O que é um cartucho de filtro de água e como ele realmente funciona para purificar a água da torneira?

Introdução

Um água da torneira percorre quilômetros de canos, estações de tratamento e reservatórios de armazenamento antes de chegar ao seu copo. Embora o tratamento da água municipal remova muitos contaminantes nocivos, não elimina tudo. Cloro, chumbo de encanamentos antigos, pesticidas, microplásticos e até mesmo vestígios de produtos farmacêuticos podem permanecer no que parece ser uma água perfeitamente limpa. É por isso que milhões de famílias recorreram aos cartuchos de filtro de água como uma solução simples, acessível e eficaz.

Mas se você já comprou um filtro de água, provavelmente ficou confuso com termos como “bloco de carbono”, “classificação de mícron”, “certificação NSF” e “cronograma de substituição”. O que exatamente é um cartucho de filtro de água? Como é que um cilindro aparentemente simples cheio de carbono negro realmente torna a sua água mais saborosa e mais segura para beber? E por que você tem que substituí-lo a cada poucos meses em vez de apenas enxaguar?

O que é um cartucho de filtro de água?

Definição e Objetivo Básico

A cartucho de filtro de água é um componente substituível e consumível que cabe dentro de um sistema de filtragem de água. Ele contém um ou mais meios de filtração projetados para reter fisicamente, unir-se quimicamente ou repelir contaminantes encontrados na água da torneira. O cartucho é a parte ativa de qualquer sistema de filtro. Sem ele, o filtro embaixo da pia, o dispensador da geladeira ou a jarra de bancada são apenas uma concha de plástico vazia.

Ao contrário dos filtros permanentes que podem ser limpos e reutilizados indefinidamente (como alguns filtros de cerâmica ou de terra diatomácea), a maioria dos cartuchos de filtro de água tem uma vida útil finita. À medida que a água passa por eles durante semanas ou meses, o meio filtrante torna-se gradualmente saturado com contaminantes presos. Eventualmente, o cartucho não consegue mais conter mais impurezas e deve ser descartado e substituído por um novo. Esse cronograma de substituição normalmente varia de três meses a dois anos, dependendo do tipo de cartucho e da quantidade de água que sua casa usa.

Tipos comuns de cartuchos de filtro de água

Nem todos os cartuchos de filtro de água são iguais. Diferentes materiais têm como alvo diferentes contaminantes. A tabela abaixo resume os tipos mais comuns que você encontrará ao comprar um sistema de filtragem.

Onde os cartuchos de filtro de água são usados?

Você provavelmente já usou um cartucho de filtro de água muitas vezes, mesmo sem perceber. Esses cartuchos são encontrados em uma ampla gama de produtos, incluindo:

• Dispensadores de água para refrigeradores e máquinas de fazer gelo – A maioria dos refrigeradores modernos de marcas como Samsung, LG, Whirlpool e GE possuem um slot integrado para um cartucho proprietário ou de tamanho padrão.
• Sistemas de filtragem embaixo da pia – Eles são instalados na linha de água fria abaixo da pia da cozinha e normalmente usam um, dois ou três cartuchos em série.
• Filtros de bancada alimentados por gravidade – Marcas populares como Berkey, Brita e ZeroWater usam cartuchos ou discos que você preenche manualmente.
• Sistemas de filtragem para toda a casa – Instalado na linha de água principal por onde a água entra em sua casa. Freqüentemente, usam grees cartuchos de sedimentos e carbono.
• Jarras e garrafas portáteis com filtro de água – Mesmo um simples jarro Brita contém um pequeno cartucho de carvão ativado granular.
• Sistemas de osmose reversa – Esses sistemas de vários estágios incluem sedimentos, carbono e um cartucho de membrana RO especializado.

Cada aplicação impõe demandas diferentes ao cartucho. Um cartucho refrigerador deve caber em um pequeno invólucro de plástico e suportar taxas de fluxo relativamente baixas. Um cartucho para toda a casa, por outro lado, deve tratar cada galão de água usado para tomar banho, lavar roupas e beber simultaneamente.

