La filtración aplicada a la potabilización del agua es una etapa física destinada a retener partículas, sedimentos y diversos contaminantes mediante medios filtrantes porosos o membranas. Integrada con el pretratamiento, la coagulación, la floculación, la decantación y la desinfección, permite transformar el agua natural en un recurso seguro para el consumo humano.
La potabilización consiste principalmente en eliminar componentes que resultan insalubres para las personas, entre los que se encuentran: metales pesados, sólidos en suspensión de distinta naturaleza, bacterias y virus que pueden estar presentes en el agua. En resumen, eliminar cualquier componente que pueda suponer un riesgo para la salud de las personas.
Importancia de la potabilización y la filtración
El agua potable es un recurso natural escaso; hay que tener en cuenta que sólo el 0,025 % del agua de la tierra es potable y su uso está muy extendido tanto en la vida cotidiana del hombre como en la industria. Por ello, es básico que tanto las instituciones públicas como las empresas privadas inviertan en la potabilización del agua, para asegurar que todas las personas tengan acceso a este recurso imprescindible para la vida.
El agua potable es un recurso esencial para la vida y la salud de las personas. Sin embargo, la mayoría del agua que nos ofrece el planeta de forma natural no es apta para el consumo humano, y debe ser tratada para garantizar que sea segura.
La potabilización del agua es el proceso mediante el cual se convierte el agua natural en apta para el consumo humano. Es decir, se eliminan todos los elementos y sustancias que puedan representar un riesgo para la salud, garantizando que el agua cumpla con los estándares de calidad establecidos por las autoridades sanitarias.
Durante la potabilización se emplean distintas tecnologías y fases que permiten eliminar contaminantes físicos, químicos y biológicos. Esto incluye desde residuos visibles como arena o algas hasta elementos más peligrosos como metales pesados (plomo, cromo, zinc) o microorganismos patógenos como virus y bacterias.
Datos históricos sobre la potabilización del agua
Desde tiempos remotos todas las civilizaciones sabían de la importancia que tenía el agua para poder garantizar la supervivencia de la especie. Es por ello que todas las tribus situaron sus asentamientos cercanos a zonas geográficas con abundancia de agua. Los ríos aportaban agua para el riego, para el consumo y como vía de comunicación
Los primeros asentamientos continuados de nuestros antepasados siempre tenían lugar en ubicaciones donde hubiese agua dulce disponible, como lagos y ríos. Y fue entorno al agua donde se originaron las primeras formas de sociedad, tal y como las concebimos hoy en día.
Cuando estas formas primitivas de sociedades empezaron a evolucionar y crecer de manera extensiva surgió la necesidad de buscar otras fuentes diferentes de agua. El constante incremento de la especie humana no siempre hizo posible que estas sociedades crecieran entorno a fuentes de fácil acceso como lagos y ríos, por lo que las poblaciones se vieron obligadas a desarrollar sistemas que les permitieran aprovechar los recursos de agua subterráneos, dando origen a las primeras construcciones de pozos, captaciones de ríos, etc.
Una de las mayores preocupaciones en la historia de la humanidad ha sido el proporcionarse agua lo más pura y limpia posible. En el pasado, el tratamiento del agua originalmente se centraba en mejorar las cualidades estéticas de esta.
Los primeros antecedentes los encontramos en Jericó (Israel) hace aproximadamente 7.000 años, donde el agua era almacenada en los pozos para su posterior utilización. Como había de ser trasladada de los pozos a otros puntos donde era necesario su uso, se empezaron a desarrollar los sistemas para su transporte y distribución.
Este proceso se realizaba mediante canales sencillos, excavados en la arena o las rocas. En Siria y Babilonia se construyeron unos conductos y acueductos para acercar el agua desde sus fuentes a lugares próximos a las viviendas.
A pesar de que encontramos ejemplos anteriores, como es el caso de la ciudad de Mohenjo-Daro (Pakistán), que alrededor del año 3.000 a.C. ya contaba con servicios de baño público e incluso instalaciones de agua caliente.
