Descripción breve

Un sistema de purificación biológica de agua a escala comunitaria que utiliza un lecho de arena fina y una película biológica activa desarrollada naturalmente para eliminar patógenos, turbidez y contaminantes orgánicos del agua bruta sin necesidad de productos químicos ni electricidad.

Uso / Función

• Uso principal: Proporcionar agua potable segura y libre de patógenos para aldeas, pueblos y comunidades descentralizadas.
• Usos secundarios: Pretratamiento para procesos industriales y redes de suministro municipal.
• Escala: Infraestructura comunitaria a municipal (capaz de procesar miles de litros por día).

Principio de funcionamiento

1. Capa Biológica Hipogea (Schmutzdecke): El agua se filtra lentamente a través de los primeros 2–3 cm superiores de arena, donde se forma una película biológica de algas, bacterias y protozoos beneficiosos que consumen los gérmenes, bacterias y virus patógenos.
2. Retención Mecánica y Adsorción: Los granos finos de arena atrapan el limo en suspensión, parásitos y huevos.
3. Predación y Muerte Natural: En las capas inferiores de la arena, más profundas y pobres en oxígeno, las bacterias restantes mueren por falta de alimento y oxígeno.
4. Drenaje Inferior: El agua purificada entra en una capa inferior de grava y fluye hacia el exterior a través de tubos de drenaje perforados.

Cómo crearlo

1. Tanque del filtro: Construir un tanque estanco rectangular de Hormigón, mampostería de Piedra o ladrillo, de aproximadamente 1.5 a 2 metros de profundidad.
2. Sistema de drenaje inferior: Colocar tubos de drenaje perforados o ladrillos espaciados en el suelo, inclinados suavemente hacia un vertedero de salida de agua limpia.
3. Lecho de grava: Colocar capas clasificadas de Grava sobre el drenaje (grava gruesa en la parte inferior, grava fina en la superior, espesor total ~30 cm) para evitar que la arena entre en los tubos de salida.
4. Columna de arena: Llenar el tanque con Arena sílice fina y lavada (tamaño efectivo 0.15–0.35 mm) hasta una profundidad de 0.8 a 1.0 metro.
5. Columna de agua y control de flujo: Mantener una capa de agua de 1.0 metro por encima del lecho de arena y regular la velocidad de filtración mediante una válvula de entrada para mantener una velocidad lenta (0.1–0.2 metros por hora).
6. Periodo de maduración: Filar agua bruta continuamente durante 2–3 semanas, desechando la salida hasta que la capa biológica “Schmutzdecke” madure por completo y la eliminación de patógenos alcance más del 99%.

Materiales necesarios

• Medio filtrante: Arena sílice lavada y Grava clasificada.
• Estructura del tanque: Hormigón, Ladrillo o Piedra.
• Aditivo de adsorción (Opcional): Una capa de Carbón Activado o Carbón cerca del fondo para eliminar olores y químicos.
• Tuberías: Válvulas, tubos de rebose y tubos de drenaje.

Variantes y mejoras

• Filtro BioArena (Doméstico): Filtro compacto e intermitente en contenedor de hormigón o plástico para familias individuales.
• Tanques de sedimentación previa: Estanques de decantación colocados antes del filtro de arena para asentar el lodo pesado y evitar el taponamiento rápido.
• Filtros de doble lecho: Incorpora una capa superior de carbón antracita para aumentar los tiempos de funcionamiento entre limpiezas.

Límites y riesgos

• Límites de turbidez: Un alto contenido de barro/limo (>50 NTU) obstruye rápidamente la capa superior de arena; el agua bruta debe decantarse primero.
• Peligro de secado: Si el nivel de agua baja y la arena se seca, la capa biológica Schmutzdecke muere y el filtro debe madurar nuevamente durante semanas.
• Protocolo de limpieza: Cuando el caudal disminuye, los 1–2 cm superiores de arena deben rasparse cuidadosamente, lavarse y restablecer la película biológica.

Inventos relacionados

• Filtro de Agua: Instalación de filtración portátil o a menor escala.
• Abastecimiento de Agua: Sistema de distribución de infraestructura.
• Cisterna: Depósito de almacenamiento de agua.

Materiales relacionados

• Arena: Medio filtrante principal.
• Grava: Capa de soporte para los drenajes.
• Carbón Activado: Agente de purificación química.
• Hormigón: Material principal de construcción del tanque.