Unidad N 10 2020

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CUYO Ing. Francisco Membrives 
Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria Ing. Sergio Sini 
OPERACIONES UNITARIAS I 
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Unidad Nº 10. Fluidización 
 
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UNIDAD Nº 10 - FLUIDIZACIÓN 
INTRODUCCIÓN 
En el presente capitulo se ofrece una visión global y sencilla sobre el fenómeno de la 
fluidización atendiendo al conocimiento y la caracterización de lo que ocurre en el interior de 
un lecho fluido. Así mismo también se ofrecerá usa visión teórica del cálculo de la caída de 
presión y de la velocidad de mínima fluidización, para comprender la dificultad que entraña 
su estudio teórico aplicando conocimientos sobre ingeniería de fluidos. Por otra parte, se 
presenta la fluidización como aplicación industrial dando una visión de las ventajas e 
inconvenientes y describiendo algunas de sus aplicaciones. 
La historia de la fluidización es bastante turbulenta. Aunque su primer uso comercial data de 
1926, golpeó la escena industrial en 1942 con su utilización en el proceso de craqueo 
catalítico. 
Contacto fluido-sólido 
Existen diversas formas de poner en contacto un fluido y un sólido y del estudio de como este 
contacto se realice, se han desarrollado varios campos o disciplinas particulares, por ejemplo: 
- Lechos fijos 
- Lechos móviles 
- Transportes Neumáticos, 
- Transportes vibratorios 
- Lechos fluidizados 
A diferencia del primero, en los cuatro últimos casos el sólido se mueve junto con el fluido 
aunque no siguiendo los mismos patrones de comportamiento. 
Las ventajas de estas últimas formas de contacto son: 
- Extraer o incorporar sólido, esto implica que el sólido puede crecer o disminuir en su tamaño 
dentro del equipo sin que genere inconvenientes. 
- Permitir cambiar de lugar el sólido; las partículas podrán cambiar rápidamente sus 
propiedades y aún así encontrar soluciones tecnológicamente factibles. 
- Transferir calor usando el sólido como un intermediario térmico de alta capacidad calorífica. 
Desarrollo histórico 
Si bien los lechos fluidizados han sido utilizados con diferentes objetivos como secado, 
clasificación etc. su importancia como proceso ha aumentado considerablemente a partir de la 
aplicación a los reactores químicos, en particular al craqueo de gasoil. 
Es interesante comentar la génesis del cracking catalítico ya que está íntimamente ligada a la 
evolución de los lechos fluidizados. 
El cracking fue encontrado accidentalmente en los primeros años del siglo XX cuando una 
torre de fraccionamiento de petróleo tuvo un considerable aumento de la temperatura y se 
observó consecuentemente un aumento en la producción de naftas. 
A partir de esta observación se crearon equipos especiales para craquear gas oil. En primera 
instancia en fase homogénea o cracking térmico, el gasoil era introducido en un tubo 
calentado donde se llevaba a cabo la reacción a muy alta temperatura. Sin embargo, este 
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método es poco selectivo y produce una gran cantidad de coque. Este se deposita en el tubo al 
que posteriormente hay que limpiar, generalmente por combustión. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 1. Cracking Térmico 
 
Este método fue desplazado por el cracking catalítico en base a catalizadores de Sílica-
Alúmina. En principio este catalizador era cargado en dos lechos fijos que operaban en un 
ciclo y en la etapa de reacción en forma semibach. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig.2. Cracking Catalítico 
 
Las reacciones que se llevan a cabo pueden esquematizarse: 
 
nC) 10-(8 Cat.C) 20-(16
(CH) Coque Naftas Oil Gas  

 
 
 OH . 
2
n
 CO .n O . 
4
n . 5
 (CH) 222n  
 
Mientras en un tubo se lleva a cabo la reacción de craqueo (endotérmica) enfriando y 
coqueando el reactor, en el otro se quema el coque con aire calentando y limpiando el 
catalizador; luego se invierte el flujo previo barrido de los lechos con un gas inerte. 
 