Fueron los egipcios, los primeros en utilizar métodos para el tratamiento del agua. Estos registros datan del 400 A.C. Los mismos indican que las formas más comunes de purificación del agua eran hirviéndola sobre el fuego, calentándola al sol o sumergiendo una pieza de hierro caliente dentro de la misma.
Otro de los métodos más comunes era el filtrado del agua hervida a través de arena o grava para luego dejarla enfriar.
No es hasta la antigua Grecia cuando nos encontramos con sistemas de recogida, purificación y distribución del agua que puedan tener ciertas similitudes con el concepto de depuración de nuestros días.
En la antigua Grecia, el agua de escorrentía, de pozos y de lluvia eran utilizadas por sus ciudadanos. Debido al crecimiento de la población se vieron obligados a desarrollar sistemas más eficaces para al almacenamiento y distribución del agua, lo que les llevó a la construcción de las primeras redes de distribución a gran escala que requerían de unos materiales más sofisticados, como la cerámica, la madera o el metal.
La novedad introducida por los griegos estuvo en que ellos fueron la primera sociedad en tener un interés claro por la calidad del agua que consumían. Por ello, el agua utilizada se conducía mediante sistemas de aguas residuales, a la vez que el agua de lluvia, y se utilizaban embalses de aireación para su purificación.
Durante la época del imperio Romano, sus arquitectos fueron los mayores constructores de redes de distribución de agua que ha existido a lo largo de la historia.
Los romanos utilizaban recursos de agua subterránea, ríos y de escorrentías para su uso y aprovisionamiento. El agua recogida se transportaba a presas que permitían el almacenamiento y retención artificial de grandes cantidades del líquido elemento.
Desde aquí se distribuía por toda la ciudad gracias a los sistemas de tuberías, fabricadas con materiales tan diversos como cemento, roca, bronce, plata, madera y plomo.
Pero la verdadera revolución llegó con los acueductos, ya que por primera vez se podía transportar agua entre puntos separados por una gran distancia. Gracias a ellos, los romanos podían distribuirla entre distintos puntos de su amplio imperio.
Por lo que se refiere al tratamiento de aguas, los romanos aplicaban el tratamiento por aireación para mejorar la calidad del agua. Asimismo, se utilizaban técnicas de protección contra agentes externos en aquellos lugares en que se almacenaba el agua.
Después de la caída del imperio Romano, los acueductos se dejaron de utilizar. Desde el año 500 al 1500 d.C. hubo poco desarrollo en relación con los sistemas de tratamiento del agua.
Esta escasa evolución, unida a un espectacular crecimiento de la población de las ciudades favorecieron la aparición de enfermedades, que en algunos casos fueron auténticas epidemias.
Durante la Edad Media se manifestaron gran cantidad de problemas de higiene en el agua y los sistemas de distribución de plomo. Era muy frecuente evacuar los residuos y excrementos directamente a las mismas aguas que se utilizaban para el consumo humano, por lo que era frecuente que la gente que bebía estas aguas acabase enfermando y muriendo.
Todo lo que se hacía para evitarlo era utilizar el agua existente fuera de las ciudades no afectada por la contaminación. Un dato que refleja el retroceso experimentado durante estos años es que esta agua se llevaba a la ciudad, mediante los llamados portadores.
Pasada esta larga etapa de estancamiento, las ciudades comenzaron a desarrollarse y recuperar su esplendor en los siglos XVI y XVII.
Así llegamos hasta los inicios del siglo XIX en el que encontramos el primer sistema de suministro de agua potable para toda una ciudad completa. Fue construido en Paisley (Escocia), alrededor del año 1804 por John Gibb.
Tres años más tarde se comenzó a transportar agua filtrada a la ciudad de Glasgow. En 1806 empieza a funcionar en París la mayor planta de tratamiento de agua conocida hasta el momento.
Allí, el agua sedimentaba durante doce horas antes de su filtración. Los filtros consistían en arena, carbón y tenían una capacidad de seis horas.
