Diferencia entre filtros de superficie y de profundidad

Diferencia filtros superficie y de profundidad en agua y otros líquidos

La filtración de sedimentos es un proceso con mayor uso que otros métodos de separación utilizados en el mundo. Antes de seleccionar el tipo de filtro adecuado, vamos explicar las diferencias entre filtros de superficie y de profundidad, para elegir el más adecuado. La diferencia principal entre la filtración de superficie y la filtración de profundidad está relacionada con la forma en que se retienen las partículas en el medio filtrante y la capacidad de carga de impurezas que pueden soportar.

Filtración de superficie

En la filtración de superficie, las partículas son retenidas principalmente en la parte superior del medio filtrante, donde se forma una capa de acumulación de sólidos. Esta capa actúa como una barrera y es la responsable de atrapar las partículas más grandes. A medida que se acumulan partículas en la superficie, el flujo de agua a través del filtro puede reducirse considerablemente, lo que requiere un mantenimiento más frecuente para limpiar o reemplazar el filtro.

En la filtración de superficie, se utiliza un material de malla o tela con poros. Este tipo de filtro atrapa las partículas directamente en la superficie del material, mientras que las partículas más pequeñas pasan a través del medio filtrante junto con el fluido.

Filtración de profundidad

En cambio, la filtración de profundidad involucra un medio filtrante con una estructura tridimensional que permite que las partículas se retengan tanto en la superficie como en el interior del medio filtrante. A medida que el agua fluye a través del filtro, las partículas se atrapan en diferentes capas y poros del medio filtrante. Esta estructura en profundidad proporciona una mayor capacidad de carga de impurezas y, por lo tanto, prolonga la vida útil del filtro antes de requerir mantenimiento.

Un filtro de profundidad se utiliza un material más grueso o de medios granulares que tiene una estructura más porosa que crea una cama más profunda. En este caso, las partículas sólidas se separan principalmente por deposición dentro de los poros del medio filtrante, lo que permite retener partículas de diferentes tamaños. El medio filtrante de profundidad tiene poros que se pueden ir reduciendo y puede retener partículas por más tiempo que el medio filtrante de superficie.

En resumen, la filtración de superficie se centra en retener partículas en la capa superior del medio filtrante, lo que puede afectar el flujo más rápidamente y requerir mantenimiento frecuente. Por otro lado, la filtración de profundidad permite una mayor acumulación de partículas en todo el medio, lo que aumenta la vida útil del filtro y mejora la eficiencia de retención de impurezas antes de requerir limpieza o reemplazo. La elección entre estos dos métodos de filtración dependerá de las necesidades específicas de cada aplicación y las características de las partículas que se deseen eliminar.

Tipos de filtros de superficie

Filtro bolsa:

Es un tipo de material filtrante de superficie. En el contexto de la filtración, el filtro bolsa es un medio poroso que se utiliza para retener partículas sólidas suspendidas en líquidos. Este tipo de filtro se llama “bolsa” porque su forma es similar a una bolsa o saco.

El funcionamiento del filtro bolsa se basa en la captura de partículas en la superficie interna de la bolsa filtrante. A medida que el líquido fluye a través del filtro, las partículas se acumulan en la superficie de la bolsa, formando una capa de suciedad. Esta capa actúa como una barrera que atrapa las partículas más grandes y retiene los sólidos no deseados.

El filtro bolsa ofrece una alta capacidad de retención de partículas, pero a medida que la capa de suciedad se acumula, el flujo del líquido a través del filtro puede disminuir. Esto requiere un monitoreo regular mediante manómetros para identificar la diferencia de presión y, eventualmente, el reemplazo o limpieza del filtro bolsa para mantener su eficiencia de filtración.

Filtro de cartucho plisado:

El filtro de cartucho plisado es otro ejemplo de material filtrante de superficie. Al igual que el filtro bolsa, el filtro de cartucho plisado está diseñado para retener partículas sólidas suspendidas en líquidos, pero su estructura es diferente.

