¿Qué es la separación por gravedad?

La separación por gravedad es un método para separar una suspensión en sus componentes individuales. Se usa comúnmente en entornos médicos para separar los glóbulos rojos del plasma y en las industrias metalúrgicas para separar partículas de diferentes metales. La separación efectiva se basa en las diferentes densidades y tamaños de la materia particulada, y funciona combinando fuerzas de gravedad con resistencia al movimiento. La concentración final es una relación de la diferencia entre la densidad de la partícula más pesada y el fluido, a la diferencia entre la densidad de la partícula más ligera y el fluido:

Concentración = Dh - Df / Dl - Df

Hay una multitud de formas de lograr la separación por gravedad, la más común es la separación estática, la centrifugación y el jigging. Para todos los métodos, un equilibrio de agua adecuado en la suspensión es importante para garantizar una separación eficiente, y el fluido debe estar libre de limos, lo que aumenta la viscosidad y dificulta el movimiento de las partículas. Para la separación por gravedad más efectiva, los tamaños de partícula deben ser relativamente cercanos, con partículas muy pequeñas o muy grandes apantalladas.

El método estático es la separación por gravedad en estado puro, y se basa únicamente en la gravedad para lograr la separación. La suspensión se agita, luego se deja completamente intacta. A medida que la mezcla se estabiliza, las partículas más grandes y densas descansarán primero y se depositarán en el fondo del recipiente. Las siguientes partículas más grandes y densas se asentarán en la parte superior, formando una capa distinta. El proceso continúa hasta que todas las partículas se depositan en sus respectivas capas, con las partículas más pequeñas y ligeras en la parte superior. Todos los métodos de separación por gravedad funcionan de esta manera, pero difieren en los mecanismos aplicados para facilitar la separación y acelerar el proceso.

La centrifugación es el método de separación que se usa con más frecuencia en entornos médicos, pero también se usa ocasionalmente en operaciones metalúrgicas más especializadas en las que intervienen pequeñas cantidades y partículas más grandes. En el caso de la sangre, la muestra se inyecta en un tubo de vidrio con tapa de goma y, una vez coagulada, se coloca en una centrífuga equilibrada. Se permite que la centrífuga gire a velocidades muy altas, lo que produce fuerzas centrífugas que empujan las partículas hacia abajo a través del fluido hasta que se acumulan en una masa compacta en el fondo del tubo. Algunos tubos contienen un separador de gel que es más pesado que el plasma pero más liviano que las células sanguíneas, y forma una barrera para evitar que los dos se mezclen nuevamente después de la centrifugación.

Jigging es una técnica de separación por gravedad más antigua, pero aún efectiva, que logra una separación de hasta 150 micrómetros. El mecanismo de jigging más básico consiste en colocar la sustancia a separar sobre un lecho de "trapos", como los rodamientos de bolas, en una cámara de agua. La capa irregular descansa sobre una lámina perforada sobre otra cámara, que envía succión y pulsos alternativos a través de la irregularidad hacia la parte superior. Los pulsos hacen vibrar el traqueteo, creando espacios para que caigan las partículas más pesadas, y la succión hace que se acumulen en la cámara inferior. Las partículas más ligeras se lavan de la superficie mediante un flujo constante de agua sobre la sustancia en cuestión, y se recogen en un recipiente separado.