IntroducciónHoy en día el agua potable es un recurso natural que es cada vez más escaso debido primordialmente al manejo poco sustentable que hemos hecho de ella y debido también al crecimiento acelerado de las ciudades principalmente en los países en desarrollo.
Sin embargo pareciera que el problema se agudiza porque mientras menos agua potable más necesidad de la misma.
Ante tal situación se tiene que plantear y llevar a cabo soluciones ante dicho problema. Sin lugar a duda se pueden realizar soluciones a corto, mediano y largo plazo.
Y aunque las soluciones a mediano y largo plazo deberían de tener mas relevancia porque sería de esperarse que fuesen las mejores soluciones o quizá una solución sistémica, aquí se presenta una solución para que la gente interesada en filtrar el agua para su consumo, ya sea la que suministra la ciudad a través de tuberías, camiones cisterna, agua recolectada de lluvia, de estanques naturales o artificiales, pero descartando las aguas negras o residuales.
El sistema que se presenta aquí se elabora usando equipo comercial y no porque no pueda elaborarse con cosas comunes, si no porque la solución aquí presentada ya ha sido probada para la generación de agua potable.
Etapas en el filtrado de agua.En esta sección se presenta a nivel esquemático las etapas recomendadas para un filtrado común de agua. Tal y como se puede ver en la figura 1.
Figura 1. Etapas de filtrado de agua
En la figura 1 se muestran las etapas sugeridas de filtrado para el agua, también se indica el tipo y diámetro de tubo sugerido para su interconexión, por otra parte se sugiere las medidas de los dispositivos porta filtros.
Etapa 1. filtro de lecho profundo.
Esta etapa es la encargada de filtrar partículas suspendidas en el agua de tamaño mediano, y consiste de un contenedor o recipiente que se rellena por etapas con arena gruesa, arena de media granularidad y finalmente arena fina como se aprecia en la figura 2,3,4.
El objetivo de el filtro de lecho profundo que se muestra en la figura 5 es que pueda lavarse las gravas mediante retrolavado, esto se logra mediante el uso de una válvula ya sea manual o automática que permite cambiar la dirección del agua sin la necesidad de reconectar tubos o mangueras. En la figura 6 se puede ver un ejemplo de una válvula manual, en dicha figura se puede apreciar una tercer salida que aquí se ve con un tapón blanco, esa precisamente es para dar salida a el agua cuando se aplica el retrolavado, dicho en otras palabras será para sacar las partículas retenidas por el filtro.
La idea básica consiste en que debido a que inicialmente fueron ingresadas gravas gruesas hasta las finas, cuando se hace pasar agua primero pasa por las gruesas y salen por la finas, de tal forma que de igual forma van atrapando los sedimentos, entonces cuando se hace pasar agua limpia en sentido contrario sacara la mayoría de partículas y entonces no será necesario cambiar la arena y durara muchas mas ciclos.
En esta etapa también deberá de considerarse que el filtro después de cierto uso, comenzará albergar microorganismos aun después del retrolavado y eso es normal debido a que este es el primer filtro del sistema, aunque habrá que notar que si el filtro de lecho profundo o filtro multimedios es alimentado con agua clorada podría generarse un mínima cantidad de bacterias. Sin embargo al hablar de bacterias no se esta hablando de organismos nocivos, inclusive en condiciones normales estas bacterias procesaran y descompondrán algunos residuos, a este proceso se le conoce como biofiltración, se sugiere ver el ciclo del nitrato, normalmente las bacterias que se crean aquí son las AOB (Amonia – Oxidizing Bacteria) en el caso de la Nitrosospira sp. Predomina en las poblaciones BFC y las Nitrosomonas sp. Predominan en la población en BFS.(Yin Jun,2009)
Se ha probado que la Biofiltración es una técnica viable para la degradación de componentes orgánicos volátiles (VOCs – Volatil Organic compounds) así como componentes olorosos tales como H2S y NH3
La primera propuesta de este tipo de filtración data de 1923 (Bellis, 1997)
El problema se daría si el filtro de lecho profundo se contamina de otras bacterias nocivas, que normalmente están contenidas en las aguas negras. Por eso debe de alimentarse con el agua lo mas limpia posible.
Aun así en el sistema propuesto habrá otro elemento que se encargará de las bacterias.
Etapa 2. filtro carbón activado.
Esta etapa es eficiente para remover el cloro, mal olor y sabor del agua, así como sólidos pesados (plomo, mercurio) también remueve contaminantes orgánicos como (restos de insecticidas, pesticidas, herbicidas y bencenos, así como derivados del petróleo). Se trata del único proceso que es necesario y ningún proceso de purificado puede prescindir de él.
