Estudio técnico comparativo de agitadores

Es preciso hacer análisis hidráulico y mecánico.

Con el análisis hidráulico se mira si cumple con los objetivos de agitación marcados en la especificación de solicitud.

Con el mecánico se comprueba la buena ejecución y construcción de la maquina.

En el análisis hidráulico se estudiara por un lado el móvil empleado y su idoneidad para la aplicación en cuestión y por otro lado su posición en el depósito.

El móvil utilizado debe ser el adecuado en cuanto a la proporción de caudal generada frente al cizallado o turbulencia.

La turbulencia es la que peor rendimiento aporta al móvil por lo que será mas eficaz cuanto mas arriba este en el diagrama manteniendo el cizallado necesario para la aplicación.

Hay un parámetro de medida de agitación denominado “intensidad de agitación” ( I: 0 a 10) cuyo uso esta bastante generalizado. Otro parámetro es “ renovaciones/hora” que son las veces que pasa todo el volumen de liquido por la sección barrida por el móvil durante una hora.

Con el valor de caudal producido por el agitador se suele generar confusión por la no aplicación estricta del concepto. Hay dos tipos de caudal producido, el caudal de bombeo y el de recirculacion. El de bombeo es el que pasa únicamente por la sección barrida por el móvil y el de recirculacion es el anterior mas el inducido o arrastrado. El fabricante deberá establecer muy claramente el tipo de caudal que esta especificando no aceptándose el concepto genérico de “caudal”.

La relación de diámetro del móvil entre diámetro de deposito deberá ser > 0,3 rechazándose las menores que no generan un buen reparto de la energía de agitación producida dentro del deposito.

La posición del móvil en el deposito es también muy importante para conseguir un buen reparto de la energía. Una buena relación es que el móvil se situé a 1/3 de la altura del liquido cuando la relación de diámetros sea próxima a 1 y el liquido se de viscosidad similar al agua.

En móviles axiales de forma general la altura del móvil sobre el fondo no debería superar a 1 diámetro de este. Situarla mas arriba disminuye la longitud del arbol y consecuentemente el momento flector sobre el arbol del reductor, con lo que se puede disminuir el tamaño de este así como el diámetro del árbol, pero no se conseguirá un barrido de fondo del depósito ni un buen desdoblamiento de la corriente sobre el fondo y hacia la superficie.

Con el análisis mecánico se establecerán los coeficientes de seguridad obtenidos asi como la correcta aplicación de la metodología de calculo.

Suele producirse una mala practica que supone colocar un motor con una potencia muy superior a la potencia absorbida por el móvil y dimensionando este con . Esto da la sensación de un agitador mas potente que el verdadero que es la energía introducida. Ademas si se le exige al agitador con la potencia del motor, como el árbol y el reductor están calculados con la potencia real absorbida se pueden romper estos elementos.

En agitación el factor de servicio del reductor debe ser > 1,6 por lo que resulta muy interesante comprobar este punto.

Los árboles pendulares por su forma de actuar, rotando y con esfuerzos fluctuantes deberían siempre calcularse a la fatiga, solicitando al fabricante el factor de servicio correspondiente que podría ser > 2,5.

Tampoco estaría de mas conocer la velocidad critica del árbol con el fin de establecer seguridades de funcionamiento.

Agitadores para la suspensión de sólidos

Para realizar la puesta en suspensión de partículas sólidas en un líquido, el móvil de agitación debe ejercer una acción enérgica sobre el fondo de la cuba para provocar el deslizamiento y el rodamiento de las partículas. En seguida se precisa que la circulación del líquido sea suficiente para poder arrastrar las partículas en el seno de la fase líquida.

Ese valor característico utilizado para definir la puesta en suspensión de partículas sólidas en la fase líquida, es la velocidad de rotación mínima de todas las partículas sobre el fondo de la cuba.

A menudo, el objeto principal de la operación de mezcla es el mantenimiento en suspensión homogénea de las partículas sólidas en el líquido. En este caso, es indispensable una circulación enérgica del líquido en todo el volumen de la mezcla. Los factores hidrodinámicos importantes serán por tanto el perfil de velocidades del fluido y el caudal de circulación. la configuración del sistema de agitación se orientará hacia aquella que conduzca a una eficacia de circulación óptima.  En G&G Ingenieros recomendamos utilizar móviles axiales de gran diámetro lo que permite además limitar los fenómenos de abrasión.

