad; gracias a los floculantes se puede tener un agua cristalina durante toda la temporada de baño.
Después de la floculación, sólo queda pasar el limpiafondos, ya sea manual o automático, para enviar la suciedad al filtro y disfrutar de un agua limpia y totalmente transparente.
Formatos disponibles
El floculante se puede comprar en diferentes formatos, principalmente en tabletas o cartuchos para una floculación continuada, así como en líquido concentrado.
También hay versiones específicas para filtros de cartucho.
Los materiales filtrantes del filtro no son perfectos: siempre dejan pasar algo de suciedad, independientemente de que se utilice arena, diatomeas o cristales AFM.
Además, es recomendable usar floculante en los tratamientos de choque que se aplican cuando el agua se ha estropeado por el mal tiempo, un uso intensivo o la aparición de algas.
Procedimiento general para recuperar el agua
- Antes de usar el floculante, ajustar el pH entre 7,2 y 7,6.
- Apagar la filtración.
- Realizar el tratamiento sin bañistas.
- Disolver previamente la dosis en un cubo de agua.
- Repartir la solución sobre toda la superficie de la piscina.
- Dejar actuar entre 8 y 12 horas.
- Pasar el limpiafondos, manual o automático, para enviar la suciedad al filtro.
- Aumentar la dosis según la turbidez del agua.
En un tratamiento de recuperación, después de parar el equipo de filtrado y sin bañistas, se pueden añadir 2 litros del producto por cada 100 m3 de agua.
El floculante debe utilizarse sólo cuando hay turbidez severa.
Con cubiertas para piscinas, fijas, telescópicas o bajas, se reduce la caída de polvo, hojas y polen hasta un 65%.
Precauciones durante el almacenamiento y la aplicación
Utilizar en zonas ventiladas.
Mantener el producto en el envase original.
Evitar la entrada del agua en el interior del envase.
No mezclar con otros productos.
Mantener alejado de sustancias incompatibles.
Mantener fuera del alcance de los niños y conservar bajo llave.
El uso final del producto es de responsabilidad absoluta y aceptada por el cliente.
Riesgos de los derrames de floculantes
En caso de vertido, la superficie del suelo manchada con floculantes se vuelve extremadamente resbaladiza.
Si la limpieza no se realiza a la perfección, un simple contacto con el agua generará un importante riesgo de caída.
A pesar de su gran eficacia, los floculantes tienen un gran inconveniente: si se produce un vertido o quedan residuos en la suela del calzado, el más mínimo contacto con el agua puede ser catastrófico.
En contacto con el agua, el floculante se disolverá y formará un gel viscoso, similar a la gomina.
Este gel transformará el suelo en una auténtica pista de patinaje, aumentando drásticamente el riesgo de caída.
Debido a su función, los floculantes son productos que deben añadirse en pequeñas proporciones a una gran cantidad de agua, menos del 0,1%.
Por lo tanto, son muy eficaces incluso cuando se diluyen.
Así, incluso después de la limpieza, basta con que queden los más mínimos residuos de floculante para que el suelo vuelva a ser resbaladizo cuando se añada agua, por ejemplo durante la limpieza o la lluvia.
Por lo tanto, es muy importante deshacerse completamente de los residuos de floculante para evitar un accidente.
Cómo limpiar un suelo contaminado por un floculante
Si se derraman floculantes, no se recomienda lavarlos con agua.
Se recomienda utilizar un absorbente formado por granos ultraporosos que atraigan el líquido por acción capilar hacia el corazón del grano.
El líquido puede entonces recogerse completamente sin dejar ningún residuo.
Aunque se agregue agua después y se hayan eliminado los residuos de floculante, el riesgo de deslizamiento es limitado.
Absorbentes minerales
En la industria se suelen utilizar absorbentes minerales, como la tierra de diatomeas, la arena o la sepiolita, para absorber el líquido vertido.
Son polvos hechos de roca triturada ligeramente porosa.
Su eficacia sobre los floculantes es limitada.
Aunque absorben la mayor parte del líquido con bastante facilidad, dejan una capa de residuos en el suelo.
En el caso de los floculantes, estos residuos son muy peligrosos porque una simple adición de agua crea un gran riesgo de caída.
Estos compuestos suelen contener una proporción significativa de sílice cristalina cancerígena que puede ser inhalada durante su uso.
Lejía o hipoclorito de sodio
La lejía o el hipoclorito de sodio pueden utilizarse para degradar los floculantes de poliacrilamida.
Al ser la lejía un fuerte oxidante, cortará algunas cadenas del polímero y provocará su pérdida de consistencia y, por tanto, de su potencial viscoso.
Sin embargo, esta operación es bastante peligrosa, ya que la lejía puede reaccionar con otras funciones del polímero y formar cloraminas volátiles peligrosas.
Las cloraminas son irritantes por inhalación y alergénicas, y pueden causar trastornos respiratorios a largo plazo.
Evaluando Simulacro sobre Control de Derrames Químicos Realizado por Empresa
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