Como funciona realmente um cartucho de filtro de água?

Os três mecanismos principais de filtragem

Um cartucho de filtro de água não funciona por meio de magia ou eletricidade. Em vez disso, utiliza um ou mais dos três processos físicos e químicos fundamentais: filtração mecânica, adsorção e troca iônica. Um quarto processo, a osmose reversa, é usado apenas em sistemas especializados, mas vale a pena ser compreendido porque é muito eficaz.

Filtragem Mecânica (Esticação)

A filtragem mecânica é o método mais simples. O cartucho contém um material poroso com pequenos orifícios. As moléculas de água são pequenas o suficiente para passar por esses buracos, mas as partículas maiores que o tamanho do buraco ficam fisicamente presas. É exatamente assim que funciona uma peneira ou filtro, apenas em escala microscópica.

O tamanho dos furos é medido em mícrons. Um mícron equivale a um milionésimo de metro, ou cerca de 0,00004 polegadas. Para efeito de comparação, um cabelo humano tem cerca de 50 a 70 mícrons de espessura. Um cartucho de filtro de sedimentos típico tem um tamanho de poro de 5 a 20 mícrons, que retém areia, flocos de ferrugem e sujeira. Um cartucho de cerâmica ou de ultrafiltração de alta qualidade pode ter poros tão pequenos quanto 0,2 mícron, que podem reter bactérias.

Adsorção (Ligação Química)

A adsorção é o principal método usado pelos cartuchos de carvão ativado. Apesar do nome semelhante, adsorção não é o mesmo que absorção. A absorção ocorre quando uma substância penetra em um material como uma esponja que absorve água. A adsorção ocorre quando os contaminantes aderem à superfície externa de um material.

O carvão ativado é especialmente tratado para criar uma enorme área de superfície interna. Apenas um grama de carvão ativado pode ter mais de 3.000 metros quadrados de área de superfície – aproximadamente o tamanho de meio campo de futebol. À medida que a água passa por esta superfície, contaminantes como cloro, compostos orgânicos voláteis (COV) e pesticidas são atraídos pelo carbono e aderem através de ligações químicas fracas chamadas forças de van der Waals. Este processo é tão eficaz que um bom cartucho de bloco de carbono pode remover mais de 95% do cloro e dos contaminantes químicos mais comuns.

Troca Iônica

Os cartuchos de troca iônica contêm pequenas esferas de plástico (resina) que são pré-carregadas com íons inofensivos, geralmente sódio ou hidrogênio. À medida que a água passa pelas esferas, os íons indesejáveis ​​na água – como o cálcio (que causa incrustações na água dura), o magnésio ou o chumbo – são atraídos pelas esferas com mais força do que os íons de sódio. As contas trocam de lugar: liberam sódio na água e agarram-se ao cálcio ou ao chumbo.

É por isso que os amaciantes de água que usam troca iônica adicionam uma pequena quantidade de sódio à água. Para a maioria das pessoas, esta quantidade é insignificante em comparação com a ingestão de sódio na dieta.

Passo a passo: o que acontece dentro de um cartucho típico de bloco de carvão ativado

Agora vamos percorrer a jornada real de uma gota de água desde o momento em que ela entra em uma geladeira padrão ou em um cartucho de bloco de carvão ativado embaixo da pia até que ela saia limpa.

Passo 1 – A água entra na caixa do cartucho

A água da torneira sob pressão entra no compartimento do cartucho através de uma porta de entrada. A caixa foi projetada de forma que a água não possa passar pelo cartucho. Se você esquecer de substituir um cartucho antigo ou instalá-lo incorretamente, a água não filtrada não fluirá ou fluirá ao redor do cartucho e permanecerá sem tratamento.