En 1827 el inglés James Simpson construye un filtro de arena para la purificación del agua potable. Hoy en día todavía se considera el primer sistema efectivo utilizado con fines de salud pública.
Evolución de la filtración del agua
Los antiguos romanos construyeron sistemas de captación de agua de lluvia mediante canales y cisternas. Este método les permitía almacenar grandes cantidades durante los períodos de lluvia para su uso posterior.
Otro método empleado desde tiempos inmemoriales es la extracción de agua de fuentes naturales, como ríos y manantiales. Los antiguos egipcios, por ejemplo, construyeron sistemas de canales para llevar agua del río Nilo a sus ciudades.
Además, utilizaban filtros de arena y carbón vegetal para purificar el agua antes de consumirla.
Los primeros métodos de tratamiento del agua trataban principalmente de mejorar sus características; eliminar su turbidez, color, olor o sabor desagradable.
Posteriormente, cuando se descubrió una conexión clara entre el agua y ciertas enfermedades, la mayor preocupación fue hacer que el agua estuviera libre de microorganismos nocivos y fuera segura para el consumo humano.
En algún momento de la historia más reciente apareció el concepto de agua potable, que englobaba todas esas características de seguridad microbiológica y cualidades físicas que la hacen inocua y agradable a nuestros sentidos, y la historia del tratamiento del agua gira precisamente en torno al desarrollo de sistemas para conseguirla.
Uno de los primeros ejemplos de filtración del agua a gran escala se produjo en la ciudad de Venecia. Construida sobre islas, Venecia era la ciudad rodeada de agua, pero no potable, por lo que dependía de la captación y almacenamiento del agua de lluvia.
Para ello, las plazas y espacios públicos, estaban enlosados para recoger el máximo de agua, se construyeron aljibes de almacenamiento bajo un relleno de arena que actuaba como filtro, con una escalación de granulometrías para una mayor eficacia de la filtración.
El agua filtrada se recogía en pozos, a los que acudían los habitantes de Venecia para abastecerse de agua filtrada hasta finales del siglo XIX.
La comercialización de la filtración del agua apareció en los siglos XVIII y XIX, en Francia e Inglaterra. Primero desarrollando, patentando y vendiendo filtros para uso individual y posteriormente construyendo plantas de filtración y distribuyendo el agua filtrada en contenedores sellados.
La esponja, el carbón, la lana y la arena fueron utilizados como medios filtrantes durante este período, en el que aparecieron figuras como el italiano Luc Antonio Porzio quien propuso un ingenioso sistema de filtración múltiple a través de arena, precedido por un proceso de colar y sedimentar el agua.
y el francés Joseph Amy quien desarrolló innovadores sistemas de filtración para filtros tanto grandes como pequeños y escribió un libro sobre ello. También fundó la primera manufactura conocida de fabricación de filtros.
Amy se decantó por las esponjas en sus intricados diseños, aunque finalmente la arena acabó siendo incluida en sus creaciones, dada su calidad como medio filtrante.
Poco después de que Joseph Amy consiguiera en 1749 la primera patente para un filtro de agua emitida en el mundo, la competencia inventiva al otro lado del canal de la Mancha respondió con el londinense James Peacock, que obtuvo la primera patente británica para un proceso de filtrado de agua.
El inglés propuso colocar la arena para el filtrado en esferas concentricas superpuestas de tamaño decreciente, con capas de material de tamaño también regularmente decreciente por encima de él.
La filtración se realizaba por ascenso en lugar de por descenso y el filtro tenía un fondo perforado, que se limpiaba por el retroceso de flujo inverso.
A pesar de que el filtro de Peacock fue un fracaso, marcó el comienzo de un período de experimentación, que dio como resultado los filtros lentos de arena que todavía se usan en la actualidad.
En las décadas siguientes, fueron los escoceses los que tomaron la iniciativa, en la localidad de Paisley, John Gibb ideó el primer filtro capaz de abastecer a toda una ciudad de agua filtrada y poco después, en Glasgow el agua filtrada ya se canalizaba hasta los consumidores.
