Articulo de referencia

Filtro de agua

Filtros de agua fabricados en Toledo, Ohio, en 1895 con terracota. Un filtro de agua de floculación a gran escala Un filtro de agua elimina las impurezas reduciendo la contamina...

Filtros de agua fabricados en Toledo, Ohio, en 1895 con terracota.
Un filtro de agua de floculación a gran escala

Un filtro de agua elimina las impurezas reduciendo la contaminación del agua mediante una fina barrera física, un proceso químico o un proceso biológico. Los filtros limpian el agua en distintos grados, para fines tales como: riego agrícola , acceso a agua potable , uso industrial, acuarios públicos y privados , y el uso seguro de estanques y piscinas .

Métodos de filtración

Los filtros utilizan tamizado , adsorción , intercambio iónico , biopelículas y otros procesos para eliminar sustancias no deseadas del agua. A diferencia de un tamiz o una malla , un filtro puede eliminar partículas mucho más pequeñas que los orificios por los que pasa el agua, como nitratos o gérmenes como Cryptosporidium . [ 1 ]

Entre los métodos de filtración, destacan la sedimentación , utilizada para separar sólidos duros y en suspensión del agua [ 2 ] , y el tratamiento con carbón activado , donde, por lo general, se vierte agua hervida a través de un paño para retener los residuos no deseados [ 3 ] . Además, se emplea maquinaria para la desalinización y purificación del agua mediante su trasvase a tanques de filtración múltiple . Esta técnica está orientada a la filtración de agua a gran escala, como para abastecer ciudades enteras [ 2 ] .

Estos tres métodos son particularmente relevantes, ya que se remontan a siglos atrás y constituyen la base de muchos de los métodos modernos de filtración que se utilizan en la actualidad.

Tipos

Filtros de la planta de tratamiento de agua

Ilustración de un filtro de arena lento

Los tipos de filtros de agua para sistemas de tratamiento municipales y otros sistemas de tratamiento de gran tamaño incluyen filtros de medios , filtros de malla , filtros de disco , lechos de filtros de arena lentos , filtros de arena rápidos , filtros de tela , [ 4 ] y filtros biológicos como los depuradores de algas . [ 5 ]

Filtros de punto de uso

Purificador de agua conectado a un grifo de lavabo.

Los filtros de punto de uso para uso doméstico incluyen filtros de carbón activado granular , filtros de profundidad , filtros de aleación metálica , filtros cerámicos microporosos , resina de bloque de carbón , membranas de microfiltración y ultrafiltración . Algunos filtros utilizan más de un método de filtración. Un ejemplo de esto es un sistema de múltiples barreras. Los filtros de jarra se pueden usar para pequeñas cantidades de agua potable. Algunas teteras tienen filtros incorporados, principalmente para reducir la acumulación de cal .

Filtros de agua portátiles

Los filtros de agua son utilizados por excursionistas, [ 6 ] organizaciones de ayuda durante emergencias humanitarias y el ejército. Estos filtros suelen ser pequeños, portátiles y ligeros ( 1–2 lb (0,45–0,91 kg) o menos). Generalmente filtran el agua mediante una bomba manual mecánica, aunque algunos utilizan un sistema de goteo por sifón para forzar el paso del agua, mientras que otros están integrados en botellas de agua. El agua sucia se bombea a través de un tubo flexible de silicona con filtro de malla a través de un filtro especializado, que termina en un recipiente. Estos filtros eliminan bacterias , protozoos y quistes microbianos que pueden causar enfermedades. Los filtros pueden tener mallas finas que deben reemplazarse o limpiarse, y los filtros de agua de cerámica deben rasparse cuando se obstruyen con impurezas.  

Estos filtros de agua no deben confundirse con dispositivos o pastillas que desinfectan el agua, los cuales eliminan o matan virus como la hepatitis A y el rotavirus .