Passo 2 – Captura Inicial de Sedimentos

A camada mais externa da maioria dos cartuchos de bloco de carbono de qualidade é um envoltório de polipropileno não tecido. Esta camada atua como um pré-filtro. O tamanho dos seus poros é relativamente grande, normalmente de 20 a 50 mícrons. Sua função é capturar partículas grandes e visíveis, como grãos de areia, flocos de ferrugem de canos de ferro antigos e pedaços de sedimentos que se soltaram dos tanques dos aquecedores de água. Esta camada de pré-filtro protege o bloco interno de carbono de ser entupido muito rapidamente por grandes detritos.

Passo 3 – Entrada no Bloco de Carbono

Depois de passar pelo envoltório de sedimentos, a água encontra o próprio bloco sólido de carbono. Um bloco de carbono é feito moendo carvão ativado até formar um pó fino, misturando-o com um aglutinante de qualidade alimentar e comprimindo-o sob alta pressão em um cilindro rígido e poroso. O resultado é um material altamente adsorvente e mecanicamente forte o suficiente para suportar a pressão da água.

À medida que a água entra nos milhares de canais microscópicos dentro do bloco de carbono, várias coisas acontecem simultaneamente:

• Cloro e cloramina são reduzidos através de uma reação química. O cloro é convertido em um íon cloreto inofensivo. É por isso que a água filtrada não tem aquele sabor e cheiro de “piscina”.
• Compostos orgânicos voláteis (VOCs) como benzeno, tolueno e solventes industriais são adsorvidos na superfície do carbono. Esses compostos são comuns em áreas próximas a instalações industriais ou postos de gasolina.
• Pesticidas e herbicidas que escaparam de fazendas ou gramados também são adsorvidos.
• Alguns metais pesados , incluindo chumbo e mercúrio, ficam presos se o bloco de carbono tiver sido especialmente tratado com um aglutinante proprietário ou se o cartucho incluir mídia adicional como KDF.

Passo 4 – Polimento e Filtragem Final

Em cartuchos de última geração, depois que a água sai do bloco de carbono, ela passa por uma camada final de “polimento”. Pode ser carvão ativado granular solto adicional ou uma tela de malha fina. O objetivo é capturar quaisquer finos microscópicos de carbono (pequenas partículas de carbono que se soltaram durante a fabricação) e fornecer uma última oportunidade para adsorção de quaisquer compostos de sabor ou odor remanescentes.

Passo 5 – Água Limpa Sai do Cartucho

Depois de completar sua jornada pelo cartucho, a água tratada sai pela porta de saída e segue para a torneira, dispensador da geladeira ou máquina de fazer gelo. Todo o processo leva apenas alguns segundos, mas nesse curto espaço de tempo, a maioria dos contaminantes químicos, gostos ruins e odores desagradáveis ​​foram removidos.

Uma analogia útil: o estacionamento

Pense em um cartucho de carvão ativado como um estacionamento de vários andares. A água flui pela garagem como carros passando por uma rodovia. As paredes, pisos e tetos da garagem representam a vasta área de superfície do carbono. Os contaminantes são como motoristas que procuram uma vaga para estacionar. À medida que passam, eles veem pontos abertos nas paredes e puxam (adsorvem). Depois que todas as vagas de estacionamento estiverem preenchidas – todas as áreas de superfície estiverem ocupadas – nenhum carro poderá estacionar mais. A garagem está saturada. É por isso que você deve substituir o cartucho. Um cartucho de carbono saturado não pode adsorver mais contaminantes, e contaminantes antigos aprisionados podem até começar a voltar para a água.

Quais contaminantes um cartucho de filtro de água pode remover?

A resposta depende inteiramente do tipo de cartucho que você compra. Um cartucho básico de sedimentos de US$ 10 remove apenas partículas grandes. Um bloco de carvão ativado de alta qualidade com certificações NSF/ANSI pode remover uma gama muito mais ampla de contaminantes. Abaixo está uma análise por categoria de contaminante.

