Filtración: qué es, explicación, ejemplos
¿Qué es la filtración?
La filtración es el proceso de separación de sólidos en una suspensión por medio de un medio mecánico poroso. El medio mecánico que se puede utilizar para la separación de los sólidos también es llamado tamiz, criba, cedazo o filtro.
Si realizamos una suspensión en un medio líquido, y utilizamos un medio poroso para filtrarlo, lograremos separar los sólidos de menor tamaño que pasarán a través del medio poroso, y los sólidos de mayor tamaño que se encontrarán retenidos por el medio poroso.
La filtración se ha utilizado a lo largo de los años de forma doméstica. Pero también se utiliza la teoría de la filtración para la interpretación de resultados a escala de prácticas de laboratorio.
La mayor limitación con la que se encuentra es que la interacción de las partículas puede variar dependiendo de las características de las partículas sólidas y el fluido.
Las variables que influyen en el proceso de filtración son la presión, la torta de filtración, la viscosidad y temperatura, el tamaño de las partículas y su concentración y el medio filtrante
Dependiendo del tamaño y la naturaleza de la mezcla podemos hablar de distintas formas de filtrado. Por una parte, el filtrado propiamente dicho, que separa las partículas sólidas diminutas en una suspensión coloidal.
Por otra parte, el colado, que separa las partículas grandes y visibles con un colador. Y el tamizado, que separa partículas de distintos tamaños sin necesidad que haya un medio líquido.
Ejemplos de filtración
Filtros de aire
Se pueden utilizar en recintos cerrados pero también en aplicaciones mecánicas como los motores de los coches.
Estos filtros sirven para separar y frenar las partículas sólidas que se encuentran en el aire impidiendo su entrada.
Filtros de agua
Al igual que el ejemplo anterior, estos filtros sirven para separar las partículas que flotan en el agua y purificar el agua.
Filtros de piedra
Estos filtros de agua procedentes de la época colonial servían para purificar el agua antiguamente a través de una piedra porosa. Esta piedra servía como barrera a las partículas que flotaban en el agua.
Filtros de aceite
En algunos motores de combustión se producen partículas que son dañinas para el motor, por lo que se instala un filtro que las retiene manteniendo el aceite del motor limpio y prolongando así su vida útil.
Papel filtro
Este tipo de papel se emplea sobre todo en procesos de laboratorio para separar disoluciones. Este papel retiene las partículas más pequeñas pero deja pasar al agua.
Café
El proceso de preparación de café constituye un ejemplo de filtrado. El café molido se pone sobre un colador, normalmente de tela o papel, y el agua hirviendo se echa sobre él.
De esta manera, el agua diluye y transporta el sabor y las propiedades del café separándolo de las partículas sólidas.
Zumos
En la elaboración de muchos zumos de fruta, esta se licúa o se exprime la pulpa, y a veces se cuela para separar el líquido de trozos sólidos.
Infusiones
Las infusiones se preparan infusionando las hierbas en agua hirviendo. Se pueden realizar de dos maneras, añadiendo las hierbas al agua hirviendo y posteriormente colándolas, o utilizando un saquito de papel de filtro que retiene las hierbas y permite que el agua traspase sacando sus propiedades y sabor.
Pasta o arroz
En cocina se utiliza mucho la técnica de filtrado para algunos platos como son la pasta y el arroz. Estos ingredientes se cocinan en agua y luego se cuelan para retirar el exceso de líquido
Harina
En la repostería se tamiza la harina y el azúcar glas de manera que se separan las partículas de los ingredientes y utilizando sólo las más pequeñas que pasan por el tamiz, impidiendo así que salgan grumos en las preparaciones finales.
Vino y bebidas alcohólicas
El vino y las bebidas alcohólicas que se obtienen a través de las frutas, necesitan pasar un proceso de filtrado para eliminar las sustancias sólidas de la elaboración final, antes de dejarlos fermentar para obtener el proceso de alcoholizado.
Rejillas de alcantarillado
En las calles podemos ver como algunas alcantarillas cuentan con una pieza que filtra los residuos sólidos y los separa del agua de lluvia para que no entren en las alcantarillas.
De este modo en las alcantarillas solo existen partículas pequeñas que pueden ser fácilmente llevadas sin riesgo de obstrucción de las mismas.
Rejillas de fregaderos y lavabos
Cada vez es más su utilización, estas rejillas impiden que residuos sólidos entren en las cañerías y tuberías de nuestra casa, no solo para evitar posibles atascos, sino también para evitar los malos olores que se producen del estado de descomposición de los residuos orgánicos.
Filtración de las aguas residuales
Existen procesos para limpiar las aguas residuales filtrando las partículas sólidas que se encuentran en el agua.
Este proceso de filtración hace que las aguas se puedan reutilizar y no se contamine tanta agua de mar.
Filtro de los cigarrillos
El filtro de los cigarrillos es una parte importante de los mismos, ya que retiene las sustancias más tóxicas y nocivas impidiendo que entren en nuestro sistema.
Cemento
En la construcción se sigue el proceso de tamizado de algunos materiales como el cemento para crear la argamasa.
Esto hace que los polvos de cementos queden bien descompuestos y se puedan mezclar de manera homogénea con el agua.
De no ser así, puede suceder que queden pelotas de cemento no homogéneas que debiliten la estructura que se está construyendo.
Los riñones, hígado y pulmones
Los riñones, el hígado y los pulmones funcionan como los filtros del cuerpo humano. En ellos se separan y filtran las materias que van a ir a los desechos.
Si los riñones no producen el filtrado como debiera, muchas veces se necesita la utilización de máquinas de diálisis que realizan el proceso de filtrado como si fueran los propios riñones.
Referencias
- KITTEL, Charles.Introduction to solid state physics. Wiley, 2005.
- VAN KAMPEN, Nicolaas Godfried; REINHARDT, William P. Stochastic processes in physics and chemistry.
- BENEFIELD, Larry D.; JUDKINS, Joseph F.; WEAND, Barron L.Process chemistry for water and wastewater treatment. Prentice Hall Inc, 1982.