El filtro de hilo bobinado es un cartucho de filtración en profundidad que elimina arena, óxido, sedimentos, micropartículas, coloides y otros sólidos suspendidos de líquidos, especialmente de agua y fluidos de baja viscosidad. Su estructura se forma enrollando fibras textiles alrededor de un núcleo poroso, con una densidad progresiva que retiene partículas grandes en las capas exteriores y partículas finas en las capas interiores.
Los filtros de hilo bobinado se utilizan principalmente en el tratamiento de aguas, la industria alimentaria, los procesos farmacéuticos, la filtración de aceites, los productos químicos y petroquímicos, la galvanoplastia y la protección de equipos sensibles. La elección correcta depende del caudal, la calidad del líquido de entrada, el grado de filtración, la temperatura, la presión y la compatibilidad química.
Qué es un filtro de hilo bobinado
El cartucho filtrante de hilo bobinado, también conocido como cartucho filtrante de alambre, es un elemento de filtración en profundidad de uso común. Se fabrica enrollando con precisión fibras textiles como polipropileno, algodón o fibra de vidrio alrededor de un núcleo poroso mediante técnicas especializadas.
La estructura resultante, similar a un panal, presenta una densidad gradual -desde una capa exterior más suelta hasta una capa interior más densa-, lo que permite una captura eficiente de partículas a múltiples profundidades. La densidad de la fibra aumenta gradualmente hacia el interior, atrapando eficazmente partículas de diversos tamaños.
Este diseño permite una filtración en profundidad, garantizando que los contaminantes no solo se retengan en la superficie, sino que también se adsorban a mayor profundidad en las capas de fibra. Ofrece una excepcional capacidad de retención de suciedad y una larga vida útil.
Cómo funciona
El líquido penetra primero en la capa exterior del cartucho filtrante de hilo bobinado, atrapando partículas más grandes como arena y óxido. A medida que fluye hacia el interior, las partículas más finas, como coloides y sólidos en suspensión, se filtran gradualmente, mejorando la precisión y previniendo obstrucciones.
La principal función de los filtros de sedimentos de hilo bobinado es la filtración de elementos sólidos disueltos en el agua. La elevada superficie de contacto permite obtener una mínima pérdida de carga, una alta capacidad de retención y una gran eficiencia en la filtración en profundidad.
Mediante un proceso de bobinado de densidad gradual, la capa exterior forma una estructura suelta de ~50 μm que atrapa inicialmente las partículas grandes, mientras que la capa interior densa de 10 μm captura eficazmente las impurezas finas.
Las pruebas demuestran una eficiencia de una sola pasada de 98.7% para partículas >5 μm. El mecanismo de filtración en profundidad ofrece una capacidad de retención de suciedad de 3 a 5 veces mayor que la de los filtros de superficie del mismo tamaño, lo que mejora notablemente el rendimiento y la vida útil.
Contaminantes que puede retener
Estos cartuchos eliminan de manera eficiente partículas suspendidas, micropartículas, óxido y otros elementos contaminantes de los sistemas de fluidos. También permiten retener arena, limo, arcilla, sedimentos, coloides y sólidos en suspensión.
Los sedimentos son arena, arcilla, limo y otras partículas sueltas del suelo que se depositan en el fondo de una masa de agua. Pueden provenir de la erosión del suelo o de la descomposición de plantas y animales.
El viento, el agua y el hielo pueden transportar estas partículas hasta los ríos, lagos y arroyos. Los sedimentos que el agua de lluvia recoge al escurrirse degradan la calidad del agua para el consumo humano.
Por qué es importante eliminar los sedimentos
Los sedimentos aumentan el costo del tratamiento del agua potable y pueden causar problemas de olor y sabor. Los sedimentos se acumulan en los desagües pluviales y sumideros que transportan el agua lejos de las calles y las viviendas, lo que aumenta el potencial de inundaciones.
El agua contaminada con sedimentos se torna turbia, lo que impide que los animales puedan ver el alimento. El agua turbia impide el crecimiento de vegetación natural en el agua.
Los sedimentos que se depositan en el lecho de los arroyos alteran la cadena alimenticia natural al destruir el hábitat donde viven los organismos más pequeños y provoca disminuciones masivas de poblaciones de peces.
