Este documento define la filtración y describe sus diferentes tipos, como la clarificación, microfiltración y ultrafiltración. Explica los mecanismos del proceso de filtración, incluyendo el transporte de partículas a través de cernido, sedimentación e intercepción, y la adherencia a través de fuerzas como las de Van der Waals y electrostáticas. También cubre temas como los medios filtrantes, las suspensiones y la clasificación de los filtros.

1. FILTRACIÓN
Integrantes:
• Quispe Saravia Jamila
• Villca Mamani Estefany Carmen

2. DEFINICION
• La filtración se considera como una operación unitaria y
está comprendida las separaciones mecánicas, basadas en
diferencias físicas de las partículas se define como la
separación de las partículas sólidas suspendidas en un fluido
forzándolas a pasar a través de un medio poroso, fibroso o
granular.

3. LA FILTRACIÓN TIENE POR OBJETO LO
SIGUIENTE:
a) Clarificación de sólidos
b) Recuperación de sólidos
c) Recuperación de líquidos
d) Recuperación de ambas fases
e) Filtración para facilitar otras operaciones como: presecado, lavado de materiales
solubles depositados en los sólidos, etc.

4. ESCALA INDUSTRIAL
La filtración a escala industrial es similar a la que se realiza a escala de laboratorios: las
experimentaciones en un filtro, ilustran importantes aplicaciones de los principios
básicos de la dinámica de fluidos a través de los lechos granulares porosos estáticos y
se lleva a cabo por la diferencia de presión total entre la suspensión a filtrar, el medio
filtrante y el filtrado obtenido; existe además una resistencia ocasionada por el
depósito de partículas sólidas sobre el medio filtrante (torta) y que va
incrementándose conforme la filtración avanza, hasta agotar el volumen filtrante
disponible. La filtración propiamente dicha es aquella que contiene más del 1% de
sólidos en volumen. Otro tipo importante de filtración es la usada para clarificar o
“limpiar fluidos” que contiene cantidades de sólidos relativamente pequeñas  0.15%
en volumen.

5. Desde el punto de vista de la dirección relativa del fluido de eliminación respecto al
medio filtrante, la filtración puede ser:
- Transversal: El flujo de alimentación atraviesa el medio filtrante quedando las
partículas retenidas sobre la superficie del medio.
- Tangencial: Es a presión ejercida hace que parte del flujo de la alimentación
atraviese el medio filtrante y el resto de dicho flujo, fluya tangencialmente a la
superficie del septum.

6. TENIENDO EN CUENTA EL TAMAÑO DE
LAS PARTÍCULAS A SEPARAR LA
FILTRACIÓN PUEDE CLASIFICARSE EN:
• Filtración clarificante: Permite obtener disoluciones y cristalinas, de partículas sólidas
de gran tamaño (de hasta 10 um) suspendidas en líquidos.
• Micro filtración: Con este método se separan las partículas sólidas de tamaño
pequeño, que oscila entre 10 y 0,1 um. Mediante este tipo de filtración podemos
retener microorganismos como las bacterias.

7. • Ultrafiltración: Este método se utiliza para separar macromoléculas y partículas
coloidales de moléculas orgánicas disueltas de bajo peso molecular, por tanto
retener moléculas grandes como las proteínas, dejando pasar azucares o sales
minerales.
• Osmosis inversa: Es el proceso por el cual y a través de una membrana
semipermeable que separa dos líquidos con diferente presión osmótica se produce
el paso del disolvente (agua), pero no otras moléculas (soluto).
• Filtración esterilizante: Es un proceso que se aplica para obtener productos
estériles y los componentes son termolábiles.

8. Si analizamos la variable de la presión y el flujo de filtrado, el proceso de
filtración podríamos clasificarlo en:
• filtración a presión constante: Es de presión aplicada al equipo se mantiene
invariable durante todo el proceso de filtración.
• filtración a flujo constante: Manipulando adecuadamente el equipo se mantiene
constante el flujo de filtrado durante la operación de filtración.

