La filtración es un proceso importante que se utiliza para purificar el agua y otros fluidos. Este proceso consiste en eliminar las partículas sólidas, de modo que el agua sea apta para el consumo. Para ello, se utiliza un filtro que retiene las partículas sólidas. Curiosamente, existen diferentes tipos de técnicas de filtración. Estos tipos de filtración se clasifican en función de cómo eliminan las partículas.
Estos tipos de filtración también varían en cuanto a su eficacia y rendimiento. Sin embargo, todos tienen en común que utilizan un medio filtrante. Este medio actúa como barrera, garantizando que cada partícula se elimine por completo. En este artículo, voy a hablar de los tipos de filtración más comunes y de cómo funcionan. Así que, empecemos.
Tipos de técnicas de filtración
Es un error pensar que la filtración solo se utiliza para purificar el agua y hacerla apta para el consumo. Sin embargo, eso no es cierto. Esta técnica se utiliza ampliamente en una gran variedad de sectores. Entre ellos se incluyen el tratamiento del agua potable, la industria alimentaria y de bebidas, la industria química, la farmacéutica y muchos más.
El uso de la filtración permite que tanto los fluidos como los gases sean puros y seguros. Como he mencionado anteriormente, existen diversos tipos de filtración. Cada tipo tiene su aplicación específica en diferentes sectores industriales y se utiliza en función de ello. En la sección siguiente, analizaré los distintos tipos de estas técnicas de filtración.
1- Filtración mecánica o por colación
La filtración mecánica o por colado es una de las técnicas más rentables. En este método, se utiliza un filtro poroso, como filtros de metal sinterizado, se utiliza. Este medio filtrante tiene poros. Se vierte el fluido sobre él. Las partículas más grandes que los poros del filtro quedan retenidas en este.
El líquido pasa a través de este filtro y queda limpio. Este tipo de filtración no es ideal si el líquido contiene partículas microscópicas (finas) en suspensión. ¿Por qué? La razón es que estas partículas son más pequeñas que los poros. Estas partículas pasarán fácilmente a través de los poros junto con el líquido y no quedarán retenidas. Sin embargo, esta técnica es sencilla y no requiere el uso de productos químicos, lo que la hace destacar.
2- Filtración a presión
Esta filtración a presión ofrece una filtración más rápida y es muy eficaz. También utiliza un filtro poroso por el que circula el fluido. En lugar de esperar a que el fluido fluya de forma natural a través del filtro, este proceso consiste en aplicar presión. Esta fuerza se aplica al fluido de entrada (fluido sin depurar o sucio) para que pase por el filtro más rápidamente.
De este modo, todas las partículas más grandes que los poros del filtro quedan retenidas más rápidamente. Por lo general, se utiliza un sistema neumático para suministrar aire comprimido en el lado de alimentación. Este aire comprimido ejerce presión, lo que garantiza que el fluido atraviese el filtro más rápidamente. Este tipo de filtración se utiliza para eliminar contaminantes de las suspensiones a escala industrial. Cabe señalar que este método resulta muy costoso y complejo debido a la intervención de sistemas de presión artificiales.
3- Filtración por gravedad
Como su nombre indica, esta técnica de filtración se basa en la gravedad como mecanismo de funcionamiento. El líquido se vierte sobre el medio filtrante. Sin embargo, no se aplica ninguna presión externa al fluido para obligarlo a atravesar el filtro. En su lugar, es la gravedad la que empuja el fluido hacia abajo y lo hace pasar a través del filtro. De esta forma, las partículas más grandes quedan retenidas y se eliminan.
Este método de filtración suele ser más lento, lo que lo hace menos eficiente. Además, esta técnica resulta menos adecuada para eliminar partículas finas del fluido. Sin embargo, destaca por ser muy rentable y fácil de utilizar. En esta técnica de filtración, filtros de plástico sinterizado suelen ser los preferidos. ¿Por qué? La razón es que estos filtros son ligeros y más fáciles de usar que otros tipos.
4- Filtración en caliente
En algunos casos, el líquido contiene diversas impurezas. Algunas de ellas son solubles y se disuelven en el fluido, mientras que otras no. En tales casos, la filtración en caliente resulta útil para eliminar las impurezas insolubles. En este método, el líquido se calienta a alta temperatura. De este modo, las impurezas solubles se disuelven en el líquido. Sin embargo, las impurezas y los contaminantes insolubles permanecen sin disolver.
