Todo el mundo ha oído hablar del concepto de filtración en algún momento de su vida y, a su vez, todos hemos tenido que separar un líquido de un sólido en nuestro día a día. Piensa, por ejemplo, en cuando cocinas y hierves un alimento: al separar el agua con un colador, ahí estás filtrando.
Pero, seguramente, no estamos tan acostumbrados a oír hablar de cómo es la filtración en procesos industriales. Esto se da cuando tenemos la necesidad de separar partículas —que pueden llegar a ser microscópicas— de cualquier clase de fluidos, viscosidades y composiciones.
En este post introduciremos algunos conceptos clave de filtración industrial: qué es exactamente, las distintas clases de filtración que existen y cuál es la mejor alternativa según tus necesidades.
¿Qué es la filtración? (Concepto y características)
La filtración es un método de separación utilizado para retener sólidos presentes en un fluido (líquido o gas) mediante la interposición de un medio permeable o semipermeable capaz de atrapar dichas partículas, permitiendo únicamente el paso del fluido purificado. Generalmente, al elemento poroso usado para este proceso de separación se le llama filtro o elemento filtrante.
La variedad de estos elementos es tan extensa como muy diversas son las aplicaciones en las que vamos a necesitarlos. Desde sencillos dispositivos domésticos hasta complejos sistemas empleados en la industria.
¿Cómo se dice: filtración o infiltración?
Una duda muy habitual es cómo se dice, ¿filtración o infiltración? Ambas son correctas, pero definen procesos físicos distintos. La filtración es la separación de sólidos de un fluido usando un medio poroso (como un filtro industrial). Por otro lado, la infiltración (y las distintas clases de infiltraciones) es el proceso por el cual un líquido penetra en un cuerpo sólido a través de sus poros, como el agua de lluvia infiltrándose en la tierra.
3 ejemplos de filtración prácticos
Para ilustrar mejor este proceso, aquí tienes 3 ejemplos de filtración de menor a mayor escala:
- Doméstica: El uso de filtros de papel en las cafeteras para retener el grano molido.
- Tratamiento de aguas: Los filtros de arena utilizados en piscinas y depuradoras para retener impurezas orgánicas.
- Maquinaria y automoción: Los filtros de aceite industriales que retienen virutas metálicas para proteger los motores.
Características de la filtración
Antes de elegir un sistema, debemos conocer las características de la filtración (o características de filtración) que definirán la eficiencia del proceso:
- Porosidad: El tamaño del poro del filtro dictará qué diámetro de partículas se van a retener.
- Caudal: La velocidad a la que el fluido puede atravesar el medio filtrante sin colapsarlo.
- Capacidad de retención: La cantidad de contaminantes que el filtro puede acumular antes de necesitar ser reemplazado.
Clases de filtración: Profundidad vs. Superficie
Aunque existen diversos sistemas de purificación de fluidos, la filtración en profundidad y en superficie son los métodos básicos y las principales clases de filtros a los que nos vamos a referir.
Filtración en superficie
La filtración en superficie se refiere a la retención de partículas, esencialmente, en la superficie del elemento filtrante. Las partículas retenidas forman una capa de residuos, generalmente llamada “torta” (cake), que curiosamente ayuda a aumentar la eficiencia de la filtración, ya que estas partículas acumuladas impiden el paso de otras de menor tamaño.
En comparación con el diámetro de la partícula más pequeña a filtrar, si el medio filtrante tiene una porosidad más pequeña que la partícula, obtendremos un proceso que retendrá por completo todas las impurezas en su superficie.
En cambio, si las partículas tienen un diámetro inferior al del poro, pasarán a través de él. Sin embargo, gradualmente la superficie se irá llenando de partículas más grandes, lo que supondrá un obstáculo para la velocidad de filtración. En este punto, el proceso debe detenerse y la superficie del medio debe limpiarse o sustituirse.
Filtración en profundidad
La filtración en profundidad necesita de un medio filtrante con un espesor relativamente importante y múltiples pasos en forma de laberinto. Las partículas de mayor tamaño quedarán retenidas en la superficie exterior, pero las más finas seguirán su camino hacia el interior quedando atrapadas en las capas internas.
La mayoría de los filtros de profundidad están hechos de fibra extrusionada en un proceso tecnológico llamado melt-blown, del que hablaremos en futuros posts.
Las partículas se mueven a través de ese espesor hasta un punto en el que quedan atrapadas (cuando su tamaño es mayor que el del poro en esa sección). Al colapsarse internamente, este medio filtrante debe reemplazarse por uno nuevo. Un filtro de profundidad eficiente permite capturar contaminantes a lo largo de toda su matriz, siendo ideal para fluidos con alta carga de suciedad o partículas deformables.
Conclusión
En líneas generales, podemos afirmar que ambos métodos son muy útiles, y su elección dependerá tanto de la aplicación como de la naturaleza de las partículas a retener. En resumen, utilizaremos elementos filtrantes en profundidad cuando el fluido contenga una alta cantidad de partículas o elementos deformables (como pinturas o resinas). Por el contrario, recomendaremos la filtración en superficie para fluidos «limpios» que requieran caudales importantes y un corte de retención absoluto.
Preguntas Frecuentes (FAQ)
¿Qué es el proceso melt-blown en los filtros de profundidad?
Es un proceso de fabricación industrial donde polímeros termoplásticos (como el polipropileno) se funden y se extruyen a alta velocidad, creando una densa red tridimensional de microfibras. Este entramado es lo que forma la estructura laberíntica del filtro de profundidad.
¿Se pueden lavar o reutilizar los filtros industriales?
Depende de sus características de filtración. Los filtros de superficie (como mallas metálicas) suelen poder limpiarse para eliminar la «torta» de residuos. Sin embargo, los filtros de profundidad suelen ser desechables, ya que la suciedad queda incrustada en el interior de su matriz de forma permanente.
