I.
Introducción:
El acondicionamiento del aire se refiere al proceso de tratar el aire
para controlar simultáneamente su temperatura, humedad, limpieza,
y distribución para cumplir con los requerimientos de confort de
los ocupantes de un espacio acondicionado. El aire interior suele estar
de 2 a 5 veces mas contaminado que el exterior según la EPA (Agencia
Para La Protección Medio Ambiental De Los Estados Unidos) de ahí
la importancia para una adecuada filtración del aire. Los fabricantes
de filtros para aire ofrecen una gran cantidad de productos con una gran
variedad de eficiencias.
A
continuación se revisaran los principios básicos de la filtración,
las diferentes medias filtrantes que se encuentran en el mercado y algunas
consideraciones importantes al hacer la elección de un sistema
de filtrado.
El
aire que respiramos
El aire es una mezcla de gases compuesto aproximadamente de 21% de oxigeno,
78% de nitrógeno, 1% de argón y algunos otros gases. El
aire que respiramos también incluye partículas materiales
y gases generados por la naturaleza, el hombre y los procesos industriales.
Es motivo de preocupación las partículas de materia y los
gases que afectan nuestra salud o confort, que dañan nuestro entorno
o que afectan los productos o componentes que estamos fabricando.
Desgraciadamente
pese a todos nuestros esfuerzos para mantener un medio ambiente limpio,
el aire que respiramos no esta muy limpio. Se podrían escribir
paginas enteras de todas las fuentes y el tipo de materiales que lo contaminan.
Anteriormente
se creía que el aire exterior era la principal fuente. Sin embargo
hoy en día se conocen otras fuentes que se encuentran en medio
ambientes cerrados, tales como equipo eléctrico de oficina, alfombras,
materiales de construcción, plásticos y materiales decorativos
trayendo como consecuencia enfermedades a los ocupantes del inmueble.
Independientemente
de su fuente, y de las consecuencias a los seres humanos y a los procesos
de manufactura, los contaminantes aerotransportados pueden ser un aerosol
o un gas.
- Aerosoles.
Un aerosol es una partícula suspendida en el aire sólida
o liquida. El tamaño de un aerosol se mide en micrones, un micrón
es una millonésima parte de un metro o 1/25,400 de pulgada. Se
considera un aerosol el polvo, humo, o niebla.
- Gases.
Un gas es un material que tiene la tendencia a expandirse indefinidamente
y que llena completamente y uniformemente el recipiente que ocupa. El
gas existe como moléculas. Los gases pueden tener olores agradables
(fragancia de una rosa) o desagradables, ser corrosivos o tóxicos.
Aunque también hay gases inodoros tal es el caso del monoxido
de carbonó.
Razones
para filtrar el aire
La filtración del aire es el medio para obtener el grado de limpieza
requerido para cualquier definición de "aire acondicionado".
Su función va desde la simple tarea de prevenir que se acumulen
pelusa, polvo entre otras partículas en los serpentines hasta remover
partículas tan pequeñas como 0.1 micras que pueden ocasionar
un corto circuito en un "microchip".
Existen
otras razones para filtrar el aire entre las cuales se incluyen las siguientes.
- Proteger
el bienestar general de las personas.
- Ayudar
a que la ducteria del aire acondicionado acumule menos polvo y sea menos
propicia a fomentar el crecimiento de hongos y bacterias.
- Proteger
la decoración de los espacios ocupados, al evitar que se ensucien.
- Reducir
el mantenimiento de los interiores al reducir la frecuencia de lavado
del techo, lámparas, etc.
- Protección
de contenidos tales como pinturas, tapices, y otros objetos valiosos.
- Eliminación
de incendios al remover pelusas y polvo que se acumula en la ducteria.
- Remoción
de bacterias para evitar infecciones postoperatorias.
- Reducción
de síntomas de alergia.
- Mejorar
el control de calidad en los sistemas de producción que se ven
afectados por las partículas aerotransportadas.
- Alargar
la vida de los alimentos al remover hongos y moho que aceleran su descomposición.
