Tecnológico Nacional de México en Celaya

Instituto Tecnológico en Celaya

Departamento de Ingeniería Química

Laboratorio Integral 1
Prof. José Luis Rodríguez Lara

Practica

“Separación mecánica por el método de

filtración”

Lic. en Ingeniería Química

Barajas Hernández Berenice
Gervasio Laguna Rodrigo
González Zamudio Dulce María
Ramírez Llanito María Fernanda

Fecha de elaboración: octubre 30, 2019.

Fecha de entrega: noviembre 04, 2019.
RESUMEN
En esta práctica se hablará de la manera de hacer un filtro para agua ya que, si bien es bueno
reutilizarla más que nada de la lluvia para utilizarla en diversas tareas básicas como es para
el baño, lavado de carros y/o limpieza de casas entre otras cosas.

INTRODUCCIÓN
Un filtro es un dispositivo que nos ayudara a la purificación de agua sucia para un nuevo uso,
utilizando materiales fáciles de conseguir y que estén al alcance de nosotros los alumnos, así
mismo ver el funcionamiento de acuerdo al cómo es que afectan o ayudan cada una de las
capaz por donde pasará el agua a filtrar, si bien, también se hablará de algunas pruebas que
se pueden hacer para asegurar la buena o mala filtración del agua.

OBJETIVO
Diseñar un dispositivo de filtración para reutilizar el agua de lluvia o reciclarla para baños
(Wc). O riego. Experimentar con planta piloto con materiales fáciles de conseguir.

MARCO TEÓRICO

Filtración
La filtración, es el proceso de separación que experimenta un sólido y un líquido. A
menudo, lo que queremos conseguir es aislar el sólido, en otras ocasiones lo que
nos interesa es conseguir la disolución. En base a dicho factor, podemos hacer
mención a dos tipos diferentes de filtraciones, los cuales poseen un procedimiento
e instrumental distinto. Estas son, la filtración por gravedad, y la filtración a presión
reducida o también llamada, filtración al vacío.

