O Brasil é o país das águas.  Mais de 13% de toda água doce do mundo está no Brasil mas como a extensão geogrática é muito grande, muitas localidades não são servidas por serviço público de abastecimento de água.

Isso acontece principalmente nos sítios distantes do centro urbano.

O filtro de água caseiro aqui estudado é um sistema simples, de baixo custo, para filtragem da água da bica.

Trata-se de um sistema que realizada a filtragem física, a filtragem química, a filtragem biológica e também a filtragem bacteriológica, isto é, é um sistema que realiza a filtragem completa da água.

Os filtros comuns, de areia ou de vela, realizam apenas uma das etapas da filtragem da água. Os de areia filtram apenas as folhas e as partículas sólidas como areia e terra.

O sistema aqui estudado é formado por 3 tanques, um onde se realizada a sedimentação das particulas em suspensão como finos grãos de areia e de terra, um segundo onde é realizada a filtragem biológica pela formação de uma cultura denominada zoogléia seguida de uma filtragem em filtro de areia e um terceiro tanque onde é ocorre a decantação dos flocos formados e onde é possível fazer a cloração e a aeração da água. Veja o desenho completo do sistema:

NOTA: Desenho esquemático, em cores e escala exageradas para efeito pedagógico.

TANQUES:

3 Tanques com Tampa, de preferência cilíndricos de Polietileno com diâmetro de 112 centímetros (1 m² de seção transversal) por 2,30 metros de altura.

Se preferir, os tanques podem ser confeccionados, com tijolos ou blocos, caixa quadrada medindo 1,00 metro de lado. Mandar confeccionar uma tampa, metálica ou de plástico, bem leve e larga pois a cada 3 meses em média vai ser necessário fazer a limpeza removendo parte da camada de areia. Se preferir construir os tanques em alvenaria enterrados providencie uma boa impermeabilização para que a água de fora que percola pelo solo não entre para dentro do tanque, em especial no último, podendo contaminar.

VÁLVULAS:

V-1 Válvula de entrada do sistema. Usar quando for limpar o Tanque 1. Normalmente fica aberta jogando água permanentemente. A queda ajuda a aerar a água. O excesso sai pelo extravasor.

V-2 válvula de entrada do filtro. Usar quando for limpar a camada de areia.

V-3 Válvula de saída do filtro. Usar quando for limpar o Tanque 3.

V-4 válvula de Limpeza do Tanque 1. Usar para remover a areia, terra e lodo que se acumula do Tanque 1. Fechar a válvula V-1, abrir a válvula V-4, esperar sair toda a água, abrir a tampa, entrar no tanque retire as folhas e a terra acumulada no fundo.

V-5 Válvula de Limpeza do Filtro. Em conjunto com a V-2 serve para tirar toda a água de cima da camada de areia. Esta água, onde se forma o caldo zoogléia, vai ficando grosso e denso e precisa, ser removido. O filtro de areia vai "colmatando", isto é, vai "entupindo" com a formação de algas e precisa ser "lavado". Fechar a entrada V-2 e a saída V-3, abrir a saída V-5, entrar no tanque, revolver a areia com uma pá, abrir a válvula V-2 e deixar escorrer bastante água até a areia ficar limpa.

V-6 Válvula de Limpeza do Tanque 1. Usar para remover o lodo que se acumula por decantação no Tanque 3. Fechar a entrada V-3, abrir a saida V-6.

AMORTECEDORES:

Tela de plástico que evita turbilhonamento e agitação da água pois a sedimentação (no Tanque 1) e a decantação (no Tanque 3) precisam de água parada para ocorrerem eficientemente. A lama sedimentada e o lodo decantado ficarão depositados no fundo do tanque e devem ser removidos a cada 3 meses.

ZOOGLÉIA:

Cultura biológica de talófitas, algas e microorganismos que promovem uma transformação aeróbia das matérias orgânicas em resíduos inertes, floculantes, inorgânicos e amorfos.

O resultado da ação das talófitas é um gel que envolve as partículas que mesmo sendo diminutas ficam grandes com o gel em volta e não passam no vazio entre os grãos de areia. O gel vai, aos poucos, "colmatando", isto é, entupindo o filtro de areia e precisa ser removido.

Não usar Cloro nem outro produto químico nesta fase da filtragem pois destrói a zoogléia e o filtro deixa de funcionar.

A camada de 1,00 metro de altura de água forma uma pressão hidrostática que força a passagem da água pela camada de areia.

Ao fundo, sobre a camada de areia, pode ser colocada uma camada de carvão ativado.

AREIA DO FILTRO:

Areia com diâmetro médio de 0,35 milímetros com uma variação de 1,75 na granulometria permite a passagem da água a uma taxa média de 3 m³ ou 3.000 litros por dia, o que dá para atender a uma família de 20 pessoas que consomem 150 litros por pessoa por dia para as suas necessidades básicas de beber, comer e tomar banho.

Granulometria:

Segundo a ABNT, a areia média é aquela que passa pela peneira #30 (0,6mm) e fica retida na peneira #70 (0,2mm). A faixa é muito ampla para uso no filtro. Então sugerimos a areia que passa na peneira #35 (0,5 mm) e fica retida na peneira #60 (0,25 mm). Entretanto as peneiras #35 e #60 não são peneiras “normais” de modo que talvez haja dificuldade de encontrá-las à venda. Então sugerimos as peneiras #30 (0,60mm) e #50 (0,30mm), mais fáceis de serem encontradas, que produz uma areia um pouco mais grossa.