Los sedimentos pueden obstruir las agallas de los peces, lo que reduce su resistencia a enfermedades, disminuye los índices de crecimiento y afecta el desarrollo de huevos y larvas. Los depósitos de sedimentos en los ríos pueden alterar el caudal de agua y reducir la profundidad de la misma, lo que dificulta la navegación y el esparcimiento en el agua.
La ebullición no elimina los sedimentos
No, al hervir el agua los sedimentos no desaparecen. La ebullición del agua provoca la concentración de los sedimentos disueltos.
Al cocinar los alimentos, especialmente los caldos, aumenta la concentración de sedimentos. Por lo tanto, es recomendable no utilizar agua de la red que supere los 50 ppm para cocer alimentos.
Materiales de fabricación
Nuestros cartuchos de filtro de hilo enrollado se fabrican con una técnica especializada, utilizando fibras textiles (polipropileno, algodón o fibra de vidrio) enrolladas estrechamente alrededor de un soporte poroso (tubo central de PP o acero inoxidable).
Polipropileno
El material base más común, con excelente resistencia a ácidos y álcalis y estabilidad química. Funciona entre -10 °C y 60 °C y se utiliza ampliamente para la prefiltración en las industrias de tratamiento de agua potable, alimentos y bebidas.
Los cartuchos realizados con materiales generalmente reconocidos como seguros (GRAS) cumplen las regulaciones establecidas por la FDA para su uso en contacto con alimentos evitando el desprendimiento de material filtrante.
Polipropileno relleno de gas
El proceso de espumado físico forma una estructura de red tridimensional de fibras de polipropileno, lo que aumenta la porosidad en comparación con el 30%. Mantiene la estabilidad química a la vez que mejora la capacidad de retención de suciedad, ideal para la filtración profunda de líquidos con alta turbidez.
Acero inoxidable
Utiliza malla tejida de acero inoxidable de grado médico, capaz de soportar temperaturas de 400 °C y compatible con el lavado inverso y la reutilización. Destaca en sistemas de agua de alta pureza para las industrias farmacéutica y electrónica, con una precisión de filtración inicial de 5 micras.
Acero estañado
El recubrimiento galvanizado por inmersión en caliente sobre acero bajo en carbono ofrece de 3 a 5 veces mayor resistencia a la corrosión que el núcleo de acero sin tratar. Gracias a su alta rentabilidad, se utiliza ampliamente para la prefiltración en sistemas industriales de agua de refrigeración circulante.
Fibra de vidrio
Consiste en lana de vidrio ultrafina, enrollada mediante un proceso único, que ofrece una resistencia excepcional a altas temperaturas. Al combinarse con un recubrimiento de resina de silicona, resiste entornos ácidos y alcalinos intensos, lo que la hace indispensable en aplicaciones especializadas como la filtración de líquidos en galvanoplastia.
Algodón
Utiliza algodón de fibra larga de grado médico, desengrasado para garantizar su pureza. El lecho de fibra 3D, compuesto por fibras naturales, presenta una afinidad única con las sustancias oleosas.
Es excelente para filtrar aceite lubricante, aceite hidráulico y fluidos similares, aunque su resistencia al calor está limitada a menos de 80 °C.
Tipos de núcleo
El soporte interior proporciona estabilidad al cartucho y ayuda a mantener la geometría del material filtrante durante el funcionamiento. Puede fabricarse con polipropileno, acero inoxidable, acero estañado u otros materiales seleccionados según el líquido y las condiciones de trabajo.
