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La filtración eficiente del agua de piscina

02/02/2015

La filtración del agua es, juntamente con el tratamiento químico, el elemento principal del mantenimiento de la piscina para garantizar poder disponer siempre un agua pura y cristalina.

En el proceso de filtración intervienen dos elementos imprescindibles: uno es el filtro y el otro es la bomba de recirculación.

El agua de la piscina succionada por la bomba, es recogida de la piscina a través del skimmer, y posteriormente, pasando por la misma bomba y los diversos componentes hidráulicos, entra en el filtro. El filtro es el encargado de retener las impurezas del agua, que quedan atrapadas dentro de éste y devolver finalmente el agua limpia a la piscina. El proceso de filtración hasta disponer del agua completamente clara y preparada para el baño tiene una duración que depende del área del filtro, de la potencia de la bomba, y también de la cantidad y calidad del agua a filtrar. Dependiendo de todos estos factores, normalmente, para piscinas privadas, se aconseja de dos a cuatro recirculaciones del agua de la piscina por día para poder tener el agua purificada.

Además del proceso de filtración del agua de la piscina, la bomba debe también tener la potencia suficiente para el proceso de limpieza, contra lavado, del filtro, proceso que se realiza de forma eventual y periódica dependiendo del nivel de suciedad del filtro. Este proceso de limpieza del filtro puede durar entre tres y diez minutos y garantiza el mantenimiento del filtro en buen estado. Un filtro limpio funciona de forma más eficiente que un filtro saturado de partículas. Los filtros usados habitualmente en piscinas son de arena, aunque hay de otros tipos como de partículas de cristal, de cartuchos, etc. Todos demuestran ser eficientes en cuanto a la limpieza del agua.

Los países de la Unión Europea deben cumplir con la exigencia de reducir el consumo energético en un 20% con el horizonte 2020. Puesto que las familias son responsables del 30% del consumo energético en España, las propuestas tecnológicas que conlleven un ahorro energético son muy bienvenidas. En el departamento de Física de la Universidad de Girona, con el soporte de la empresa fabricante de bombas ESPA, hemos realizado un estudio sobre la eficiencia de la filtración y hemos llegado a unos resultados exitosos tanto para la eficiencia en la filtración como para el ahorro de energía.

Los experimentos de laboratorio los hemos realizado (ver el gráfico 1) bajo condiciones controladas y, en base a la normativa y protocolos usados en la industria, usando unas partículas estándares de ‘polvo de Arizona’ según norma ISO 12103-1, para el estudio y de esta forma poder calcular la eficiencia de la filtración en condiciones repetibles y comparables. Se ha estudiado el nivel de limpieza del agua de la piscina para varias frecuencias de filtración de 20 a 50 Hz, correspondiendo a diferentes velocidades de filtración de 16 a 50 m3/h/m2. En dicho estudio se ha introducido una concentración conocida de ‘partículas de Arizona’ en el agua de la piscina para, de esta forma, simular las partículas de suciedad, y se ha analizado como esta concentración disminuía con el tiempo a medida que se filtraba el agua de la piscina.

Los análisis se han realizado con un sistema láser de medición de las partículas en suspensión en el agua. Los resultados demuestran (ver gráfico 2) que en todos los casos se produce una reducción de la concentración de partículas en suspensión en el agua a medida que se produce la filtración. Sin embargo, la filtración a bajas frecuencias proporciona una mayor limpieza, logrando valores menores de la concentración de partículas en suspensión en la piscina para un menor número de recirculaciones que el que se obtiene para las filtraciones a mayor velocidad (y frecuencia). En el gráfico se puede observar que el nivel de limpieza del agua de la piscina a una frecuencia de filtración de 20 Hz es equivalente al nivel de limpieza adquirido en tres recirculaciones a una frecuencia de 50 Hz, que es la frecuencia y velocidad de filtración convencionales. La filtración convención a la 50 Hz proporciona así niveles más bajos de limpieza del agua de la piscina.

Estas tres recirculaciones obtenidas en el estudio para la frecuencia de filtración convencional coinciden con las recirculaciones establecidas por los estándares habituales para obtener un agua pura. Sin embargo, se demuestra que el filtrado a baja velocidad es más efectivo en el proceso puesto que es capaz de retener de forma más efectiva las partículas del aguade la piscina, obteniéndose un agua más cristalina. De este modo, los resultados no indican solamente una mejor eficiencia en cuanto a la calidad del agua de la piscina sino que además proporcionan un ahorro importante en la energía usada en el proceso. En este estudio que hemos llevado a cabo el departamento de física de la Universitat de Girona también se ha medido el consumo energético para cada recirculación de agua. En el gráfico (ver gráfico 3) se presenta el consumo energético en relación al consumo para una frecuencia de 50 Hz (velocidad de filtración estándar para bombas de velocidad fija) y se observa en el proceso de filtración a velocidades menores implica un ahorro significativo en el consumo de energía, llegando a valores superiores a un 70% de ahorro para la menor velocidad estudiada, 20Hz.

Así, el sistema de filtración óptimo sería aquel que permitiría filtrar a baja frecuencia, proporcionando un agua más limpia en un corto espacio de tiempo produciendo un gran ahorro energético. Pero, además, el sistema de filtración debería poder realizar el contra-lavado del filtro de forma periódica para seguir asegurando la eficiencia de la filtración. Éste último proceso requiere una velocidad (y consecuente frecuencia de trabajo dela bomba) alta para conseguir un completo lavado del elemento filtrante y asegurar, de esta forma, la limpieza del filtro eficaz. De los resultados del estudio se deduce que una inversión inicial en un sistema de bombeo y filtración que permita filtrar a baja velocidad pero que a la vez permita limpiar el filtro a alta velocidad, proporciona una garantía de limpieza del agua a corto plazo y un gran ahorro de energía y dinero que se amortizaría rápidamente.

Artículo publicado en el número 165 de la revista Actualidad Piscinas de Diciembre de 2014.

Dra. Teresa Serra y Dr. Jordi Colomer

Departamento de Física - Universitat de Girona

 
 

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