Tratamiento de agua para consumo humano Plantas de filtración ...

106 Manual I: Teoría
Si se supone que la porosidad no varía en las diferentes capas, en cada una
se cumple que L i = X i L, donde L i es el espesor de una capa.
Reemplazando estos conceptos en (15), se tiene:
h
∑ i
2
ν (1 - ε )
0 36 X
i
= f V
0 3
2 L
2
g ε C
d
0 e
i=
1 i
3.8 Lavado de medios filtrantes
(21)
Durante el proceso de filtrado, los granos del medio filtrante retienen material
hasta obstruir el paso del flujo, lo que obliga a limpiarlos periódicamente.
En los filtros rápidos esto se realiza invirtiendo el sentido del flujo, inyectando
agua por el falso fondo, expandiendo el medio filtrante y recolectando en la
parte superior el agua de lavado.
3.8.1 Fluidificación de medios porosos
Cuando se introduce un flujo ascendente en un medio granular, la fricción
inducida por el líquido al pasar entre las partículas produce una fuerza que se
dirige en sentido contrario a la del peso propio de los granos y que tiende a reorientarlos
en la posición que presente la menor resistencia al paso del flujo.
Por lo tanto, cuando la velocidad de lavado es baja, el lecho no se expande
y su porosidad no se modifica mayormente. Pero, a medida que se va incrementando
dicha velocidad, las fuerzas debidas a la fricción van aumentando hasta llegar a
superar el peso propio de las partículas, momento en el cual estas dejan de hacer
contacto, se separan y quedan suspendidas libremente en el líquido.
Si se aumenta aún más la velocidad de lavado, la altura del medio filtrante
se incrementará proporcionalmente a la velocidad del fluido, como se muestra en
la figura 9-15, y la porosidad crecería en igual forma para dejar pasar el nuevo
caudal, pero conservando la velocidad intersticial y la resistencia al paso del agua
aproximadamente iguales.
Por lo tanto, solo cuando el lecho no está expandido la pérdida de carga es
una función lineal de la velocidad del flujo ascendente, pero en cuanto este se
fluidifica, la pérdida de carga alcanza su valor terminal máximo.