Filtros de agua cerámicos

Los filtros cerámicos representan soluciones económicas para la filtración de agua y se utilizan ampliamente a pesar de ser uno de los métodos de filtración más antiguos. [ 7 ] Estos filtros se encuentran no solo en los hogares, sino que también se utilizan en la ingeniería industrial (como filtros de alta temperatura) para diversos procesos. [ 8 ]

Los filtros cerámicos convencionales que se utilizan para el consumo diario de agua, conocidos como filtros de tipo vela, funcionan por gravedad y con una vela central, lo que hace que el proceso de filtración sea considerablemente largo.

Pulido con agua

El término pulido de agua puede referirse a cualquier proceso que elimine material particulado pequeño (generalmente microscópico) o concentraciones muy bajas de material disuelto en el agua. El proceso y su significado varían según el contexto: un fabricante de filtros para acuarios puede afirmar que sus filtros realizan el pulido de agua al capturar "micropartículas" dentro de almohadillas de nailon o poliéster , del mismo modo que un ingeniero químico puede usar el término para referirse a la eliminación de resinas magnéticas de una solución al hacerla pasar sobre un lecho de partículas magnéticas. [ 9 ] En este sentido, el pulido de agua es simplemente otro término para los sistemas de filtración de agua para toda la casa. El pulido también se realiza a gran escala en plantas de recuperación de agua. [ 10 ]

Historia

La evidencia sugiere que Egipto fue una de las primeras civilizaciones en emplear alumbre para la eliminación de sólidos en suspensión. [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] Antes del 1100 a. C., los minoicos usaban filtros de arena, cisternas de asentamiento y filtros de cerámica para eliminar sedimentos de los suministros de agua. [ 13 ] Textos sánscritos antiguos como el Sushruta Samhita describían técnicas que incluían hervir, exposición solar y filtración a través de arena y grava. [ 14 ] [ 15 ] En la antigua Grecia, Hipócrates abogó por el uso de agua limpia e ideó un filtro de tela conocido como la manga hipocrática. [ 16 ] [ 17 ] En China, hervir el agua se convirtió en una práctica común para mejorar la seguridad del agua. [ 18 ] [ 19 ] Hace unos 2000 años, la civilización maya usaba sistemas de filtración que contenían minerales de cuarzo y zeolita. [ 20 ] [ 21 ] Posteriormente, el ingeniero persa Al-Karaji describió métodos de filtración de agua en su obra La extracción de aguas ocultas. [ 22 ]

Hasta la invención del microscopio, la existencia de vida microscópica era desconocida. Transcurrieron más de 200 años antes de que se inventara el microscopio y se esclareciera la relación entre los microorganismos y las enfermedades. A mediados del siglo XIX, se demostró que el cólera se transmitía por agua contaminada. A finales del siglo XIX, la teoría de Louis Pasteur sobre los patógenos particulados estableció finalmente una relación causal entre los microorganismos y las enfermedades. La filtración como método de purificación del agua se estableció en el siglo XVIII, y la primera planta municipal de tratamiento de agua se construyó en Escocia en 1832. Sin embargo, en aquella época, el valor estético del agua era importante, y no existieron normas efectivas de calidad del agua hasta finales del siglo XIX. [ 23 ]

Durante los siglos XIX y XX, los filtros de agua para la producción de agua potable se dividían generalmente en filtros de arena lentos y filtros de arena rápidos (también llamados filtros mecánicos o filtros americanos). Si bien existían muchos sistemas de filtración de agua a pequeña escala antes de 1800, Paisley, Escocia, es reconocida como la primera ciudad en recibir agua filtrada para toda su población. El filtro de Paisley comenzó a funcionar en 1804 y fue un tipo primitivo de filtro de arena lento. A lo largo del siglo XIX, se construyeron cientos de filtros de arena lentos en el Reino Unido y en el continente europeo. En 1893, se construyó y puso en funcionamiento un filtro de arena lento intermitente en Lawrence, Massachusetts, debido a las continuas epidemias de fiebre tifoidea causadas por la contaminación del suministro de agua con aguas residuales. [ 24 ] El primer filtro de arena lento de funcionamiento continuo fue diseñado por Allen Hazen para la ciudad de Albany, Nueva York, en 1897. [ 25 ] La historia más completa de la filtración de agua fue publicada por Moses N. Baker en 1948 y reimpresa en 1981. [ 24 ]