Contaminantes comumente removidos por cartuchos de blocos de carbono de qualidade

• Cloro e cloramina – Quase completamente removido. Isso elimina o sabor e o cheiro químicos.
• Compostos orgânicos voláteis (VOCs) – Incluindo benzeno, tolueno, xileno e solventes industriais.
• Liderar – Se o cartucho tiver certificação NSF/ANSI 53 para redução de chumbo. Nem todos os cartuchos de carbono removem o chumbo.
• Mercúrio – Semelhante ao chumbo, requer certificação específica.
• Pesticidas e herbicidas – Como atrazina, glifosato e lindano.
• Produtos farmacêuticos – Vestígios de antibióticos, hormônios e analgésicos (requer certificação NSF/ANSI 401).
• Microplásticos – Até aproximadamente 1 mícron ou menor.
• Cistos – Tal como Giárdia lamblia and Cryptosporidium parvum (requer tamanho de poro certificado de 1 mícron ou menos).
• Gostos e odores ruins – Enxofre (cheiro de ovo podre), sabores metálicos e odores de mofo.

Contaminantes NÃO removidos por cartuchos de carbono padrão

É igualmente importante saber o que um cartucho de carbono padrão faz não remova. Se a sua água apresentar algum dos seguintes problemas, você precisará de um tipo diferente de cartucho, como osmose reversa ou destilação.

• Minerais dissolvidos – Cálcio e magnésio (causam incrustações na água dura, mas não são prejudiciais à saúde).
• Flúor – Adicionado a muitos abastecimentos de água municipais. Somente a osmose reversa, a alumina ativada ou a destilação removem o flúor.
• Nitratos e nitritos – Comum em áreas agrícolas devido ao escoamento de fertilizantes. Somente a osmose reversa ou a troca iônica os removem.
• Bactérias e vírus – O carbono não remove microorganismos vivos. Para bactérias, você precisa de um filtro de ultrafiltração, cerâmica ou UV de 0,2 mícron.
• Sais dissolvidos – Sódio, cloreto e outros íons que tornam a água salgada.

Quanto tempo dura um cartucho de filtro de água?

A vida útil varia drasticamente com base em três fatores: tipo de cartucho, qualidade da água recebida e volume de uso de água doméstico.

Diretrizes Gerais de Vida Útil

Sinais de que seu cartucho precisa ser substituído

Mesmo que você não tenha atingido o limite de tempo recomendado pelo fabricante, fique atento a estes sinais de alerta:

1. Fluxo de água mais lento – Um cartucho entupido restringe o fluxo de água. Se o seu dispensador ou torneira demorar muito mais para encher um copo, o cartucho provavelmente está saturado.
2. Retorno de gosto ou odor ruim – Se a sua água começar a ter gosto de cloro ou cheirar a mofo novamente, o carbono não será mais adsorvido de forma eficaz.
3. Mudança na cor ou clareza da água – A ruptura de sedimentos ou partículas finas de carbono na água indicam um cartucho com defeito.
4. Luz indicadora automática – Muitos refrigeradores e sistemas de pia de última geração possuem temporizadores eletrônicos ou medidores de vazão que sinalizam quando a substituição é necessária.
5. Tempo decorrido – Mesmo que utilize pouca água, substitua os cartuchos de carbono pelo menos a cada 12 meses. Com o tempo, a matéria orgânica aprisionada pode tornar-se um terreno fértil para bactérias.

O que acontece se você não substituir o cartucho?

Deixar de substituir um cartucho de filtro de água saturada é pior do que não ter nenhum filtro. Aqui está o porquê:

• Avanço de contaminantes – Uma vez que o carbono esteja totalmente saturado, contaminantes adicionais passam inalterados. Você está bebendo água não filtrada, mas acreditando que é limpa.
• Crescimento bacteriano – O ambiente quente, úmido e rico em orgânicos dentro de um cartucho antigo é ideal para a multiplicação de bactérias. Alguns estudos descobriram que filtros de refrigeradores antigos podem ter contagens de bactérias mais altas do que a água da torneira.
• Queda de pressão – Um cartucho completamente entupido pode reduzir o fluxo de água a um fio ou interrompê-lo completamente.
• Liberação de finos de carbono – Blocos de carbono em deterioração podem se quebrar, enviando partículas pretas de carbono para a água e potencialmente para a máquina de fazer gelo.

