A água geralmente já vem potável das estações de tratamento, mas até chegar na torneira pode receber resíduos provenientes das tubulações que levam a água até nossa casa. Com aquele ar interiorano e nostálgico, os filtros de barro cumprem muito bem sua função de filtrar, armazenar e até refrescar a água. Ele voltou aos noticiários em 2015, quando foi apontado como uma solução eficiente para filtrar a água possivelmente poluída com metais pesados do fundo do volume morto das represas do Sistema Cantareira. Não há evidências de que ele realmente tire todas as impurezas da água consumida – mas sabe-se que é realmente um dos mais eficientes.
Como funciona o filtro de barro?
Os filtros de água de cerâmica dependem do tamanho de poro pequeno do material cerâmico para filtrar a sujeira, detritos, bactérias, protozoários e cistos microbianos da água. Alguns podem receber uma camada de prata ajuda a matar ou incapacitar bactérias e impedir o crescimento de mofo e algas no corpo do filtro. Um núcleo de carvão ativado de alto desempenho dentro do cartucho de filtro de cerâmica reduz contaminantes orgânicos e metálicos, além de absorver compostos como o cloro. O sistema é capaz de filtrar partículas de até um micron (medida que equivale a um milionésimo de metro).
Geralmente, o filtro é imerso em um receptáculo de água contaminada sobre um outro recipiente vazio. Por gravidade, a água passa pelo filtro e pinga, gota a gota, no recipiente abaixo até preenchê-lo. Uma boia controla a passagem de água para o recipiente inferior, de modo a evitar o transbordamento. Essa lentidão no processo de filtragem garante uma eficiência maior na purificação, ao contrário de filtros cuja pressão da água empurra o fluido sobre o filtro, promovendo uma limpeza mais rápida, porém menos eficiente.
Para ser aprovado pelo Inmetro, o produto deve estabelecer redução no número de partículas de ao menos 85% e eficiência bactericida de 95%.
Como é feita a instalação?
O reservatório inferior (com a torneira) deve servir como base e receber a água filtrada. Na base do reservatório superior, deve ser instalada a vela (elemento filtrante). Antes disso, a vela deve ser passada em água corrente (pré-lavagem) e deixada submersa em um recipiente com água limpa por 15 minutos para que os poros absorvam a água por completo, proporcionando uma filtragem contínua.
Ao colocar o elemento filtrante, é importante colocar as arruelas de vedação na parte interna do orifício de instalação e outra na parte externa do recipiente. Fixe o elemento filtrante com a porca plástica e aperte com uma leve pressão, para não provocar vazamentos. Recomenda-se o descarte dos primeiros 12 litros de água filtrados. O elemento filtrante possui vida útil de 500 litros de água ou aproximadamente 6 meses de uso.
Quanto tempo demora para encher um filtro de barro?
Geralmente, os filtros de barro são vendidos pelo volume total, com metade no reservatório superior (água a ser filtrada) e inferior (água já filtrada). Por exemplo: um filtro de 6 litros apresenta capacidade de 3 litros no reservatório superior e 3 litros no inferior (até a linha em que a boia permite o preechimento).
Para um filtro desses, o processo de filtragem demorou pouco mais do que 1h30min, com uma vela nova. Quanto mais usada for a vela, mais devagar é a filtragem. O tempo pode ser um pouco maior se o filtro já estava seco, pois o barro absorve parte da água.
O filtro de barro mofa?
No caso do recipiente ser de barro, a água atravessa lentamente as paredes até atingir a superfície externa, por vezes deixando um tom mais escuro. Em contato com o ar, a água evapora e os sais minerais permanecem do lado de fora do filtro, dando um aspecto esbranquiçado. Esse processo é conhecido como eflorescência, que são depósitos cristalinos de cor branca que surgem na superfície do revestimento, como pisos (cerâmicos ou não), paredes e tetos, resultantes da migração e posterior evaporação de soluções aquosas salinizadas. Basta passar um pano levemente úmido para retirar o material, sem prejuízo à qualidade da água.
A evaporação da água ao atingir a superfície externa do filtro é que faz com que a água possa estar até 5°C mais fria do que estaria no ambiente externo. Isso ocorre porque a água “rouba” calor da proximidade (água do filtro) para poder passar do estado líquido para o gasoso, o que diminui a temperatura da água armazenada.
História
Com o crescimento das cidades nos séculos 19 e 20, mesmo com serviços de água encanada, existiam doenças epidêmicas relacionadas a água contaminada. Henry Doulton inventou a forma moderna de filtro de água sanitária para velas de cerâmica em 1827. Em 1835, a rainha Victoria o contratou para produzir esse dispositivo para seu uso na corte britânica. Paralelamente, imigrantes italianos e portugueses que vinham ao Brasil traziam na bagagem velas para filtrar água que já existiam na Europa. Eram peças rudimentares, feitas de pedras porosas, com os filtros de metal ou de pedra.
Entre os imigrantes que viviam e trabalhavam em São Paulo, um dia alguém percebeu que as jazidas de argila do interior do estado podiam fornecer material para fazer bons potes de cerâmica. E se podiam fazer bons potes, podiam fazer filtros.