Coque 
Gasoil Naftas 
Gasoil 
Naftas 
Gases 
comb. 
Aire 
Coque 
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Este método mejora el rendimiento respecto al anterior pero implica un gran manipuleo y no 
se puede asegurar un standard de salida. Con el fin de aumentar la superficie de contacto, se 
trabaja con partículas de menor diámetro (10 a 100 micras). Estas ya no pueden ser 
mantenidas en un lecho fijo debido al pequeño tamaño. 
La siguiente innovación fue mover el sólido; después de varios intentos con lechos móviles se 
llego en el año 1942 a tener la primera planta de cracking catalítico de lecho fluidizado en 
operación suave. Esquemáticamente una planta de este tipo se muestra en la figura 3: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig.3. Cracking catalítico de lecho fluidizado 
 
El reactor posee el catalizador finamente dividido, recibe el gas oil y se lleva a cabo el 
proceso de crackeo. En el interior de los mismos existen ciclones que impiden la salida de los 
productos más livianos con los gases. 
Los tubos de descarga (stand pipes) deben tener la suficiente longitud para garantizar el cierre 
hidráulico y evitar los cortocircuitos de los gases que llevarían a combustiones incontroladas. 
El sólido que baja por estos tubos es arrastrado por el aire o gasoil hacia el regenerador o 
reactor respectivamente. 
Una vez que llega al equipo correspondiente es introducido en el lecho a través de una grilla 
que puede tener diferentes configuraciones pero para entradas de sólido y gas generalmente es 
una chapa cribada. 
El tiempo de residencia del sólido en cada lecho es diferente y por esta razón los diámetros de 
los dos recipientes son diferentes; aunque en operación se pueden cambiar estos tiempos 
variando las alturas de los mismos dentro de ciertos límites. 
Una vez que ha reaccionado, el gas se separa del sólido en dos regiones: una gran parte lo 
hace en la fase diluida y lo que resta en los ciclones. Si las exigencias de limpieza son muy 
Gases 
comb. 
Gasoil Aire 
Naftas 
Transportes neumáticos 
Tubos de 
descarga 
Reactor Regenerador Ciclones 
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grandespueden usarse también filtros de mangas o precipitadores electrostáticos. De todos 
modos siempre existen pérdidas de catalizador; para tener una idea, en la Destilería La Plata 
de YPF diseño (1946) se aceptaba una pérdida de 1 ton/día; debe tenerse en cuenta que era la 
planta mas grande del país procesando 7000 m3/día. 
FLUIDIZACIÓN 
La fluidización de los sólidos, que se obtiene al atravesar una corriente de fluido (líquido o 
gas) un lecho de materia sólida granular, constituye una operación de características 
intermedias entre el desplazamiento de sólidos en el seno de fluidos en un transporte 
neumático o hidráulico, y el flujo de fluidos entre partículas sólidas en un lecho estacionario. 
Cuando un fluido atraviesa, de abajo a arriba, un lecho de sólidos granulares, cuyo tamaño de 
partícula varíe entre limites estrechos, se establece el gradiente de presión necesario para 
vencer el frotamiento. Si se aumenta la velocidad del flujo se provocará un gradiente de 
presión mayor. Cuando la pérdida de presión (P) se acerque al valor del peso del lecho por 
unidad de superficie de sección transversal al flujo, las partículas sólidas comienzan a 
moverse. Este movimiento de las partículas sólidas se provoca para velocidades lineales muy 
inferiores a las velocidades límites que alcanzan las partículas sólidas en la sedimentación 
libre, y constituye el comienzo del proceso de fluidización. La velocidad a la cual comienzan 
a movilizarse las partículas se conoce como velocidad mínima de fluidización. 
La fluidización es el fenómeno por el cual se consigue que un lecho de partículas sólidas se 
suspenda en el seno de un gas o líquido al hacerlo pasar entre ellas, adquiriendo un 
comportamiento semejante al de un fluido. 
Las características del flujo que pasa a través de las partículas sólidas del lecho serán 
determinantes para controlar el comportamiento del mismo y distinguir diferentes regímenes 
de funcionamiento. 
Para explicarlo de una manera sencilla, de aquí en adelante imaginemos que tenemos un lecho 
de partículas sólidas dentro de un cilindro vertical e inyectamos un fluido a una cierta 
velocidad por la parte inferior del mismo. 
Si el fluido en movimiento asciende a baja velocidad, en principio éste se filtra a través de los 
espacios entre las partículas, que permanecen estacionarias; este estado se denomina de “lecho 
fijo” (Figura 4.1(a)). Con un incremento en la velocidad del fluido, las partículas se mueven 
de forma independiente por medio de pequeñas vibraciones. 
Si seguimos aumentando la velocidad, se alcanza un punto donde todas las partículas se 
encuentran suspendidas por el flujo ascendente de gas o líquido. En este punto la fuerza de 
fricción entre el fluido y las partículas se equilibra con el peso de éstas, desapareciendo 
entonces la componente vertical de la fuerza de compresión entre partículas adyacentes. De 
este modo, la pérdida de carga a través de un volumen determinado del lecho es igual al peso 
de las partículas existentes por unidad de área. 
Este estado se denomina “lecho en comienzo de fluidización”, “fluidización incipiente” o 
“lecho en mínima fluidización” (Figura 4.1(b)). Este punto marca la transición entre el lecho 
fijo y el lecho plenamente fluidizado, y la velocidad superficial del fluido se denomina 
velocidad de mínima fluidización, vmf. 
Un incremento de la velocidad por encima de la de mínima fluidización provoca un 
comportamiento diferente en el lecho dependiendo del sistema: liquido-sólido o gas-sólido. 
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En el primer tipo de sistema un incremento en la velocidad por encima de la de mínima 
fluidización, normalmente da lugar a una suave y progresiva expansión del lecho, las posibles 
inestabilidades provocadas por un flujo irregular se amortiguan y en condiciones normales no 
se observan heterogeneidades ni formación de burbujas en el lecho. Un lecho con estas 
características se denomina de “fluidización particulada”, “no burbujeante” u “homogénea” 
(Figura 4.1(c)). Sin embargo, en sistemas gas-sólido, éste tipo de fluidización sólo tiene lugar 
en ciertos casos de partículas muy ligeras con gas denso a alta presión. 
 
