09:30 Los sedimentos sucios, los microorganismos, el sabor desagradable y la calidad incierta del agua pueden afectar al agua de todos los grifos de un edificio. Si solo se trata el agua del grifo de la cocina, el resto queda sin tratar. Un sistema de ultrafiltración para toda la vivienda, correctamente diseñado, ofrece una solución de filtración centralizada antes de que el agua se distribuya por toda la vivienda.
Un sistema de ultrafiltración para toda la vivienda utiliza una membrana de ultrafiltración para eliminar partículas finas, sólidos en suspensión, numerosas bacterias, parásitos y otras impurezas del suministro principal de agua. Instalado como un sistema de filtrado en el punto de entrada, puede suministrar agua filtrada a los baños, las cocinas, los electrodomésticos y otros puntos de consumo, al tiempo que, por lo general, conserva los minerales disueltos beneficiosos para la salud en el agua.
Sistemas de ultrafiltración para toda la vivienda: cómo un sistema de filtrado de agua para toda la vivienda proporciona agua más limpia
Un sistema de filtración de agua para toda la vivienda se instala en el punto por donde entra el suministro principal de agua en una vivienda, un local comercial, un hotel, una granja u otra instalación. En lugar de tratar únicamente el agua de un grifo de agua potable, el sistema trata el agua de toda la vivienda o edificio antes de que llegue a los distintos puntos de consumo.
Un filtro de cartucho estándar puede eliminar principalmente los sedimentos visibles. Un sistema de ultrafiltración va más allá. Utiliza una membrana especial con poros extremadamente pequeños para separar del agua las partículas finas en suspensión y los microorganismos. Los CDC señalan que las membranas de ultrafiltración suelen tener un tamaño de poro de alrededor de 0,01 micras, aunque el tamaño real de los poros varía según el diseño del filtro. La ultrafiltración puede eliminar parásitos y bacterias y puede reducir en cierta medida la presencia de virus, pero no debe considerarse una tecnología universal para la eliminación de sustancias químicas.
Esta diferencia es importante. Un buen filtro para toda la vivienda no es simplemente una versión más grande de un purificador de agua de cocina. Los ingenieros deben tener en cuenta la fuente de agua de entrada, el caudal máximo, la presión, el perfil de contaminantes, el pretratamiento, la superficie de la membrana, el método de limpieza y la calidad del agua requerida.
Desde nuestro punto de vista como ingenieros, solemos partir del agua en sí, y no del catálogo de equipos.
Una buena filtración empieza por comprender qué es lo que realmente hay en el agua.
La ultrafiltración es un proceso de filtración impulsado por presión. El agua se desplaza a través de una membrana de fibra hueca que contiene poros microscópicos. El agua y muchas sustancias disueltas de pequeño tamaño pasan a través de ella, mientras que las partículas más grandes quedan retenidas en el lado de la membrana.
Un proceso simplificado sería algo así:
Agua bruta → Pretratamiento de sedimentos → Filtro de carbón (opcional) → Membrana de ultrafiltración → Agua tratada → Distribución
En el interior de un módulo de ultrafiltración de fibra hueca, miles de diminutas fibras de membrana proporcionan una amplia superficie de filtración en un espacio reducido. Dependiendo del diseño del sistema, el agua puede pasar desde el interior de la fibra hacia el exterior o desde el exterior hacia el interior.
La membrana actúa como barrera física. En lugar de basarse únicamente en la adsorción o en un tratamiento químico, la separación depende en gran medida del tamaño de las partículas.
Según los CDC, la ultrafiltración suele asociarse a un tamaño de poro de aproximadamente 0,01 micras. En comparación, la microfiltración es, por lo general, más gruesa, mientras que la ósmosis inversa utiliza una barrera de membrana aún más fina.
Esto hace que la UF resulte útil cuando el objetivo del tratamiento incluye:
A diferencia de muchos sistemas de ósmosis inversa, la ultrafiltración (UF) suele permitir que los minerales y las sales disueltos permanezcan en el agua filtrada. Esto puede resultar útil cuando el objetivo es la filtración de partículas y microorganismos, más que la desalinización.