Perguntas frequentes (FAQ)

P1: Posso limpar e reutilizar um cartucho de filtro de água em vez de comprar um novo?

Para cartuchos padrão de carvão ativado, sedimentos e KDF, a resposta é não. Lavar ou molhar esses cartuchos não remove os contaminantes que estão presos nas profundezas da estrutura porosa. No entanto, alguns cartuchos cerâmicos (como os de Doulton ou Berkey) podem ser esfregados com uma escova macia em água corrente para remover a sujeira da superfície e depois reutilizados várias vezes antes de ser necessária a substituição. Sempre verifique as instruções do fabricante.

P2: Como posso saber qual cartucho de reposição devo comprar para minha geladeira?

O método mais fácil é procurar o número do modelo do seu refrigerador (geralmente encontrado em um adesivo dentro da porta do refrigerador ou na parte traseira da unidade). Em seguida, pesquise “substituição do filtro de água para [número do modelo]”. Você encontrará cartuchos OEM (fabricante de equipamento original) e opções compatíveis de terceiros. Como alternativa, remova o cartucho antigo e procure o número da peça impresso na lateral.

P3: Os cartuchos de filtro de água genéricos ou de terceiros são tão bons quanto os de marca?

Alguns são excelentes; muitos não são. A abordagem mais segura é procurar cartuchos de terceiros que possuam certificações independentes de NSF Internacional (Padrões NSF/ANSI 42, 53, 401 ou 372 para materiais sem chumbo). Cartuchos genéricos não certificados podem alegar ser “compatíveis”, mas geralmente usam carbono de qualidade inferior, têm vedações ruins que vazam ou não removem realmente os contaminantes anunciados. Se um negócio parece muito barato, provavelmente é.

Q4: A água fervente substitui a necessidade de um cartucho de filtro?

A fervura mata bactérias e vírus, mas não remove cloro, chumbo, pesticidas, microplásticos ou quaisquer outros contaminantes químicos. Na verdade, a fervura pode concentrar alguns contaminantes porque a água evapora enquanto os contaminantes permanecem. A fervura e a filtração são métodos complementares, não substitutos.

Q5: Um cartucho de filtro de água pode remover o flúor da água da torneira?

Os cartuchos de carvão ativado padrão não podem remover o flúor. Para remover o flúor, você precisa de um dos seguintes itens: um sistema de osmose reversa (mais eficaz), um cartucho de alumina ativada ou uma unidade de destilação. Alguns filtros especiais de gravidade (como Berkey com filtros de flúor PF-2) também reduzem o flúor, mas são menos comuns.

Q6: Como posso armazenar adequadamente um cartucho de filtro de água sobressalente antes de usá-lo?

Mantenha os cartuchos fechados em local fresco e seco, longe da luz solar direta e de temperaturas extremas. Não os guarde em garagem ou galpão onde possam congelar ou superaquecer. A maioria dos cartuchos tem vida útil de 2 a 3 anos, se armazenados adequadamente. Depois de abrir um cartucho, você deve instalá-lo imediatamente e usá-lo dentro do período de substituição recomendado.

Q7: Eu realmente preciso lavar um novo cartucho de filtro de água antes de usá-lo?

Sim, quase sempre. Os novos cartuchos contêm partículas soltas de carbono (pequenas poeiras pretas) provenientes do processo de fabricação. Se você não lavar o cartucho de acordo com as instruções do fabricante, esses finos sairão da torneira ou do refrigerador, parecendo manchas pretas na água ou no gelo. A lavagem normalmente envolve a passagem de 1 a 5 galões de água pelo sistema antes do uso normal.

Q8: A água engarrafada é mais segura do que a água filtrada através de um cartucho?

Não necessariamente. Muitos estudos descobriram que a água engarrafada é regulamentada de forma menos rigorosa do que a água da torneira em alguns países. A água engarrafada também pode lixiviar microplásticos da própria garrafa. Um cartucho de filtro de água com manutenção adequada produz água que geralmente é mais pura do que a água engarrafada por uma fração do custo e sem resíduos de plástico.