9. Ya que la separación de los sólidos contenidos en un fluido es mediante una
fuerza impulsora, de acuerdo a ella los filtros se pueden clasificar en:
a) Filtros de gravedad
b) Filtros a vacío
c) Filtros de presión
d) Filtros centrífugos
• Filtros por gravedad: En ellos la fuerza impulsora es la presión de la columna del
líquido sobre el medio filtrante. Esta fuerza está dada por la naturaleza. Por
ejemplo: el filtro de arena abierto, de muy poco uso industrial.

10. *Filtros al vacío: La fuerza impulsora es la succión de lado del medio filtrante o
salida del filtrado. El diseño o construcción de estos filtros está basado en el método
utilizado para producir vacío, así como el tipo de descarga de sólidos, existiendo
desde luego, limitaciones en la obtención de vacío, donde las más sobresalientes
son: la diferencia de presión está limitada por la altitud; la localización de pérdidas
de vacío o inundaciones con suspensión, las cuales son más difíciles de localizar.
Estos filtros están diseñados básicamente para operar en forma cíclica y continua. El
tipo más simple consiste de un tanque de fondo falso muy parecido al Buckner
usado en el laboratorio instrumental, a pesar de que este filtro es relativamente
barato y fácil de operar, su capacidad es baja.
Para manejar grandes cantidades de suspensión, el filtro de hojas o el filtro de
tambor rotatorio son los más utilizados.

11. El filtro de tambor rotatorio de compartimento múltiple es un ejemplo
de filtración continua, ya que cada compartimento pasa por el mismo ciclo de
operación.
1. Formación de torta y separación de filtrado
2. Escurrimiento
3. Lavado de torta
4. Desprendimiento de torta

12. • Filtros a presión: La fuerza impulsora es la presión dada por la fuerza motriz, estos filtros
tiene la ventaja de utilizar caídas de presión mayores que las empleadas en los filtros por
gravedad y a vacío, aunque esto no siempre resuelve los problemas en filtración, antes
bien, pueden presentarse otros como la compresibilidad de la torta o taponamiento del
medio filtrante, lo que disminuye la velocidad de filtración. Dentro de los filtros a presión,
los más importantes son los de placas y marcos o filtro prensa, como el que utilizara en esta
práctica. Un filtro prensa consiste en dos barras horizontales que sirven de soporte a las
placas y marcos. Entre cada placa y marco se coloca el medio filtrante que a su vez sirve de
soporte a los sólidos entre cada marco. El número de placas y marcos varía de acuerdo a la
capacidad del filtro, y esto determinará el espesor de la torta. Todas las unidades son
prensadas por un tornillo de tal manera que no tenga fugas o el medio filtrante quede
arrugado. La suspensión se alimenta al filtro por un canal común que comunica con todas
las unidades y está diseñado de tal manera que la suspensión entra por los orificios de los
marcos, se retienen los sólidos dentro del mismo y el líquido separados (filtrado) pasa a
través del medio y es descargado por ductos especiales colocados en las placas.

13. MEDIO FILTRANTE:
Lo fundamental en cualquier filtro es el medio filtrante, de hecho aún el más ingenioso filtro es
inútil sin un medio adecuado. Las características de un medio filtrante dependen de las
propiedades del material del que se fabrica y de las técnicas empleadas en su elaboración. La
selección de un medio filtrante, se realiza tomando en cuenta los siguientes puntos:
- Tamaño de la partícula retenida
- Permeabilidad o resistencia al flujo
- Relación entre oclusión del medio e incremento de resistencia al flujo
- Resistencia al calor, a la acción de productos químicos, a la abrasión y a la flexión
- Resistencia a la ruptura
- Estabilidad dimensional
- Facilidad de limpieza

14. Tipos de medios filtrantes: telas metálicas, telas naturales y sintéticas, placas de asbesto o
celulosa, hojas de papel de celulosa o de fibra de vidrio, sólidos sueltos, etc.
- filtro ayuda: Es un material finalmente dividido que no se compacta ni comprime por la
presión que ejerce el líquido al pasar a través de este tipo de materiales. Son agregados a
suspensiones que presentan problemas de comprensibilidad en la filtración, dificultad en la
misma o por tamaño de partículas muy pequeñas. Los requerimientos para un filtro ayuda
son:
- Debe ser inerte
- Debe ser ligero
- Debe formar una torta porosa
Ejemplo del filtro ayuda: el más usado es la tierra de diatomácea; pero también se utiliza el
carbón activado, la pulpa de papel, etc.

