Un sistema de flotación por aire disuelto (DAF) elimina el aceite, la grasa y los sólidos en suspensión de las aguas residuales haciéndolos flotar hacia la superficie en lugar de que se depositen en el fondo. Para ello, utiliza nubes de burbujas de aire microscópicas que se adhieren a los contaminantes y los transportan hacia arriba, donde un skimmer los retira. Esta guía explica con detalle cómo funciona exactamente un sistema DAF, etapa por etapa, y qué diferencia a una unidad que cumple sus objetivos de efluente de otra que no lo consigue.
Está dirigido a ingenieros y operarios de planta que se encargan de especificar o resolver problemas de una unidad DAF. Si lo que buscas es el equipo en sí, consulta nuestra sistema de flotación por aire disuelto página de modelos y especificaciones.
¿Qué es un sistema de flotación por aire disuelto?
Un sistema de flotación por aire disuelto es un separador de sólidos y líquidos que utiliza finas burbujas de aire para elevar la materia en suspensión hasta la superficie del agua con el fin de eliminarla. Es la opción habitual cuando los contaminantes son más ligeros que el agua o tienen una densidad cercana a la del agua —aceites, grasas, fibras y sólidos coagulados químicamente que se sedimentan lentamente o no se sedimentan en absoluto—. El sistema DAF se utiliza ampliamente para reducir los sólidos en suspensión, disminuir la DQO y la DBO, y eliminar el aceite antes de que el agua se reutilice o se vierta al medio ambiente.
La idea fundamental es sencilla: hacer que el contaminante flote. Los clarificadores por gravedad esperan a que los sólidos se hundan, lo cual es un proceso lento y no funciona con materiales ligeros. El sistema DAF invierte el proceso, uniendo aire flotante a los sólidos para que suban en cuestión de minutos en lugar de horas.
En resumen: El sistema DAF hace que los contaminantes floten gracias a las microburbujas, en lugar de hacer que se depositen; es más rápido y funciona con aceite y sólidos ligeros que la gravedad no puede retener.
Cómo funciona un sistema DAF, paso a paso
Un sistema DAF funciona saturando un flujo de agua con aire a presión y, a continuación, liberando dicha presión para formar microburbujas que se adhieren a los sólidos coagulados y los hacen flotar hasta la superficie. Las cinco etapas que se describen a continuación ilustran el ciclo completo, desde el agua bruta de entrada hasta el efluente limpio.
1. Coagulación y floculación
Las aguas residuales sin tratar entran primero en una zona de reacción química donde un coagulante, como el PAC, neutraliza la carga de las partículas finas, y un floculante, como el PAM, las agrupa en flóculos más grandes y ligeros. Una buena flotación comienza aquí: las burbujas se adhieren a los flóculos con mucha mayor facilidad que a las partículas finas dispersas, por lo que la dosificación y la mezcla determinan el límite máximo de eliminación.
2. Disolución del aire a presión
Una bomba de recirculación extrae el agua tratada limpia y la envía a un depósito de aire disuelto, donde un compresor de aire inyecta aire a presión (normalmente entre 400 y 600 kPa). Bajo presión, se disuelve en el agua una cantidad de aire mucho mayor de la que podría contener en condiciones atmosféricas. Esta agua saturada de aire es el motor de todo el proceso.
3. Liberación de microburbujas
El agua saturada de aire pasa a través de una válvula de liberación hacia la zona de contacto a presión normal. La caída repentina de presión obliga al aire disuelto a salir de la solución en forma de una nube de microburbujas, que suelen tener un diámetro de entre 10 y 30 μm. Cuanto más pequeñas y uniformes sean las burbujas, mayor será su superficie y mejor se adherirán a los sólidos; un liberador de alta eficiencia es el que produce burbujas finas y uniformes.
4. Flotación y separación
En las zonas de contacto y separación, las microburbujas se adhieren a los flóculos coagulados. A medida que las burbujas se acumulan, el conjunto de flóculos y burbujas se vuelve más ligero que el agua y asciende a la superficie, formando una capa de espuma. El agua clarificada se acumula en la zona de agua limpia situada debajo.
5. Separación de la nata y vertido de agua limpia
Un skimmer de superficie recoge la espuma flotante y la conduce a un canal de lodos para su deshidratación, mientras que el agua clarificada se extrae del fondo y se vierte a la siguiente etapa o se reutiliza. Parte del agua limpia vuelve a la bomba de recirculación para preparar el siguiente lote de agua saturada de aire, y el ciclo continúa.