A finales del siglo XIX, a medida que se realizaban mejoras en los sistemas de filtración, paralelamente se estableció la teoría de la existencia de gérmenes causantes de las enfermedades, como resultado de la investigación de Louis Pasteur, Robert Koch y otros, que cuestionaron la creencia extendida de que las enfermedades se transmitían por efluvios malignos (miasma).
Qué es la filtración aplicada a la potabilización
La filtración es el proceso por el que se purifican sustancias líquidas o gaseosas mediante diversos procedimientos de filtrado. Es un proceso de separación mecánica y tiene una base física.
La filtración es esencial para el procesamiento del agua, ya que es la única forma de garantizar una protección fiable contra gérmenes y bacterias perjudiciales para la salud.
La filtración de agua es un proceso diseñado para eliminar partículas sólidas, contaminantes y agentes disueltos mediante el uso de sistemas que retienen las impurezas en medios filtrantes porosos.
Este procedimiento es clave para garantizar que el agua cumpla con los estándares de calidad requeridos para su uso final.
La filtración puede eliminar del agua hormonas, pesticidas, nitratos, nitritos, residuos farmacéuticos y cualquier metal pesado.
La selección del tipo de filtración específico depende de la calidad del agua cruda y de los requisitos del producto final (agua del grifo, agua de proceso, agua para fines médicos).
El desarrollo de sistemas de purificación ha sido esencial para garantizar la calidad del agua que consumimos. En los últimos años, se ha dado una mayor importancia a este tema, ya que la contaminación del agua es una preocupación creciente a nivel mundial.
La purificación del agua implica la eliminación de sustancias indeseables, como bacterias, virus, metales pesados y productos químicos, que pueden ser perjudiciales para nuestra salud.
Fuentes de agua y necesidades de tratamiento
Para saber cómo se potabiliza el agua debemos entender las diferentes etapas que se realizan de forma encadenada dentro de una planta potabilizadora.
En estas plantas se transforma el agua natural (proveniente de ríos, lagos o pozos subterráneos) en un agua segura cumpliendo estrictamente las normativas sanitarias de potabilidad.
Los procesos de potabilización pueden variar en función de la fuente de agua:
- Agua superficial (ríos, lagos): requiere mayor tratamiento por la cantidad de sedimentos y materia orgánica.
- Agua subterránea (pozos, manantiales): suele ser más pura, pero puede contener sales o minerales que deben corregirse.
- Agua de mar: necesita desalinización, un proceso más costoso y complejo. Para este proceso se usan membranas de ósmosis inversa.
El proceso puede aplicarse a diferentes tipos de agua, desde aguas superficiales como las de ríos y embalses hasta aguas subterráneas, de lluvia o incluso del mar, mediante tecnologías como la ósmosis inversa.
Dependiendo del origen del agua y su composición, los procesos pueden variar:
- En aguas superficiales: el tratamiento incluye separación de sedimentos, filtración y desinfección.
- En aguas con metales pesados o sales: se requieren tratamientos más avanzados y costosos.
- En zonas costeras: se utiliza desalinización mediante ósmosis inversa o destilación.
Etapas de la potabilización del agua
1. Captación y pretratamiento
Lo primero es captar el agua de su fuente natural y realizar un pretratamiento en el cual se eliminan los sólidos (ramas, piedras, suciedad)
Se colocan unas rejas al principio de la tubería de captación para retener sólidos de gran tamaño. El agua entra en la planta potabilizadora y pasa por rejas mas pequeñas y filtros desarenadores dónde se eliminan las partículas de tamaño medio y se colocan en contenedores para su reciclaje.
Elimina los sólidos de gran tamaño, aplica una primera desinfección y separa arenas para proteger los equipos de la ETAP.
2. Coagulación y floculación
En este punto el objetivo es eliminar las partículas sólidas de tamaño mediano-pequeño, como arena, polvo o partículas de tierra.
Se añade un producto químico (coagulante) que agrupa las partículas formando pequeños flóculos, al tenerlos agrupados, son mas sencillos de eliminar en la siguiente fase de decantación.