Eficiencia de los filtros
En cualquier industria la evaluación de los productos es una
consideración importante . En el caso de los filtros para aire
los tres intereses primordiales son:
1. ¿Cuál
es la eficiencia de un filtro para remover un determinado contaminante
aerotransportado (comúnmente polvo) que es del interés
del usuario? Frecuentemente hay interés en la habilidad de
un filtro para remover un determinado contaminante (tamaño).
2.¿Cuánto
de este polvo va a remover antes de que requiera mantenimiento o cambio?
3.¿Qué
resistencia ofrece el filtro al flujo de aire?
Para determinar la
eficiencia de un filtro se cuentan con varias pruebas desarrolladas
por ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating, and Air-Conditioning
Engineers) entre otras organizaciones. Además de medir su eficiencia
para recolectar partículas, se mide la caída de presión
del filtro y su capacidad colectora de polvo (expresado en gramos).
Los estándares
desarrollados por ASHRAE son el 52.1-1992 y 52.2-1999; el IEST (Institute
of Environmental Sciences and Technology) es el responsable de la
prueba de penetración para filtros de alta eficiencia y se
cuentan con las pruebas de UL80 para medir la resistencia al fuego.
ASHRAE
52.1 -1992
Es una prueba destructiva que define la elección
de un filtro en términos de arrestancia y eficiencia, determinando
también la resistencia inicial y la capacidad de retención
de polvo a un determinado flujo de aire y resistencia final.
Prueba de arrestancia
o “Prueba de Colección de Masa de la ASHRAE" en ingles
conocida como "Synthetic Dust Weight Arrestance" . La arrestancia
es el porcentaje de polvo sintético (polvo ASHRAE) en peso que
retiene un filtro, es decir se pesa la cantidad de masa que se intercepto.
Prueba de eficiencia
o “Eficiencia de la Mancha de Polvo Atmosférico de la ASHRAE”
conocida en ingles como “Atmospheric Dust Spot Efficiency”.
La eficiencia es el porcentaje retenido de polvo exterior (atmosférico)
con capacidad de manchar.
La diferencia entre ambas pruebas es la manera
de probar el filtro, en la prueba de arrestancia se utiliza polvo artificial
o sintético ASHRAE (partículas promedio de 7.7 micrones
de diámetro). La prueba de eficiencia utiliza polvo atmosférico
sin tratar (partículas promedio de 1 y 2 micras) y la eficiencia
resultante del filtro indica la eficiencia del filtro para impedir las
manchas en las paredes.
En términos de filtración
de aire la palabra eficiencia generalmente se refiere a una determinada
prueba y no exclusivamente a su significado en el sentido estricto de
la palabra. De ahí que sea importante diferenciar al pedir una
determinada eficiencia o rendimiento que es lo que se quiere conocer,
su eficiencia para remover partículas de determinado tamaño,
su arrestancia o la eficiencia en la prueba de mancha de polvo. En general
al referirse a la eficiencia de un filtro según ASHRAE sé
esta haciendo referencia a la prueba de mancha de polvo atmosférico.
Cabe señalar que mientras un filtro puede tener una arrestancia
muy alta, su eficiencia no puede serlo tanto.
ASHRAE 52.2 -1999
El estándar 52.2
ofrece muchas mejorías sobre el estándar 52.1. La eficiencia
promedio, la arrestancia y la capacidad de retención de polvo siguen
siendo características importantes. Mientras que en el 52.1 la
eficiencia se expresa como un porcentaje, el 52.2 expresa la eficiencia
de un filtro para capturar tamaños específicos de partículas.
ASHRAE 52.2 reporta la habilidad mínima que tiene el filtro para
remover partículas. Se utiliza como desafío en lugar de
polvo un aerosol de cloruro de potasio en 12 diferentes rangos de tamaños
(que se agrupan en 3 grupos al final de la prueba). Los tamaños
son de 0.3 a 10 micrones de diámetro.
