Un filtro desarenador de agua es un sistema de filtración que elimina arena, sedimentos, sólidos en suspensión, turbidez y otras partículas mediante un medio filtrante granular, normalmente arena de cuarzo, arena de sílex, grava, vidrio filtrante o antracita. Su funcionamiento se basa principalmente en la filtración en profundidad: el agua atraviesa el lecho filtrante y las partículas quedan retenidas tanto entre los granos como sobre su superficie.
Estos equipos se utilizan en el tratamiento de agua potable, aguas industriales, aguas residuales, agua de piscinas, sistemas de refrigeración, acuarios, estanques y fuentes ornamentales. Para que funcionen correctamente deben dimensionarse según el caudal y la calidad del agua, instalarse con una bomba, tuberías, drenaje y válvulas adecuadas, y limpiarse periódicamente mediante lavado a contracorriente.
Qué es un filtro desarenador de agua
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. En este contexto, términos como filtración y filtrado se utilizan como sinónimos.
Un filtro de arena está compuesto por un recipiente lleno de arena y de otros granos muy finos de carbón y vidrio, que actúa como medio filtrante de fluidos. El agua entra en el filtro y pasa a través de la capa de arena, donde las partículas en suspensión quedan atrapadas.
El filtro desarenador está diseñado especialmente para separar partículas minerales y sólidos suspendidos, como arena, arcilla, tierra, óxido, hojas, insectos, algas, polvo y materia orgánica. Mientras tanto, el agua limpia sale por el otro lado del filtro y vuelve al circuito de tratamiento de agua y al final vuelve a la fuente a la que se conecta el sistema de filtración.
Principio de funcionamiento
Durante el funcionamiento, el agua bruta se distribuye uniformemente por la superficie del material filtrante y fluye a través de las distintas capas del filtro. Las partículas grandes quedan retenidas en la superficie del filtro.
Las partículas más finas penetran más profundamente en el medio filtrante y son retenidas allí por interacciones mecánicas y físicas. La filtración en profundidad en los filtros de arena garantiza un alto rendimiento de limpieza con una pérdida de presión mínima.
Cuando el agua ingresa al filtro de arena, fluye hacia abajo a través del lecho de arena. Al hacerlo, partículas más grandes, como escombros, suciedad y materia orgánica, quedan atrapadas en los espacios entre los granos de arena.
Esta barrera física impide que estas impurezas pasen a la salida. El agua filtrada atraviesa las capas inferiores, llega al sistema de drenaje y abandona el tanque por la tubería de salida.
Filtración mecánica y adsorción física
El proceso se lleva a cabo en el medio filtrante donde quedan adsorbidas las partículas sólidas y está determinado por dos principios físicos básicos. En primer lugar, las partículas suspendidas relativamente grandes se atascan entre los granos de arena cuando pasan por el medio filtrante, es decir, esfuerzo mecánico.
En segundo lugar, las partículas más pequeñas se adhieren a la superficie de los granos de arena causados por el efecto de las fuerzas de van der Waals, o sea, adsorción física. Se puede agregar un coadyuvante químico de filtración (es decir, coagulante o floculante) para estimular que las partículas más pequeñas se unan entre sí, lo que hace posible que se filtren con mayor eficacia.
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.
Componentes principales
Tanque o cámara de filtrado
El componente principal de un filtro de arena es el tanque, que generalmente está hecho de fibra de vidrio o metal y contiene un lecho de arena especialmente clasificada. El tanque también contiene varios puertos y válvulas que controlan el flujo de agua a través del filtro.
Los filtros de arena suelen constar de un contenedor fabricado con acero, hormigón, plástico reforzado con fibra de vidrio (PRFV) o plástico (PE, PVC). El contenedor es resistente a la presión y a la corrosión, lo que lo hace especialmente duradero.
La cámara del filtrado puede construirse como un tanque abierto, llamado filtro rápido por gravedad, o uno cerrado, denominado filtro a presión. La cámara de filtrado generalmente está hecha de hormigón armado y está llena de arena y grava que en conjunto tienen una altura aproximada de entre 1.5 - 2 metros.
Medio filtrante
El corazón de un filtro de arena es el propio medio filtrante, que suele estar compuesto de arena especialmente clasificada. El tamaño y tipo de arena utilizada puede variar según la aplicación específica.