Se añaden reactivos que agrupan las partículas contaminantes. Se ajusta el pH del agua para optimizar el proceso.
3. Decantación
El agua pasa a grandes depósitos llamados decantadores, donde los flóculos que se han formado en el anterior proceso, por gravedad, caen al fondo del depósito y se eliminan posteriormente.
El agua pasa al siguiente proceso muy limpia, pero no del todo, aun quedan las partículas más pequeñas por filtrar, las que apenas se ven a simple vista.
Las partículas más densas caen al fondo por gravedad y se eliminan.
4. Filtración
El agua decantada de la superficie pasa a la siguiente fase. Donde atraviesa filtros de arena, grava o carbón activado, que eliminan las partículas más finas.
Es una etapa fundamental para eliminar toda la suciedad del agua y dejarla completamente limpia.
El agua pasa por filtros de arena, antracita o carbón activado para eliminar impurezas restantes.
La filtración puede desarrollarse mediante distintos mecanismos. En la filtración superficial, las partículas quedan retenidas directamente en la superficie del medio debido a su tamaño, ya que su diámetro es mayor que el tamaño de los poros del medio filtrante.
En la filtración en profundidad, las partículas más grandes quedan retenidas en las capas superiores y las más pequeñas en las más profundas.
El diámetro de las partículas es inferior al diámetro de los poros de modo que las partículas penetran en los poros y quedan retenidas dentro del medio filtrante.
En la filtración en profundidad, se requiere una capa filtrante de materiales granulares con una profundidad considerable, normalmente de 1 a 2 metros, para separar eficazmente las partículas del líquido.
Este método de filtración de agua es especialmente adecuado para aplicaciones con una elevada carga de suciedad en las que los métodos de filtración superficial, como la filtración por membrana, no son suficientes debido a su limitada vida útil.
Este tipo de procesamiento del agua consigue un grado de limpieza muy elevado, ya que se pueden eliminar partículas muy finas.
5. Desinfección
Aunque el agua este completamente limpia, las moléculas de agua pueden contener bacterias y virus, por lo que se aplican tratamientos de desinfección, normalmente con cloro, ozono o radiación ultravioleta para eliminar todo tipo de virus y microorganismos.
De este modo se asegura que el agua sea totalmente segura para el consumo humano.
El cloro es el desinfectante más común, aunque también se puede utilizar ozono, luz ultravioleta o dióxido de cloro.
6. Cloración y protección durante la distribución
El agua ya esta desinfectada y es apta para el consumo. Ahora hay que garantizar que no se vuelve a contaminar en los largos trayectos de tuberías desde la planta potabilizadora hasta nuestros grifos.
Para esto el mejor método es el cloro, se añade una cantidad de cloro muy pequeña, de unos 0,2-0,5 mg/l
El agua con esta cantidad de cloro no es perjudicial para la salud, y garantiza su potabilidad desde que sale de la potabilizadora hasta que llega a nuestros hogares.
7. Análisis y control de calidad
Antes de ser distribuida, el agua pasa por análisis exhaustivos que verifican que cumple con todas las normativas de calidad. Solo entonces es enviada a la red de distribución para llegar a nuestros grifos.
Antes de distribuir el agua, se realiza un control de calidad exhaustivo para garantizar que cumple la normativa.
Para que el agua sea considerada potable debe cumplir una serie de parámetros químicos, microbiológicos y físicos que garantizan su calidad. Estos estándares están regulados por normativas nacionales e internacionales.
Principios básicos de la filtración
La filtración del agua es un componente central del tratamiento del agua y se utiliza para eliminar las impurezas y hacerla segura para el consumo humano.
Existen varios principios de filtración que se utilizan en función del tipo de impurezas y del grado de pureza deseado del agua.
Los tres tipos de filtración básicos son:
- Filtración superficial
- Filtración en profundidad
- Filtración por torta
Filtración superficial
La filtración superficial se lleva a cabo en grandes cubas o tanques filtrantes que se llenan con un medio filtrante como arena, grava o carbón activado.