Tipos de Filtración
Dependiendo del material filtrante empleado, podemos distinguir diversos tipos de filtración:
 Filtrado ordinario. Aquel que se lleva a cabo con membranas o tamices cuyos
agujeros son iguales o superiores a un milímetro.
 Microfiltración. La que se realiza con tamices cuyos poros oscilan entre 0,1 y 10
micrones.
 Ultrafiltración. Este proceso de filtración retiene moléculas cuyo peso supere los
103 Dalton/gmol, permitiendo separar proteínas o desinfectar agua con bacterias.
 Nanofiltración. La más fina de las filtraciones, capta moléculas sin carga eléctrica
que tengan peso superior a 200 Dalton/gmol, y es aplicada en la industria química
para obtener sustancias específicas.
Tenemos también
Filtración por gravedad: La filtración por gravedad se realiza utilizando un embudo de tipo
cónico en el cual se introduce un papel de filtro preparado con pliegues, de modo que al pasar
el líquido de la disolución a través de él, quedará retenido en el papel la parte sólida, pasando
limpia la parte líquida.
Este tipo de filtración es de gran utilidad para casos como:
– Para la filtración de impurezas de tipo insoluble, cuando realizamos un proceso de
cristalización.
– Para la filtración de un agente desecante en pleno proceso de secado.
– Para todas las filtraciones en las que se desecha el sólido, pues lo que interesa es la
disolución.
Filtración a presión reducida: La filtración a presión reducida es bastante más rápida que la
filtración por gravedad. Para llevar a cabo una filtración a presión reducida, es necesario
realizar una conexión a una fuente de vacío para lo que se suele conectar la bomba a un
embudo tipo Büchner o una placa filtrante. El embudo Büchner es un embudo fabricado en
cerámica cerrado por el fondo y agujereado del miso material con la finalidad de dejar pasar
el líquido que queramos filtrar. El fondo del embudo se cubre con un papel de filtro, donde
quedará retenido el sólido. La filtración al vacío, con embudos de este tipo se utilizan en
casos como:
–Filtración de cristales en procesos de cristalización.
–Filtraciones de sólidos en procesos de precipitaciones.
– Filtraciones donde nuestra intención es aislar el componente sólido, queramos descartar o
no la disolución.
Para realizar una filtración de este tipo necesitamos diferentes materiales como por ejemplo,
el embudo büchner, un filtro redondo, diferentes adaptadores y mangueras, un kitasatos,
donde irá colocado el embudo anteriormente mencionado, etc.
Filtración con placa filtrante: La superficie filtrante tiene forma de disco y es una placa de
textura porosa, cuyos poros son de determinado tamaño, de manera que impida el paso de
sólidos. La filtración por este método se realiza también al vacío, a través de un proceso
similar al utilizado en la filtración con Büchner, pudiendo ser usado tanto si nos interesa el
producto sólido o la disolución, en tres casos diferentes:
– Filtración de los cristales en diferentes procesos de cristalización.
– Filtración de la parte sólida en procesos de precipitación.
– Filtración de agentes desecantes en los procesos de secado.
– Filtraciones sobre soportes sólidos.
Filtración sobre celita: La celita es un sólido que suele ser utilizado como un soporte de
filtrado. Se encuentra constituida principalmente por sílice. Generalmente se usa para filtrar
al vacío suspensiones de tipo coloidal, de texturas gelatinosas o sólidos constituidos de
partículas muy finas, por lo general de naturaleza inorgánica, que pudiesen traspasar otros
tipos de filtros, en cambio en la celita, quedan retenidos. La celita se usa solamente para
filtrar sólidos con impurezas que se quieran eliminar.
También, entre los diferentes tipos de filtraciones se encuentra la filtración bajo atmósfera
inerte. Cuando trabajamos con compuestos que son sensibles a la humedad o incluso al aire,
se necesita llevar a cabo la filtración bajo atmósfera inerte.
Con mayor frecuencia se presenta el caso de las reacciones que contienen productos que son
sensibles a la humedad y necesitan ser filtradas bajo una atmósfera que no los altere para
poder eliminar el sólido. Para esto, pueden usarse placas de filtración provistas de dos bocas
esmeriladas, las cuales permiten la conexión a matraces diferentes formando un sistema
cerrado.

Manera de elaborar un filtro para agua.

Ente caso tenemos diferentes tipos de capas pues un filtro
tiene que tener diferentes de este las cuales tienen el
siguiente funcionamiento:
1. Al principio una maya para poder retener basura y/o
artículos que pudiesen estar muy grandes, para ir quitando
impurezas.
2. Enseguida colocamos piedras medianas y chicas de
esta forma es para retener aún más basura y/o artículos
medianos y pequeños, que pasaron por lo anterior,
reteniéndolas con el fin de se vaya limpiando un poco más
Figura 1. Filtro casero

el agua a la que queremos filtrar.

3. Tenemos después arena gruesa que hará que se retengan pequeñas piedras o bien aún
basura que no se quedó en las capaz anteriores, así poco a poco se van quitando cada
vez más las impurezas del agua la cual se reutilizará.
4. Seguimos con arena fina que detendrá así mismo partículas más pequeñas a este punto
el agua está más libre de artículos indeseables, gracias a las capaz anteriores.
5. Después es el carbón activado que nos ayudará a quitar sustancias como lo es el cloro
o bien como matar ciertos microorganismos que no queremos que pasen.
6. Por penúltima capa ponemos una maya donde que quedaran otras impurezas, que
pudieran pasar desapercibidas en el proceso del filtrado.
7. Finalizando así con una tapa o corcho por donde saldrá el agua purificada.