No hay ningún filtro que elimine todos los contaminantes. Este es uno de los aspectos más importantes a la hora de elegir filtros de agua.
Una membrana de ultrafiltración (UF) ofrece un rendimiento excelente frente a numerosas partículas y microorganismos, pero no está diseñada para eliminar todas las sustancias químicas disueltas.
| Problema relacionado con el agua | Rendimiento típico de la UF | Es posible que se necesite un tratamiento adicional |
|---|---|---|
| Arena y sedimentos | Muy bien | Normalmente no |
| Sólidos en suspensión | Muy bien | Normalmente no |
| Turbidez | Muy bien | Normalmente no |
| Muchas bacterias | Muy bien | Los rayos UV pueden ofrecer una protección adicional |
| Parásitos | Muy bien | Normalmente no |
| Algunos virus | Limitado a «bueno», dependiendo de la membrana | Puede ser preferible utilizar UV, NF u RO |
| Cloro | Limitado | Filtro de carbón |
| Sabor y olor | Limitado | Carbón activado |
| Dureza | No elimina eficazmente | Descalcificador de agua |
| Sales disueltas | No elimina | Ósmosis inversa |
| Plomo y otros metales pesados disueltos | No se elimina de forma fiable solo mediante UF | Medios especializados o RO |
| Arsénico | No se ha eliminado de forma fiable | Tratamiento especializado o RO |
El CDC recomienda expresamente a los usuarios que elijan el tratamiento en función de los gérmenes o sustancias químicas nocivas que se encuentren realmente en el agua. Es posible que un filtro de agua que elimine microorganismos no elimine las sustancias químicas disueltas, y viceversa.
Por eso solemos recomendar un sistema de filtración integral en lugar de limitarse a instalar un solo módulo de membrana.
Por ejemplo, si el agua de la zona contiene tanto sólidos en suspensión como cloro perceptible, una combinación como:
Filtro de sedimentos → Filtro de carbón catalítico → Ultrafiltración
puede que tenga más sentido que la UF por sí sola.
Si el agua también presenta una dureza elevada, es posible que el sistema requiera un descalcificador. Si hay un alto contenido de sales disueltas, nitratos, arsénico u otros contaminantes disueltos, puede que resulte más adecuado un sistema de ósmosis inversa (RO) debidamente diseñado.
Un sistema práctico para toda la vivienda puede incluir dos, tres o más etapas de filtración. La configuración adecuada depende de las condiciones del agua de entrada.
Un diseño habitual de tres etapas para toda la vivienda puede incluir:
El primer filtro protege los equipos situados más adelante de las partículas más grandes.
Un filtro de sedimentos de 5 micras es habitual en muchos sistemas basados en cartuchos, aunque el grado de filtración necesario debería depender del agua de origen y de los requisitos de la membrana situada aguas abajo.
Puede reducir:
En el caso del agua con una elevada carga de sedimentos, las rejillas lavables, los filtros multimedia, las unidades de retrolavado automático o los sistemas de pretratamiento de mayor tamaño pueden resultar más adecuados que los cartuchos filtrantes desechables de pequeño tamaño.
Un filtro de carbón activado o de carbón catalítico puede ayudar a reducir el cloro, el sabor y el olor desagradables, así como determinados compuestos orgánicos.
Un filtro de agua de carbón vegetal resulta especialmente útil para el agua municipal tratada, en la que el cloro o la cloramina pueden afectar al sabor y al funcionamiento de la membrana.
Sin embargo, la eliminación del desinfectante residual del agua de toda la vivienda requiere un diseño minucioso del sistema. El CDC señala que eliminar el cloro de toda el agua de la vivienda puede aumentar la posibilidad de que se desarrollen microorganismos en las tuberías si el sistema no se mantiene adecuadamente.
El filtro de ultrafiltración (UF) actúa como barrera física de alta precisión.