Esta etapa puede llevarse a cabo en un contenedor de lecho profundo como el que se uso para arenas y se puede llenar con gránulos de carbón activado o bien usar un filtro de cartucho que es mucho mas pequeño, todo dependerá de la cantidad de agua que se desea filtrar.
Etapa 3. filtro pulidores.
Esta etapa es la encargada de filtrar partículas mas pequeñas, y se sugiere después del carbón activado porque en ocasiones se van particular del mismo carbón y la idea es que el agua sea limpia.
Con el fin de tener una idea de los tamaños y lo que ha de filtrarse las arcillas tienen un tamaño de 1 a 10 micras, los limos de 10 a 50 micras, y la arena fina de 20 a 50 micras. (Regaber,2001)
En la figura 1 se sugiere introducir en serie 3 filtros colocados en portafiltros plásticos de 15, 5, 1 micrones, siguiendo la misma idea de filtro de lecho profundo, en esta etapa el agua debe ser completamente clara y sin sabor. Sin embargo no es indispensable ese micronaje ni que sean 3 filtros y dependiendo de las necesidades filtraje se puede colocar solo dos filtros.
Aunque normalmente se pueden conseguir filtros de diferente micronaje lo ideal es que el menor sea de a lo mas 5 micrones, sin embargo también existe de 1 micron e incluso de .5 micron, obviamente entre menor el micronaje mayor será el costo, y para el caso de los filtro de.5 mircrones se necesitara más presión para hacer pasar el agua.
En esta figura se muestra un tipo de filtros que son los pequeños para aplicaciones caseras, son transparentes, pero también en azul o blancos con tamaños de 6.35 diámetro*50.8cm largo(2.5” por 20”largo), normalmente se piden en pulgadas y este ultimo es el más usado.
Los portafiltros como se puede ver en la figura 7 se sujetan por la parte superior a la tapa misma que puede quitarse dado que se encuentra enroscada con lo que se hace necesario quitar los tubos o destornillar, se quita y solo se reemplaza el cartucho que puede ser de diversos materiales, siendo el mas usado y económico el de material de polipropileno, aunque también se usan los plisados muy semejantes al los filtros de aire de los vehículos, pero en forma de cilindro.
Otro aspectos se debe de considerar y es la medida, por lo regular la porosidad o la filtración las especifican en micrones que no es lo mismo que micras.
En la figura 7 también se puede apreciar que los filtros se encuentran interconectados con tubo de PVC por ser económico, fiable y fácil de trabajar, también se recomienda colocar tuercas unión entre ellos para facilitar el mantenimiento
Etapa 4. filtro UV.
Esta etapa tiene por función la eliminación de la mayoría de bacterias y virus que en si son quizá lo peor que pueda traer el agua como el caso de bacterias como E.coli, Salmonella typhi, legionella spp. Pseudomonas aeruginosae , etc..o virus como: Rotavirus, Adenovirus, Enterovirus, Virus de la hepatitis A, Norovirus y sapovirus.(OMS,2006)
Esta etapa consta de una lámpara de Luz ultravioleta que incide sobre el agua matando o alterando los virus y bacterias de tal manera que se inhibe su crecimiento. Estas lámparas ya se venden así y las hay de diferentes entradas y volúmenes de agua.
Esta etapa en si es la más costosa dado que este tipo de filtros son caros.
Posterior a esta etapa el agua debe ser clara, sin olores ni sabores y libre en un 99.9% de virus y bacterias, por lo cual ya es potable en condiciones normales, pero igual se debe tomar en cuenta que es apta para sustentar la vida, por lo cual se debe de consumir rápido porque se podrían desarrollar nuevamente microorganismos sobre ella.
Hasta aquí llegaría el proceso de filtrado, por lo que ahora se pasará a algunas consideraciones
Consideraciones.
Algunos con el fin de que el agua dure mas tiempo libre de microorganismos agregan ozono que es un potente bactericida, pero es probable que el ozono afecte la flora intestinal de algunos seres vivos.
Aquí también habría de evaluarse la necesidad de implementar al final de sistema un filtro UV o un generador de ozono cuya función de ambas es la de matar virus y bacterias, pero si se considera que el cloro tiene la misma función, probablemente se podría eliminar esta fase si se clora al inicio del proceso y se le da el tiempo para que actué el Cl.
También se debe evaluar que tipo de contaminante tiene el agua porque existen contaminantes que no podrán ser filtrados así, por ejemplo los fluoruros, sales, algunas grasas y las aguas duras, etc, pero para casi todas existen métodos para limpiarlos aunque ciertamente algunos son caros.
Es probable que la etapa que no debe eliminarse es la de carbón activado o bien la que elimina virus y bacterias, salvo que se tenga la certeza de que el agua esta clorada.
