| Filtros de agua |
|
La
filtración es un proceso en el cual las partículas sólidas que se
encuentran en un fluido líquido o gaseoso se separan mediante un medio
filtrante, o filtro, que permite el paso del fluido a su través, pero
retiene las partículas sólidas. Unas veces. interesa recoger el fluido;
otras, las partículas sólidas y, en algunos casos, ambas
cosas. El
arte de la filtración era ya conocido por el hombre primitivo que obtenía
agua clara de un manantial turbio haciendo un agujero en la arena de la
orilla a profundidad mayor que el nivel del agua. El agujero se llenaba de
agua clara filtrada por la arena. El mismo procedimiento, perfeccionado y
a gran escala, ha sido usado durante más de cien años para clarificar el
agua de , las ciudades. Los
elementos que intervienen en la filtración son: un
medio filtrante un
fluido con sólidos en suspensión una
fuerza. una diferencia de presión que obligue al fluido a avanzar un
dispositivo mecánico, llamado filtro que sostiene el medio filtrante,
contiene el fluido y permite la aplicación de la fuerza. Medios filtrantes
Se
pueden dividir en dos grupos:
Entre
los primeros, se encuentran los filtros de tela, los de criba y el papel
de filtro común de los laboratorios. Entre los segundos, mencionaremos los filtros de lecho de arena, los de cama de coque, de cerámica porosa, metal poroso y los de precapa empleados en ciertas filtraciones industriales que contienen precipitados gelatinosos. Un
medio filtrante delgado ofrece una barrera en la que los poros son más
pequeños que las partículas en suspención, que son separadas del fluido
y retenidas en el filtro. En los medios filtrantes gruesos los poros
pueden ser más gruesos que las partículas que se van a separar, las
cuales pueden acompañar al fluido alguna distancia a través del medio,
pero son retenidas más pronto o más tarde por el medio filtrante en los
finos intersticios que existen entre las partículas que lo constituyen.
El
medio filtrante acaba cegándose por las partículas acumuladas; se debe
entonces lavar con fluido claro para limpiarlo y permitir que siga la
filtración. Los medios filtrantes delgados también pueden cegarse cuando
por ellos se filtran líquidos gelatinosos o que contienen partículas
blandas y elásticas en suspensión. Como
medios filtrantes, para temperaturas menores de 100º C, se emplean
fieltros de algodón o lana; ciertas fibras sintéticas hasta los 150º C;
vidrio y amianto o sus mezclas hasta 350º C. Para temperaturas muy altas
se usan mallas metálicas. elementos porosos cerámicos, de acero
inoxidable. Fuerza de filtración El
fluido atravesará el medio filtrante sólo cuando se le aplique una
fuerza, que puede ser causada por la gravedad, la centrifugación, la
aplicación de una presión sobre el fluido por encima del filtro, o de un
vacío debajo del mismo o por una combinación de estas dos cosas. La
fuerza de la gravedad se usa en los grandes filtros, de lecho de arena y
en las filtraciones sencillas de laboratorio. Las centrifugadoras pueden
considerarse como filtros en los que la fuerza gravitatoria es sustituida
por la fuerza centrifuga, muchas veces mayor que la primera. El líquido
es obligado por la fuerza centrífuga a pasar a través de las paredes de
un tambor giratorio (rotor) finamente agujereadas y tapizadas muy a menudo
con una tela filtrante. El
sedimento queda retenido, saliendo el líquido clarificado. En
filtraciones lentas, se aplica en el laboratorio muchas veces un vacío
parcial. La mayoría de las filtraciones industriales se realizan con
ayuda de la presión o el vacío, dependiendo del tipo de filtro usado. Tipos de filtros Los
filtros se pueden clasificar, de acuerdo con la naturaleza de la fuerza
que causa la filtración, en filtros de gravedad, de presión y de vacío.