| Material del núcleo | Características principales | Aplicaciones |
|---|---|---|
| Polipropileno (PP) | Excelente resistencia a ácidos y álcalis; estabilidad química; funcionamiento entre -10 °C y 60 °C | Prefiltración de agua potable, alimentos y bebidas |
| Polipropileno relleno de gas | Estructura tridimensional, mayor porosidad y capacidad de retención de suciedad | Líquidos con alta turbidez |
| Acero inoxidable | Soporta temperaturas de 400 °C; compatible con lavado inverso y reutilización | Agua de alta pureza, industrias farmacéutica y electrónica |
| Acero estañado | De 3 a 5 veces mayor resistencia a la corrosión que el acero sin tratar | Agua de refrigeración circulante |
| Fibra de vidrio | Alta resistencia a temperaturas elevadas y a entornos ácidos y alcalinos intensos | Galvanoplastia y líquidos químicos |
| Algodón | Afinidad con sustancias oleosas; resistencia al calor limitada a menos de 80 °C | Aceites lubricantes, aceites hidráulicos y fluidos similares |
Ventajas de los filtros de hilo bobinado
Alta capacidad de retención de impurezas
La filtración progresiva aprovecha todo el espesor del cartucho y no solo la superficie exterior. De este modo, el elemento puede retener una cantidad considerable de sólidos antes de alcanzar un nivel elevado de saturación.
La alta capacidad de retención de impurezas ayuda a prolongar el tiempo de funcionamiento y reduce la frecuencia de sustitución cuando las condiciones del líquido y del sistema son adecuadas.
Baja pérdida de carga
La gran superficie de contacto favorece una mínima pérdida de carga. Un filtro de 20″ permite tratar mayor caudal que uno de 5″ por tener mayor superficie de filtración.
En líquidos con una carga moderada de partículas, la estructura abierta de las capas exteriores permite mantener un flujo estable mientras las capas interiores realizan la retención de partículas más pequeñas.
Filtración de profundidad
La estructura gradual permite capturar partículas de diferentes tamaños a distintas profundidades. Las partículas grandes quedan retenidas en la parte exterior y las más finas se capturan progresivamente hacia el interior.
Este funcionamiento distribuye la carga de contaminantes dentro del cartucho y evita que toda la suciedad se acumule en una única capa superficial.
Resistencia mecánica
Los filtros de sedimentos de hilo bobinado están fabricados con alma de polipropileno que les confiere una alta resistencia a esfuerzos mecánicos.
Los cartuchos filtrantes de agua de hilo bobinado cuentan con un esqueleto interno de acero inoxidable 304 o 316L, capaz de soportar presiones de ruptura de hasta 1,6 MPa.
El proceso especializado de soldadura por fusión en caliente garantiza la estabilidad estructural de la capa de fibra bajo impactos de alta presión, con una resistencia a la compresión axial superior a 200 kg, lo que permite un funcionamiento estable incluso con frecuentes arranques y paradas.
Compatibilidad química
La selección del material debe adaptarse al líquido filtrado. El polipropileno ofrece buena resistencia química general, mientras que la fibra de vidrio puede utilizarse en condiciones de mayor temperatura o en medios ácidos y alcalinos intensos.
El material y la estructura del cartucho filtrante influyen directamente en el rendimiento, y una selección adecuada puede mejorar significativamente la eficiencia de filtración y la eficacia operativa del sistema.
Sellado
El innovador anillo de sellado moldeado de doble borde permite un sellado bidireccional sin fugas. Con una presión de contacto de 3,8 N/mm² (60% superior a la de las juntas tóricas convencionales), mantiene un rendimiento superior en un amplio rango de temperaturas (de -40 °C a 120 °C), lo que garantiza la estabilidad del sistema en condiciones extremas.
Vida útil
La fibra de polipropileno resistente a la hidrólisis mantiene una resistencia superior a 90% tras 12 meses de funcionamiento continuo. Admite de 3 a 5 regeneraciones de lavado inverso cuando la diferencia de presión se mantiene por debajo de 0,1 MPa.
El ciclo de reemplazo típico dura entre 6 y 12 meses, lo que reduce significativamente la frecuencia de mantenimiento y los costos de reemplazo, lo que resulta en una mayor rentabilidad.
Grados de filtración y tamaño de las micras
Las micras nos indican la medida máxima de impurezas que es capaz de retener. Por ejemplo, un filtro de 50 micras retendrá cualquier impureza más grande de 50 micras y dejará pasar partículas menores de 50 micras.