En el siglo XIX, la filtración mecánica era un proceso industrial que dependía de la adición de sulfato de aluminio antes del proceso de filtración. La velocidad de filtración mecánica era típicamente más de 60 veces mayor que la de los filtros de arena lentos, lo que requería una superficie de terreno significativamente menor. La primera planta moderna de filtración mecánica en los EE. UU. se construyó en Little Falls, Nueva Jersey , para la East Jersey Water Company. George W. Fuller diseñó y supervisó la construcción de la planta, que entró en funcionamiento en 1902. [ 26 ] En 1924, John R. Baylis desarrolló un sistema de asistencia de retrolavado de rejilla fija, que consistía en tuberías con boquillas que inyectaban chorros de agua en el material filtrante durante la expansión. [ 27 ]

Véase también

Referencias

  1. "Cómo elegir filtros de agua domésticos y otros sistemas de tratamiento de agua | Agua potable | Agua saludable" . Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades . 8 de febrero de 2021. Archivado del original el 12 de noviembre de 2022. Consultado el 12 de noviembre de 2022 .
  2. 1 2 Mays, Larry W. (2013-05-01). "Una breve historia de la filtración/sedimentación del agua" . Suministro de agua . 13 (3): 735– 742. Bibcode : 2013WatSu..13..735M . doi : 10.2166/ws.2013.102 . ISSN 1606-9749 . Archivado del original el 2022-11-12 . Recuperado el 2022-11-12 . 
  3. Tecnologías antiguas del agua . Larry W. Mays. Dordrecht: Springer. 2010. ISBN 978-90-481-8632-7. OCLC 654396308 . Archivado del original el 30-09-2023 . Recuperado el 20-03-2023 . {{cite book}}: CS1 mantenimiento: otros ( enlace )
  4. "Tipos de filtros" . Mountain Empire Community College . Archivado del original el 9 de enero de 2008. Consultado el 1 de octubre de 2008 .
  5. Crittenden, John C.; et al., eds. (2005). Tratamiento de agua: Principios y diseño (2.ª ed.). Hoboken, NJ: Wiley. ISBN   0-471-11018-3.
  6. Leadem, Tim (2015-04-20). Senderismo por la costa oeste de la isla de Vancouver: una guía de senderos actualizada y completa . Greystone Books. ISBN 978-1-77164-147-0Archivado del original el 09/11/2023 . Consultado el 04/11/2020 .
  7. Suribabu, CR; Sudarsan, JS; Nithiyanantham, S. (28 de octubre de 2019). "Rendimiento y valoración técnica de un filtro cerámico tipo vela para la purificación de agua" . Revista Internacional de Energía y Recursos Hídricos . Revista Internacional de Energía y Recursos Hídricos (2020) 4. 4 : 37– 45. doi : 10.1007/s42108-019-00043-7 . Recuperado el 4 de diciembre de 2022 .
  8. Longfei Liu; Zhongli Ji; Xin Luan (9 de diciembre de 2019). "Modelo de optimización multiobjetivo de filtro cerámico de alta temperatura" . Korean Journal of Chemical Engineering . Korean J. Chem. Eng., 37(5). 37 (5): 883– 890. doi : 10.1007/s11814-019-0461-1 . Recuperado el 4 de diciembre de 2022 .
  9. "Proceso de pulido con agua". Archivado el 27 de abril de 2020 en Wayback Machine (Descripción de la patente). Consultado el 26 de noviembre de 2009.
  10. "Sistemas de depuración de césped de algas para el control de la contaminación" (PDF) . Hydromentia . Archivado (PDF) del original el 24 de septiembre de 2015. Consultado el 30 de junio de 2016 .