TABLA
DE RANGO DE TAMAÑOS DE PARTICULAS ASHRAE 52.2
|
Rango |
Tamaño |
Grupo |
1 |
0.30
a 0.40 |
E1 |
2 |
0.40
a 0.55 |
3 |
0.55
a 0.70 |
4 |
0.70
a 1.00 |
5 |
1.00
a 1.30 |
E2 |
6 |
1.30
a 1.60 |
7 |
1.60
a 2.20 |
8 |
2.20
a 3.00 |
9 |
3.00
a 4.00 |
E3 |
10 |
4.00
a 5.50 |
11 |
5.50
a 7.00 |
12 |
7.00
a 10.0 |
"Reproducido
con autorización de NAFA"
La eficiencia total de
los filtros probados con el 52.2 se expresa como un MERV (por sus siglas
en ingles Minimum Efficency Reporting Value), es decir reporta un Valor
de Eficiencia Mínima, acompañado de la velocidad del aire
en que fue realizada la prueba .
Para determinar el MERV
se realizan seis para cada una de las 12 medidas, utilizando un contador
de partículas. La eficiencia mínima de cada uno de los 12
rangos se utiliza para crear una curva mínima compuesta. Una vez
que se determina la eficiencia se utiliza una tabla para determinar el
MERV expresado en una escala de 1 a 16
Parámetros
MERV
|
Estándar.
52.2
Valor Mínimo
Reportado de Eficiencia (MERV)
|
Eficiencia
Compuesta Promedio por Tamaño de Partículas, % Rango
de Tamaño, pm
|
Estándar
52.1 Arrestancia Promedio ASHRAE |
Mínima
Resistencia Final |
|
Rango
1
0.30 - 1.0 |
Rango
2
1.0 - 3.0 |
Rango
3
3.0 - 10.0 |
Pa |
Pulgada
columna de agua |
1 |
n/d |
n/d |
E3
< 20 |
Aprom<65 |
75 |
0.3 |
2 |
n/d |
n/d |
E3
< 20 |
65 Aprom
< 70 |
75 |
0.3 |
3 |
n/d |
n/d |
E3
< 20 |
70 Aprom
< 75 |
75 |
0.3 |
4 |
n/d |
n/d |
E3
< 20 |
75 Aprom |
75 |
0.3 |
5 |
n/d |
n/d |
20
E3 < 34.5 |
n/d |
150 |
0.6 |
6 |
n/d |
n/d |
35
E3 < 49.5 |
n/d |
150 |
0.6 |
7 |
n/d |
n/d |
50
E3 < 69.5 |
n/d |
150 |
0.6 |
8 |
n/d |
n/d |
70
E3 < 84.5 |
n/d |
150 |
0.6 |
9 |
n/d |
E2
< 50 |
85
E3 |
n/d |
250 |
1.0 |
10 |
n/d |
50
E2 < 65 |
85
E3 |
n/d |
250 |
1.0 |
11 |
n/d |
65
E2 < 80 |
85
E3 |
n/d |
250 |
1.0 |
12 |
n/d |
80
E2 |
90
E3 |
n/d |
250 |
1.0 |
13 |
E1
< 75 |
90
E2 |
90
E3 |
n/d |
350 |
1.4 |
14 |
75
E1 < 85 |
90
E2 |
90
E3 |
n/d |
350 |
1.4 |
15 |
85
E1
< 95 |
90
E2 |
90
E3 |
n/d |
350 |
1.4 |
16 |
95
E1 |
95
E2 |
95
E3 |
n/d |
350 |
1.4 |
"Reproducido
con autorización de NAFA"
El estándar 52.2 no
reemplaza al estándar 52.1 pero si se complementa
|
PRUEBA |
Estándar
52.1 |
Estándar
.