Tipos de hélices de perfil delgado PD

En G&G Ingenieros utilizamos las hélices de palas de perfil delgado PD en nuestros agitadores debido a que es la solución perfecta en múltiples aplicaciones.

  • Estas hélices crean un flujo predominantemente axial.
  • Bombeo de gran rendimiento.
  • Porcentaje de turbulencia de bajo a moderado.

Dentro de ellas, existen diferentes modelos con sus peculiaridades:

Hélice PD 31

Hélice de perfil delgado con un porcentaje de turbulencia medio.

Adecuada para homogeneizaciones, mezclas con viscosidades medias, suspensión de sólidos y transferencia térmica.

helice PD31

Hélice PD10

Hélice de perfil delgado con un porcentaje de turbulencia bajo. Genera grandes caudales con muy poco cizallado.

Adecuada para agitadores horizontales, desaireación de fangos previa a filtrado, recirculación en tubo…

helice PD10

Hélice PD 33

Hélice de perfil delgado con un porcentaje de turbulencia medio. Su borde curvado la hace muy adecuada en el manejo de fibras.

Adecuada para homogeneizaciones, mezclas con viscosidades medias, suspensión de sólidos y transferencia térmica.

helice PD33

Hélice PD 12

Hélice de perfil delgado con un porcentaje de turbulencia muy bajo. Genera grandes caudales con muy poco cizallado.

Diseñada para procesos de floculación.

helice PD12

Ver también:

Hélices de perfil delgado

Aplicaciones de las hélices de perfil delgado

Agitadores G&G en la EDAR L’ALT MARESME

G&G ingenieros ha suministrado a través de su cliente Degremont los siguientes agitadores para la Estación Depuradora de Aguas Residuales L’Alt Maresme, situada en Barcelona que trata las aguas residuales de Pineda de Mar, Calella, Santa Susanna, Malgrat y Palafolls.

  • 2 Agitadores verticales de 4 kW para Coagulación
  • 2 Agitadores verticales de 7,5 kW para Floculación

Junio 2010

Aceleradores de flujo

G&G Ingenieros incorpora a sus productos aceleradores de flujo para instalaciones de depuración, industrial y de biogas.

Están especialmente indicados para aplicaciones en tanques de nitrificación, desnitrificación, tratamientos de lodos activos, desinfección, para mezclas industriales y en los digestores de las instalaciones de biogas para homogeneizar y destratificar y así impedir la formación de capas duras superficiales.

Con potencias desde 1,5 kW a 5,5 kW.

Acelerador de flujo 1

Agitadores sumergibles / Submersible mixers

G&G Ingenieros incorpora una gama de agitadores sumergibles indicados en los procesos de mezclado, homogeneización y agitación de líquidos en las instalaciones de tratamiento de las aguas residuales.

La potencia de estos agitadores oscila entre 1.5 kW y 18,5 kW.

Para ambientes muy corrosivos disponemos de agitadores sumergibles en acero inoxidable AISI 316 con potencias de 0.75 kW a 3 kW.

agitador sumergible 1

agitador sumergible 2

G&G Ingenieros incorporates a submersible agitators range indicated in mixing, homogenizing and stirring liquids in the treatment wastewater facilities.

The power of these agitators ranges from 1.5 kW to 18.5 kW.

We offer submersible mixers made of stainless steel AISI 316 with power of 0.75 kW to 3 kW for highly corrosive environments.

La fatiga: el factor de seguridad a la fatiga FSF de un agitador

El objetivo de un agitador es generar desequilibrios en un fluido y esto hace que se encuentre sometido a esfuerzos diversos. Dichos esfuerzos se ven reflejados en el siguiente enlace.

El par torsor y los demás esfuerzos son absorbidos en primera instancia por el móvil y el segundo elemento en absorber esfuerzos es el árbol (par torsor y momento flector) que los transmitirá al reductor.

