Un filtro de cerámica es un dispositivo mecánico de filtración hecho de arcilla que atrapa partículas y microrganismos dentro del elemento de cerámica, que puede ser una olla, una vela o un disco. Los filtros de cerámica usualmente consisten en dos secciones, la parte superior que contiene el agua cruda junto con el elemento de cerámica y la parte inferior que contiene el agua filtrada y un grifo. Los filtros de cerámica también pueden conectarse directamente a una tubería de agua presurizada.

Los filtros de cerámica tienen poros del tamaño de un micrón que filtran partículas en suspensión y microrganismos patógenos a través de un sistema de trampa mecánica y adsorción, y la calidad de los elementos filtrantes es esencial para este proceso. Los filtros de cerámica usualmente no eliminan virus. A veces se utiliza plata coloidal en los filtros de cerámica para proteger de la recontaminación, aunque su rendimiento no es confiable, ya que varios estudios han demostrado que tiene un efecto limitado o nulo. Algunos filtros también contienen carbón activado para eliminar componentes orgánicos o metales pesados.
Los filtros de cerámica eliminan un poco de hierro y sabor, y mejoran el olor y color del agua.

Consideraciones de diseño

Hay tres tipos de diseños de este filtro. En los filtros con olla, se coloca una olla de cerámica en un balde con grifo. Se llena la olla con agua, que gotea hasta un segundo contenedor. En los filtros con velas o discos de cerámica, se coloca un contenedor encima de otro. Se hace un agujero en el fondo del contenedor de arriba y se inserta una vela de cerámica a través de él. Se pueden usar varias velas para aumentar el caudal. La gravedad filtra el agua a través de la vela y esta se acumula en el contenedor de almacenamiento seguro de abajo, de donde se puede extraer por un grifo. En los filtros con sifón de cerámica, los elementos filtrantes se colocan dentro de un balde en una mesa, y un tubo largo conectado cuelga del balde entre unos 30–100 cm. Para ponerlo en funcionamiento, se debe llenar el tubo del filtro con agua, a veces usando una pera de goma integrada. El agua se puede recolectar directamente del tubo o en otro contenedor de almacenamiento seguro. Los filtros de cerámica que funcionan con gravedad usualmente tienen un caudal de 1–3 l/h por filtro, dependiendo de la calidad, el área superficial y la antigüedad del elemento de cerámica, además de la diferencia de presión hidrostática. La capacidad de almacenamiento del tanque de agua limpia es cerca de 10–15 l.

Materiales

Los filtros de la olla de cerámica pueden fabricarse con materiales disponibles localmente en un taller especialmente diseñado, aunque la diferencia entre la composición de arcilla entre distintas regiones geográficas puede causar problemas de calidad. También se deben perforar agujeros en los contenedores locales para insertar las velas y los grifos. Por el contrario, generalmente los filtros con velas se importan, y a menudo los fabricantes suministran los contenedores preperforados con la vela incluida. Los filtros hechos en horno a gas por lo general son de mejor calidad que los hechos en horno a leña, ya que los primeros mantienen mejor la temperatura adecuada para el proceso de cocción. De todas formas, es esencial contar con buenos procedimientos de control de calidad y capacitación para obtener productos de gran calidad. Los filtros de cerámica pueden almacenarse apilados, pero aun así requieren de un espacio de almacenamiento relativamente grande que puede no estar disponible. Los elementos filtrantes de cerámica son frágiles y pueden dañarse durante su transporte.

Aplicabilidad

Los filtros de cerámica pueden usarse en todas las fases de la emergencia. Los filtros domésticos para el agua pueden distribuirse en la fase de respuesta inmediata, cuando por lo general hay agua disponible, pero está contaminada con bacterias, protozoos o macroorganismos, o hay riesgo de contaminación durante el transporte y almacenamiento en el hogar.
Como otros sistemas de tratamiento de agua domésticos, los filtros de cerámica son especialmente útiles cuando la población está tan separada que la instalación de sistemas de tratamiento a gran escala no es viable. Los filtros de cerámica reducen la turbiedad del agua de forma eficaz, pero una gran cantidad de partículas y materia orgánica generará obstrucciones y se deberá limpiar frecuentemente, lo que a su vez podría reducir la vida útil del elemento de cerámica. La turbiedad del agua cruda no debería exceder los 25 NTU en una escala a largo plazo o los 50 NTU cuando los periodos de alta turbiedad son cortos.

Operación y mantenimiento

Los filtros de cerámica son bastante simples, y su operación diaria se limita a llenar los contenedores con agua. El mantenimiento incluye restregarlos con un cepillo o paño suaves, y debería hacerse frecuentemente si se usa agua turbia. Los elementos de cerámica no se deben limpiar con cloro o jabón, pero sí se pueden utilizar para limpiar las tapas, los contenedores de almacenamiento seguro y los grifos. Algunos estudios han demostrado que verter agua hirviendo sobre las velas es un método eficaz para limpiarlas. Con una limpieza más frecuente, el espesor de las velas y las ollas de cerámica disminuye y, con el tiempo, también su capacidad de eliminación. Debido a esto, uno de los desafíos para el usuario es saber cuándo reemplazar la vela. Para resolver el problema, algunos fabricantes incluyen un indicador simple para medir el espesor de la vela y saber cuándo es necesario cambiarla. Ya que el agua turbia genera altos niveles de obstrucción y requiere limpieza regular, la decantación previa del agua podría extender la vida útil de los elementos de cerámica.

Salud y seguridad

La eficiencia de los filtros de cerámica para eliminar los patógenos varía dependiendo del tipo, las condiciones de fabricación y la calidad del elemento de cerámica. En general, varía entre 88–99,99 % con microorganismos indicadores fecales y protozoos dependiendo del estudio, el producto usado y el contexto. La eliminación de virus también varía ampliamente, algunos estudios y productos demuestran una eficacia de 90–99 %, mientras otros productos demuestran poca o cero eficacia. Es fundamental asegurarse de que los elementos de cerámica estén instalados correctamente para evitar derrames y recontaminación. El contenedor de agua tratada y el grifo pueden estar contaminados. El riesgo de recontaminación es mayor que cuando no se cuenta con un contenedor de almacenamiento seguro [H. 1], como es el caso de algunos filtros con sifón de cerámica.

Costos

Los filtros de olla y sifón de cerámica cuestan, por lo general, entre USD 8 y USD 30. El costo de los filtros con velas de cerámica es >USD 30 dependiendo del fabricante, la calidad y el tipo de dispositivo. La vida útil de los elementos de cerámica es generalmente de 6 a 12 meses, pero varía dependiendo de la calidad del agua cruda y la frecuencia de la limpieza.

Consideraciones medioambientales y sociales

Los filtros de olla o velas de cerámica son bien aceptados la mayoría de las veces. La eliminación de la turbiedad vuelve el tratamiento de agua visible y comprensible, y los filtros son fáciles de usar. Los usuarios que nunca han visto un filtro podrían tener dificultad para instalarlo y mantenerlo, por lo que podría ser necesario impartir una o varias capacitaciones complementarias.