La arena de cuarzo es el componente principal que retiene mecánicamente las partículas. Por lo general, la arena es el material más empleado como medio filtrante.
La arena es un agente que se encuentra en la naturaleza, con gran capacidad de filtración para el agua. Es sin duda la más utilizada para la depuración del agua de piscinas, tanto residenciales, públicas como olímpicas.
Consistentes en un tanque rellenado con arena con una granulometría de 0,8 a 1,2 mm. El tamaño efectivo de la arena de la capa filtrante oscila entre 0.5 y 1.5 mm de diámetro.
Grava de soporte
La grava forma una capa de soporte bajo la arena para la distribución uniforme del agua y la protección de las boquillas del filtro. Su función es servir de lecho donde reposa la arena, así como permitir que el agua filtrada fluya hacia el drenaje.
El tamaño de la grava de la base puede oscilar entre 35 y 130 mm, dispuesta en capas de menor a mayor grosor. La grava también ayuda a evitar que la arena llegue al sistema de drenaje durante el funcionamiento o el retrolavado.
Antracita, vidrio y otros materiales
La antracita es opcional en filtros multicapa para mejorar la filtración de partículas finas. Existen diferentes agentes filtrantes para cargar los filtros de arena para piscinas; Arena de sílex, vidrio activo filtrante o Hidroantracita.
Todos ellos capacitados para ofrecer una filtración excelente del agua de su piscina. El más usado es la arena de sílex.
Aunque los fabricantes de accesorios de piscinas han innovado otros sistemas como el vidrio activo filtrante o la Hidroantracita. Ofrecen mayor rendimiento y en el caso del vidrio es totalmente reciclado y reutilizado para esta función.
Boquillas, colectores y sistema de drenaje
Las boquillas filtrantes se instalan en la parte inferior del filtro para retener el material filtrante y garantizar el flujo de agua. En la parte inferior del filtro se encuentran unos colectores que absorben el agua libre de suciedad y retornan a la piscina.
El agua cruda es alimentada al tanque por la parte superior del filtro y se va filtrando (descendiendo) a través del lecho filtrante de arena hasta que llega al fondo de la cámara donde un sistema de tubos perforados en el fondo drena el agua filtrada.
Bomba de circulación
Para re-circular el agua en el circuito cerrado del sistema de filtración, el depósito de arena se complementa con una bomba autoaspirante con diferentes poténcias de trabajo, en relación a la capacidad del volumen de filtración.
Estas bombas consisten en motores eléctricos (monofásicos o trifásicos) que hacen girar una turbina en el interior del sistema hidráulico que impulsa el agua con la suficiente presión para realizar el ciclo completo de limpieza.
Válvula selectora o multipuerto
Otro componente importante es la válvula multipuerto o válvula de retrolavado. Esta válvula permite diferentes funciones como filtración, retrolavado, enjuague y más.
La válvula selectora de un filtro de arena es una llave de paso que hace la función de “bypass” y permite realizar diferentes funciones de depuración del agua de piscina, limpieza y mantenimiento del tanque.
Los filtros de arena se equipan con válvulas selectoras de hasta 6 vías que le permiten seleccionar en cada momento el programa que desea hacer, permitiendo depurar el agua de piscina o mantener el depósito en perfecto estado mediante el lavado y enjuague del mismo.
| Posición de la válvula | Función |
|---|---|
| Filtrado | Hace circular el agua a través del material filtrante para eliminar la suciedad. |
| Lavado o contralavado | Invierte la circulación del agua para limpiar el filtro de arena. |
| Enjuague | Limpia y nivela la arena después del lavado. |
| Desagüe | Permite vaciar el agua o ajustar su nivel. |
| Recirculación | Hace circular el agua sin pasar por el filtro. |
| Cerrado | Interrumpe la circulación del agua. |
Tipos de filtros desarenadores de agua
Filtros rápidos de arena por gravedad
La filtración rápida de arena es un método completamente físico de depuración de agua potable en el que se consigue una eliminación rápida y eficiente de partículas suspendidas relativamente grandes.
La cámara de filtrado es un tanque abierto y el agua atraviesa el lecho filtrante impulsada por la gravedad y por la altura de agua situada sobre la arena. Para forzar a que el agua se mueva a través del medio filtrante siempre debe mantenerse a un nivel de entre 1.5 a 2 metros de altura de agua sobre la arena.