A continuación, el líquido calentado se vierte sobre el medio filtrante. El líquido, que contiene impurezas disueltas, atraviesa el filtro. Sin embargo, las impurezas no disueltas quedan retenidas en el filtro y se eliminan. Este método es ligeramente más complejo, ya que requiere sistemas de calentamiento específicos. No obstante, resulta muy eficaz para eliminar impurezas que no se mezclan bien con el líquido.
5- Filtración en frío
En la filtración en caliente, se eliminan las impurezas y los contaminantes insolubles. Sin embargo, las impurezas solubles se disuelven en el líquido y pasan a través del filtro. Por lo tanto, no se eliminan, y ahí es donde resulta útil la filtración en frío. En este proceso de filtración, el líquido que contiene impurezas disueltas se enfría hasta alcanzar una temperatura baja.
Este enfriamiento hace que las impurezas disueltas formen cristales sólidos. A continuación, el líquido pasa a través del filtro y los cristales quedan retenidos en el medio filtrante. De este modo, se eliminan las partículas cristalinas, lo que hace que el líquido sea más puro. Esta filtración se utiliza en laboratorios donde es necesario eliminar los contaminantes solubles.
6- Filtración con arena
La filtración por arena es un método eficaz para eliminar la suciedad y otros contaminantes. En este método, se utiliza un depósito de filtración de arena para eliminar los contaminantes. Este depósito cuenta con una salida en la parte inferior. El agua sucia o contaminada se vierte en el depósito lleno de arena. Esta agua sucia fluye a través de la arena, donde se depura, y sus contaminantes —es decir, el polvo— quedan atrapados en los granos de arena. El agua sucia sigue descendiendo y su grado de limpieza va mejorando progresivamente. En el fondo, el agua queda muy limpia, ya que sus contaminantes quedan atrapados en los granos de arena. Por la salida inferior se extrae el líquido puro o filtrado.
7- Filtración al vacío
La filtración al vacío se basa en la creación de un vacío (baja presión) para aspirar el líquido. En este método se utiliza un medio filtrante. Sin embargo, la bomba de vacío se emplea para eliminar todo el aire del recipiente (embudo). El líquido sucio se vierte sobre el filtro.
El vacío que se genera debajo del filtro aspira el agua a través de él. De este modo, todas las partículas sólidas, los residuos y otras partículas quedan retenidas y eliminadas por el filtro. Este método de filtración requiere una bomba de vacío específica, lo que lo hace un poco más caro. Sin embargo, es muy eficaz, ya que acelera la filtración de los contaminantes.
8. Filtración superficial
La filtración superficial es similar a muchas otras técnicas de filtración. En este método, el fluido pasa a través de un filtro, normalmente bronce sinterizado o acero inoxidable. Las partículas sólidas de mayor tamaño quedan retenidas y permanecen en la superficie del filtro. Esta acumulación de contaminantes forma una capa de filtro en la superficie del papel de filtro.
El líquido, junto con las partículas finas, pasa a través del filtro. Una cosa que no me gusta de esta técnica de filtración es su lentitud. El motivo es que la torta de filtración obstruye el filtro, lo que dificulta mucho el paso del líquido. Es posible que tengas que eliminar estos contaminantes durante la filtración para que todo el líquido pueda pasar a través de él.
9. Filtración en profundidad
La filtración en profundidad es otro tipo importante que consiste en la limpieza de líquidos contaminados o sucios. Esta técnica de filtración es lo contrario de la filtración superficial. En la filtración superficial, los contaminantes quedan retenidos y se acumulan en la superficie del filtro. Sin embargo, en la filtración en profundidad, los contaminantes penetran más profundamente en el interior de los filtros. No obstante, permanecen dentro de los filtros y no los atraviesan.
Normalmente, las partículas o contaminantes de mayor tamaño quedan retenidos en la superficie superior de los filtros. Sin embargo, las partículas más pequeñas (las finas) penetran en el filtro y quedan retenidas. Así pues, ni las partículas más grandes ni las más pequeñas atraviesan el filtro junto con el líquido. El problema es que las partículas quedan atrapadas en el interior de los filtros, por lo que su limpieza resulta muy difícil. Es posible que no puedas utilizar el filtro más de una vez debido a la dificultad para limpiarlo.