Todos los elementos deben estar diseñados para soportar los correspondientes esfuerzos con el índice de seguridad adecuada.

El árbol de un agitador es una barra metálica sólida o hueca que transmite la rotación y la potencia. Los árboles operan bajo un amplio rango de condiciones de servicio, incluyendo ambientes corrosivos y altas temperaturas y están sometidos a cargas de tracción, compresión, torsión, flexión o una combinación de ellas variable. Los árboles se fabrican en varios materiales de acuerdo a su aplicación, siendo los aceros al carbono y los aceros inoxidables AISI-304L y AISI-316L los más utilizados.

La fatiga es la causa más común de grieta o incluso rotura de los árboles y se puede presentar a partir de imperfecciones metalúrgicas o de diseño. Por ello, hacer el diseño del agitador teniendo en cuenta el factor de seguridad a fatiga es fundamental.

Pero, ¿Que es y cómo se produce la fatiga?

El diseño de los árboles sometidos a cargas dinámicas, cuya aplicación es repetitiva o fluctuante a través del tiempo, aún cuando el esfuerzo nominal resultante sea menor que el de fluencia, induce a cambios en la estructura interna del material, originando microfisuras que al propagarse llevan a una fractura progresiva llamada fractura por fatiga.

Por lo tanto, el cálculo de fatiga es un cálculo dinámico de las fuerzas que actúan sobre el árbol del agitador. El análisis de fatiga estructural es una herramienta para evaluar la validez del diseño de un agitador o su durabilidad bajo condiciones de servicio normal y bajo condiciones normales de operación. Si los resultados de desplazamientos y tensiones están por debajo de un cierto nivel admisible, se puede concluir que el diseño es seguro con independencia de cuantas veces se aplique la carga.

Un factor de seguridad a fatiga de 1 indica que, si los cálculos fuesen totalmente exactos (que nunca lo son), el agitador nunca se rompería y su vida sería infinita. En G&G Ingenieros siempre proporcionamos este valor y escogemos este factor de mínimo 2.5 como seguridad en cuanto a las condiciones de funcionamiento y para cubrir las diferentes inexactitudes que se manejan en el diseño.

Agitadores portátiles / Portable agitators

En no pocas industrias aparece el problema de agitar volúmenes pequeños para generar disoluciones o simplemente homogeneizar productos líquidos previamente a su utilización.

Se tiende a pensar en un agitador portátil de muy poco peso, que se pueda alternar por los diversos contenedores.

Hay que tener en cuenta dos importantes parámetros como son las características de los diversos productos y sus continentes por un lado y la forma de fijar el agitador por el otro.

Disoluciones y homogeneizaciones de productos con viscosidades próximas a las del agua permiten la utilización de pequeños móviles como del tipo marino a velocidades altas por lo   que el agitador puede ser muy ligero ya que únicamente estará constituido por el motor, un palier de guiado, el árbol y el móvil. Este tipo de agitadores es portable pero la cuestión se reduce a la forma de fijarlo en los diferentes recipientes.

De otra parte, productos viscosos que producen espumas o que no admiten alto cizallado requieren agitadores lentos lo que obliga a la utilización de reductores con el consiguiente aumento de peso del equipo. Estos agitadores son más fiables técnicamente que los rápidos ya que a los menores esfuerzos y velocidades se suma que no pasarán por la velocidad crítica.


The problem of stirring small volumes to generate solutions or just to homogenize liquid products prior to use them appears in several industries.

We tend to think of a portable agitator, very little weight; that can be cycle through different containers.

Keep in mind two important parameters such as the characteristics of the products and continents on the one hand and how to fix the agitator on the other.

Dissolutions and homogenizations of products with similar viscosity to water allow using a small mobile such as the marine type at high speeds so the agitator can be very light-weight since it will only be constituted by the motor, a guided bearing, the shaft and mobile.  This kind of agitators is portable but the question comes down to how to fix it in different containers.

Moreover, viscous products that produce foam or do not allow high shearing require slow agitators forcing the use of gearboxes with a consequent increase of the equipment weight. These agitators are more technically reliable than the fast ones due to be subjected to lower forces; speed and they also do not pass through the critical speed.