Filtros de arena a presión
Un filtro a presión es un recipiente cerrado que funciona dentro de un circuito presurizado. El agua entra en el tanque mediante una bomba, atraviesa el lecho filtrante y sale hacia la instalación sin que sea necesario mantener una superficie de agua abierta.
Los filtros a presión suelen utilizarse cuando el sistema necesita una instalación compacta, una integración sencilla en tuberías cerradas o una presión de servicio constante. El tanque puede fabricarse con fibra de vidrio, metal, acero, PRFV, PE o PVC, según las condiciones de operación.
Filtros monocapa
Los filtros monocapa utilizan principalmente arena de cuarzo, arena de sílex o vidrio filtrante como medio de retención. Son adecuados cuando la carga de sólidos y el nivel de calidad requerido pueden tratarse con un único material filtrante.
La arena actúa como medio filtrante, atrapando y reteniendo partículas a medida que el agua pasa a través de ella. Este diseño es sencillo, robusto y fácil de mantener.
Filtros multicapa
Los filtros multicapa combinan materiales con diferentes densidades y granulometrías, como antracita, arena y grava. La antracita, situada normalmente en la parte superior, puede mejorar la retención de partículas finas y distribuir mejor la carga de sólidos.
¡El filtro también puede equiparse con varios materiales filtrantes! La combinación de materiales permite aprovechar distintas zonas del lecho y prolongar el periodo de funcionamiento entre lavados.
Filtros laminados y soplados
El filtro de arena laminado está fabricado con materiales resistentes, como el poliéster reforzado con fibra de vidrio. Es un filtro muy duradero y resistente a la corrosión.
Los filtros de arena soplados son hechos de plástico mediante un proceso llamado soplado. Es más económico que los filtros laminados, pero también menos resistente.
Filtros de arena industriales
Los filtros de arena son un elemento central en el tratamiento mecánico del agua y las aguas residuales. Eliminan los sólidos en suspensión, la turbidez y las partículas del agua y funcionan según el principio de filtración en profundidad.
Esta tecnología se utiliza ampliamente en el tratamiento de aguas industriales, potables y residuales. Los filtros industriales pueden instalarse como unidades independientes o como parte de una línea con coagulación, floculación, sedimentación, desinfección y otros procesos.
Filtros de cartucho y otros filtros superficiales
El filtro de cartucho utiliza cartuchos, en lugar de arena, como medio filtrante. Este tipo de filtro es más fácil de mantener que los filtros de arena, pero también menos eficaz para retener partículas pequeñas.
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.
Ejemplos: Filtros de membrana, cartuchos filtrantes, microtamices, filtros de tela.
Instalación de un filtro desarenador
Elementos necesarios para la instalación
Para mantener el agua limpia, es necesario la instalación de un circuito cerrado por donde se canaliza y circula el agua absorbida. En primer lugar por los skimmers, desagües o limpiafondos hidráulicos y retornada a la piscina por las boquillas de impulsión.
Todo este sistema se gobierna desde un local técnico donde se instala el sistema de depuración del agua (filtro, bomba). Así como otros mecanismos de control o desinfección, que le permiten obtener la mejor calidad de agua para su piscina.
- Tanque filtrante resistente a la presión y a la corrosión.
- Lecho de arena, vidrio filtrante, antracita o una combinación de materiales.
- Capa de grava de soporte.
- Colectores y boquillas inferiores.
- Bomba de circulación.
- Válvula selectora o válvula multipuerto.
- Tubería de entrada, salida, lavado y desagüe.
- Manómetro para controlar la presión.
- Línea de evacuación para el agua de retrolavado.
Ubicación del equipo
El filtro debe instalarse en un local técnico o en una zona protegida, accesible para las inspecciones, el cambio del medio filtrante y las operaciones de lavado. La instalación debe permitir conectar correctamente la aspiración, la impulsión, el desagüe y las conducciones de retorno.
La construcción de un filtro rápido de arena requiere la supervisión de un ingeniero competente y trabajadores calificados. Implica la construcción de fundamentos y muros de concreto reforzado y muchas instalaciones técnicas.