Componentes clave de un sistema DAF
Cada componente de un sistema DAF desempeña una función concreta en el ciclo de flotación y separación. En la tabla siguiente se indican las funciones de los principales componentes.
| Componente | Función |
|---|---|
| Depósito de reacción química | Coagulación y floculación de sólidos finos en flóculos |
| Bomba de recirculación | Envía agua limpia al depósito de aire disuelto |
| Compresor de aire | Suministra aire a presión para la disolución |
| Depósito de aire disuelto | Satura el agua con aire a presión |
| Dispositivo de liberación de microburbujas | Genera burbujas de entre 10 y 30 μm al reducir la presión |
| Rascador de skimmer | Elimina la espuma flotante y la conduce al canal de lodos |
| Panel de control | Controla el funcionamiento de las bombas, la dosificación y el control de nivel |
¿Qué hace que un sistema DAF funcione bien?
La diferencia entre una unidad DAF que cumple con las especificaciones de efluente y otra que se desvía de ellas radica en la calidad de las burbujas, la mezcla y la carga hidráulica. Hay tres cifras que son las más importantes.
- Tamaño de las burbujas: 10-30 μm. Las burbujas más pequeñas y uniformes ofrecen una mayor superficie y una mayor probabilidad de adherirse a cada flóculo, lo que aumenta la capacidad de eliminación con el mismo caudal de aire.
- Eficiencia de mezcla de gas y agua superior a 95%. Cuanto más aire se disuelva realmente en la corriente de recirculación, mayor será el número de burbujas por litro y mayor será la fuerza de elevación disponible para los sólidos.
- Carga superficial de 10 a 30 m³/(m²·h). Esto determina la cantidad de agua que puede depurar la zona del depósito. Si se supera ese límite, las burbujas no tienen tiempo de arrastrar los sólidos antes de que el agua salga.
Un caudal de entrada estable es tan importante como el equipo. Un depósito de igualación situado antes del DAF suaviza los picos de caudal, de modo que la dosificación y la carga de burbujas se mantengan adaptadas a la carga de sólidos, tal y como se explica en nuestro Guía sobre el tratamiento de aguas residuales en circuito cerrado.
DAF frente a sedimentación por gravedad y clarificadores lamelares
Tanto los clarificadores DAF como los de sedimentación por gravedad y los clarificadores lamelares separan los sólidos del agua, pero cada uno resulta más adecuado en situaciones diferentes. Los clarificadores DAF hacen que los materiales ligeros y aceitosos floten; las unidades de sedimentación y los clarificadores lamelares hacen que los sólidos densos se hundan. La elección depende de si los contaminantes son más ligeros o más pesados que el agua.
En el caso de sólidos densos que se sedimentan rápidamente, un clarificador de láminas ofrece una mayor superficie de sedimentación en un espacio reducido y su funcionamiento resulta más económico. Para aceite, grasa, fibras y sólidos ligeros coagulados químicamente, el sistema DAF es la mejor opción. Muchas plantas utilizan ambos métodos: primero se sedimenta la fracción pesada y, a continuación, se separa por flotación el resto.
Lo que elimina un sistema DAF
Un sistema DAF se centra en los sólidos en suspensión, el aceite y la grasa, así como en la DQO y la DBO asociadas a esa carga. Dado que trata materiales ligeros y emulsionados, resulta adecuado para una amplia gama de sectores: petroquímico, alimentario y de matadero, de impresión y teñido, papelero, farmacéutico y de reutilización de aguas tratadas. En la práctica, es la etapa fundamental para reducir los sólidos en suspensión y el aceite antes del tratamiento biológico, el vertido o la reutilización del agua.
Preguntas frecuentes
Un sistema DAF disuelve aire en el agua reciclada a presión y, a continuación, libera la presión para formar microburbujas de entre 10 y 30 μm. Las burbujas se adhieren a los sólidos coagulados y los hacen flotar hasta la superficie, donde un skimmer retira la espuma. El agua clarificada se extrae del fondo para su vertido o reutilización.
El sistema DAF hace que los contaminantes floten gracias a las burbujas de aire, por lo que es adecuado para aceite, grasa y sólidos ligeros o coagulados. Un clarificador por gravedad o de láminas hace que los sólidos densos se depositen en el fondo. El sistema DAF es más rápido con los materiales ligeros; los clarificadores son más sencillos y económicos para los sólidos pesados que se sedimentan rápidamente.
Normalmente, entre 10 y 30 μm. Las burbujas más pequeñas y uniformes ofrecen una mayor superficie específica por litro de agua de recirculación, lo que mejora su adhesión a los flóculos y aumenta la eficiencia de eliminación con el mismo caudal de aire.
Sólidos en suspensión, aceites y grasas, así como la carga asociada de DQO y DBO. El sistema DAF también se utiliza para la eliminación de fósforo en el tratamiento terciario y para la recuperación de material fino en algunas líneas de reciclaje. Es más eficaz con contaminantes ligeros y emulsionados.
Un coagulante como el PAC neutraliza la carga de las partículas, y un floculante como el PAM agrupa las partículas finas en flóculos más grandes que las burbujas pueden arrastrar. Una dosificación correcta y una agitación suave en el tanque de reacción determinan el rendimiento máximo del DAF.
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