15. -Suspensiones: Las suspensiones pueden clasificarse basándose en su concentración
y/o en base a la rapidez de filtración:
- De filtración rápida
- de filtración mediana
- De filtración lenta
- Diluidas
- Muy diluidas

16. MECANISMOS DEL PROCESO DE
FILTRACIÓN
La filtración, generalmente se considera como el resultado de dos mecanismos
diferentes pero que se complementan entre sí: el transporte y la
adherencia. Inicialmente, las partículas que son el objetivo del proceso y que se
desean remover del medio acuoso, se transportan hacia la superficie del medio
filtrante, generando que estas partículas sean retenidas o adheridas en el filtro y
únicamente pase el fluido que las contenía. El transporte de partículas, es un
fenómeno físico e hidráulico, el cual se ve únicamente afectado por parámetros que
intervienen en la transferencia de masas; mientras que la adherencia entre partículas y
el medio filtrante, es un fenómeno de acción superficial influenciado por parámetros
tanto físicos como químicos que intervienen en la filtración.
A continuación, se describirá y definirán los mecanismos de transporte y de
adherencia.

17. MECANISMOS DE TRANSPORTE
Durante la filtración, ocurren diversos fenómenos de transporte los cuales permiten
aproximar el material suspendido presente en la mezcla y el medio filtrante que
genera el proceso. Estos fenómenos varían dependiendo de la profundidad del
medio filtrante; los elementos descritos a continuación, son los fenómenos más
comunes que afectan el mecanismo de transporte en la filtración:

18. • Cernido:
Este fenómeno, ocurre cuando las partículas que se encuentran en el fluido son de
mayor tamaño que los poros del elemento filtrante, y por lo tanto estas quedan
atrapadas en los intersticios. El cernido, sólo actúa en las capas más superficiales del
filtro y con partículas capaces de resistir los esfuerzos cortantes que se producen por
el flujo.
• Sedimentación:
Mediante la sedimentación de las partículas hacia la superficie del medio filtrante, se
puede realizar la remoción de las mismas, las cuales deben presentar menor tamaño
que los poros de dicho medio; este fenómeno, sólo puede producirse con material
suspendido que presente tamaños de partícula superiores a 1 micra y cuya velocidad
de asentamiento sea alta y en zonas del filtro donde la carga hidráulica sea baja.

19. • Intercepción:
Este mecanismo de transporte, presenta mayor efectividad a medida que el tamaño de las
partículas presentes en la sustancia aumenta; es decir, que la eficiencia del medio filtrante en
relación al mecanismo de intercepción, es directamente proporcional a diámetro de la
partícula elevada al cuadrado e inversamente proporcional al diámetro de los granos del
medio filtrante.
• Difusión:
Se conoce como difusión, al movimiento errático de partículas al interior de una mezcla, que
presentan tamaños inferiores a una micra, y el cual depende de factores como la energía
térmica del agua, permitiendo controlar el impacto con el medio poroso. Las partículas
pequeñas tienen a difundirse desde los sectores de mayor hacia los de menor concentración;
es por esta razón, que se suelen encontrar sólidos adheridos a los granos del medio filtrante
en puntos donde la velocidad del flujo es muy baja. La eficiencia de este mecanismo de
transporte es directamente proporcional a la temperatura de la sustancia e inversamente
proporcional a los diámetros de las partículas de la mezcla y el grano del medio filtrante.

20. MECANISMOS DE ADHERENCIA
La adherencia entre las partículas transportadas en la mezcla presente en el proceso
de filtración y los granos del elemento filtrante, depende principalmente de las
características tanto de las partículas suspendidas como de los granos. Las partículas
pueden ser adheridas al medio poroso, siempre y cuando estas resistan las fuerzas
que el flujo de la sustancia ejerza sobre ellas.
La adherencia en el proceso de filtración se debe a fenómenos de acción superficial,
los cuales se controlan mediante parámetros físicos y químicos. Los más importantes
son los siguientes:

21. • Fuerzas de Van der Waals:
Estas fuerzas son las responsables de la adhesión de partículas a los granos del filtro
presente en el proceso. Estas fuerzas, son independientes de parámetros como
el pH y de las características que presente la fase acuosa que se va a tratar; las fuerzas
Van der Waals dependen de la densidad y del tamaño de las partículas, así como de la
distancia presente entre estas y los granos del medio filtrante.
• Fuerzas Electrostáticas:
Se pueden considerar tres casos que afectan el mecanismo de adherencia en el
proceso de filtración:
Caso 1:
Las partículas suspendidas presentes en la sustancia y los granos que conforman el
medio filtrante, presentan diferente carga eléctrica, generando una fuerza de
atracción entre ellos y además produciendo adhesión.

22. Caso 2:
Situación en la cual los granos del medio filtrante poseen carga eléctrica y las
partículas suspendidas presentes en la sustancia no. En esa situación, no se presenta
ninguna barrera de energía que impida la adhesión de las partículas con el medio.
Caso 3:
Tanto los granos del medio filtrante como las partículas suspendidas en la mezcla
poseen la misma carga eléctrica. En este caso, las fuerzas hidrodinámicas rompen
temporalmente la barrera de energía y aproximan las partículas, de forma que las
fuerzas Van der Waals puedan actuar en el proceso de filtración; la probabilidad que
se genere adherencia de las partículas es muy baja con respecto a los casos
anteriormente descritos.

23. • Puente Químico:
Este fenómeno es independiente de los fenómenos descritos anteriormente y consiste
en inyectar poli electrolitos o ayudantes de filtración tales como Sulfato de Aluminio,
Cloruro de Aluminio, Sulfato Ferroso, entre otros, para aumentar la adherencia de las
partículas suspendidas al medio filtrante, ya que dichos ayudantes, permiten formar
segmentos que se extienden por la sustancia, estableciendo enlaces químicos entre
las partículas y el medio filtrante.

24. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA
FILTRACIÓN
La eficiencia del proceso de filtración, se relaciona directamente con factores como:
las características de la suspensión, el medio filtrante, la hidráulica de la filtración y
la calidad del efluente. A continuación, se describirán y definirán los factores más
importantes que influyen en la filtración:

25. CARACTERÍSTICAS DE LA FILTRACIÓN:
• Tipo De Partículas Suspendidas:
El tipo de partículas presentes en las sustancias que se tratan mediante procesos de filtración,
influye en la eficiencia de dicho proceso, por ejemplo, cuando el agua cruda presenta algas y
partículas suspendidas de grandes tamaños y se tiene una instalación de filtración directa en el
afluente, se puede producir la formación de curvas de pérdida de carga, en comparación con
aquellos casos donde el afluente solo presenta partículas suspendidas coaguladas ya sea de
arcilla o de sílice.
• Tamaño De Partículas Suspendidas:
Partículas con tamaños inferiores a una micra, producen una menor oportunidad de contacto
entre las partículas suspendidas presentes en el recurso y el grano del medio filtrante
generando que el proceso no sea eficaz. Algunos productos químicos, tales como los
ayudantes de filtración y los polímeros, pueden ser usados para ajustar el tamaño de las
partículas suspendidas con el fin de obtener una eficiencia mayor en la filtración y así poder
tener una mejor calidad del recurso.

26. • Densidad De Partículas Suspendidas:
Este factor depende directamente del tamaño de las partículas suspendidas que se encuentren
presentes, dado que, a mayor densidad de las mismas, es mayor la eficiencia de remoción de las
partículas de mayor tamaño en el recurso.
• Temperatura Del Agua Por Filtrar:
En general, al aumentar la temperatura se genera una mayor eficiencia en la filtración, dado que se
presenta un aumento de la energía termodinámica en las partículas del recurso y, como consecuencia,
la difusión se convierte en un mecanismo importante cuando se tienen partículas suspendidas con
tamaños inferiores a una micra. Además, la disminución de la viscosidad en el recurso, facilita la
sedimentación de partículas mayores de una micra.
pH Del Afluente:
El potencial de hidrógeno (pH) influye en la capacidad de intercambio iónico entre las partículas
suspendidas y los granos formadores del medio filtrante. Para valores de pH inferiores a 7, el
intercambio de cationes disminuye mientras que el intercambio de aniones aumenta sobre las
superficies positivas; para valores de pH superiores a 7, se genera un aumento en el intercambio de
cationes y una disminución en el intercambio de aniones sobre las superficies negativas.