Los filtros de hilo bobinado pueden fabricarse con grados de filtración de 1 micras hasta 100 micras. Los valores disponibles incluyen 1 μm, 5 μm, 20 μm, 50 μm y 100 μm.
| Grado de filtración | Uso orientativo |
|---|---|
| 50-100 μm | Eliminación de partículas grandes como óxido y arena |
| 5-20 μm | Filtración fina y protección de equipos de precisión |
| 1-5 μm | Procesos como agua purificada de grado electrónico y biofarmacéuticos |
Un filtro de sedimentos de 5 micras retendrá más impurezas que uno de 100 micras, pero se colmatará (taponará) antes.
Si el agua de entrada tiene muchas partículas en suspensión, será conveniente colocar primero un filtro de 20 micras para retener las partículas más grandes, y después un filtro de 1 micra que retenga las más pequeñas.
Dimensiones habituales
Los filtros de sedimentos de hilo bobinado están disponibles en longitudes de 5″, 10″ o 20″ y tienen un diámetro habitual de 2,5″ (6,6 cm). La diferencia entre ellos es la longitud del filtro y la capacidad de filtración que se mide en micras.
Los cartuchos de la serie PLX tienen un diámetro exterior de 63 mm, un diámetro interior de 28 mm/30 mm y longitudes de 5″, 10″, 20″, 30″, 40″, 60″ y 70″.
Los cartuchos de la serie PLX-B tienen un diámetro exterior de 114 mm y longitudes de 10″ y 20″. Estos filtros de cartucho de hilo enrollado o bobinado tienen una estructura porosa, diseñada inteligentemente con una capa externa más abierta y una interna más compacta.
| Formato | Diámetro exterior | Longitudes indicadas | Diámetro interior |
|---|---|---|---|
| Serie PLX | 63 mm | 5″, 10″, 20″, 30″, 40″, 60″ y 70″ | 28 mm/30 mm |
| Serie PLX-B | 114 mm | 10″ y 20″ | No indicado |
| Cartucho estándar de sedimentos | 2,5″ (6,6 cm) | 5″, 10″ o 20″ | No indicado |
Cómo elegir un filtro de hilo bobinado
La selección de un cartucho de filtro bobinado de alambre adecuado requiere una evaluación exhaustiva de las propiedades del medio, las condiciones de funcionamiento y los requisitos del sistema, siendo la precisión de filtración, el caudal y la resistencia a la presión los parámetros más críticos.
1. Determinar el grado de filtración
Para una filtración inicial o la eliminación de partículas grandes, se utilizan grados de 50-100 μm. Para proteger equipos de precisión se emplean normalmente valores de 5-20 μm, mientras que los procesos con exigencias elevadas pueden requerir grados de 1-5 μm.
La selección de las micras debe relacionarse con la calidad del líquido de entrada y con el nivel de calidad que se quiere obtener. Un grado demasiado fino puede aumentar la frecuencia de saturación cuando el líquido contiene muchos sedimentos.
2. Calcular el caudal
Es importante tener en cuenta el caudal que se necesita filtrar y el nivel de calidad del agua de entrada y el que se quiere obtener. Con estos datos se determina el tamaño del filtro y las micras.
Un filtro de 20″ permite tratar mayor caudal que uno de 5″ por tener mayor superficie de filtración. Para caudales más elevados, también puede ser necesario utilizar varios cartuchos en paralelo.
3. Revisar la turbidez
Para líquidos con alta turbidez (>100 NTU), opte por diseños de canal de flujo amplio para reducir la caída de presión y prolongar la vida útil.
Cuando la carga de partículas es alta, puede ser conveniente utilizar una etapa de filtración gruesa antes de instalar un cartucho de menor grado de filtración.
4. Comprobar la temperatura
Las condiciones de funcionamiento también influyen en la selección del cartucho filtrante. Los cartuchos estándar de PP son compatibles con temperaturas de -10 °C a 60 °C, mientras que los de PP reforzado son compatibles con temperaturas de -20 °C a 80 °C.
Los cartuchos de acero inoxidable soportan temperaturas extremas (de -196 °C a 400 °C), ideales para la filtración de líquidos especiales o de alta temperatura.
En la serie PLX-B, la temperatura máxima de funcionamiento indicada para el polipropileno es de 60℃.
5. Verificar la presión y la conexión
Además, verifique la longitud del cartucho y la compatibilidad de la interfaz con los niveles de presión del sistema para garantizar una instalación correcta y un funcionamiento estable.