 
Fig. 4.1. Distintos modos de contacto entre el lecho de partículas y el fluido 
 
Generalmente el comportamiento de los sistemas fluidizados por gas es bastante diferente; si 
incrementamos la velocidad del gas por encima de la correspondiente a la mínima fluidización 
se observan grandes inestabilidades con aparición de burbujas y canales. A mayores 
velocidades, la agitación pasa a ser más violenta y el movimiento de las partículas más 
vigoroso, y el lecho no se expande mucho más de su volumen de mínima fluidización. Este 
comportamiento se denomina “fluidización agregativa”, “burbujeante”, o “heterogénea” 
(Figura 4.1(d)). En raros casos se puede reproducir este comportamiento en sistemas líquido-
sólido, ocurriendo sólo si para su fluidización se emplean sólidos muy densos y líquidos de 
baja densidad. 
Otro fenómeno que ocurre en sistemas gas-sólido es la aparición de burbujas de gas que se 
mueven ascendentemente entre las partículas. Las burbujas de gas al ascender por el lecho 
crecen y se produce la coalescencia de las mismas. En ocasiones, en lechos de gran longitud y 
pequeño diámetro las burbujas pueden llegar a ser tan grandes como el diámetro de la 
columna que contiene el lecho. Este fenómeno se conoce como slugging, y las burbujas 
producidas se denominan slugs. Si utilizamos partículas finas, éstas caen suavemente hacia 
abajo rodeando las burbujas, lo que da lugar a burbujas de mayor tamaño. El fenómeno se 
conoce con el nombre de slugging con slugs axiales (Figura 4.1(e)). Para partículas más 
grandes, la fracción de lecho por encima de las burbujas es empujada hacia arriba con un 
movimiento semejante al de un pistón. Las partículas caen desde el slug cuando éste se 
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desintegra al llegar a la superficie. A partir de dicho instante aparece un nuevo slug 
repitiéndose continuamente este movimiento inestable. 
Éste comportamiento se denomina slugging con slugs de pared (Figura 4.1(f)). El slugging se 
debe tener especialmente en cuenta en el diseño de lechos fluidizados largos y estrechos. 
Cuando en sistemas gas-sólido aumentamos la velocidad del gas considerablemente podemos 
llegar a superar el valor de la velocidad terminal de los sólidos, produciéndose el arrastre de 
partículas desapareciendo la superficie superior del lecho. En este régimen se observa un 
movimiento turbulento de sólidos y burbujas de gas de diversos tamaños y formas. Este 
estado se denomina “lecho fluidizado turbulento” (Figura 4.1(g)). Con un aumento en la 
velocidad del gas aún mayor, las partículas son transportadas por el mismo expulsándolas 
fuera el lecho. En este estado se tiene un “lecho fluidizado disperso”, “diluido”, o “en fase 
dispersa”, con transporte neumático de sólidos (Figura4.1(h)). 
 