Sólo una realización muy precisa garantiza un funcionamiento del tratamiento del agua. En instalaciones industriales o de agua potable, el diseño debe adaptarse a la calidad del agua bruta, al caudal, a la presión disponible y al nivel de calidad que se quiere obtener.
Conexión hidráulica
El agua a ser filtrada ingresa al filtro a través de una entrada o tubería principal. Dentro del filtro, hay una capa de arena colocada en el tanque de filtración.
La arena se selecciona con un tamaño de grano adecuado para retener las partículas y permitir el flujo del agua. El agua filtrada sale del filtro a través de una salida o tubería secundaria, lista para ser utilizada en el siguiente paso del proceso.
La bomba debe conectarse de forma que impulse el agua hacia la entrada superior del filtro durante la filtración. La salida inferior debe conducir el agua filtrada hacia el circuito de consumo, almacenamiento, piscina o tratamiento posterior.
Dimensionamiento básico
Para conocer que filtro necesita su piscina es necesario saber que volumen de agua dispone; Ej. capacidad de filtración de 10 m3/h x 4 horas = piscina de 40 m3.
La velocidad de filtración depende del tipo de instalación, del material filtrante, de la calidad del agua y del nivel de limpieza requerido. La filtración rápida de arena puede alcanzar una velocidad de filtración de 4 000 - 12 000 litros por hora por metro cuadrado de superficie.
El caudal de la bomba, el diámetro del tanque, la superficie filtrante y la capacidad de la tubería deben ser compatibles entre sí. Un caudal excesivo puede arrastrar partículas a través del lecho o provocar una pérdida de carga elevada.
Secuencia general de puesta en marcha
- Comprobar que el tanque contiene correctamente el material filtrante y que las boquillas están protegidas por la grava.
- Verificar que las tuberías de entrada, salida, desagüe y lavado están conectadas.
- Confirmar que la válvula selectora se encuentra en la posición adecuada.
- Abrir las válvulas necesarias del circuito.
- Poner en funcionamiento la bomba.
- Comprobar que no existen fugas, ruidos anormales ni pérdidas de material filtrante.
- Controlar la presión inicial del sistema.
- Enviar el agua filtrada al circuito correspondiente.
El correcto funcionamiento de este sistema requiere periodos de 4 horas diarias seguidas de circulación y depuración del agua. Este ciclo debe tener una duración general de 4 horas y puede variar según el modelo de filtro.
Cómo se realiza la filtración
El agua sucia absorbida por los skimmers, desagües o limpiafondos se introduce en la parte superior del tanque de arena. En el interior del filtro, el lecho de arena actúa como agente natural de filtración de agua y retiene toda la suciedad.
A medida que el agua fluye a través de la capa de arena, las partículas y los contaminantes suspendidos en el agua chocan con los granos de arena y quedan atrapados en los espacios intersticiales entre ellos.
La arena actúa como un medio filtrante, retiene las partículas y permite que el agua más limpia pase a través. Los colectores instalados en la parte inferior recogen el agua y evitan que el material filtrante abandone el tanque.
Lavado a contracorriente o retrolavado
Tras un cierto tiempo de funcionamiento, el filtro se lava a contracorriente con agua purificada o una mezcla de aire y agua. Las impurezas se eliminan del lecho filtrante.
El lavado a contracorriente permite limpiar el material filtrante haciendo pasar el agua a través del filtro en sentido contrario. La vida útil del filtro se prolonga sin merma de la eficacia de filtración.
A medida que sigue el proceso, se van acumulando más y más partículas en el medio filtrante. Esto causa un incremento en la obstrucción de los filtros y, con ello, una disminución del rendimiento.
El rendimiento inicial del filtrado se puede volver a recuperar tras una limpieza del lecho filtrante. Esto, generalmente, se lleva a cabo mediante un lavado a contracorriente o retrolavado.
Es decir, el flujo de agua es invertido haciendo que el agua tratada fluya hacia atrás a través del filtro. La arena se vuelve a suspender y la materia sólida se separa en el agua superficial.
Con frecuencia, se inyecta aire para favorecer el proceso de limpieza en el retrolavado. Tan pronto como la mayoría de las partículas acumuladas en el filtro se eliminan por lavado y el agua que fluye hacia atrás queda clara, el filtro se puede volver a poner en funcionamiento.