27. CARACTERÍSTICAS DEL MEDIO
FILTRANTE
Tipos de Filtros:
El tipo de filtro se selecciona de acuerdo con la calidad que se requiere para el recurso filtrado,
además se debe tener en cuenta factores como la duración del proceso de filtración y la facilidad de
lavado del mismo.
• Filtros Clarificadores o de Lecho profundo
Este tipo de filtros, se suele usar en casos donde la concentración de las partículas presentes en el
recurso es baja, y tienen como objetivo remover sólidos suspendidos de tamaño entre 5 y 20
micras. Esto significa que todo sólido en suspensión como tierra, polen, basuras pequeñas, entre
otros, queda retenido en el filtro para posteriormente ser desechado, reteniendo de esta forma que
estas partículas pasen al torrente de servicio y alteren la calidad del recurso.
• Filtros Tipo Prensa
Este tipo de filtros se usa en casos donde la concentración de partículas presentes en el recurso no
es tan alta y no haya que desmontar frecuentemente la prensa, provocando desgastes excesivos en
el material filtrante que lo conforma. Los filtros tipo prensa consisten en una serie de elementos,
que pueden ser placas y marcos alternados o cámaras, entre los que se coloca el medio filtrante.

28. • Filtros De Banda
Se conforman por una cinta transformadora fabricada en tela permeable, la
suspensión se alimenta hacia la parte superior y en un extremo de dicha cinta
mientras que por la parte inferior de la misma se recoge el material filtrado,
permitiendo de esta forma, realizar filtración de forma continua.
Peso Específico Del Material Filtrante:
El peso específico del elemento filtrante en el proceso, debe cumplir con una
condición importante para que el medio sea eficaz: debe ser igual al peso de los
granos dividido por el volumen que ocupan los mismos.
La tabla que se muestra a continuación, indica los valores del coeficiente de
esfericidad y peso el específico de los materiales filtrantes que se emplean
usualmente.

29. CARACTERÍSTICAS HIDRÁULICAS
• Tasa de Filtración:
Las variaciones en la velocidad durante la filtración pueden afectar sustancialmente la calidad del
recurso; de manera general, las variaciones en este parámetro dependen principalmente de la
magnitud de la variación producida, de la tasa de filtración, de la pérdida de carga que se presenta
por parte del filtro en el instante donde ocurre la variación de la tasa y de la forma como se realice
la variación.
• Calidad del Efluente:
La calidad del efluente se encuentra directamente relacionada con parámetros tales como: las
características que presenta el medio filtrante, el uso al que será destinado el recurso filtrado, y la
existencia de una operación eficiente que permita una calidad idónea del recurso, además el agua
que se obtiene mediante filtración y se destina para consumo humano, no debe presentar color
aparente. Desde el punto de vista bacteriológico, el medio filtrante, constituye una barrera sanitaria
que previene la reproducción de organismos patógenos, obteniendo un porcentaje de remoción
superior al 99%.

30. FILTRO EN LA INDUSTRIA
EQUIPOS
Filtro prensa
En estos se coloca una tela o una malla sobre placas
verticales, de manera tal que sean los bordes los que
soporten a la tela y al mismo tiempo dejen debajo de
la tela una área libre lo mas grande posible para que
pase el filtrado.
Usos: Se utilizan mucho para el filtrado y clarificación
de numerosos líquidos (jugos en la industria
alimentaria), también tiene utilidad en la industria
química.

31. • filtración por Osmosis Inversa
El influente se conduce a las membranas
semi-permeables, para pasar de un estado
de alta concentración, a un estado bajo.
Libera hasta en un 99,5% el agua tratada
de sus contaminantes.
• Usos: Principalmente en la industria de
agua, bebidas.

32. • Micro filtración
Las membranas de micro y ultra filtración
permiten la esterilización.
• Usos: Se usa en productos como los vinos,
zumos de manzana, mostos.