También
se clasifican, según sus características mecánicas, en filtros de
platos y marcos, de tambor rotatorio, de discos, de lecho de arena y de
pre-capa, entre otros. Filtros de gravedad Son
los más antiguos y también los más sencillos; entre ellos, citaremos
los filtros de lecho de arena, instalados en las plantas depuradoras de
agua de las ciudades, que funcionan con un excelente rendimiento. Están
formados por tanques o cisternas que tienen en su parte inferior una
rejilla o falso fondo sobre el que hay una capa de arena o grava de igual
tamaño. Filtros de presión o de vacío Son
los más usados en la industria, con preferencia a los de gravedad. La
fuerza impulsora es suplida por presión o vacío y es muchas veces mayor
que la de la gravedad, lo que permite más altos rendimientos de filtración.
El tipo más común de filtros de presión es el filtro prensa, del que
hay diferentes tipos. Dispone de una elevada superficie filtrante en poco espacio, por lo que su eficacia es muy grande. Citaremos
varios tipos de filtros prensa: De cámaras
Formado
por varias unidades de filtración (células, cámaras o placas),
constituidas por placas cóncavas de superficie estriada, entre las que se
coloca el elemento filtrante (paños de lana, seda, nilón, placas de
amianto, papel de filtro, etc.). Las unidades, que son todas iguales, se
montan unas al lado de otras y se comprimen. Las placas primera y última
son distintas. La
primera (cabezal) es fija y va conectada al tubo alimentodor del líquido
turbio. En el centro o en la periferia de cada elemento (según el modelo)
existe un orificio que
corresponde al tubo de alimentación de líquido turbio. Por el canal que
forma el conjunto de orificios de cada placa penetra el líquido, que
atraviesa las telas filtrantes, escurre por las estrías de cada elemento
y se recoge, filtrado, en la parte inferior de cada célula. La
salida del líquido limpio se realiza por grifos individuales para cada
elemento, o mediante un tubo colector para todos ellos. La placa final es
idéntica al cabezal, pero móvil. De esta manera, entre ella y el cabezal
se pueden intercalar un número variable de elementos según las
necesidades y el volumen del líquido que se filtra. De
bastidores Entre
cada placa o cámara se coloca un nuevo elemento, consistente en un marco
que hace de depósito del sedimento, con lo cual aumenta mucho la
capacidad del filtro y permite filtrar líquidos con gran cantidad de
impurezas o, lo que es muy frecuente, líquidos turbios añadidos de
sustancias pulverulentas coadyuvantes de la filtración (carbón,
kieselgur, etc.). El elemento filtrante se coloca entre las placas y los
marcos, De
bastidores y placas lavadoras Es
el más completo desde el punto de vista del lavado del sedimento. Se
utiliza, sobre todo, cuando lo que interesa es el precipitado y no tanto
los líquidos de filtración. La
mayoría de los filtros de vacío están formados por tambores divididos
en comportamientos y recubiertos de tela metálica, metal perforado, algodón,
lona o materiales sintéticos. El tambor gira en un depósito que contiene
la masa a filtrar. El vacío practicado en el interior del tambor absorbe
el líquido y deposita los sólidos en el elemento filtrante. El filtrado
se evacua a través de una válvula del eje. A medida que gira el tambor,
puede lavarse y secarse parcialmente por vacío la materia sólida
depositada, antes de ser desprendida por un rascador. Para los materiales
viscosos, los tambores se revisten antes de la operación con dichos
materiales y, a medida que giran, una cuchilla giratoria continua
desprende los sólidos depositados con una pequeña cantidad del elemento
filtrante. Finalmente,
entre los filtros usados para gases citaremos los captadores de tela también
llamados mangas. En ellos, el gas cargado de polvo pasa por un tejido,
sobre el cual la deposición gradual del polvo forma una capa, que a su
vez actúa como filtro para el polvo siguiente. Como el polvo se acumula
continuamente, la resistencia al paso del gas aumenta paulatinamente. Por
tanto, los filtros se deben sacudir o flexionar periódicamente para
desalojar el polvo acumulado.
|