Agua y filtración: métodos, procesos y tipos de filtros

El agua es uno de los recursos naturales más importantes del planeta y su presencia resulta imprescindible para la vida. Sin embargo, con el agua potable no siempre tenemos acceso a un producto de calidad ya que sus características varían mucho de un lugar a otro.

Un filtro de agua es una solución estupenda para mejorar sus propiedades, garantizar su higiene e invertir en un futuro libre de envases plásticos. 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.

Qué es la filtración del 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.

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.

Se le denomina filtración al procedimiento de pasar el líquido por un medio poroso o materiales granulares. 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.

Este proceso retiene partículas visibles, como arena, limo y residuos de sedimentos. Este método es eficaz para reducir sales, compuestos orgánicos y partículas disueltas.

esquema del proceso de filtración del agua

Por qué es importante filtrar el agua

Cada vez somos más conscientes de la calidad del agua que consumimos y más exigentes con sus características de composición. Las cuestiones de salud e higiene han pasado a un plano prioritario en nuestras rutinas y prestamos más atención a los agentes contaminantes que podrían afectar a nuestra salud a largo plazo.

Para que llegue agua potable de calidad a nuestros grifos ésta pasa por un importante proceso conocido como filtrado del agua. Este proceso elimina los sólidos y agentes contaminantes (virus, parásitos y bacterias) que tiene el agua en su origen para que podamos consumirla sin riesgo de enfermar.

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.

Con el avance de la ciencia y la tecnología, en los centros urbanos es posible la distribución de agua apta para el consumo humano gracias a plantas potabilizadoras y productos que ayudan a purificar el agua. Sin embargo, en algunas zonas desprovistas de agua potable el filtrado es una inmensa necesidad.

Si consumimos el agua sin potabilizar ponemos en riesgo nuestra salud. Se trata de una medida de prevención masiva que aplican organismos y gobiernos para preservar la sanidad pública.

Filtración y purificación del agua

Frente a estas circunstancias, es habitual recurrir al agua embotellada para hacerse con un producto seguro. Pero esta no es la única alternativa. ¿Has oído hablar del agua filtrada?

La filtración y la purificación de agua se presentan como dos soluciones interesantes para quienes exigen las más altas garantías de salubridad. La ciencia y la tecnología han avanzado de manera notable en todo lo referente a la obtención de un producto libre de partículas sólidas (filtrado) y de sustancias que dependiendo de su nivel de concentración podrían suponer un riesgo para la salud (purificado).

Aunque existen matices entre la filtración y la purificación del agua, estos términos están cada vez más próximos. Hoy en día los objetivos de la ciencia están puestos en la obtención de agua de alta calidad y lista para el consumo aplicando todo tipo de procedimientos, lo que en ocasiones implica combinar diferentes métodos.

La filtración puede eliminar del agua hormonas, pesticidas, nitratos, nitritos, residuos farmacéuticos y cualquier metal pesado.

Además de los métodos convencionales de filtración de agua, 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.

Etapas básicas del tratamiento del agua

El agua potable que sale por los grifos de nuestros hogares atraviesa un amplio proceso para su depuración. No existe un único proceso de purificación de agua porque cada país obtiene su agua purificada por vías diferentes.

Captación del agua

Es el paso más obvio para obtener agua purificada: localizar de dónde se obtiene. El agua para fines potables se capta de las lluvias, de las aguas subterráneas y de los lagos y ríos.

Sedimentación

Es el paso que reduce la velocidad del agua para separar partículas en suspensión. ¿Para qué sirve esto en el proceso de filtración de agua? El sedimento perjudicial se retiene y elimina.

Filtración

Aquí la función principal es pasar el agua por un filtro poroso como las arenas silicas o el carbón activado.

Desinfección

Para crear agua filtrada hay que añadir cloro al agua porque éste permite eliminar agentes patógenos. Para garantizar la calidad del agua se suelen aplicar compuestos clorados.

¿La razón? Básicamente se hace para desinfectar el agua de bacterias, microorganismos, mohos y virus. Si bien la cloración ha contribuido a disminuir el riesgo de cólera, difteria y fiebre tiroidea, los expertos aseguran que solo el empleo de compuestos clorados no purifica el agua en su totalidad.

Almacenamiento y análisis

Después del proceso de cloración, el agua finaliza en una etapa de almacenamiento y análisis.

¿Pierde el agua alguna de sus propiedades cuando se somete a un proceso de purificación? La respuesta es sencilla: no lo hace.

Es más, algunos países aplican un tratamiento adicional (denominado desferrificación) durante la potabilización para remover el hierro y el manganeso de las aguas subterráneas tratadas para consumo humano.

Medios filtrantes utilizados en el tratamiento del agua

Arena y materiales granulares

La arena es uno de los principales medios granulares para purificar el agua. Además de la arena, otros filtrantes para tratar el agua a mediana y gran escala son las gravas, arenas sílicas, resinas de intercambio iónico, calcite o corosex.