Esta etapa final de filtración permite obtener agua limpia y con baja turbidez, al tiempo que conserva gran parte del contenido original de minerales disueltos.
Para necesidades de tratamiento más exigentes, los diseñadores pueden añadir:
El resultado es un sistema completo de tratamiento de agua, en lugar de un simple conjunto de cartuchos.
No existe una tecnología universal que sea la mejor para el tratamiento de toda la vivienda. Cada tecnología resuelve problemas distintos.
Ten en cuenta primero el objetivo del tratamiento.
| Tecnología | Objetivo principal | ¿Elimina las sales disueltas? | Uso habitual en toda la vivienda |
|---|---|---|---|
| Filtro de sedimentos | Arena, óxido, partículas | No | Pretratamiento |
| Filtro de carbón | Cloro, sabor, olor, algunas sustancias orgánicas | No | Tratamiento de refinamiento del agua municipal |
| Ultrafiltración | Sólidos finos y microorganismos | No | Filtración por membrana principal |
| Descalcificador de agua | Dureza por calcio y magnesio | En parte mediante intercambio iónico | Control del agua dura |
| UV | Inactivación microbiana | No | Desinfección final |
| Ósmosis inversa | Sales disueltas y numerosos contaminantes | Sí | Agua de alta pureza |
| EDI | Eliminación de iones/pulido | Sí | Agua industrial ultrapura |
Un sistema de filtrado por ultrafiltración (UF) suele funcionar a una presión inferior a la de la ósmosis inversa (RO) y no elimina de forma intencionada la mayoría de los minerales disueltos. Esto suele permitir un caudal de agua elevado con una menor generación de concentrado.
La ósmosis inversa va mucho más allá. El CDC describe Membranas de ósmosis inversa con un tamaño de poro aproximado de alrededor de 0,0001 micras, y señala que la ósmosis inversa puede reducir diversas sustancias disueltas, entre ellas el sodio, el cloruro, el cobre, el cromo y el plomo, dependiendo del sistema.
Por lo tanto, si tu objetivo es principalmente obtener agua doméstica limpia con una filtración eficaz de partículas y microorganismos, la ultrafiltración (UF) puede ser una opción interesante.
Si tu objetivo es conseguir un TDS muy bajo o agua pura, utiliza ósmosis inversa (RO).
Si el problema principal es el agua dura, elige un descalcificador.
Si lo que más te preocupa es el sabor a cloro, utiliza carbón.
A menudo, la mejor respuesta no es “UF o carbón”, sino UF más carbón, diseñado en función de las características reales del agua de alimentación.
Sí, pero el agua del suministro municipal y la de pozo suelen requerir estrategias de tratamiento diferentes.
El agua del grifo municipal suele haber pasado ya por una planta de tratamiento. No obstante, puede contener sedimentos procedentes de las tuberías de distribución, cloro o cloramina, minerales que contribuyen a la dureza del agua y otras sustancias que afectan al sabor o a los electrodomésticos.
Una configuración habitual para el agua municipal podría ser:
Sedimentos → Carbono → UF → UV (opcional)
Este diseño puede mejorar la claridad y el sabor, al tiempo que añade una barrera de membrana antes de que el agua se distribuya por toda la vivienda.
El agua de pozo puede ser más complicada.
En función de la geología y las condiciones locales, puede contener:
Colocar un filtro de UF de poros finos directamente en agua de pozo de mala calidad puede provocar una rápida obstrucción.
En cambio, es posible que el sistema requiera:
Agua bruta de pozo → Oxidación → Filtración multimedial/sedimentaria → Eliminación de hierro → Descalcificación, si es necesario → UF → UV
Por eso es importante analizar el agua.
El CDC recomienda analizar la fuente de agua y elegir el tratamiento en función de los contaminantes realmente presentes, en lugar de dar por sentado que una sola tecnología resolverá todos los problemas relacionados con el agua.