Camada de 1,00 metro de altura. Não precisa ter exatamente 1,00 metro podendo ser menor, porém não menos que 90 centímetros pois perde a eficiência de filtragem ou podendo ser maior, porém não mais que 1,50 metros pois diminui a capacidade de filtragem.

Caso, no funcionamento, constatar vazão superior a 7 m3 ou 7.000 litros por dia, é por que a areia empregada é muito grossa e está deixando passar muita água. Isto significa que o gel formado na zoogléia e que deveria ficar retido pelos grãos de areia não está sendo retido.

Com o funcionamento, as partículas retidas vão colmatando (entupindo) o filtro e quando a vazão baixar a menos de 2 m³ ou 2.000 litros por dia. Interromper o funcionamento e proceder à Lavagem do Filtro.

A massa mucilaginosa formada na zoogléia fica retida nos minúsculos vazios da areia. Na zoogléia, as partículas minúsculas recebem um revestimento de gel que ao passar pela camada de areia, grudam nas partículas de areia. Com o uso, a camada inicial (cerca de 2,5 centímetros) de areia vai sendo colmatada (entupindo) e o filtro perde eficiência. Forma-se também uma fina camada de gel acima da camada de areia.

A saída da água filtrada se dá por uma camada de 15 centímetros de brita N⁰ 2 colocada sob (debaixo) da camada de areia.

LIMPEZA DO FILTRO:

Quando a vazão cai muito, abaixo de 2 m³ ou 2.000 litros por dia, é por que o filtro está cheio de gel que ficou retido.

Numa água de bica “normal” o prazo para limpeza do filtro é em média de 3 meses mas isso vai depender da “qualidade” da água colhida na bica. Uma água mais barrenta vai requerer maior frequência de limpeza. Você pode controlar, isto é, saber quando precisa efetuar a limpeza instalando um “relógio”, isto é, um hidrômetro junto à Válvula V-6. Se este hidrômetro for do tipo digital, poderá controlar a introdução de cloro.

Então, fechar a válvula V-2 e abrir a válvula V-5 jogando fora toda a água. Você vai constatar que de início a água é bem densa, gelatinosa.

Remover, com cuidado, uma camada de 2,5 centímetros de areia. É onde costuma concentrar o depósito de gel nos vazios entre os grãos de areia. Você pode jogar fora essa areia removida ou pode reutilizá-la, lavando bem com muita água sobre uma peneira e depois secar ao sol para eliminar qualquer resíduo de gel.

Caso se tenha optado por usar Carvão Ativado, removê-lo com cuidado e lavá-lo para reaproveitamento.

Outra forma de saber a hora de fazer a limpeza do filtro é quando o nível de água o Tanque 3 cai muito e deixa de passar água pela válvula V-6.

TOMADA D’ÁGUA:

O processo de filtragem é contínuo mas a demanda é variável. Caso muitas pessoas usem ao mesmo tempo, o nível do Tanque 3 cai bastante.

A saída da água no Tanque 3 se vale de uma Tomada d’Água flutuante para que se pegue sempre a água próxima da superfície pois é onde a água é mais aerada (tem mais oxigênio dissolvido).

Fazer uma montagem com 2 tubos de PVC de diâmetros ligeiramente diferentes de modo que um pode deslizar suavemente dentro do outro.

Fixar, na borda superior do tubo mais fino, duas ou três bolas de isopor de diâmetro suficiente para permitir que o tubo flutue. Empregar linha de nylon para amarrar as bolas ao redor do tubo.

Fazer, a uns 3 centímetros da borda superior, uns sulcos para a saída da água.

APLICAÇÃO DE CLORO:

Desejando garantir a salubridade da água filtrada, pode ser adicionado cloro (hipoclorito de sódio) no Tanque 3. Utilizar um dosador automático que acoplado a um medidor de vazão possa pingar o cloro na medida certa.

Pode-se também instalar aeradores no Tanque 3 para aerar (introduzir mais oxigênio) e melhorar o pH da água. O aerador, geralmente uma pequena bomba pode ser acionada com eletricidade tomada de uma célula fotovoltaica.

Efetuar análise laboratorial de potabilidade e pedir a opinião de um técnico químico.

NOTA IMPORTANTE: Pretendendo usar a água tratada com o filtro aqui estudado para consumo humano, faça uma análise laboratorial de potabilidade da água da fonte (nascente, bica, mina, rio, reservatório ou cisterna), e peça a orientação de um Biólogo ou de um Químico com relação ao tratamento a ser empregado e da dosagem correta dos produtos químicos que serão utilizados na cloração. Se você for do tipo que gosta de atividades "faça você mesmo" pode desenvolver um sistema eletrônico de controle automático com sensores e medidores controlados por um aplicativo que roda sob a supervisão de um ARDUINO. Veja mais detalhes em .

Você costuma lavar a caixa d'água ao menos a cada 6 meses? Veja mais detalhes em .

Você está enfrentando problemas de infiltrações e vazamentos em caixas enterradas ou em piscinas? Conheça a problemática em .

\RMW\recursoshidricos\FiltroDeAgua.htm em 25/12/2015, atualizado em 24/04/2020.