Aunque existen diferentes tipos de filtros de arena, sus componentes de diseño son comunes en todos ellos. Los cuatro componentes básicos del diseño de un sistema de filtración son:

• Sistema de regulación de entrada, encargado de desviar el volumen de agua que entrará al filtro
• Un pretratamiento que retenga los sedimentos gruesos
• El lecho filtrante
• Un mecanismo de salida del agua filtrada

 

Control del caudal de entrada

El regulador de flujo de entrada se utiliza para desviar la escorrentía desde una tubería, un canal abierto o una superficie impermeable al sistema de filtrado. Este elemento está diseñado para desviar el volumen de la calidad de agua deseado hacia el filtro, permitiendo que el excedente de flujo continúe a través del canal de transporte. 

Salvo algunas excepciones, la mayoría de los sistemas de filtrado se construyen fuera de línea (es decir, la escorrentía es desviada del sistema principal de transporte, se trata y luego regresa de nuevo al sistema de transporte.)

Pero los filtros de arena que se construyen en línea, han de estar preparados para tratar escorrentía de diferentes períodos de retorno.

Esquema de filtro en línea y fuera de línea. Fuente: The Center for Watershed Protection. Richard A. Claytor and Thomas R. Schueler.

 

Pretratamiento

El segundo componente clave de cualquier sistema de filtración es el pretratamiento. El pretratamiento es necesario para evitar la entrada de sedimentos gruesos dentro del lecho filtrante.

Sin un tratamiento previo, el filtro se obstruiría rápidamente y perdería su capacidad de remoción de contaminantes. Cada clase de filtro (subterráneo, superficial, perimetral…) puede diferir respecto al tipo y volumen de pretratamiento que requiere. La técnica más común de tratamiento previo es una cámara de sedimentación, en húmedo o en seco. Las pantallas geotextiles, los diafragmas de gravilla y las franjas filtrantes de hierba también pueden ser empleados como sistemas de protección de los lechos filtrantes.

Los sedimentos depositados en la cámara de pretratamiento se deben retirar periódicamente para mantener el filtro de arena en perfecto estado.

Lecho filtrante

Cada sistema de filtrado utiliza algún tipo de material en su lecho, como es la arena, la grava, la turba, hierba, tierra o compost para filtrar los contaminantes arrastrados por las aguas pluviales urbanas. Y algunos diseños emplean más de uno de unos materiales, como los filtros superficiales de arena con césped. La selección del medio filtrante adecuado es importante, ya que cada material tiene diferentes características hidráulicas, de eliminación de contaminantes y de nivel de obstrucción.

Las tres propiedades clave del lecho filtrante son su superficie, su profundidad y su perfil. La superficie necesaria del lecho de un filtro generalmente es función del porcentaje de área impermeable tratada, del lecho mismo, del régimen pluviométrico y de los requerimientos en la normativa sobre calidad de agua. La profundidad de la mayoría de los sistemas de filtrado va desde 45 cm a 120 cm. Esta relativa poca profundidad es la usada por razones hidráulicas, de costes y porque la mayoría de los contaminantes quedan atrapados en los primeros centímetros del lecho. Cada tipo de sistema filtrante también dispone un perfil ligeramente diferente a través del lecho. Un ejemplo de la variación en los perfiles de filtro de arena se muestra en la siguiente figura. Como puede verse, cada tipo es ligeramente diferente respecto a la protección de la superficie y a las capas que las componen a través del lecho.

 

Diferentes perfiles de sistemas filtrantes. Fuente: The Center for Watershed Protection. Richard A. Claytor and Thomas R. Schueler.

Elemento de salida

El componente final de cualquier filtro de aguas pluviales es el medio utilizado para recoger la escorrentía filtrada que sale del lecho y evacuarla al medio exterior. Los dos métodos principales para la recolección y conducción de la escorrentía filtrada consisten en (a) recoger el agua mediante drenes perforados y llevarla hasta el sistema de drenaje externo, o (b) permitir que el agua se exfiltre en los suelos subyacentes. Cada método tiene sus pros y sus contras. En el primer método, la parte inferior del lecho del filtro se puede sellar con un revestimiento impermeable de manera que toda el agua filtrada pueda entrar en las tuberías perforadas y por ahí, ser devuelta al sistema de drenaje. Esto es conveniente si bajo el filtro hay aguas subterráneas protegidas o si el agua de escorrentía llevan una alta carga de contaminantes. Para que se produzca la exfiltración, la parte inferior del lecho filtrante ha de ser total o parcialmente permeable, por lo que la escorrentía filtrada puede penetrar en el suelo. La ventaja de exfiltración es que proporciona la recarga de las aguas subterráneas y se aprovecha la capacidad de filtración natural del suelo para eliminar los contaminantes que no se hayan retenido en el filtro.

Autora: Ana Abellán