52.2 |
| Arrestancia |
|
. |
| Eficiencia Mancha
Polvo |
|
. |
| Eficiencia Tamaño
Partícula |
. |
|
| Capacidad de Retención
de Polvo |
|
. |
| Caída de Presión |
|
|
Tabla
de Aplicaciones de NAFA |
Estándar
52.2
ASHRAE
MERV |
Estándar
52.1
ASHRAE
Eficiencia |
Estandar
52.1
ASHRAE
Arrestancia |
Tamaño
de Partícula y Contaminantes |
Aplicaciones
comunes y limitantes |
Tipo
de Filtro |
| 1-4 |
‹20% |
60
a 80% |
›10.0
micras
Fibra de alfombra
Fibras textiles/Acaros
Polvo de Pintura en Spray
Musgo Español |
Residencial
/ Mínimo
Comercial / Ligero
Protección al equipo
Protección mínima |
Lavables
metálicos, mesh, latex,
cola de marrano poroflex, electroestáticos pasivos, fibra
de vidrio,
sintéticos tipo panel |
| 5-8 |
‹20
a 35% |
80
a 95% |
3.0
- 10.0 micras
Leche en polvo / Polvo de Pudín
Polvo de cemento
Protector de textiles / Moho
Spray de cabello / Esporas |
Edificios
Comerciales
Residencial / Mejor
Area de trabajo industrial
Casetas de pintura |
Pliegues,
densidad progresiva, tipo cubo, sintéticos |
| 9-12 |
40
a 75% |
›95
a 98% |
1.0
- 3.0 micras
Humos de soldadura / Gotas de Nubulilizador
Emisiones automotrices
Polvo de carbón / Harina molida
Polvo de plomo / Polvo del Deshumdificador / Legionella |
Residencial / Superior
Edif. Comerciales / Mejor
Hospitales
Laboratorios
Areas de trabajo Industrial / Mejor
|
Bolsa
Tipo cartucho
Rigidos |
| 13-16 |
80
a 95%+ |
›98
a 99% |
0.3
- 1.0 micras
Bacterias / Humo de tabaco
Aceite de cocina / Casi todo el humo / Polvo insecticida
Toner de copiadora / Polvo facial
Pigmentos de pintura |
Edif.
Comerciales / Superior
Hospitales y clinicas
Cirugía general
Remoción de humo |
Bolsa
Tipo cartucho
Rigidos |
| 17-20
(1) |
99.97
(2)%
99.99 (2)%
99.999(2)% |
N/D |
0.3
micras
Humo de combustión
Sal de mar / Polvo de carbón
Virus |
Cuarto
limpios
Cirugía de Alto Riesgo
Material Radioactivo
Industria Farmaceútica |
Absolutos
(HEPA/ULPA) |
"Reproducido
con autorización de NAFA"
Nota:
Esta Tabla es una guía general para el uso de los filtros, no pretende
ser una guía específica para las aplicaciones de un filtro.
Consulte a su proveedor para información adicional.
(1) Reservado para futuras clasificaciones.
(2) Eficiencia DOP
Prueba de Penetración
DOP
Existe además otro
tipo de prueba para filtros de muy alta eficiencia conocidos como HEPA
(High Efficiency Particulate Air 99.97% a 0.3µ) o absolutos y los
ULPA (Ultra Low Penetration Air 99.999% a .12µm), etc. Esta prueba
se conoce como prueba de penetración DOP (di-octil-ftalato) y consiste
en determinar el porcentaje de penetración de partículas
de 0.3 micrones.
Nótese que el porcentaje de arrestancia, el porcentaje
de eficiencia sobre la prueba de aire atmosférico y el porcentaje
de eficiencia DOP no se correlacionan uno con el otro. Por ejemplo un
filtro con 92% de arrestancia puede ser un 20% eficiente basado en la
prueba de aire atmosférico. Y un filtro con 95% de eficiencia en
la prueba atmosférica (ASHRAE 52.1) no es lo mismo que un filtro
con 95% eficiencia DOP aunque a simple vista estos dos últimos
se vean iguales.
UL 900
Adicionalmente a las pruebas de ASHRAE los filtros pueden
tener una especificación de valoración de la prueba UL 900.
Los filtros de Clase I son aquellos que al estar limpios son ignífugos
cuando se les expone a una flama y emiten solo cantidades insignificantes
de humo. Los filtros de Clase II son aquellos que se queman moderadamente
y/o producen moderadas cantidades de humo.