Cuándo realizar el retrolavado
El retrolavado debe realizarse cuando el manómetro de su piscina o sistema de filtración de agua indique un aumento de presión de aproximadamente 8 a 10 libras por pulgada cuadrada (psi) por encima del nivel operativo normal.
Este aumento de presión indica que el lecho de arena se ha obstruido con escombros y es necesario limpiarlo. El período entre retrolavados depende de la calidad del agua de alimentación y, normalmente, se encuentra entre 24 y 72 horas de funcionamiento del filtro.
La frecuencia del retrolavado depende de factores como el tamaño del filtro, el caudal y la cantidad de residuos en el agua.
Procedimiento paso a paso
- Apagar la bomba: Antes de iniciar el proceso de retrolavado, es importante apagar la bomba para evitar daños o accidentes.
- Seleccionar el enjuague: Comience configurando su válvula multipuerto o válvula push-pull en la “Enjuagar” posición.
- Activar la bomba: Encienda la bomba y déjela funcionar durante unos 30 segundos o hasta que se vea agua clara en la mirilla o en la línea de drenaje.
- Seleccionar el retrolavado: Después de enjuagar, coloque la válvula en la posición “Resaca” posición.
- Limpiar el lecho: Encienda la bomba y déjela funcionar durante aproximadamente 2 a 3 minutos o hasta que el agua en la mirilla parezca clara.
- Enjuagar nuevamente: Una vez que se complete el retrolavado, cambie la válvula nuevamente a “Enjuagar” modo y ejecútelo durante otros 30 segundos para eliminar cualquier residuo restante del sistema.
- Volver al funcionamiento normal: Finalmente, vuelva a colocar la válvula en su posición original (generalmente “Filtrar”) y encienda la bomba.
El proceso completo puede tomar unos 15 minutos aproximadamente. La limpieza requiere una interrupción del proceso de purificación de un período de 5 a 10 minutos por lecho filtrante.
El retrolavado genera cantidades relativamente grandes de lodo y requieren de algún tipo de tratamiento antes de su descarga al medio ambiente. Tanto el agua para el lavado a contracorriente como el lodo necesitan de tratamiento.
Mantenimiento del filtro desarenador
El mantenimiento regular es esencial para garantizar el rendimiento óptimo y la longevidad de los filtros de arena. Lavar periódicamente su filtro de arena es crucial para mantener su eficiencia y prolongar su vida útil.
Inspecciones periódicas
Realice inspecciones de rutina de su filtro de arena para identificar cualquier problema potencial. Verifique si hay fugas, conexiones sueltas o piezas dañadas.
Abordar estos problemas con prontitud puede evitar daños mayores y garantizar una filtración eficiente. Los componentes dañados pueden provocar una reducción de la eficiencia o incluso una falla total de su sistema de filtro de arena.
Limpieza del medio filtrante
Con el tiempo, los desechos y contaminantes pueden acumularse en el medio filtrante, reduciendo su eficacia. Es importante limpiar la arena periódicamente para mantener una filtración adecuada.
Es posible que el retrolavado por sí solo no elimine todos los residuos, por lo que se recomienda una limpieza profunda periódica. La arena debe revisarse para detectar compactación, contaminación persistente, pérdida de granulometría o presencia de canales preferenciales.
Control de la presión
La mayoría de los filtros de arena están equipados con manómetros que indican cuándo es el momento de retrolavar. Esté atento a estos medidores y realice un retrolavado cuando la presión supere el nivel recomendado.
Esto garantiza un caudal óptimo y una filtración eficiente. La presión del filtro debe mantenerse estable durante el funcionamiento normal y no aumentar progresivamente sin que se realice una limpieza.
Revisión del material filtrante
La vida útil de la arena depende el nivel de suciedad de cada piscina, generalmente debe cambiarse cada 2 o 3 temporadas. Es posible que sea necesario reacondicionarlo periódicamente, a intervalos poco frecuentes, para garantizar un funcionamiento eficiente.
El cambio o la reposición del material filtrante debe realizarse cuando el lecho haya perdido sus propiedades, cuando la limpieza ya no recupere el caudal o cuando se observe arrastre de arena hacia la salida.