10. Filtración centrífuga
La filtración centrífuga consiste en hacer girar el líquido que contiene contaminantes o partículas sólidas. En este método, se hace girar un recipiente con una fuerza centrífuga controlada. Debido a la rotación, las partículas sólidas presentes en el líquido suben a la superficie. Todas las partículas más pesadas se desplazan hacia arriba, mientras que las partículas más pequeñas permanecen dentro de la solución.
A continuación, estas partículas más pesadas se separan del líquido, lo que garantiza una filtración fluida. Curiosamente, este método permite eliminar fácilmente las partículas sólidas incluso cuando el líquido está presente en grandes cantidades. Esta técnica de filtración utiliza tanto la presión como la fuerza gravitatoria. En cuanto a los inconvenientes, las centrifugadoras que se utilizan en este proceso de filtración son caras.
11. Filtración por membrana
En esta técnica de filtración se utiliza una membrana semipermeable. Esta técnica se utiliza ampliamente porque permite eliminar incluso partículas muy finas y microorganismos, es decir, bacterias. El líquido que contiene impurezas o contaminantes se hace pasar a través de estas membranas semipermeables. Esta membrana tiene poros pequeños que solo permiten el paso del líquido. Curiosamente, los poros presentes en estos filtros son muy pequeños y finos.
Como resultado, incluso las partículas más pequeñas y los microorganismos quedan retenidos en esta membrana y no pueden atravesar sus pequeños poros. Así es como funciona esta técnica de filtración. Existen diferentes tipos de materiales que se utilizan para fabricar estas membranas semipermeables. Entre ellos se encuentran la polisulfona, la poliamida, el polipropileno, etc. Este tipo de filtración tiene a su vez otros subtipos, como la microfiltración, la ultrafiltración y la nanofiltración.
12- Filtración con carbón activado
¿Tu líquido desprende mal olor, tiene mal sabor o contiene sustancias químicas? Si es así, deberías utilizar la filtración con carbón activado para filtrar el líquido y purificarlo. En esta técnica de filtración, el propio carbón activado actúa como medio filtrante. El líquido se hace pasar a través de este medio filtrante. El carbón activado captura las sustancias químicas, el cloro y las impurezas mediante adsorción. De hecho, este método también elimina el mal olor del líquido. Los contaminantes o impurezas se adhieren a la superficie del carbón activado y, a continuación, se eliminan. El líquido que pasa a través del filtro de carbón activado queda puro y libre de sustancias adsorbidas.
13- Filtración de flujo cruzado
Como ya sabes, cuando se utiliza un filtro para depurar una mayor cantidad de líquido, este se obstruye al retener partículas sólidas. Los filtros obstruidos son menos eficaces y tardan más en completar el proceso de filtración. Ahí es donde esta filtración de flujo cruzado resulta muy útil. En esta técnica de filtración, el líquido sucio se desplaza en paralelo o transversalmente al filtro.
En este método, la membrana semipermeable se utiliza como filtro. El líquido (permeado) atraviesa esta membrana semipermeable. Sin embargo, los contaminantes quedan retenidos en el filtro. Dado que el líquido sigue fluyendo a través del filtro, los contaminantes no se acumulan en un solo punto ni obstruyen el filtro. Por el contrario, los contaminantes se dispersan, lo que garantiza que el líquido fluya sin problemas a través del filtro.
Conclusión
En conclusión, la filtración es un proceso importante que ayuda a purificar diferentes líquidos y gases. Curiosamente, este método resulta muy rentable, lo que supone una ventaja significativa. Sin embargo, los distintos tipos de procesos de filtración difieren en sus principios básicos y en su funcionamiento.
Estas técnicas de filtración también utilizan medios filtrantes para eliminar las partículas sólidas de los fluidos. En este artículo he analizado las 13 técnicas de filtración más habituales. Estos métodos son ideales para distintos casos de uso, y cada uno tiene sus propias ventajas e inconvenientes. Debes analizar el tipo de fluido que vas a filtrar y elegir la técnica adecuada.