Las membranas de ultrafiltración de fibra hueca ofrecen una gran superficie de membrana dentro de una carcasa o módulo de filtro relativamente compacto.
Este diseño permite alcanzar una mayor capacidad de tratamiento sin ocupar un espacio excesivo de instalación. Para viviendas, chalés, edificios de apartamentos, hoteles, explotaciones agrícolas, instalaciones comerciales y otras aplicaciones descentralizadas, el tamaño compacto de los equipos puede suponer una gran ventaja.
Entre las principales ventajas se incluyen:
Como fabricantes de membranas de ultrafiltración de fibra hueca y de equipos completos de tratamiento, nuestra visión va más allá de la propia membrana.
Una membrana que funciona bien en el laboratorio puede, aun así, ofrecer un rendimiento deficiente en la práctica si el pretratamiento, el flujo de funcionamiento, las condiciones de flujo cruzado, la lógica de retrolavado, el control de presión o los procedimientos de limpieza no son los adecuados.
Por lo tanto, la eficiencia real de filtración de un sistema depende tanto de la calidad de la membrana como del diseño técnico.
Pensemos, a modo de ejemplo, en una vivienda con varios cuartos de baño, una cocina, un lavadero y un consumo de agua en el exterior.
Si la demanda máxima del hogar alcanza los 40 l/min, elegir una membrana con una capacidad nominal de solo 40 l/min en condiciones ideales de laboratorio no deja prácticamente ningún margen de funcionamiento.
Un diseño mejor tiene en cuenta:
La capacidad final de la membrana debe ajustarse al consumo real de agua, y no limitarse a una cifra nominal de catálogo.
Sistemas de ultrafiltración para toda la vivienda: cómo un sistema de filtrado de agua para toda la vivienda proporciona agua más limpia
Muchos compradores se fijan únicamente en el tamaño de los poros en micras. Eso no es suficiente.
Un tamaño de poro más pequeño mejora la separación de partículas, pero también puede aumentar la resistencia. Cuando la superficie de la membrana es demasiado pequeña para el caudal requerido, la pérdida de presión aumenta y el rendimiento puede disminuir.
Hay que tener en cuenta tres factores a la vez:
Calcula cuánta agua se puede consumir en el hogar al mismo tiempo.
Un sistema destinado a un solo cuarto de baño requiere mucha menos capacidad que el de una villa, un bloque de pisos, un hotel o una granja.
La membrana de UF necesita presión para que el agua fluya a través de su superficie.
Si la presión del agua de entrada es baja, es posible que los ingenieros necesiten una bomba de refuerzo.
El agua sucia aumenta la carga sobre la membrana.
Una mayor cantidad de sedimentos suele significar:
Un sistema de filtrado de agua bien diseñado logra un equilibrio entre estos tres aspectos.
Instalar un sistema de tamaño excesivo puede suponer un derroche de dinero. Instalar un sistema de filtrado de tamaño insuficiente puede provocar un caudal insuficiente, un mantenimiento frecuente y la insatisfacción del usuario final.
Todos los sistemas de filtración requieren mantenimiento.
Afirmaciones como “purificación de agua sin mantenimiento” deben tomarse con cautela. Incluso los sistemas de membranas automáticos requieren una inspección y limpieza periódicas.
El mantenimiento depende de la calidad del agua y de la configuración del sistema.
| Componente | Requisitos típicos de mantenimiento |
|---|---|
| Cartucho sedimentario | Revisar y sustituir en función de la caída de presión y del estado del agua |
| Filtro de carbón | Sustitución del medio filtrante en función de la capacidad y la carga de cloro |
| Membrana de UF | Lavado y retrolavado automáticos, además de limpieza química periódica |
| Lámpara UV | Sustitución periódica de la lámpara y limpieza del manguito de cuarzo |
| Descalcificador de agua | Reposición de sal y mantenimiento de la resina |
| Bombas y válvulas | Inspección en función de las horas de funcionamiento |
Los intervalos de sustitución de los filtros nunca deben basarse únicamente en un calendario genérico.