Funcionamiento y mantenimiento del filtro de agua casero

El funcionamiento del filtro se basa en la entrada de agua con impurezas a través de la parte
superior, que atraviese las diversas capas del sistema, llegando limpia y libre de impurezas a
la parte inferior del sistema. Con este filtro se consigue limpiar enormemente las impurezas
del agua que entra, pero si se fabrica para utilizar por toda una familia, se debería contar
además con otro recipiente que permita almacenar esta agua libre de impurezas.
En cuanto al mantenimiento de filtro, cada seis meses aproximadamente, es
conveniente desarmar el filtro para limpiar nuevamente la arena, las piedras, la grava y
sustituir el carbón activado, debido a que, en el transcurso del tiempo, este pierde sus
propiedades filtrantes. Además, si su uso es intensivo deberíamos hacerlo antes.
El tamaño necesario de nuestro filtro puede variar según nuestras necesidades, desde uno
más grande si es para una familia a uno más pequeño y sencillo si es para un momento
puntual, o incluso puede complementarse con un sistema de recogida del agua de la lluvia.

Pruebas que se le pueden realizar al agua para ver si esta es aceptable o no.

- DQO y DBO
- Dureza
- pH
- Cultivos
- Solidos Totales
- Colorimetría
- Alcalinidad

Por mencionar algunos de las pruebas que se le pueden realizar al agua.

METODOLOGÍA

Materiales

- Botella de plástico con tapa perforada y cortada de la base.

- 2 vasos de precipitados de 600mL.
- Capaz
 Piedras medianas y pequeñas
 Arena gruesa y fina
 Gasas
 Agua sucia.
- Soporte universal y pinzas.
Procedimiento

En la elaboración de este filtro se realizó de la siguiente manera

(describiéndolo de abajo hacia arriba).

1.- Colocamos un soporte universal junto a las pinzas

sosteniendo el embudo elaborado con una botella y con su tapa
perforada.
2.- se limpian las piedras que se utilizaron guardando el agua
para poder usarla como nuestra agua a reutilizar.
3.- Se colocan gasas.
4.- Se pone enseguida la arena fina después la arena gruesa
5.- se meten las piedras y tenemos listo nuestro filtro.
6.- Se coloca l agua sucia en un vaso de precipitados.
7.- Se hace el vaciado del agua sucia teniendo en cuenta que se
harán las anotaciones pertinentes, así como las observaciones
necesarias para esta práctica.
8.- Después se limpia el área una vez ya realizado el
experimento.
9.- Se desarma el equipo y se entrega el material utilizado.

Figura 2. Filtro casero

hecho en el laboratorio

CALCULOS Y RESULTADOS

Tiempo (seg) en que empezó Tiempo (seg) cuando termino de

Repeticiones
a caer el agua salir el agua
1 15.63 43.10
2 10 42.3
3 1 41.12
Tabla 1. Datos experimentales tomados en el momento de la práctica.

CONCLUSIÓN
Se llega a la conclusión que si bien nuestro filtro no fue el más adecuado pues nos faltó el
carbón activado pero este si cumplió con su labor de filtrar el agua hasta la tercera esta e veía
más clara pues se empezó con un agua turbia, de color café y con sólidos en ella, al pasarla
por el filtro dejo ciertas partículas en el así mismo el color fue cambiando.
 Y como ya se mencionó anteriormente en la tercera vez de pasar de nuevo el agua está ya
salió sin solidos visibles a simple vista, así mismo el agua salió más clara.

REFERENCIAS
[1] Anónimo. (2017). Filtración. noviembre 02, 2019, de Operaciones Sitio web:
http://www.ub.edu/oblq/oblq%20castellano/filtracio.html.
[2] Ángeles Méndez. (2011). Filtración. noviembre 02, 2019, de La guía Sitio web:
https://quimica.laguia2000.com/general/filtracion.
[3] Anónimo. (2018). Filtración. noviembre 03, 2019, de Concepto de Sitio web:
https://concepto.de/filtracion/.
[4] Javier Sanchez . (2018). Como hacer un filtro casero. noviembre 03, 2019, de Ecología
verde Sitio web: https://www.ecologiaverde.com/como-hacer-un-filtro-de-agua-casero-para-
beber-1123.html.

ANEXOS

Figura 3. Filtración Figura 4. Agua ya filtrada Figura 5. Segunda filtración del agua

Figura 6. Tercera Figura 7. Agua que se filtro Figura 8. Agua resultante

filtración del agua
Sistema de tratamiento del Agua.

Tabla 2. Pruebas que se le pueden realizar al agua para su tratamiento y que esta sea agua
potable.