Control de la química del agua
La química adecuada del agua es esencial para una filtración eficaz y para prevenir problemas como el crecimiento de algas o la formación de incrustaciones en el sistema de filtrado.
Pruebe y equilibre periódicamente el agua de su piscina o spa para evitar cualquier desequilibrio que pueda afectar el rendimiento de su filtro de arena.
Prevención de daños químicos
Algunos productos químicos utilizados en piscinas o spas pueden ser corrosivos y dañar los componentes internos de un filtro de arena con el tiempo.
Siga las recomendaciones del fabricante con respecto al uso de productos químicos y siempre agregue productos químicos lejos del skimmer para evitar el contacto directo con el filtro.
Problemas frecuentes y soluciones
Agua turbia después del retrolavado
Si el agua permanece turbia incluso después del contralavado, podría indicar un problema con el lecho de arena o un lateral roto en su filtro. En tales casos, se recomienda consultar a un profesional para una mayor inspección y reparación.
También es necesario comprobar que la válvula selectora se ha colocado correctamente en la posición de filtrado y que el tiempo de enjuague ha sido suficiente para eliminar las partículas sueltas del lecho.
Caída excesiva de presión durante el retrolavado
Si nota una caída significativa de presión durante el contralavado, podría deberse a una tubería o válvula obstruida o dañada. Verifique si hay obstrucciones o fugas en su sistema y solucionelos en consecuencia.
Presión elevada durante la filtración
Una presión elevada suele indicar acumulación de sólidos, obstrucción del medio filtrante, una válvula parcialmente cerrada o una tubería con restricciones. El primer procedimiento de mantenimiento consiste en revisar el manómetro y realizar un retrolavado.
Si la presión continúa aumentando después del lavado, es necesario inspeccionar el lecho de arena, los colectores, las válvulas y las tuberías.
Arrastre de arena hacia la instalación
La presencia de arena en el agua filtrada puede relacionarse con boquillas o colectores dañados, una granulometría incorrecta, una velocidad de flujo excesiva o un llenado inadecuado del tanque.
La grava cumple una función de soporte bajo la arena y ayuda a proteger las boquillas del filtro. Por ello, la distribución correcta de las capas es esencial para evitar el arrastre del material filtrante.
Caudal insuficiente
Un caudal reducido puede deberse a una bomba obstruida, aire en la aspiración, tuberías sucias, válvulas cerradas, un lecho filtrante compactado o un retrolavado incompleto.
La presión y el caudal deben evaluarse conjuntamente, porque una presión alta suele indicar obstrucción, mientras que una presión baja puede indicar una fuga, una entrada de aire o un problema de bombeo.
Aplicaciones del filtro desarenador
Tratamiento de agua potable
Los filtros de arena se utilizan para la eliminación de sedimentos, hierro, manganeso y sustancias orgánicas. La filtración rápida de arena es un método altamente eficaz para eliminar la turbidez si se aplica correctamente.
Cuando estos filtros operan de forma efectiva reducen la turbidez a menos de 1 NTU y, a menudo, menos de 0.1 NTU. Igualmente, los sólidos formados durante el pretratamiento, es decir, cuando se usa la coagulación-floculación, se filtran.
Para la provisión de agua potable, estos filtros requieren de un pretratamiento adecuado (generalmente coagulación-floculación) y un post-tratamiento (generalmente desinfección con cloro).
Sin embargo, estos filtros por sí solos no brindan agua potable, por lo que es necesario, por una parte, realizar un pretratamiento adecuado que, generalmente, es la coagulación y la floculación y, por otra, un tratamiento posterior que es la desinfección con cloro.
Tratamiento de aguas industriales
En sectores como la alimentación, las bebidas y la industria química, el agua se purifica antes de su uso para eliminar las impurezas del proceso de producción.
Los filtros de arena son muy eficaces para retener partículas muy pequeñas, como algas, polvo y suciedad, razón por la cual son muy utilizados en industria y en viviendas para una mayor inocuidad del agua.
Tratamiento de aguas residuales
Los filtros de arena se utilizan para el tratamiento previo y posterior de las aguas residuales con el fin de reducir los sólidos en suspensión y las impurezas orgánicas.
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.
Sistemas de refrigeración
Los filtros de arena protegen sistemas como intercambiadores de calor contra la contaminación para minimizar la corrosión y las incrustaciones.