 
 
Cont. Fig. 4.1. Distintos modos de contacto entre el lecho de partículas y el fluido 
 
Tanto en la fluidización turbulenta como en la de fase dispersa se pueden arrastrar grandes 
cantidades de partículas que es necesario recuperar y devolver al lecho. En los lechos en los 
que se utiliza estos regímenes se emplean sistemas que devuelven las partículas arrastradas al 
interior con la ayuda de ciclones. Los ciclones son elementos de sedimentación por fuerza 
centrífuga. En los lechos fluidizados turbulentos con arrastre moderado de partículas se 
utilizan ciclones internos (Figura 4.2(a)). En los lechos fluidizados de fase dispersa, donde el 
arrastre de partículas es mayor, normalmente se emplean grandes ciclones fuera del lecho 
(Figura 4.2(b)). 
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Fig. 4.2. Ejemplos de lecho fluidizado circulante con ciclones 
 
Al iniciarse la fluidización el movimiento de las partículas tiene lugar en una pequeña escala 
en la totalidad del lecho. Conforme aumente la velocidad del fluido y la pérdida de presión, la 
capa se dilata y la oscilación de cada una de las partículas aumenta en velocidad y amplitud. 
El recorrido libre medio de las partículas, entre choque y choque, aumenta al crecer la velo-
cidad del fluido. Paralelamente aumenta la porosidad del lecho. Esta expansión del lecho 
continúa al seguir aumentando la velocidad del fluido, hasta que cada partícula se comporta 
como un ente individual cuyos desplazamientos no se ven impedidos por la acción de 
cualquier otra partícula sólida. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
La figura 5 muestra cómo varía la pérdida de carga con la velocidad superficial. La 
representación es doble logarítmica. La recta A - B corresponde al régimen llamado de lecho 
fijo, cuando aún no tiene lugar desplazamiento de partículas. En el punto B el lecho se vuelve 
inestable y comienzan a producirse pequeños movimientos de reajuste entre sus partículas, 
para ofrecer el máximo de superficie transversal al flujo del fluido. Este cambio de estructura 
del lecho provoca una desviación de la sencilla relación existente entre la pérdida de presión y 
la velocidad (representada por la recta AB). La inestabilidad del lecho crece al aumentar la 
velocidad del fluido hasta que en el punto C el lecho adquiere la mínima compacidad, 
Fig. 5. Influencia de la velocidad superficial sobre la pérdida de carga 
experimentada por un fluido que se desplaza de abajo a arriba a través de una 
capa de partículas de tamaños muy próximos 
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continuando aun las partículas en contacto mutuo. Por aumento posterior de la velocidad de 
flujo, algunas de las partículas del lecho ya no permanecen en contacto con las otras y 
adquieren una “agitación continua”. Este punto C se conoce como el punto crítico de 
fluidización o mínima fluidización. A partir de este momento el lecho comienza a dilatarse a 
medida que aumentan las velocidades del fluido. En el punto D, la fluidización es completa y 
todas las partículas se encuentran en movimiento. El aumento de la velocidad del fluido más 
allá del punto D origina aumentos relativamente pequeños del gradiente de presión, solamente 
en la cuantía necesaria para vencer el aumento de las pérdidas por frotamiento entre el fluido, 
las partículas suspendidas y las paredes del recipiente. 
La expansión del lecho durante la fluidización está representada en la figura 6, en la que se 
consignan los logaritmos de la porosidad en función de los logaritmos del número de 
Reynolds. El número de Reynolds en la figura 6 está basado en las dimensiones de las 
partículas sólidas y en la velocidad superficial del fluido. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
La porosidad de la capa durante el período de lecho fijo permanece constante al aumentar la 
velocidad, hasta alcanzar el punto B. Pasado este punto, la porosidad aumenta continuamente 
al hacerlo el número de Reynolds hasta que se alcanza un valor de éste (correspondiente a la 
velocidad límite de sedimentación libre de las partículas individualmente consideradas, en el 
cual cada partícula se mueve como una individualidad, independientemente, cesando de 
existir el lecho como una aglomeración de partículas en contacto mutuo, y la porosidad puede 
admitirse que alcanza el valor unidad. Los datos experimentales llevados a la figura 5, pueden 
extrapolarse en forma de línea recta hasta el punto E, para el cual la porosidad es igual a la 
unidad, y el número de Reynolds es el que corresponde a la sedimentación libre de la partícula 
con su velocidad límite. 
Las líneas de trazos, en las figuras 4 y 5, representan las relaciones para un lecho formado por 
la misma cantidad de partículas de igual tamaño, pero que posee una porosidad inicial mayor 
durante el período de lecho fijo. En cualquier caso, la fluidización comienza para un mismo 
valor aproximado del gradiente de presión. Por encima de los valores críticos mínimos (por 
debajo de los cuales los efectos de pared y de entrada pueden adquirir importancia), la curva 
de la figura 6 es independiente del área de la sección transversal o del espesor del lecho. Tam-
bién se cumple esto con la curva de la figura 5, obtenida al representar log [-P/L0.(l – X0)] en 
función del log v, siendo X0 y L0 los símbolos de la porosidad y el espesor de la capa para 
cualquier condición dada, respectivamente, y v la velocidad superficial del fluido. 
 