El cartucho debe quedar correctamente asentado en la carcasa para evitar derivaciones del líquido sin filtrar, fugas o daños en el elemento durante los cambios de presión.
Aplicaciones principales
Los filtros de agua de hilo bobinado son vitales en muchos campos debido a su estructura de gradiente profundo, alta retención de suciedad y rentabilidad.
- Tratamiento de aguas limpias, residuales, de riego y de proceso.
- Filtración de baños electrolíticos.
- Productos químicos y petroquímicos.
- Aceites.
- Industria cosmética.
- Empresas alimentarias y farmacéuticas.
Tratamiento de agua municipal e industrial
Los filtros de hilo bobinado permiten eliminar partículas de tuberías, como limo y óxido, proteger las membranas UF/RO y prolongar la vida útil del sistema. También se utilizan en el pretratamiento del agua de alimentación de calderas y del agua de refrigeración.
Instalado en la entrada de agua del hogar, el filtro ayuda a proteger los electrodomésticos y la maquinaria que trabaje con agua. Estos filtros son capaces de conseguir una filtración aproximada del 95% de sedimentos.
Alimentos y bebidas
Los filtros de hilo bobinado se emplean en la clarificación de jarabes, jugos, aceites y vinos para mejorar la claridad, la estabilidad y la calidad.
Los cartuchos realizados con materiales generalmente reconocidos como seguros (GRAS) cumplen las regulaciones establecidas por la FDA para su uso en contacto con alimentos evitando el desprendimiento de material filtrante.
Industria química y petroquímica
Los filtros de hilo bobinado pueden utilizarse para filtrar fluidos corrosivos, como soluciones de enchapado, ácidos y álcalis. En estas condiciones se prefieren materiales de fibra de vidrio o PP reforzado.
La fibra de vidrio con recubrimiento de resina de silicona resiste entornos ácidos y alcalinos intensos, lo que la hace adecuada para aplicaciones especializadas como la filtración de líquidos en galvanoplastia.
Recuperación y tratamiento de solventes
Los cartuchos pueden combinarse con carbón activado y PP para purificar ésteres, cetonas y otros solventes, eliminando compuestos orgánicos para una mayor pureza.
Industria farmacéutica
En la purificación farmacéutica, los filtros de hilo bobinado se utilizan para cumplir estrictos estándares de partículas en productos intermedios, agua de proceso y prefiltración de medicamentos líquidos.
Aceites y fluidos industriales
El hilo de algodón es ideal para la filtración de aceite debido a la afinidad del lecho de fibra 3D con las sustancias oleosas. Puede emplearse para aceite lubricante, aceite hidráulico y fluidos similares.
Comparación con otros cartuchos filtrantes
Al elegir entre cartuchos filtrantes de hilo bobinado y plisados, es fundamental considerar la precisión de la filtración, la máxima resistencia a la presión y las aplicaciones ideales.
| Tipo de cartucho | Rango de precisión | Máxima resistencia a la presión | Escenario de aplicación óptimo |
|---|---|---|---|
| Cartucho de filtro enrollado en cuerda | 1-100 μm | 0,6 MPa | Pretratamiento industrial |
| Cartucho de filtro hilado | 5-50 μm | 0,4 MPa | Protección de electrodomésticos |
| Cartucho de filtro plisado | 0,1-100 μm | 0,3 MPa | Terminal farmacéutica/de agua de alta pureza |
| Cartucho de filtro de carbón activado | N / A | 0,2 MPa | Eliminación de olores/materia orgánica |
| Cartucho de filtro meltblown | 1-50 μm | 0,3 MPa | Filtración de líquidos de caudal pequeño y mediano |
| Cartucho de filtro de polipropileno | 0,1-100 μm | 0,6 MPa | Sistema de filtración universal multietapa |
El cartucho de hilo bobinado destaca especialmente en el pretratamiento industrial y en la retención de sedimentos con una distribución amplia de tamaños de partícula. Los cartuchos plisados pueden ser adecuados cuando se requiere una precisión más fina, mientras que los cartuchos de carbón activado se destinan a la eliminación de olores y materia orgánica.
Instalación como prefiltro
Este filtro puede emplearse para su instalación como elemento de filtración final o inicial dentro de un circuito de agua o como complemento en la etapa de filtración de agua.
