La separazione per gravità è un metodo per separare una sospensione nei suoi singoli componenti. È comunemente usato in ambito medico per separare i globuli rossi dal plasma e nelle industrie metallurgiche per separare particelle di metalli diversi. Una separazione efficace si basa sulle diverse densità e dimensioni del particolato e funziona combinando le forze di gravità con la resistenza al movimento. La concentrazione finita è un rapporto tra la differenza tra la densità della particella più pesante e del fluido, alla differenza tra la densità della particella più leggera e il fluido:
Concentrazione = Dh – Df / Dl – Df
Esistono molti modi per ottenere la separazione per gravità, i più comuni sono la separazione statica, la centrifugazione e il jigging. Per tutti i metodi, è importante un corretto equilibrio idrico nella sospensione per garantire una separazione efficiente e il fluido deve essere privo di fanghi, che aumentano la viscosità e ostacolano il movimento delle particelle. Per la separazione per gravità più efficace, le dimensioni delle particelle dovrebbero essere relativamente vicine, con particelle molto piccole o molto grandi filtrate.
Il metodo statico è la separazione per gravità nella sua forma più pura e si basa esclusivamente sulla gravità per ottenere la separazione. La sospensione viene agitata, quindi lasciata completamente indisturbata. Man mano che la miscela si deposita, le particelle più grandi e più dense si fermeranno per prime e si depositeranno sul fondo del contenitore. Le particelle successive più grandi e più dense si depositeranno sopra, formando uno strato distinto. Il processo continua fino a quando tutte le particelle si depositano nei rispettivi strati, con le particelle più piccole e più leggere sopra. Tutti i metodi di separazione per gravità funzionano in questo modo, ma differiscono nei meccanismi applicati per facilitare la separazione e accelerare il processo.
La centrifugazione è il metodo di separazione più frequentemente utilizzato in ambito medico, ma è anche occasionalmente utilizzato in operazioni metallurgiche più specializzate in cui sono coinvolte piccole quantità e particelle più grandi. Nel caso del sangue, il campione viene iniettato in una provetta di vetro con tappo in gomma e, una volta coagulato, viene posto in una centrifuga controbilanciata. La centrifuga può ruotare a velocità molto elevate, il che produce forze centrifughe che spingono le particelle verso il basso attraverso il fluido finché non si raccolgono in una massa compatta sul fondo del tubo. Alcune provette contengono un separatore di gel che è più pesante del plasma ma più leggero delle cellule del sangue e forma una barriera per impedire ai due di rimescolarsi dopo la centrifugazione.
Il jigging è una tecnica di separazione per gravità più vecchia, ma ancora efficace, che raggiunge una separazione fino a 150 micrometri. Il meccanismo di jigging più elementare prevede il posizionamento della sostanza da separare su un letto di “stracci”, come i cuscinetti a sfera, in una camera d’acqua. Lo strato di stracciatura poggia su una lamiera forata sopra un’altra camera, la quale invia un’alternanza di aspirazione e impulsi attraverso la stracciatura verso l’alto. Gli impulsi fanno vibrare lo straccio, creando spazi per la caduta delle particelle più pesanti e l’aspirazione le fa raccogliere nella camera inferiore. Le particelle più leggere vengono lavate dalla superficie da un flusso costante di acqua sulla sostanza in questione e raccolte in un contenitore separato.