Los filtros plisados generalmente están hechos de materiales como celulosa, poliéster, polipropileno u otros medios filtrantes similares. La característica distintiva de estos filtros es su diseño plisado, que crea pliegues o arrugas en el medio filtrante. Estos pliegues aumentan significativamente la superficie del filtro, permitiendo una mayor área para la captura de partículas. Al igual que con el filtro bolsa, la filtración de cartucho plisado se realiza principalmente en la superficie externa del medio filtrante. A medida que el líquido pasa a través del filtro, las partículas se quedan atrapadas en la superficie exterior de los pliegues, formando una capa de acumulación de suciedad.

La acumulación de partículas puede reducir la velocidad de flujo del líquido a través del filtro con el tiempo. Por lo tanto, los filtros de cartucho plisado también requieren mantenimiento periódico, ya sea limpiándolos o reemplazándolos, para mantener su eficiencia de filtración.

Filtro de papel:

El filtro de papel de laboratorio es un material filtrante de superficie. Estos filtros se utilizan comúnmente en laboratorios para separar sólidos de líquidos, permitiendo que el líquido pase a través del papel mientras retiene las partículas sólidas.

El filtro de papel para uso en laboratorio está hecho de celulosa u otros materiales porosos que permiten el paso del líquido a través de sus poros, pero sobre todo en la superficie del material, casi siembre por gravedad. A medida que el líquido fluye a través del filtro, las partículas quedan atrapadas en la parte externa del papel filtrante, formando una capa de acumulación de suciedad.

La filtración de papel de laboratorio es ampliamente utilizada en diversos procedimientos de análisis y experimentos en el laboratorio, donde se necesita separar sólidos de líquidos o eliminar partículas no deseadas para obtener un líquido claro y limpio. Es una forma económica y efectiva de filtración, aunque la capacidad de retención de partículas puede ser limitada en comparación con otros medios filtrantes más especializados.

Tipos de filtros de profundidad

Filtro de cartucho tipo Polyspun o Termofundido

Los filtros de cartucho termofundido o tipo oPlyspun es un material filtrante de profundidad. A diferencia de los filtros de superficie que retienen partículas principalmente en la capa superficial del medio filtrante, los filtros de profundidad están diseñados para retener partículas tanto en la superficie como en el interior del medio filtrante.

El filtro de cartucho termo-fusionado o de polopropileno tipo Polyspun está compuesto por fibras termoplásticas entrelazadas y fundidas, formando una estructura tridimensional con poros y canales en su interior. Esta estructura permite que las partículas sean capturadas tanto en la superficie del filtro como en las profundidades del mismo.

A medida que el agua fluye a través del filtro, las partículas quedan atrapadas en los poros y canales internos del medio filtrante, lo que aumenta significativamente la capacidad de retención de impurezas en comparación con los filtros de superficie. Esta característica de filtración de profundidad proporciona una mayor vida útil del filtro y una eficiencia más sostenida a lo largo del tiempo, ya que puede acumular una mayor cantidad de partículas antes de que se vea afectado el flujo de agua.

Los filtros de cartucho termofundido o thermofusionados son ampliamente utilizados en diversas aplicaciones de filtración de agua, desde sistemas de purificación domésticos hasta aplicaciones industriales, donde se requiere una alta capacidad de retención de partículas y una mayor vida útil del filtro. Estos tipos de cartuchos filtrantes pueden ser con filtración absoluta o nominal.

Filtro de cartucho hilado

El cartucho hilado también llamado enrollado o encordado, es un filtro de profundidad que utiliza una estructura de hilos de polipropileno entrelazados para retener partículas sólidas en el agua a medida que pasa a través del cartucho. Este tipo de cartuchos hilados están hechos de 100% polipropileno en forma de hilos que tienen la capacidad de retener arena, limo, óxido, suciedad y partículas sólidas. Son efectivos para la filtración a profundidad, lo que significa que retienen partículas tanto en la superficie del filtro como en las profundidades del mismo.

La estructura hilada del filtro proporciona una mayor área de superficie para la captura de partículas, lo que aumenta su eficiencia de retención de suciedad. Además, el filtro de cartucho hilado puede soportar temperaturas de hasta 165 °F (73.9 °C) y algunos fabricantes mencionan un rango de temperatura de funcionamiento de 40 °F a 165 °F (4.4 °C a 73.9 °C), incluso pueden funcionar muy bien con líquidos con cierta viscosidad (filtrar algunos aceites o glicerinas).