  11. "El carbón activado (también conocido como carbón vegetal activado) es un material excepcionalmente versátil que puede controlar la gran mayoría de las moléculas que contaminan el aire; es decir, más de 150 millones de sustancias químicas catalogadas. Actualmente, el carbón activado se utiliza en una variedad de filtros para eliminar una gran cantidad de sustancias químicas, incluidos los compuestos orgánicos volátiles (COV)" . Camfil . Consultado el 1 de junio de 2026 .
  12. "Antes de Brita: Una breve historia de la filtración de agua" . JSTOR Daily . 2 de octubre de 2024. Consultado el 1 de junio de 2026 .
  13. 1 2 Ahmed, Abdelkader T.; El Gohary, Fatma; Tzanakakis, Vasileios A.; Angelakis, Andreas N. (23 de noviembre de 2020). "Culturas del agua y tecnologías hidráulicas egipcias y griegas en la antigüedad" . Sustainability . 12 (22): 9760, 14– 15. Bibcode : 2020Sust...12.9760A . doi : 10.3390/su12229760 . ISSN 2071-1050 . 
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  15. Baker, Moses N. (1981). La búsqueda del agua pura: la historia de la purificación del agua desde los primeros registros hasta el siglo XX. 2.ª edición. Vol. 1. Denver, Co.: American Water Works Association.
  16. Baker, MN (1949). La búsqueda del agua pura: La historia de la purificación del agua desde los primeros registros hasta el siglo XX . American Water Works Association. pág. 5. 
  17. Hipócrates. (1849). Obras auténticas de Hipócrates: Traducidas del griego con un discurso preliminar y anotaciones . Vol. 1. Traducido por Adams, F. Impreso para la Sydenham Society. pág. 199.  
  18. "El agua caliente en la cultura china" . Cheng y Tsui . 9 de octubre de 2018. Consultado el 11 de mayo de 2025 .
  19. Wan, K.; Zheng, S.; Ye, C.; Hu, D.; Zhang, Y.; Dao, H.; Chen, S.; Yu, X. (2022). "La antigua sabiduría oriental sigue funcionando: eliminación de ARG en agua potable mediante ebullición en comparación con la cloración" . Water Research . 209 117902. Bibcode : 2022WatRe.20917902W . doi : 10.1016/j.watres.2021.117902 . PMID 34910990 . 
  20. Miller, Michael (22 de octubre de 2020). "Los antiguos mayas construyeron sofisticados filtros de agua" . Phys.org . Archivado del original el 29 de noviembre de 2020. Consultado el 3 de diciembre de 2020 .
  21. «AlkaViva Vietnam» . alkaviva.vn (en vietnamita) . Consultado el 11 de mayo de 2025 .
  22. Ataie-Ashtiani, Behzad; Simmons, Craig T. (15 de agosto de 2019). "El libro de texto de hidrogeología milenario La extracción de aguas ocultas del matemático e ingeniero persa Abubakr Mohammad Karaji (c. 953 c. 1029)" . Hydrology and Earth System Sciences Discussions : 1–19 . doi : 10.5194/hess-2019-407 . ISSN 1027-5606 . 
  23. "Historia del tratamiento del agua" . Buffalo Water . Archivado del original el 4 de diciembre de 2022. Consultado el 4 de diciembre de 2022 .
  24. 1 2 Baker, Moses N. (1981). La búsqueda del agua pura: la historia de la purificación del agua desde los primeros registros hasta el siglo XX. 2.ª edición. Vol. 1. Denver: American Water Works Association, 64–80.
  25. "Allen Hazen." (1930). Jour. American Water Works Association. 22:9, 1268–70.
  26. Fuller, George W. (1902). "La planta de filtración de la East Jersey Water Company, en Little Falls, Nueva Jersey." Transactions of the ASCE. 29 (febrero): 153–202.
  27. Baylis, John R. (1959). "Revisión del diseño de lechos filtrantes y métodos de lavado". Journal AWWA. 51:11 1433–54.
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