La función de estos medios granulares es disgregar sólidos suspendidos en el agua, que luego se acumulan en el material arenoso y quedan aislados como residuos.

Carbón activado

En forma granular, el carbón activado contribuye a absorber compuestos orgánicos que pueden producir olor, sabor o color al agua. ¿Cómo funciona? Simple: los diminutos desechos sólidos se adhieren al carbón.

Por lo general, este filtrado es utilizado para depurar agua proveniente del subsuelo. Este procedimiento se utiliza también para depurar volúmenes de agua utilizada para las piscinas.

Tipos de filtros de agua

La eliminación de las partículas contaminantes del agua y la mejora de su calidad se pueden realizar a través de diferentes sistemas y agentes neutralizadores.

Filtros de carbón activado

Es un sistema de filtración a partir de bloques o granos de carbón con propiedades de absorción aumentadas. Las partículas no deseadas en el agua se adhieren a estos por contacto y el producto resultante queda libre de contaminantes.

El carbón activado puede además eliminar el mal olor del agua y los principales químicos que dañan la salud de las personas.

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.

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.

Filtros de intercambio iónico

Consiste en el empleo de resinas iónicas en forma de granos esféricos. Dependiendo de las particularidades de cada producto, el filtrado por intercambio iónico puede servir para descalcificar, reducir la salinidad o eliminar los nitratos del agua.

Ofrece prestaciones que por sí solos no ofrecen los filtros de carbón activado, por lo que es frecuente la integración de ambos sistemas.

Filtros cerámicos

El chorro de agua atraviesa un conducto recubierto con materiales cerámicos porosos que eliminan microorganismos y partículas en suspensión sin necesidad de recurrir a elementos químicos.

No son tan efectivos como los filtros de ósmosis inversa o los de carbón, pero es un método de filtrado tradicional que ha demostrado ser muy duradero.

Filtros de luz ultravioleta

La filtración del agua se lleva a cabo mediante pulsos de luz que atacan a las bacterias que puedan estar presentes en el líquido.

La desventaja de este sistema es que no sirve para atapar partículas sólidas, por lo que se recomienda su uso combinado con otros tipos de filtros de agua en los que se emplean mallas, membranas o químicos.

Filtros de ósmosis inversa

El filtrado de agua por osmosis es uno de los sistemas más populares junto a los filtros de carbón activado. De hecho, es habitual que se empleen de forma complementaria.

Los filtros osmosis inversa emplean membranas con microporos que, a modo de colador, impiden el paso de los sólidos disueltos en el agua ‘impura’ procedente de la toma.

El líquido limpio pasa a un nuevo depósito mientras que las impurezas retenidas se eliminan por el desagüe.

Conviene invertir en un equipo de ósmosis inversa de alta calidad para evitar la pérdida de agua durante el proceso.

La ósmosis inversa es el sistema más avanzado de filtración. 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.

filtro doméstico de ósmosis inversa

Filtración superficial y filtración en profundidad

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.

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.

Durante el proceso de filtración, las partículas más grandes quedan retenidas en las capas superiores y las más pequeñas en las más profundas.

Filtración en profundidad

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.

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.

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. 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.

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 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.

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.

ProcesoAbreviaturaCaracterística
MicrofiltraciónMFTamiz fino mecánico
UltrafiltraciónUFTamiz fino mecánico
NanofiltraciónNFFiltración por membrana
Ósmosis inversaOIMembrana con microporos

Combinación de sistemas de filtración

La filtración y la purificación del agua pueden requerir distintos procedimientos. Hoy en día los objetivos de la ciencia están puestos en la obtención de agua de alta calidad y lista para el consumo aplicando todo tipo de procedimientos, lo que en ocasiones implica combinar diferentes métodos.

El intercambio iónico ofrece prestaciones que por sí solos no ofrecen los filtros de carbón activado, por lo que es frecuente la integración de ambos sistemas.

La luz ultravioleta no sirve para atapar partículas sólidas, por lo que se recomienda su uso combinado con otros tipos de filtros de agua en los que se emplean mallas, membranas o químicos.

El filtrado de agua por osmosis es uno de los sistemas más populares junto a los filtros de carbón activado. De hecho, es habitual que se empleen de forma complementaria.

Mantenimiento y sustitución de los filtros

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.

Conviene invertir en un equipo de ósmosis inversa de alta calidad para evitar la pérdida de agua durante el proceso.

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Filtración del agua y sostenibilidad

Un filtro de agua es una solución estupenda para mejorar sus propiedades, garantizar su higiene e invertir en un futuro libre de envases plásticos.

Frente a estas circunstancias, es habitual recurrir al agua embotellada para hacerse con un producto seguro. Pero esta no es la única alternativa.

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