Limpieza de hielo con raspadores

El raspado de hielo es un proceso en el que se bombea una suspensión de hielo a través de una tubería, eliminando con fuerza los depósitos no deseados y dejando la tubería limpia. ^[1] Tiene muchas aplicaciones en las industrias del agua , las aguas residuales y los alimentos . ^[2] El raspado de hielo fue inventado y patentado por primera vez por el profesor Joe Quarini de la Universidad de Bristol . ^[3]

El raspado con hielo es una técnica utilizada para limpiar tuberías, que se distingue del raspado tradicional por el uso de un raspador semisólido hecho de hielo, en lugar de un objeto sólido. Este raspador de hielo es capaz de fluir a través de las tuberías, sorteando obstrucciones como válvulas y variaciones en el diámetro de las tuberías, debido a sus propiedades similares a las de un fluido. El proceso permite la inserción y expulsión del raspador de hielo utilizando accesorios de diámetro pequeño, lo que mejora su adaptabilidad a varios sistemas de tuberías.

El proceso se puede llevar a cabo con tuberías fabricadas con los materiales más comunes y en tuberías con diámetros que van desde 8 mm hasta 600 mm y longitudes de varios kilómetros. El proceso de raspado con hielo requiere menos tiempo que los métodos tradicionales de raspado para tuberías subterráneas y puede ser realizado por menos personas. ^[4]

Se requiere un trabajo mínimo para insertar y retirar el raspador de hielo. ^[5] Al hacer esto, se reduce la interrupción del suministro de agua.

Cualquier método de lavado con agua (como el lavado unidireccional, el lavado con aire/agua o el circuito cerrado con filtración de corriente lateral) está limitado por el flujo de líquido a través de la tubería debido a una capa límite de flujo más lento que se produce en la superficie de la tubería. Como resultado de esta capa límite, el esfuerzo cortante de pared generado es insignificante, incluso a altas velocidades de flujo. Debido a que el raspador de hielo se mueve a través de la tubería como un objeto sólido, el movimiento se concentra en la pared de la tubería, lo que da como resultado un esfuerzo cortante de pared alto incluso a velocidades tan bajas como 0,2 m/s.

El proceso proporciona una solución de bajo riesgo para limpiar una tubería en comparación con el raspado tradicional ya que, en el improbable caso de que el hielo se atasque, se puede dejar que se derrita y luego enjuagarlo.

La limpieza con raspador de hielo utiliza menos agua y requiere menos limpieza que las técnicas tradicionales de limpieza con raspador de tuberías subterráneas. ^[6] La producción de lechada de hielo demanda una cantidad sustancial de energía.

La Universidad de Bristol ha publicado un artículo titulado "Investigación y desarrollo de una innovadora técnica de raspado para la industria del suministro de agua", en el que detallan la investigación que han llevado a cabo. En particular, se analiza cómo se comportan las propiedades del raspador de hielo con diferentes fracciones de hielo y distintos niveles de carga de partículas, además de analizar los efectos de la resistencia al corte, la viscosidad y las características de transferencia de calor. ^[7]

• La lechada de hielo se inserta en la tubería a través de un accesorio existente de diámetro pequeño.
• El raspador se empuja a través de la tubería usando solo un volumen de agua de la tubería y luego la tubería se limpia por un período corto, devolviendo la calidad del agua a sus límites habituales, generalmente usando entre 1/4 y 1/2 del volumen de la tubería. ^[8] Por lo tanto, el uso total de agua es típicamente 1,5 veces el volumen de la tubería a limpiar.
• El proceso de limpieza con hielo se puede utilizar en tuberías de cualquier material y no dañará la estructura interna de la tubería.
• El proceso de limpieza con hielo requiere menos tiempo que los métodos tradicionales de limpieza de tuberías subterráneas y puede ser realizado por menos personas, lo que reduce los costos de mano de obra. ^[4]
• La limpieza con raspador de hielo es una técnica de bajo riesgo y se requieren obras mínimas para insertar el hielo y retirarlo. ^[5]
• La limpieza con hielo en la fabricación puede reducir los costos de efluentes y brindar beneficios de recuperación de producto en comparación con el lavado con agua. ^[9]

• GSF Shire, GL Quarini, TDLRhys, TS Evans (2008). "El comportamiento anómalo de la caída de presión de las lechadas de hielo que fluyen a través de constricciones".
• GL Quarini (2011). "Rendimiento termohidráulico del raspado de hielo en tubos estrechos".
• GL Quarini, E. Ainslie, M. Herbert, T. Deans, Dom Ash, TDL Rhys, N. Haskins, G. Norton, S. Andrews, M. Smith. "Investigación y desarrollo de una innovadora técnica de raspado para la industria del suministro de agua".
• JWMeewisse y CAInfante Ferreira. "Depresión del punto de congelación de varias lechadas de hielo" Archivado el 5 de marzo de 2016 en Wayback Machine .
• J. Bellas, I. Chaer, SA Tassou (2002). "Transferencia de calor y caída de presión de lodos de hielo en intercambiadores de calor de placas" ^{[ enlace muerto permanente ‍ ]} .