Fig. 6. Influencia del número de Reynolds sobre la porosidad de un lecho de 
partículas, a través del cual se desplaza un fluido de abajo a arriba con una 
velocidad superficial v. 
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Proceso de Fluidización 
Si en un recipiente con una placa perforada se coloca un sólido particulado constituyendo un 
lecho poroso, y se produce una corriente ascendente de un fluido (líquido o gaseoso) a través 
del mismo, para velocidades bajas, el fluido percola a través del lecho y las partículas 
permanecen quietas en sus lugares respectivos. 
En esta situación el fluido experimentará una pérdida de carga que podrá ser calculada por la 
ecuación de Ergun. 
Si la velocidad aumenta progresivamente, en determinado momento la corriente de fluido 
tendera a mover el lecho. 
Las fuerzas que tienden a levantar una partícula son las de flotación y las de fricción. En el 
estado de fluidización, las fuerzas que tienden a elevar las partículas son iguales al peso total 
de lasmismas, o sea: 
 
Fuerza ascendente = Fuerza descendente 
 
    sttt ρ . A L. . X) - (1 . g A . ΔP ρ . A L. . X) - (1 . g  
 
Donde: P: Caída de presión necesaria para la fluidización 
 At: Área del lecho 
 L: Espesor del lecho 
 X: Porosidad del lecho 
 mf: mínima fluidización 
 S= densidad del sólido 
 = densidad del fluido 
 
Resolviendo la ecuación para (P)mf: 
 
      tmfStmf A . L . g . X - 1 . ρ - ρ A . P  
 
Para un lecho poco profundo, para el mínimo de fluidización, el aspecto del mismo es 
heterogéneo, con pequeña circulación de sólidos en todo el lecho. 
Si se aumenta la velocidad se superará el mínimo de fluidización, de modo que: 
 
       L . g . X - 1 . ρ - ρ P mfSmf   
 
    g . X - 1 . ρ - ρ 
L
P
mfS
mf 

 [1] 
 
Pérdida de carga en un lecho fluidizado 
A medida que se incrementa el caudal de fluido que pasa a través de un lecho, y mientras 
percola a través de las partículas quietas, la pérdida de carga aumenta según la ecuación de 
Ergun. 
Cuando se supera la energía necesaria para sostener el lecho, comienza la fluidización y con 
pequeños aumentos de caudal, la pérdida de presión cae y se mantiene constante en la 
correspondiente al lecho fluidizado durante un amplio rango de caudales. 
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El aumento inicial por sobre el valor del lecho fluidizado es necesario para que el lecho se 
dilate lo suficiente para que se produzca la fluidización; y después de esto el sólido bien 
suelto se deforma sin resistencia apreciable. 
El pequeño aumento de presión en 1 es necesario para cumplir con el principio de dilatación 
propuesto, que establece que no se puede deformar un sistema particulado sin permitirle un 
cierto aumento de volumen. 
En los lechos fluidizados se usan partículas de dimensiones entre 10 y 100 micrones. En los 
lechos estacionarios las dimensiones de las partículas varían entre 0,1 y 1 cm de diámetro. 
 
