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Filtro de arena y multicapa

Indique el caudal y el tipo de lecho para saber cuántos filtros usar, de qué tamaño, a qué velocidad trabajan con uno en lavado y cuánta agua y qué bomba exige el lavado.

Herramienta de predimensionamiento y estimación: los resultados no sustituyen al proyecto, cálculo o informe firmado por un técnico competente ni la verificación conforme a las normas aplicables.

Predimensionamiento
Caudal y tipo de filtro

La velocidad de diseño se aplica a los filtros que quedan en servicio mientras uno se lava. Los filtros de agua industrial de proceso suelen trabajar a 10 o 20 m/h; para agua de consumo, siga los criterios de la autoridad sanitaria.

Lavado
Bomba de lavado
—Filtros recomendados
—

Velocidad de filtración según el número de filtros

Velocidad en los filtros en servicio con uno en lavado, para cada número de filtros y el tamaño elegido para él, frente al límite de la referencia.

Toque el gráfico para ver los valores.

Agua de lavado según la carrera

Porcentaje de la producción diaria gastado en lavado y enjuague.

Toque el gráfico para ver los valores.

Capas y granulometría típicas

Siguiente paso

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Dimensionar la bomba de lavado →

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Método, hipótesis y referencias

Ecuaciones utilizadas

Área por filtro: A = Q ÷ ((N − 1) · velocidad de diseño); filtro a presión: Ø = √(4A/π), redondeado al diámetro comercial siguiente
Velocidades reales: todos en servicio Q ÷ (N · A); uno en lavado Q ÷ ((N − 1) · A)
Lavado: Q_lav = velocidad_lav · A; V = Q_lav · t_lav + velocidad · A · t_enjuague; lavados/día = N · 24 ÷ carrera; % = V · lavados/día ÷ (24 Q)
Pérdida en lecho fluidizado: Δh = Σ L (1 − ε)(ρs − ρ) ÷ ρ; bomba: H = desnivel + pérdida en falso fondo + Δh; P = ρ g Q H ÷ η

Hipótesis y límites

  • Filtros iguales lavados de uno en uno; la velocidad de diseño se aplica a N − 1 filtros. Porosidad de 0,42 en la arena, 0,50 en la antracita y 0,45 en el granate; densidades de 2650, 1500 y 4100 kg/m³.
  • Límites de velocidad: NBR 12216 sin ensayo piloto (7,5 m/h monocapa, 15 m/h bicapa); práctica común en EE. UU. de 3 gpm/ft² para arena y 4 gpm/ft² para bicapa o multicapa; industrial, 15 y 20 m/h.
  • La bomba no incluye las pérdidas de la tubería de lavado ni el lavado con aire; calcúlelas en la calculadora de bombas.

Normas y documentos técnicos

  • ABNT NBR 12216:1992: Projeto de estação de tratamento de água para abastecimento público
  • Recommended Standards for Water Works (Ten States Standards), Part 4: Treatment
  • AWWA B100: Granular Filter Material
  • EN 12904: Products used for treatment of water intended for human consumption — Silica sand and silica gravel; EN 12909: Anthracite
  • MWH. Water Treatment: Principles and Design, 3rd ed., Wiley, 2012
  • Kawamura, S. Integrated Design and Operation of Water Treatment Facilities, 2nd ed., Wiley, 2000

Legislación y reglamentos en España y la UE

  • Real Decreto 3/2023: criterios técnico-sanitarios del agua de consumo (filtración y turbidez del agua tratada)
  • Real Decreto 809/2021: Reglamento de equipos a presión (filtros a presión)
  • Real Decreto 1215/1997: seguridad en la utilización de equipos de trabajo

Preguntas frecuentes

¿Qué velocidad de filtración usa un filtro de arena?

Son habituales 5 a 7,5 m/h con arena sola y 8 a 15 m/h con lecho bicapa o multicapa. Los filtros a presión de agua industrial trabajan entre 10 y 20 m/h.

¿Cómo se calcula el diámetro de un filtro a presión?

Divida el caudal entre la velocidad para obtener el área y calcule Ø = √(4A/π). Para 100 m³/h a 12 m/h con 3 filtros y uno en lavado, cada uno necesita 4,2 m², o Ø 2,30 m; el comercial siguiente es 2,40 m.

¿Cuánta agua gasta el lavado?

Normalmente del 2% al 5% de la producción. Un filtro de 4,5 m² lavado a 45 m/h durante 10 min gasta unos 34 m³; con 3 filtros y carreras de 24 h, unos 110 m³ al día.