Piscinas
La tecnología de filtros de arena se utiliza ampliamente para la depuración del agua de piscinas, tanto residenciales, públicas como olímpicas. Estos sistemas garantizan la calidad del agua mediante la eliminación continua de sólidos en suspensión.
La gran variedad de filtros de arena que existen se utiliza tanto en fuentes ornamentales como en piscinas, para el tratamiento de agua potable, para aguas residuales y para estanques y acuarios.
Fuentes, estanques y acuarios
Los filtros de arena tienen varias características que los hacen muy populares para su instalación en fuentes lúdicas y ornamentales.
- Son muy eficaces para retener partículas pequeñas.
- Son fáciles de usar y mantener.
- Tienen una larga vida útil.
- Tienen una válvula de control.
- Son económicos cuando lo comparas con otros tipos de filtros.
- Retiene las partículas contaminantes y elimina los sedimentos.
- Regula el flujo de agua.
Ventajas y limitaciones
Ventajas
- Alta eficacia de filtración: elimina partículas de hasta micrómetros.
- Larga vida útil: la filtración en profundidad distribuye la carga de suciedad por todo el lecho filtrante.
- Bajos requisitos de mantenimiento: los sistemas de retrolavado automatizados reducen los costes de mano de obra.
- Versatilidad: adecuado para diferentes calidades de agua y aplicaciones.
- Eficiencia energética: bajas pérdidas de presión en comparación con otros métodos de filtración.
- Capacidad para tratar diferentes tamaños de partículas: la naturaleza graduada del lecho de arena garantiza que las partículas más grandes queden atrapadas cerca de la superficie, mientras que las partículas más pequeñas penetran más profundamente en el lecho antes de ser capturadas.
- Durabilidad: con el cuidado y mantenimiento adecuados, pueden durar muchos años sin necesidad de ser reemplazados.
Limitaciones
- No es efectivo para eliminar bacterias, virus, fluoruro, arsénico, sales, olores y materia orgánica.
- Requiere tratamiento previo y posterior para eliminar determinados contaminantes.
- Los costes de capital y de mantenimiento pueden ser elevados en instalaciones rápidas de gran tamaño.
- Se requiere limpieza frecuente mediante lavado a contracorriente, tras un tiempo de funcionamiento de entre 24 y 72 horas.
- La supervisión especializada es esencial, por ejemplo, para el control de flujo y la dosificación de desinfectante.
- Requiere un alto aporte de energía en instalaciones presurizadas o de gran caudal.
- Tanto el agua para el lavado a contracorriente como el lodo necesitan de tratamiento.
- Se necesita un sistema de alcantarillado o estanques de estabilización.
La filtración rápida de arena, en contraste con la filtración lenta de arena, es un proceso de tratamiento puramente físico. A medida que el agua fluye a través de varias capas de arena y grava de grano grueso, las partículas relativamente grandes se retienen con seguridad.
Es un proceso relativamente sofisticado, en el que tanto la construcción como su operación son costosas, y generalmente requiere bombas operadas a motor, lavado a contracorriente o limpieza regular y control de flujo de la salida del filtro.
Fases complementarias del tratamiento
Pretratamiento
La filtración rápida de arena requiere un pretratamiento adecuado, generalmente coagulación-floculación. La coagulación y la floculación permiten que las partículas pequeñas se agrupen y formen sólidos de mayor tamaño, que pueden ser retenidos con mayor eficacia por el lecho filtrante.
Hoy en día, una combinación de floculación y coagulación, sedimentación, filtración y desinfección (por ejemplo, cloración) es la tecnología de tratamiento de agua más ampliamente usada para tratar grandes cantidades de agua potable en zonas urbanas.
Desinfección
Por sí sola el agua filtrada no es segura de beber, por lo que se hace necesario acompañarla tanto de un pretratamiento (coagulación/floculación) como de una desinfección, que por lo general es con cloro.
Pero si se combina con medidas adecuadas de pretratamiento y desinfección final, la filtración rápida de arena producirá agua potable.
Carbón activado
La filtración con carbón activado se basa esencialmente en el principio de adsorción. 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.
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.
Membranas
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.
También distinguimos entre distintos procesos de filtración de membrana, como la microfiltración (MF), la ultrafiltración (UF), la nanofiltración (NF) y la ósmosis inversa (OI).