Aquí, las partículas quedan retenidas directamente en la superficie del medio debido a su tamaño, ya que su diámetro es mayor que el tamaño de los poros del medio filtrante
Este tipo de filtración de agua suele requerir sólo una fina capa de medio filtrante y también puede llevarse a cabo con membranas muy finas.
Los filtros de membrana, que tienen un tamaño de poro de tan solo 0,2 μm, se utilizan principalmente para la filtración estéril por membrana en el sector médico con el fin de proporcionar una protección fiable contra gérmenes que viven en el agua como legionella o pseudomonas.
Los filtros de tela se utilizan, por ejemplo, en las depuradoras de aguas residuales.
Ejemplos: Filtros de membrana, cartuchos filtrantes, microtamices, filtros de tela
Filtración en profundidad
Durante el proceso de filtración, el agua fluye a través del medio filtrante. Las partículas más grandes quedan retenidas en las capas superiores y las más pequeñas en las más profundas.
El diámetro de las partículas es inferior al diámetro de los poros de modo que las partículas penetran en los poros y quedan retenidas dentro del medio filtrante.
En la filtración en profundidad, se requiere una capa filtrante de materiales granulares con una profundidad considerable, normalmente de 1 a 2 metros, para separar eficazmente las partículas del líquido.
Este método de filtración de agua es especialmente adecuado para aplicaciones con una elevada carga de suciedad en las que los métodos de filtración superficial, como la filtración por membrana, no son suficientes debido a su limitada vida útil.
Este tipo de procesamiento del agua consigue un grado de limpieza muy elevado, ya que se pueden eliminar partículas muy finas.
Filtración por torta
La filtración por torta requiere un medio filtrante que permita el paso del líquido y retenga los sólidos, así como una diferencia de presión.
El medio filtrante puede ser plano (como una malla textil y metálica, papel o cartón) o en capas (como capas de arena o sinterizado).
El método se utiliza en diversos ámbitos, por ejemplo, en las plantas de tratamiento del agua residual, donde contribuye a separar eficazmente los sólidos del agua.
Filtración por membrana
En el caso del método de filtración por membrana, el agua se filtra a través de una pared fina de poros finos (la membrana) que, dependiendo de su naturaleza, puede retener incluso las partículas más pequeñas, como virus o bacterias.
Estos filtros especiales se denominan filtración estéril.
La mayoría de los filtros de membrana están fabricados con materiales poliméricos, es decir, plásticos, aunque en algunos ámbitos también se utilizan membranas cerámicas o metálicas.
También distinguimos entre distintos procesos de filtración de membrana, como la microfiltración (MF), la ultrafiltración (UF), la nanofiltración (NF) y la ósmosis inversa (OI).
| Proceso | Tamaño de poro indicado | Aplicación principal |
|---|---|---|
| Microfiltración | 0.1 - 10 μm | Retiene partículas visibles, como arena, limo y residuos de sedimentos. |
| Ultrafiltración | 0.01 - 0.1 μm | Elimina bacterias, virus y otras partículas más pequeñas. |
| Nanofiltración | 0.001 - 0.01 μm | Reduce sales, compuestos orgánicos y partículas disueltas. |
| Ósmosis inversa | 0.0001 - 0.001 μm | Retiene contaminantes químicos y sales, produciendo agua extremadamente pura. |
Los dos primeros procesos pueden describirse como tamices finos mecánicos. Consisten en membranas fabricadas artificialmente con un diámetro de poro definido.
Es importante para el funcionamiento de la membrana que los poros se hagan más grandes en la dirección del agua pura.
La nanofiltración y la ósmosis inversa utilizan membranas densas y difusas (transpirables).
Ósmosis inversa
El principio de la ósmosis inversa se descubrió en la década de 1950 durante la desalinización del agua de mar.
Es un proceso que puede generar agua potable casi 100% pura a partir de fuentes como el agua de mar.