Filtros de lecho profundo o multimedia

Los filtros de lecho profundo o multimedia de profundidad son sistemas de filtración diseñados para retener partículas sólidas la profundidad del lecho filtrante. Estos filtros utilizan una combinación de diferentes materiales filtrantes con diferentes tamaños de partículas para atrapar y retener las impurezas presentes en el líquido que se desea filtrar. A diferencia con los filtros de cartucho los filtros de lecho profundo pueden filtrar caudales más grandes de agua, sobre todo a nivel industrial.

Los filtros de lecho profundo utilizan varias capas de materiales filtrantes dispuestas en orden descendente de tamaño de partícula, con el material más grueso en la parte superior y el más fino en la parte inferior. Las capas están compuestas de diferentes materiales, como arena, antracita, garnet, grava y otros medios filtrantes en solitario como arena o zeolita, cada uno con una función específica en la retención de partículas.

Proceso de filtración a profundidad: Cuando el líquido al tanque que contiene los medios granulares filtrantes, fluye a través de las capas de materiales. A medida que pasa por el lecho, las partículas sólidas suspendidas en el líquido quedan atrapadas y retenidas en las capas del lecho filtrante. Cada material filtrante en el lecho retiene partículas de diferentes tamaños, lo que permite una filtración más eficiente y profunda. La estructura del lecho profundo permite que las partículas sean retenidas en toda la profundidad del lecho filtrante, no solo en la superficie. Esto se conoce como filtración de profundidad, y es una de las características clave de estos filtros. La filtración de profundidad proporciona una mayor capacidad de retención de partículas y una vida útil más prolongada del filtro.

Retrolavado y mantenimiento: Con el tiempo, el lecho filtrante se acumula con partículas y suciedad retenidas. Para mantener la eficiencia del filtro, es necesario realizar un proceso de retrolavado periódico. Durante el retrolavado, se invierte el flujo de agua a través del filtro para eliminar las partículas retenidas y limpiar el lecho filtrante.

Filtros de discos

Los filtros de discos utilizan filtración a profundidad, son utilizados para retener partículas sólidas en toda la profundidad de los discos filtrantes (aproximadamente 5 cm). Estos filtros emplean discos con una estructura ranurada que permite la retención de partículas en toda su extensión. Los filtros de discos de profundidad están compuestos por discos filtrantes fabricados con material plástico para retener partículas sólidas suspendidas en el líquido a filtrar. Estos discos tienen una estructura poros que forman un disco con otro, que permiten el paso del líquido, pero retienen las partículas sólidas.

Al igual que los filtros de lecho profundo los caudales de agua tratados con igual de grandes, no así con los filtros de cartucho.

Proceso de filtración fluye a través de los discos filtrantes dispuestos en una pila. A medida que pasa a través de los poros del disco, las partículas sólidas son capturadas y retenidas en toda la profundidad del disco filtrante. La estructura porosa de los discos permite que las partículas sean retenidas en toda la profundidad del medio filtrante, no solo en la superficie. Esto proporciona una filtración de profundidad, lo que significa que el filtro puede retener partículas más pequeñas y con una mayor capacidad de retención que los filtros de superficie.

Retrolavado y limpieza del filtro: Con el tiempo, los discos filtrantes se obstruyen con partículas retenidas y suciedad. Para mantener la eficiencia del filtro, se realiza un proceso de limpieza o retrolavado de los discos. Durante el retrolavado, se invierte el flujo de líquido a través de los discos para eliminar las partículas retenidas y limpiar toda la profundidad del medio filtrante, a diferencia con el filtro de lecho profundo este retrolavado es mucho más rápido (10 segundos) y poco desperdicio de agua.

Los filtros de discos de profundidad son ampliamente utilizados en diversas aplicaciones de filtración, como el tratamiento de agua potable, el tratamiento de aguas residuales, la industria alimentaria, la industria química y otras aplicaciones donde se requiere una filtración eficiente y una alta capacidad de retención de partículas.

En resumen, la filtración de superficie se basa en el tamaño de los poros del material de malla que atrapa las partículas en la superficie, mientras que la filtración de profundidad se basa en los poros del medio filtrante que retienen las partículas en su interior.