Un cartucho sedimentador que trate agua municipal limpia puede durar mucho más que el mismo cartucho si se utiliza para tratar agua turbia de pozo.
En el caso de los sistemas de filtración para toda la vivienda, ya sean comerciales o diseñados a medida, entre los parámetros de control útiles se incluyen:
El control automático mediante PLC permite gestionar las funciones de purga y alarma.
En el caso de proyectos de mayor envergadura, podemos integrar módulos de membranas con bombas, válvulas, instrumentos, paneles de control y sistemas de comunicación PLC o SCADA. Este enfoque facilita el funcionamiento tanto a los contratistas EPC como a los responsables de las instalaciones.
Un sistema de filtrado de agua para toda la vivienda de alta calidad debe comenzar con un análisis del agua.
El CDC y otras directrices de salud pública hacen hincapié constantemente en la importancia de adaptar la tecnología de tratamiento al problema concreto de contaminación. Los distintos filtros de agua eliminan sustancias diferentes.
Nuestro flujo de trabajo habitual en ingeniería es el siguiente:
Este enfoque de ingeniería resulta especialmente útil para distribuidores, integradores de sistemas, hoteles, explotaciones agrícolas, edificios comerciales y empresas de EPC que necesitan algo más que un purificador de agua estándar.
Sistemas de ultrafiltración para toda la vivienda: cómo un sistema de filtrado de agua para toda la vivienda proporciona agua más limpia
El mejor sistema es aquel que se adapta al agua de tu zona.
No empieces preguntando: “¿Qué filtro tiene el tamaño de poro más pequeño?”.”
En su lugar, pregunta:
Para aplicaciones municipales sencillas, un sistema de UF compacto puede ser suficiente.
Para eliminar el cloro, el sabor y el olor, añade carbón.
Si el agua es dura, utilízala junto con un descalcificador.
En cuanto al riesgo microbiano, se recomienda utilizar la ultrafiltración (UF) junto con la radiación ultravioleta (UV).
En caso de altos niveles de sales disueltas o de determinados metales pesados disueltos, se recomienda añadir un sistema de ósmosis inversa o medios de tratamiento específicos.
El objetivo no es simplemente que salga agua limpia de todos los grifos. El objetivo es una calidad del agua estable sin complicaciones innecesarias.
La NSF también recomienda comprobar las declaraciones de rendimiento verificadas de forma independiente. Normas como la NSF/ANSI 42 se refieren a efectos estéticos, como el sabor y el olor a cloro, mientras que la NSF/ANSI 53 abarca determinados contaminantes que afectan a la salud.
Si la certificación es importante para tu mercado, comprueba exactamente qué norma y qué declaración de reducción de contaminantes se aplican al equipo seleccionado.
El término «toda la vivienda» suele asociarse a la filtración residencial, pero el mismo concepto de «punto de entrada» puede adaptarse a proyectos de mayor envergadura.
Los sistemas de membranas de ultrafiltración de fibra hueca también pueden utilizarse para:
Una instalación pequeña puede utilizar una unidad manual sencilla. Una instalación comercial puede necesitar varios módulos de membrana UF, válvulas automáticas, depósitos, bombas, sistemas de dosificación, instrumentos de control en tiempo real y un controlador lógico programable (PLC).
Aquí es donde fabricado en fábrica Los sistemas de filtración ofrecen una ventaja.
Como fabricantes de equipos para el tratamiento del agua y de las aguas residuales, podemos integrar la ultrafiltración (UF) con:
Esto hace que esta tecnología sea adecuada no solo para el agua doméstica, sino también para distribuidoras, contratistas EPC, empresas de ingeniería y promotores de proyectos comerciales que busquen soluciones personalizadas de tratamiento de agua.
La UF puede mejorar significativamente la calidad microbiológica y la calidad en cuanto a partículas del agua, al eliminar sedimentos, parásitos y muchas bacterias. Sin embargo, la seguridad del agua potable final depende del agua de origen y de los contaminantes presentes.