La expresión usada para calcular la pérdida de carga es: 
 
 
   
p
3
2
2
p
23
2
D . ψ . X
 v. ρ . X - 1
 . 1,75 
D . ψ . X
 v.μ . X - 1
 . 150 
L
P


 [2] 
 
En la que  es la esfericidad de las partículas 
 
La mínima velocidad de fluidización se puede obtener igualando 1 y 2: 
 
    
   
p
3
mf
2
mfmf
2
p
23
mf
mf
2
mf
mfS
D . ψ . X
 v. ρ . X - 1
 . 1,75 
D . ψ . X
 v.μ . X - 1
 . 150 g . X - 1 . ρ - ρ  
  
 
p
3
mf
2
mf
2
p
23
mf
mfmf
S
D . ψ . X
 v. ρ 
 . 1,75 
D . ψ . X
 v.μ . X - 1
 . 150 g . ρ - ρ  [3] 
 
Para porosidades y esfericidades no conocidas, Wen propone: 
 
 
11 
 ψ . X
 X - 1
 14 
ψ . X
1
 
23
mf
mf
3
mf
 
 
Reemplazando en 3 se obtiene: 
 
 
p
2
mf
2
p
mf
S
D 
 v. ρ . 14
 . 1,75 
D 
 v.μ . 11
 . 50 1 g . ρ - ρ  
 
  
  
b
p
2
mf
a
2
p
mf
S
D 
 v. ρ . 24,5
 
D 
 v.μ . 1650
 g . ρ - ρ  [4] 
 
En la expresión 4, según el valor del NºRe, se podrá despreciar a ó b. 
 
Si el Nº Re < 20  b = 0 y: 
 
 
 
 
μ . 1650
D . g . ρ - ρ
 v
2
pS
mf  [5] 
 
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Si el Nº Re > 1000  a = 0 y: 
 
 
ρ . 24,5
D . g . ρ - ρ 
 v
pS
mf  [6] 
TIPOS DE FLUIDIZACIÓN 
Cuando el fluido alcanza la velocidad mínima de fluidización, el lecho se fluidiza en forma 
homogénea. Si se aumenta la velocidad no se produce un inmediato apartamiento de la 
condición de equilibrio con el consiguiente soplado hacia arriba. Esto se consigue solo si se 
supera la velocidad terminal. Existen dos comportamientos distintos en la expansión de un 
lecho y que pueden ser caracterizados a través del Número de Froude: 
1.- Fluidización Particulada: es característica de los sistemas líquidos – sólidos. El lecho se 
presenta homogéneo, con porosidad uniforme, pero esta última aumenta con la velocidad. El 
lecho se expande y cuando X = 1, la velocidad corresponde a la de caída libre o velocidad 
terminal de las partículas. 
Cuando se alcanza la velocidad de fluidización, las partículas se mueven libremente sin 
interacción entre ellas. 
 
Para la fluidización particulada: NFrmf < 0,13 
 
2.- Fluidización agregativa: se diferencia del anterior en que las partículas, en lugar de 
moverse en forma independiente, lo hacen formando “paquetes” de partículas o “agregados”. 
Cada paquete se mueve en conjunto dentro del lecho, pero el desplazamiento relativo de las 
partículas entre ellas es prácticamente nulo. 
En la fluidización por un gas el fluido comienza literalmente a “burbujear” a través del sólido, 
igual que un gas burbujea a través de un líquido. Las burbujas del fluido gaseoso se elevan 
atravesando la capa y rompen en la superficie superior de la misma, salpicando hacia arriba 
unas cuantas partículas sólidas. Conforme la velocidad del fluido va aumentando, la acción 
del borboteo se hace más y más violenta, con proyección de penachos de polvo hasta 
distancias considerables por encima del lecho, que tardan en volver a caer al mismo. 
 
Para la fluidización agregativa: NFrmf > 1,3 
 
Criterio para juzgar el tipo de fluidización 
El número de Froude (v2/g.Dp) constituye un criterio adecuado para determinar si un sistema 
dado debe fluidizar según el tipo de fluidización que se ha expuesto para el caso de líquidos y 
de gases. El valor de v en el grupo de Froude se toma en el punto de fluidización. En la Tabla 
1 se exponen los datos típicos para sistemas que utilizan aire o agua como fluido. 
 
Como se ve en la citada tabla, el número de Froude "parece ser característico de cada tipo de 
fluidización. 
 