33. • Filtro al vacío
El producto a filtrar llega en forma continua a la
cuba del filtro, un agitador pendular impide la
sedimentación de los sólidos que lleva en
suspensión. El tambor que gira en la cuba es el
elemento filtrante, su superficie exterior está
dividida en celdas recubiertas por una tela
filtrante. Aproximadamente un tercio de la
superficie filtrante esta sumergida en el líquido.
• Usos: Su uso en la industria alimenticia es para
la refinación de aceite.

34. • Filtro de lecho mixto
Se utiliza un material cuyas características principales
son su menor peso específico aunado a un tamaño
mayor que el de la partícula de la arena mas fina. Este
material, en el momento del filtrado, permanece en la
parte superior del filtro, reteniendo las partículas más
gruesas y facilitando una mejor distribución de las
aguas a través del filtro. El material más utilizado en
estos casos es la antracita, especie de carbón mineral
más liviano que la grava, aunque también pueden
emplearse materiales sintéticos.
• Usos: En residuos.

35. • Filtros Rotatorios Continuos
Los hay de tambor rotatorio y de discos. Son filtros de succión, en los que la filtración,
lavado, secado y descarga de la torta se realizan automáticamente, precisando, por
tanto, de poca mano de obra.

36. • Filtro de tambor
Es un cilindro horizontal que gira parcialmente
sumergido en un depósito con la suspensión
agitada. La superficie cilíndrica esta agujereada y
se cubre con tela. Se succiona haciendo vacío, y el
líquido claro atraviesa la tela, mientras la torta se
va formando en la superficie. La capacidad de
filtración depende de la velocidad de rotación. Si
la torta se resquebraja, se comprime con una
correa.
• Usos: Filtración de agua, refinamiento del
mineral, hidrometalurgia industrial y química.

37. • Filtro de discos
Similares a los anteriores, solo que tiene un
cierto número de hojas filtrantes dispuestas
sobre un eje. Proporcionan peor lavado que el
anterior y la descarga de la torta son más
difícil, pero ofrece un área mucho mayor.
• Usos: tratamiento de aguas.

38. • Filtro de cartucho
La filtración por cartucho consiste en hacer
circular, mediante presión, un fluido por el
interior de una porta cartuchos en el que se
encuentran alojados los cartuchos filtrantes. El
fluido atraviesa el cartucho filtrante dejando en
estos retenidos todos los contaminantes.
• Usos: en el agua

39. • Filtro multimedia
Los filtros multimedia o de lecho profundo contienen de 2
a 4 capas de medios filtrantes en su interior en diferentes
densidades y granulometrías, acomodados
ordenadamente una capa sobre otra. Este acomodo
permite que en cada capa se vayan deteniendo primero
las partículas de mayor tamaño y posteriormente las de
menor tamaño, de una forma descendente, dando como
resultado un proceso de filtración de agua muy eficiente.
• Usos: En tratamientos de agua

40. • Filtro rotatorio (continuo al vacío)
En este tipo de filtros, el flujo pasa a través de una tela
cilíndrica rotatoria, de la que se puede retirar la torta de forma
continua. La fuerza más común aplicada es la de vacío. En
estos sistemas, la tela se soporta sobre la periferia de un
tambor sobre los que se está formando la torta.
Cabe destacar que los filtros anteriormente vistos son a modo
de ejemplo destacando el filtro de prensa, el cuan fue usado
en el laboratorio. Se pueden encontrar una variedad muy
amplia de estos en el comercio dependiendo de la finalidad
del proceso a realizar.
• Usos: En la planta de tratamiento de aguas residuales, en la
planta procesadoras de alimentos, y en las planta de
procesamiento de cítricos.

41. WEBGRAFIA
• https://www.studocu.com/bo/document/universidad-cristiana-de-bolivia/ensayo-
de-materiales/resumenes/filtracion-operacion-unitaria-fenomenos-de-
transporte/5247376/view
• https://es.slideshare.net/efriderm/filtracin-24822198
• https://blog.fibrasynormasdecolombia.com/filtracion-mecanismos-
factores/#Mecanismos-Del-Proceso-De-Filtracion
• https://es.slideshare.net/FanychanCosplayer/filtracin-58229432
• https://es.slideshare.net/42-esthela/filtros-en-la-industria