II. Principios de la filtración del aire:
Un
filtro de aire es un dispositivo que se utiliza para eliminar las partículas
de la corriente de aire cuando este aire pasa a través del.
Dos
tipos de filtros para aire los filtros mecánicos y los purificadores
electrónicos.
A.
Filtros mecánicos:
Estos
filtros remueven el polvo al recolectarlo en la media filtrante, el material
que comprende el elemento filtrante. Esta captura implica dos consideraciones
diferentes. La primera es la probabilidad de que la partícula choque
con una de las "fibras" que constituyen la media. La palabra
"fibra" se refiere a cualquier componente de la media filtrante.
La segunda es la probabilidad de que la partícula una vez que hizo
contacto con la fibra del filtro, continúe adheriendose.
A
medida que la corriente de aire pasa a través del filtro, las partículas
son removidas por las fibras por los siguientes mecanismos:
- Impacto
de inercia es el mecanismo por medio del cual, partículas
grandes son capturadas. En la medida que el aire con cargado con polvo
pasa a través de la media, el aire tiende a pasar alrededor de
las fibras. Sin embargo, debido a la inercia, las partículas
de polvo no siguen las corrientes de aire y continúan con su
dirección original. Debido a esto chocan, y se adhieren a las
fibras del filtro.
La
efectividad de este proceso depende del tamaño de la partícula
ya que entre más grande sea esta mayor será su masa y por
ende mayor será su inercia, adicionalmente entre más grueso
sea el filtro y menor el espacio entre las fibras hará que existan
mas probabilidades de veces de que la partícula sea capturada.
A mayor velocidad del aire también mayor será la inercia
de las partículas.
- Interceptación
es el mecanismo por medio del cual una partícula de polvo sigue
la corriente de aire, pero aun establece contacto con la fibra cuando
esta pasando alrededor de ella. El efecto difusional explica la captura
de partículas muy pequeñas, que debido a su propio movimiento
al azar (movimiento browniano) se incrementa su probabilidad de que
las partículas entren en contacto con las fibras y se mantengan
adheridas. La interceptación posee una mayor influencia para
partículas grandes, mientras que los efectos de la difusión
explican la captura de las partículas más pequeñas.
Ambas tienen la intención de causar que una partícula
de polvo y una de fibra se unan. La fuerza de la unión entre
la fibra y las partículas dependen de varias fuerzas de atracción.
Entre estas fuerzas se encuentra la electrostática. La media
filtrante se carga de la energía estática por la fricción
del flujo del aire, las partículas también se cargan y
entonces una fuerza electrostática fuerte las une. Los filtros
que incorporan esta media son los electrostáticos pasivos autocargables.
Interceptación directa ocurre cuando la dimensión más
pequeña de una partícula es mayor que la distancia entre
dos fibras adyacentes de la media filtrante.
Los filtros mecánicos pueden ser agrupados en filtros tipo panel
y de superficie extendida, incluyendo los filtros HEPA o absolutos.
B.
Purificadores electrónicos:
Los
purificadores electrónicos remueven las partículas de la
corriente de aire por medio de una carga electrónica. Un prefiltro
atrapa las partículas grandes, después una sección
ionizante carga positivamente a las partículas aerotransportadas.
Estas partículas son atrapadas y recolectadas por placas cargadas
negativamente. Estos filtros pueden traer además un filtro de carbón
activado para remover olores.
III. Filtros tipo panel:
Los
filtros pueden ser de diferentes materiales como metal, fibra de vidrio,
o fibras naturales. Algunos son desechables y otros son lavables para
poderse seguir utilizando. Estos filtros son filtros mecánicos
cuyo principal mecanismo de captura es el impacto por inercia, se caracterizan
por una alta velocidad de la media (velocidad del aire al pasar a través
de la media filtrante) y por una baja caída de presión.
1).
Filtros de fibra de vidrio.
La
media filtrante esta construida de una base de filamento de fibra de vidrio,
continuo unido por una resina térmica cuya densidad es mas concentrada
hacia la salida del aire. Esta fibra generalmente esta impregnada con
adhesivos para incrementar su retención. Estos filtros pueden tener
un marco de cartón o un portamarco metálico. Estos filtros
son desechables.
