Arena de Filtración y Tratamiento

Tamaño efectivo (ES) y coeficiente de uniformidad (UC)

Dos valores definen una arena filtrante, y son los que pide la mayoría de las especificaciones. El tamaño efectivo (ES) es la abertura de tamiz por la que pasa el 10 % en peso de la muestra; determina qué finura de partícula puede retener el filtro. El coeficiente de uniformidad (UC) es la relación entre la abertura que deja pasar el 60 % y el ES, e indica cuán estrecha es la distribución. Un UC bajo significa que los granos son de tamaño próximo entre sí, lo que da una estructura de huecos más uniforme en el lecho, una pérdida de carga más previsible y una expansión más regular durante el lavado a contracorriente. El rango de fracción por sí solo (por ejemplo 0,5-1,0 mm) no describe estos dos valores: dos arenas del mismo rango pueden tener ES y UC distintos. Comparta los objetivos de ES y UC de su especificación y le indicaremos qué fracción los cumple, enviándole el análisis del lote a expedir.

→ Cómo leer un análisis granulométrico

Cómo cambia la arena en filtros rápidos y lentos

Los dos sistemas se basan en físicas distintas. En el filtro rápido el agua pasa a alta velocidad y la retención es esencialmente mecánica; por eso se emplea arena más gruesa, la pérdida de carga aumenta al colmatarse el lecho y este se limpia por lavado a contracorriente. Como la arena debe expandirse de forma uniforme en el lavado, importan la distribución estrecha y el bajo contenido de polvo; el material fino abandona el lecho durante el lavado y con el tiempo se manifiesta como pérdida de arena. En el filtro lento el agua pasa a muy baja velocidad y la depuración la realiza en gran medida la capa biológica formada en superficie. Aquí se usa arena más fina y no hay lavado a contracorriente; la superficie se rasca y renueva periódicamente. Distintas fracciones de la misma familia sirven para ambos sistemas: lo determinante es la velocidad de filtración de su diseño y la calidad de salida exigida.

Capa de soporte y lechos multimedia: por qué importa la densidad

Un lecho filtrante no está hecho de un solo material. En el fondo se coloca grava filtrante sobre el sistema de drenaje, en grados de grueso a fino; su función es sostener el material filtrante y repartir el agua uniformemente por la sección. En lechos multimedia los materiales se ordenan por densidad, y ese es el punto esencial: la antracita tiene densidad 1,45-1,55 g/cm³, la arena de sílice 2,65 g/cm³ y el granate 4,0-4,2 g/cm³. Durante el lavado el lecho se expande y los materiales parecen mezclarse; al detenerse el lavado, la antracita ligera se asienta arriba, la arena en el centro y el granate pesado abajo. Gracias a ese orden, el agua deja primero las partículas gruesas en la capa superior de poro abierto y luego las cada vez más finas en las capas inferiores, lo que da ciclos más largos y mejor calidad de salida que un lecho de un solo medio.