Manutenção
O filtro de barro é o mais recomendado em países pobres que têm grandes problemas com doenças transmitidas pela água contaminada, por ser um método fácil de ser usado, não depende de energia elétrica, muito mais barato e que precisa de pouca manutenção. Como a área do filtro é independente do tamanho da junta de fixação, há menos vazamentos do que outras geometrias de filtro substituível e podem ser usadas juntas mais caras e de maior qualidade. Por serem protegidos pelo receptáculo superior, é menos provável que sejam danificados no uso comum. Eles são mais fáceis de higienizar, porque a parte não sanitária fica do lado de fora, onde é fácil de limpar – o lado sanitário está dentro da vela.
Os filtros podem ser limpos escovando-os com uma escova macia e enxaguando-os com água limpa. Filtros de carvão ativado precisam ser substituídos periodicamente porque o carvão fica entupido com material estranho. Não é recomendado lavar a vela com açúcar, sal, vinagre ou qualquer produto químico, pois qualquer um deles pode atrapalhar o sistema de filtragem.
EXTRA Cálculo de tempo para encher um filtro
Os cálculos tem como objetivo fazer uma estimativa do tempo necessário para encher um volume de aproximadamente 3 litros, que é a capacidade do reservatório inferior do filtro de exemplo. Esse volume é informado pelo fabricante, mas pode ser calculado multiplicando-se a área do círculo da base pela altura, ou seja, o volume desse cilindro de raio 10 cm e altura 10 cm é:
\(V_{cil} = \pi \cdot r^2 \cdot h = 3,14 \cdot (10^{-1}m)^2 \cdot 10^{-1}m \approx 3 \cdot 10^{-3} m^3
\)
Lembrando que 1 litro vale 10-3 metros cúbicos ou também 10³ centímetros cúbicos.
A vazão de água através de um filtro pode ser estimada pela equação de Darcy, cujo resultado é diretamente proporcional à permeabilidade e área do elemento filtrante, assim como a diferença de pressão (relacionada à altura da coluna de água), mas inversamente propocional à viscosidade da água e à espessura do elemento filtrante. Para simplificar, a intensidade de preenchimento do reservatório inferior pode ser mensurada também a partir da taxa de gotejamento que cai do reservatório superior.
Essa taxa varia conforme a altura da coluna de água no reservatório superior. Isso acontece, principalmente, devido ao princípio da pressão hidrostática. Inicialmente, com o reservatório cheio, a coluna de água exerce uma pressão maior sobre o elemento filtrante. Essa pressão maior impulsiona a água através do filtro mais rapidamente, resultando em um maior número de gotas por minuto. Conforme o nível de água no reservatório diminui, a altura da coluna de água (e, portanto, a pressão hidrostática) também diminui. Com menos pressão disponível para forçar a água através do elemento filtrante, a taxa de gotejamento diminui.
Experimentalmente para esse filtro, observou-se uma taxa de aproximadamente 130 gotas/min no início do processo de preenchimento e 65 gotas/min no final. Ou seja, a velocidade cai pela metade ao longo do processo. Com mais valores observados, seria possível estimar uma equação linear com a taxa de gotejamento ao longo do tempo. A vazão total pode ser obtida a partir do produto da taxa de gotejamento e o volume médio de uma gota. O volume total acumulado no reservatório inferior após t minutos é dado pela integral da vazão. Uma equação em função do tempo é gerada, permitindo calcular o tempo para encher o reservatório.
No entanto, visando simplificar adotando o valor médio entre os dois extremos, ou seja, (130+65)/2 = 97,5 gotas/min. Note que isso equivale a um valor entre 1 e 2 gotas por segundo. Com a taxa de gotejamento constante, basta multiplicá-la pelo volume médio de uma gota para obter a vazão e o tempo.
O volume médio de uma gota de água pode variar dependendo de fatores como o método usado para formar a gota e a tensão superficial do líquido. Em geral, tem um volume médio de 0,05 mL. Isso corresponde a um diâmetro aproximado de 2 a 4 mm, assumindo que a gota é quase esférica. Este valor é amplamente utilizado em medições práticas, como experimentos em laboratórios e aplicações médicas.
Assim, considerando a média das taxas de gotejamento observadas experimentalmente e o volume teórico de uma gota, o tempo de preenchimento de um filtro de barro com reservatório inferior de 3 litros pode ser calculado como Vazão = Taxa de gotejamento x Volume de uma gota.
Fontes
Com esta contagem de tempo que 3 litros leva pelo menos 1 dia e 1)2 a recomendação de que devemos cada pessoa tomar no mínimo 2,5 litros de água por dia como fica? Não é possível então usar este sistema para abastecer uma casa. Eu minha filha bebemos no mínimo 4 litros de água por dia!
Olá Evelyn, mês que vem eu vou reinstalar o meu filtro e vou refazer a experiência com uma vela garantidamente nova. Nessa situação, deve ser o gotejamento mais rápido. Então compartilharei os resultados por aqui.
Olá Evelyn, tive acesso novamente ao filtro de barro e troquei a vela, podendo refazer a contagem do tempo necessário para preenchimento completo. Para um recipiente inferior de 3 litros, demora pouco mais de 1h30. Ainda tem outro reservatório com mais 3 litros em cima que vai liberando água aos poucos ao longo do dia, conforme é consumida no recipiente inferior. Assim, são 6 litros de água disponível por dia.