Proceso industria: potabilizacin del agua.

Balance de materiaFiltracin: La filtracin ha evolucionado como un arte prctico desde aplicaciones primitivas, como la tradicional filtracin en lecho de arena empleado desde la antigedad para la extraccin de agua potable, recibiendo una mayor atencin terica durante el siglo XX a partir de los trabajosde P. Carman en 1937y B. Ruth en 1946estudios que fueron progresivamente ampliados en trabajos con medios porosos,por Heertjes y colaboradores en 1949 y 1966y Tillerentre 1953 y 1964. Anteriormente, varios autores han revisado el estado de los conocimientos en filtracin tanto desde una perspectiva prctica en los trabajos de Cain en 1984y Kiefer, en 1991como en sus principios tericos con las publicaciones de Bear, 1988.Y Norden en 1994. Aunque la teora de la filtracin no se emplea en exclusiva para el diseo de filtros en aplicaciones concretas, es frecuentemente empleada para la interpretacin de resultados a escala de laboratorio, la optimizacin de aplicaciones o la prediccin de cambios en las condiciones de trabajo. Su principal limitacin reside en el hecho de que las caractersticas de la mezcla a tratar de partculas slidas y fluido, a veces llamadalechada, por su complejidad e interaccin pueden ser muy variables en los diferentes casos reales.El principio terico de la filtracin se fundamenta en la cuantificacin de la relacin bsica de velocidad un fluido o caudal:

donde lafuerza impulsora(F) que puede ser la fuerza de gravedad, el empuje de una bomba de presin o de succin, o la fuerza centrfuga, mientras que laresistencia(R) es la suma de la ofrecida por el medio filtrante y la torta de slido formada sobre el mismo.La velocidad del fluido se ve condicionada por el hecho de que tiene que atravesar un medio irregular constituido por los canales pequeos formados en los intersticios de la torta y el medio filtrante (percolacin), de manera que se puede aplicar la frmula adaptadafluido dinmicade laley de Hagen-Poiseville:

donde la velocidad diferencial o instantnea, es decir, el volumen (V) filtrado por tiempo () y por unidad de superficie (A), se relaciona con lafuerza impulsorao cada total de presin (P) sobre el producto de la viscosidaddel filtrado () por la suma de la resistencia de la torta y la del medio de filtracin (r). La resistencia de la torta se expresa por la relacin entre el peso (W) y el rea en funcin de una constante () promedio caracterstica de cada torta.3Por su parte, si se considera la aproximacin de que la torta esincompresibleo compactada de manera uniforme, la masa de la torta filtrante (W) se relaciona con el volumen de filtrado (V) mediante un sencillo balance de materia:

Donde la masa de slidos por unidad de volumen filtrado () es funcin de la densidad del filtrado (), la fraccin de slidos en la corriente de aporte o concentracin (c) y la relacin de masas entre la torta hmeda y la seca.La constante de resistencia especfica de la torta () se relaciona con la presin por la frmula:

Donde ' es otra constante que depende del tamao de las partculas que conforman la torta y s, una constante de compresibilidad que vara de 0, para tortas incompresibles como diatomeas y arena fina, a 1, para las muy compresibles.

Informacin en general:Se denominafiltracinal proceso unitario de separacin de slidos ensuspensinen un lquido mediante unmedio poroso, que retiene los slidos y permite el pasaje del lquido.1Las aplicaciones de los procesos de filtracin son muy extensas, encontrndose en muchos mbitos de la actividad humana, tanto en la vida domstica como de laindustria general, donde son particularmente importantes aquellos procesos industriales que requieren de las tcnicas qumicas.La filtracin se ha desarrollado tradicionalmente desde un estudio de arte prctico, recibiendo una mayor atencin terica desde elsigloxx. La clasificacin de los procesos de filtracin y los equipos es diverso y en general, las categoras de clasificacin no se excluyen unas de otras.La variedad de dispositivos de filtracin ofiltroses tan extensa como las variedades de materiales porosos disponibles como medios filtrantes y las condiciones particulares de cada aplicacin: desde sencillos dispositivos, como los filtros domsticos decafo losembudos de filtracinpara separaciones de laboratorio, hasta grandes sistemas complejos de elevada automatizacin como los empleados en las industrias petroqumicasy derefinopara la recuperacin decatalizadoresde alto valor, o lossistemas de tratamiento de agua potabledestinada al suministro urbano.