La ósmosis inversa (UF) no elimina de forma fiable todas las sustancias químicas disueltas. Analiza primero el agua y añade carbón activado, rayos UV, ósmosis inversa (RO) u otros tratamientos cuando sea necesario.
Por sí solo, no es eficaz.
Si es necesario reducir el cloro, suele añadirse una etapa de carbón activado o carbón catalítico. No obstante, el sistema debe diseñarse con cuidado, ya que la eliminación del desinfectante del agua de la red principal puede afectar a las condiciones microbianas en las tuberías situadas aguas abajo.
No.
La dureza se debe principalmente al calcio y al magnesio disueltos. Estos iones son lo suficientemente pequeños como para atravesar una membrana de ultrafiltración.
Instala un descalcificador si es necesario reducir la dureza del agua.
Ninguna de las dos tecnologías es siempre mejor.
La UF es adecuada para eliminar sólidos en suspensión y muchos microorganismos, al tiempo que retiene la mayor parte de los minerales disueltos. La ósmosis inversa (RO) ofrece una eliminación mucho más eficaz de las sales disueltas y de muchos contaminantes disueltos.
La UF suele utilizarse para la filtración general o como pretratamiento de la ósmosis inversa, mientras que la ósmosis inversa es la opción preferida cuando se requiere agua con un bajo contenido en TDS o de alta pureza.
Sí, pero el pretratamiento suele ser imprescindible.
Una fuente de agua de pozo con un alto contenido de sedimentos, hierro, manganeso, dureza o materia orgánica puede obstruir la membrana rápidamente. El análisis del agua debe determinar si son necesarias etapas de filtración multimaterial, oxidación, eliminación de hierro, ablandamiento, carbón u otras antes de la ultrafiltración (UF).
Todos los filtros provocan cierta pérdida de presión.
Un sistema dimensionado correctamente debería mantener este valor dentro de unos límites aceptables. Las grandes pérdidas de presión suelen indicar una superficie de membrana insuficiente, un pretratamiento sucio, la obstrucción de las membranas, una presión de entrada baja o un sistema de dimensiones insuficientes.
En el caso de instalaciones de mayor envergadura, los ingenieros pueden incluir bombas de refuerzo y un sistema automático de control de la presión.
A sistema de ultrafiltración para toda la vivienda puede ser una forma eficaz de mejorar la calidad del agua que entra en toda una vivienda. La membrana constituye una sólida barrera física contra los sedimentos, la turbidez, los parásitos, las bacterias y otras impurezas en suspensión, al tiempo que, por lo general, permite que los minerales disueltos permanezcan en el agua.
Pero la membrana es solo una parte de la solución.
Para obtener buenos resultados es necesario conocer bien el agua en bruto, elegir un pretratamiento adecuado, dimensionar correctamente la membrana, garantizar el flujo de agua y planificar el mantenimiento a largo plazo.
Como fabricante y proveedor especializado en ingeniería de membranas de ultrafiltración de fibra hueca, membranas MBR, membranas de ósmosis inversa (RO), módulos EDI, plantas de agua pura, plantas de tratamiento de aguas residuales y sistemas integrados de filtración por membranas; abordamos cada proyecto como un problema integral de tratamiento de agua, en lugar de limitarnos a vender un filtro.
Para distribuidores, empresas de tratamiento de aguas (EPC), hoteles, explotaciones agrícolas, instalaciones comerciales, usuarios industriales y empresas de ingeniería, podemos desarrollar sistemas de membranas a medida en función del análisis del agua de alimentación, la capacidad, el espacio de instalación, los requisitos de automatización y los objetivos de calidad del agua tratada.
Las recomendaciones técnicas de este artículo se ajustan a la información actualizada de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de EE. UU., la Agencia de Protección Medioambiental de EE. UU. y la NSF en lo que respecta al tratamiento del agua en el hogar, la ultrafiltración, la ósmosis inversa, la filtración en el punto de entrada y la certificación de los sistemas de tratamiento.
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