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12 – 13 
Tabla 1. Valores del número de froude en el punto de fluidización en los dos tipos de fluidización de 
partículas y de agregados 
Sistema 
Diámetro 
de la 
partícula 
Punto de 
fluidización 
Veloci- 
dad su- 
perficial 
Número 
Froude 
cm v, cm/segv2/Dp.g 
Fluidización con líquidos: 
Esferas o bolas de vidrio yagua 0,0282 0,124 0,00052 
Arena del mar yagua 0,0396 0,1525 0,00062 
Esferas de vidrio yagua 0,0518 0,183 0,00067 
Arena del mar yagua 0,0549 0,262 0,0013 
Arena del mar yagua 0,1007 0,885 0,0080 
Esferas de catalizador yagua 0,3354 1,678 0,0088 
Esferas de catalizador yagua 0,4575 2,074 0,0099 
Esferas de vidrio yagua 0,518 4,270 0,036 
Perdigones de plomo y agua 
 
 
 
 0,127 3,965 0,13 
Fluidización con gases: 
 1,1 Esferas de vidrio y aire 0,0282 5,49 
Arenas del mar y aire 0,0396 9,15 1,7 
Esferas de vidrio y aire 0,0518 10,05 2,7 
Arena del mar y aire 0,0549 18,0 4.9 
Arena del mar y aire 0,1007 33,5 10 
Esferas de catalizador y aire 0,3354 64,10 13 
Esferas de catalizador y aire 0,4575 79,3 14 
Esferas de vidrio y aire 0,518 143,4 40 
Perdigones de plomo y aire 0,127 103,7 85 
 
 
SEMEJANZA DE UN LECHO FLUIDIZADO CON UN LÍQUIDO 
 
Cuando el lecho pasa de fijo a fluidizado, el sistema particulado se comporta 
macroscópicamente como un fluido. Algunas propiedades del mismo son: 
1. Un sólido de densidad menor que la del lecho flota en su superficie 
2. Un sólido de densidad mayor que la del lecho se hunde en él. 
3. Si se inclina un recipiente fluidizado, su superficie se mantiene horizontal. 
4. Si se practica un orificio a cierta altura del recipiente, el lecho se vacía hasta esa 
altura. 
5. Si dos lechos fluidizados son conectados, puede ser aplicado el principio de vasos 
comunicantes y se transferirá parte de uno a otro hasta igualar sus niveles. 
 
Fig.7. Semejanza del lecho fluidizado con un líquido 
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CUYO Ing. Francisco Membrives 
Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria Ing. Sergio Sini 
OPERACIONES UNITARIAS I 
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Unidad Nº 10. Fluidización 
 
13 – 13 
 
DEFECTOS DE LOS LECHOS FLUIDIZADOS 
 
1.- Perforación del lecho: Ocurre cuando el gas (no el líquido) se abre paso por el lecho a 
través de canales o perforaciones. 
2.- Lecho que burbujea: es cuando el gas que fluye se reúne en burbujas dando el aspecto de 
un lecho hirviente. 
3.- Lecho Fraccionado: es un caso extremo del burbujeo y puede producir proyecciones de 
partículas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 8. Defectos de los lechos fluidizados 
APLICACIONES DE LOS LECHOS FLUIDIZADOS 
Los posibles empleos de los lechos fluidizados son numerosos. En general, un lecho 
fluidizado se emplea para establecer un buen contacto entre un gas (o líquido) y un sólido; sin 
embargo, en algunos casos la presencia del gas o del sólido se utiliza solo para lograr el lecho 
fluidizado. Los usos especiales se indican a continuación: 
 
 
1. Reacciones Químicas 
 1.1. Catalítica 
 1.2. No catalítica 
 1.2.1. Homogeneas 
 1.2.2. Heterogeneas 
 
2. Contacto Físico 
 2.1. Transferencia de Calor 
 2.1.1. Hacia y desde el lecho fluidizado 
 2.1.2. Entre gases y sólidos 
 2.2. Mezcla de sólidos 
 2.3. Mezcla de gases 
 2.4. Secado 
 2.4.1. Sólidos 
 2.4.2. Gases 
 2.5. Aumento de Tamaño 
 2.6. Reducción de Tamaño 
 2.7. Clasificación 
 2.7.1. Separación de finos de los sólidos 
 2.7.2. Separación de finos del gas 
 2.8. Adsorción – deserción 
 2.9. Tratamiento Térmico