También es adecuado como prefiltro en sistemas de ósmosis inversa y otras aplicaciones de purificación de agua. Su función consiste en retener partículas sólidas antes de que el agua alcance membranas, bombas, boquillas, válvulas y otros componentes sensibles.
Favorece mucho la vida útil de todos los componentes del sistema evitando trazas de sedimentos en boquillas, tramos de tuberías, componentes internos de los equipos de presión, etc.
Mantenimiento y sustitución
Este tipo de filtros, dado su funcionamiento similar a un colador, se van saturando en función de la calidad de agua de cada zona. Así que se puede ver cuando es necesario cambiarlo, ya sea porque baja la presión del agua, o porque ha transcurrido su vida útil del medio filtrante se requiere periódicamente cambiarlo.
Para que el poder de filtración no se vea afectado se recomienda reemplazar lo que ocurra antes: a las 8.000 horas de funcionamiento, al cabo de un año, o cuando se produzca una pérdida de presión superior a 1,2 bar.
Para conseguir un correcto funcionamiento del filtro y una capacidad de filtración óptima, se recomienda su reemplazo transcurridos 6 meses de uso. También se aconseja la sustitución cuando presente un aspecto degradado, como color oscuro del filtro o restos desprendidos del hilo bobinado, y sustituir al comienzo de cada temporada.
Procedimiento de cambio
- Cerrar la llave de paso.
- Comprobar que el bypass esté cerrado.
- Abrir la carcasa, a veces requiere una llave.
- Limpiar la carcasa.
- Reemplazar el filtro.
- Comprobar que la junta tórica está en buen estado.
- Reemplazarla si es necesario.
- Cerrar la carcasa.
- Abrir la llave de paso.
La frecuencia real de sustitución depende de la carga de sedimentos, el caudal, el grado de filtración, las horas de funcionamiento y la pérdida de presión observada en el sistema.
Características técnicas habituales
- 100% polipropileno en los modelos fabricados con este material.
- Gran superficie de contacto.
- Mínima pérdida de carga.
- Alta capacidad de retención.
- Alta calidad, rendimiento y eficiencia.
- Alma de polipropileno que confiere gran resistencia a esfuerzos.
- Grado de filtración de 1 micras hasta 100 micras.
- Medidas de longitud de 5″, 10″ o 20″.
- Gran compatibilidad química.
- Apto para uso alimentario.
- Cartuchos desechables.
Un filtro de hilo bobinado de 10″ puede tener una altura de 10″ pulgadas (25.4 cm), un caudal de 1.7 m3/hora en la versión de 20 micras y de 1.9 m3/hora en la versión de 50 micras.
Los filtros de sedimentos de hilo bobinado de 10″ x 2.7″ están diseñados para eliminar partículas sólidas en sistemas de tratamiento de agua. Su diseño permite una filtración efectiva de arena, óxido, sedimentos y otros contaminantes, proporcionando agua más limpia y protegida.
Configuraciones y referencias de sustitución
| Referencia | Descripción | Formato |
|---|---|---|
| FH1005 | Recambio filtro bobinado de 1 micras | Portafiltros 10″ |
| FH1006 | Recambio filtro bobinado de 1 micra | Portafiltros 20″ |
| FH1001 | Recambio filtro bobinado de 5 micras | Portafiltros 10″ |
| FH1002 | Recambio filtro bobinado de 5 micras | Portafiltros 20″ |
| FH1008 | Recambio filtro bobinado de 20 micras | Portafiltros 10″ |
| FH1003 | Recambio filtro bobinado de 50 micras | Portafiltros 10″ |
| FH1004 | Recambio filtro bobinado de 50 micras | Portafiltros 20″ |
| FH1009 | Recambio filtro bobinado de 100 micras | Portafiltros 10″ |
| FH1010 | Recambio filtro bobinado de 100 micras | Portafiltros 20″ |
La compatibilidad debe comprobarse mediante la longitud, el diámetro, el diámetro interior, el tipo de conexión y el grado de filtración. También es necesario confirmar que la carcasa y el cartucho pueden trabajar con la presión y la temperatura del sistema.
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