Los sistemas de ósmosis inversa, un subconjunto de filtros de membrana, se erigen como pioneros en la eliminación de contaminantes, incluyendo bacterias, virus y metales pesados.
Filtros de arena y filtros de agua de lluvia
Si en algún momento te has planteado colocar un depósito para retirar el agua de lluvia del tejado y utilizarla para después, seguro que deseas que llegue lo más limpia posible al tanque. Pues bien, para esto existen los filtros de bajante.
Se trata de un dispositivo que permite filtrar el agua de lluvia que pasa por las distintas secciones de un sistema de canalones. Un filtro de bajante puede evitar la entrada de impurezas al depósito.
En general, los filtros utilizan una acción mecánica para separar los residuos del agua. Esto suele hacerse mediante una malla metálica colocada en una sección de la bajante de manera que las impurezas continúan por la bajante y el agua limpia sale por un conducto que conecta la bajante con el depósito.
Los filtros de bajante sirven para obtener agua limpia de todos los residuos que son arrastrados por el agua de lluvia en el tejado y que caen en los canalones. Se basan en la gravedad para hacer que el agua circule por una rejilla en la que se acumulan todos los residuos o impurezas.
Este tipo de filtros ofrecen agua no potable, por lo que solo se puede reutilizar el agua de lluvia para limpieza o riego. Pero es posible instalar también un depósito con un sistema de desinfección y purificación que permita beber el agua.
Tipos de filtros para agua de lluvia
Se pueden encontrar filtros para agua de lluvia de distintas formas, tamaños, capacidades y tipos de filtración. La elección de uno u otro será clave para el buen funcionamiento del sistema de aguas pluviales.
Los filtros para agua de lluvia se pueden clasificar en dos grandes grupos:
- Filtros para depósitos de agua exteriores: este tipo de filtros se colocan, en general, en el exterior del depósito, justo antes de la entrada de aguas pluviales del mismo.
- Filtros para depósitos soterrados: normalmente tienen una capacidad de filtrado mayor que los de depósitos exteriores.
Lo más común es que los filtros se instalen en el bajante del canalón de la vivienda y que se conecte dicho bajante con el depósito. Estos filtros son los que se llaman filtros de bajante, y pueden ser de distintos tamaños dependiendo del diámetro de la bajante y de la superficie de cubierta de recogida.
A mayor cubierta de recogida, más capacidad de retención tendrá el filtro. Lo más habitual es que se coloquen en la bajante o, incluso, en el propio depósito.
Cómo saber si funciona correctamente
Hay varias señales que indican que el filtro de arena está funcionando de forma correcta y el agua del sistema está limpia y clara:
- No hay partículas en suspensión visibles en el agua.
- La presión del filtro es constante y no aumenta con el tiempo.
- El agua sale clara después del periodo normal de filtración.
- El caudal se mantiene dentro del rango previsto.
- No se observa arena en la tubería de salida.
- El retrolavado elimina los sólidos acumulados y restablece el caudal.
Si notas que el agua está turbia o que hay partículas en suspensión cuando sale, es posible que el filtro no esté funcionando como debería. En ese caso, tienes que realizar un mantenimiento del filtro o llamar a un profesional para que lo revise.
Recomendaciones de operación
El control del flujo, realizar el retrolavado y la limpieza o mantenimiento son los tres puntos principales de la operación. El proceso de retrolavado debe observarse cuidadosamente; en particular, la velocidad de flujo debe controlarse para evitar la erosión del medio filtrante.
Por ello, la operación y el mantenimiento requieren de trabajadores calificados y altamente confiables. Sólo una realización muy precisa garantiza un funcionamiento eficiente del tratamiento del agua.
Se requieren varias unidades de filtro paralelas para garantizar el suministro constante de agua cuando una unidad se encuentra en lavado. Esta configuración permite mantener el servicio mientras se limpia un lecho filtrante.
La filtración rápida de arena es común en países desarrollados para el tratamiento de grandes cantidades de agua donde la superficie disponible es un factor muy limitante y donde se dispone de material, mano de obra calificada y suministro continuo de energía.
Retrolavado del filtro de carbón activado y regeneración filtro suavizador (TUTORIAL) | OASIS EXPRÉS
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