En este proceso de tratamiento del agua, el agua se presiona a través de una membrana sintética semipermeable que sólo es permeable en una dirección y únicamente a las moléculas de agua.
La ósmosis inversa es una de las tecnologías más eficaces para el tratamiento de agua potable. Este proceso permite eliminar la gran mayoría de los sólidos disueltos, bacterias y virus presentes en el agua:
Para el proceso de desalinización se usan membranas de ósmosis inversa.
Existen varias geometrías de membrana, como las membranas de lámina plana, las membranas de fibra hueca, los monocanales, los elementos multicanal, los discos y en forma de bolsa plana.
Las membranas de fibra hueca, que se emplean como filtros terminales, se utilizan principalmente para garantizar la higiene del agua en el sector médico.
Filtración con carbón activado
La filtración con carbón activado se basa esencialmente en el principio de adsorción.
En este proceso, contaminantes como el polvo o los metales pesados se eliminan de líquidos o gases con la ayuda de filtros que contienen carbón activado.
En el tratamiento del agua, los filtros de carbón activado se utilizan para la retención por adsorción de sustancias orgánicas y olores y sabores, o para filtrar residuos de medicamentos en el agua.
Además, el carbón también actúa como agente reductor y es adecuado para eliminar agentes oxidantes como el ozono y el cloro del aire de escape o del agua de proceso y de las aguas residuales.
Debido a la tecnología de adsorción, el carbón activado sólo tiene una capacidad de absorción finita, lo que significa que es necesario sustituirlo o regenerarlo una vez agotado.
Si el carbón activo no se sustituye o regenera a tiempo, se sobrecargará y el filtrado puede contener un mayor número de sustancias indeseables que el agua cruda.
Los filtros de carbón activado también están disponibles con un núcleo de membrana, por ejemplo, para poder combinar las ventajas de ambos tipos de filtración del agua.
Filtración y desinfección: funciones diferentes
La filtración elimina partículas, sólidos suspendidos y determinados contaminantes disueltos, pero no sustituye automáticamente a la desinfección.
Aunque el agua este completamente limpia, las moléculas de agua pueden contener bacterias y virus, por lo que se aplican tratamientos de desinfección, normalmente con cloro, ozono o radiación ultravioleta para eliminar todo tipo de virus y microorganismos.
La desinfección UV es un método altamente efectivo para eliminar bacterias y microorganismos sin el uso de productos químicos.
Los rayos UV destruyen el ADN de los patógenos, previniendo su reproducción y garantizando la seguridad microbiológica del agua.
Además de los métodos que hemos explicado aquí, existen varios procesos químicos y biológicos para el tratamiento del agua, como la desinfección o la oxidación bioquímica.
Todos los procesos tienen ventajas e inconvenientes. La elección depende de las sustancias específicas presentes en el agua a tratar y de la calidad final deseada.
Actualidad de la potabilización
En la actualidad, la tecnología ha avanzado considerablemente y existen diferentes procesos para asegurar la potabilidad del agua.
Uno de los métodos más comunes es la desinfección química, mediante la adición de compuestos como el cloro.
La filtración también es ampliamente utilizada para separar partículas y contaminantes del agua.
Los proveedores de agua locales utilizan filtros en el procesamiento del agua. El agua debe tratarse de acuerdo con las disposiciones de las normas y reglamentos sobre agua potable.
Cada vez son más los hogares que utilizan filtros de agua adicionales por motivos de higiene.
La filtración tiene aplicaciones tanto en plantas potabilizadoras como en instalaciones domésticas e industriales:
- Tratamiento de agua potable: Asegura que el agua cumpla con los estándares de consumo humano.
- Procesos industriales: Mejora la calidad del agua utilizada en producción y limpieza.
- Elaboración de alimentos y bebidas: Garantiza la pureza del agua en procesos críticos.
- Desmineralización y soluciones acuosas: Retira impurezas en la producción química y farmacéutica.
Selección del sistema de filtración
La selección del tipo de filtración específico depende de la calidad del agua cruda y de los requisitos del producto final (agua del grifo, agua de proceso, agua para fines médicos).
Seleccionar el sistema adecuado depende de varios factores clave:
- Tamaño de partículas: Evalúe el rango de filtración necesario según las impurezas presentes.
- Compatibilidad: Asegúrese de que el medio filtrante sea adecuado para el tipo de agua a tratar.
- Eficiencia y mantenimiento: Opta por sistemas que minimicen la necesidad de limpieza manual.
- Volumen de agua: Considere el caudal requerido para satisfacer la demanda de su proceso.
La elección depende de las sustancias específicas presentes en el agua a tratar y de la calidad final deseada.
En el diseño de sistemas de potabilización, el equipo técnico analiza la calidad del agua de origen y selecciona las tecnologías más adecuadas:
- Ósmosis inversa para salinidad o contaminantes disueltos.
- Intercambio iónico para descalcificación, desmineralización o desnitrificación.
- Filtración avanzada con lechos técnicos.
- Sistemas de dosificación automática y monitorización remota.
Desafíos y futuro del agua potable
El desarrollo de sistemas de purificación ha sido esencial para garantizar la calidad del agua que consumimos. En los últimos años, se ha dado una mayor importancia a este tema, ya que la contaminación del agua es una preocupación creciente a nivel mundial.
La contaminación puede incorporar al agua bacterias, virus, metales pesados, productos químicos, pesticidas, nitratos, nitritos, residuos farmacéuticos, sustancias orgánicas y compuestos que alteran su olor o sabor.
La filtración con carbón activado, las membranas y otros tratamientos especiales permiten responder a contaminantes concretos, pero cada tecnología requiere un diseño adecuado, un control constante y un mantenimiento compatible con la calidad del agua de entrada.
La ósmosis inversa puede generar agua potable casi 100% pura a partir de fuentes como el agua de mar, aunque el agua de mar necesita desalinización, un proceso más costoso y complejo.
La filtración en profundidad es especialmente adecuada para aplicaciones con una elevada carga de suciedad en las que los métodos de filtración superficial, como la filtración por membrana, no son suficientes debido a su limitada vida útil.
La filtración con carbón activado sólo tiene una capacidad de absorción finita, lo que significa que es necesario sustituirlo o regenerarlo una vez agotado.
El futuro de la potabilización dependerá de la combinación de procesos físicos, químicos y biológicos, de la selección precisa de membranas y medios filtrantes, del control de la energía utilizada y de la protección de las fuentes de agua.
La potabilización industrial del agua aporta múltiples beneficios:
- Protege la salud de los trabajadores y usuarios.
- Mejora el rendimiento de procesos que requieren agua de alta pureza.
- Evita incrustaciones y corrosión en maquinaria.
- Cumple la normativa sanitaria vigente.
En sectores como el agroalimentario, farmacéutico o cosmético, contar con un sistema de potabilización eficiente es clave para garantizar la seguridad del producto final y la competitividad empresarial.
Resumen
La potabilización del agua es esencial para poder suministrar agua segura y garantizar la salud pública.
Gracias a los procesos de potabilización del agua realizados en las ETAP, se consigue transformar el agua de ríos, lagos, pozos o manantiales en un recurso seguro y confiable.
La filtración constituye una etapa central porque retiene partículas y contaminantes mediante arena, grava, carbón activado, cartuchos, filtros de tela o membranas.
La filtración superficial actúa principalmente en la superficie del medio filtrante, mientras que la filtración en profundidad retiene partículas a través de las capas internas.
La microfiltración, la ultrafiltración, la nanofiltración y la ósmosis inversa permiten adaptar el tratamiento al tamaño de las partículas, a la presencia de sales y a la calidad final requerida.
La filtración, sin embargo, forma parte de una cadena de tratamiento más amplia que incluye la captación, el pretratamiento, la coagulación, la floculación, la decantación, la desinfección, la cloración y el análisis final.
Solo la integración de todas estas etapas permite que el agua natural se convierta en agua potable y llegue a los usuarios con una calidad física, química y microbiológica adecuada.
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