Beneficios
- Baja
resistencia al aire
- Económicos
- Impregnados
con adhesivos
Usos y aplicaciones
- Casetas
de pintura
- Tiendas
- Fabricas
- Como
prefiltros
2). Filtros metálicos.
La
media filtrante esta compuesta de varia mallas onduladas de aluminio tipo
mosquitero y una capa de poliester o poroflex. Las mallas al ser onduladas
proveen una mayor superficie de filtración. El propósito
es permitir una saturación completa del filtro al capturar las
partículas más grandes por la entrada del flujo del aire
y una retención progresiva de las partículas más
pequeñas, mientras el aire recorre las distintas capas del filtro.
El marco y las mallas protectoras son metálicas de lamina galvanizada
o de aluminio.
Beneficios
- Lavables
- Alta
velocidad y baja resistencia
- Permanentes
Usos y aplicaciones
- Sistemas
de aire acondicionado
- Cocinas
- Campanas
de extracción
- Prefiltro
- Lavadoras
de aire
3). Filtros electrostáticos pasivos autocargables
Una
carga electrostática es generada por el aire que pasa a través
de los laberintos de fibras estáticas. Las partículas transportadas
por el aire son atraídas y retenidas por cargas estáticas
hasta que estas partículas son soltadas al lavar los filtros. La
media filtrante esta compuesta de aluminio, fibra electrostática
de polipropileno y espuma autocargable de poliuretano o de poliester.
Beneficios
- Lavables
- Baja
resistencia al aire
- Reducción
de partículas aerotransportadas
Usos y aplicaciones
- Sistemas
de aire acondicionado
- Oficinas
- Restaurantes
- Hoteles
- Hospitales
- Tiendas
- Fabricas
4). Fibras sintéticas y poroflex.
Existen
diferentes fibras sintéticas utilizadas en los filtros tipo panel.
El material más común es el poliester, sin embargo otras
fibras como el polipropileno, el nylon también se utilizan. Generalmente
están diseñados para ser desechables. El poroflex esta compuesto
de poliuretano y es un material que se mide por el tamaño de su
poro por pulgada (con un rango de 10 a100 poros por pulgada). Entre más
grande sea la cantidad de numero de poros por pulgada, mayor será
su eficiencia y su caída de presión. El poroflex puede ser
lavado y vuelto a usar.
5). Filtros para grasa.
Estos
filtros son instalados en las campanas de cocina para prevenir el acumulamiento
de grasa en los ductos de extracción y reducir así riesgos
de incendio. Todos los filtros utilizados para este servicio están
construidos de metal. No son efectivos para el humo.
IV. Filtros de superficie extendida:
Los
filtros de superficie extendida tienen la característica que el
área de su media filtrante es mayor que el área del filtro.
El método más común para incrementar el área
de la media es plegándola y extendiendo la profundidad del pliegue.
1).
Filtros de bolsa.
Los
filtros de bolsa son filtros de superficie extendida de alta eficiencia.
Su media filtrante puede ser de fibra de vidrio ultra fina o de fibra
sintética. La media filtrante viene en varios colores según
su eficiencia. El filtro esta compuesto por bolsas individuales cuyo numero
varia según sus especificaciones. Cada una de estas bolsas se subdivide
a su vez en secciones tubulares. La subdivisión esta formada por
costuras internas que deben ser selladas con una resina termoplástica
para evitar el bypass del aire y alargar su vida útil.
El
principal fabricante de la media filtrante para los filtros de bolsa en
los Estados Unidos utiliza el siguiente código de color para identificar
su eficiencia:
|
Color
|
Eficiencia
|
|
Amarillo
|
90-95%
|
|
Rosa
|
80-85%
|
|
Anaranjado
|
60-65%
|
|
Amarillo/crema
|
40-45%
|
Usos
y aplicaciones:
- Sistemas
de aire acondicionado
- Hospitales
: quirófanos, salas de expulsión, salas de recuperación
etc.
- Salas
de computo
- Equipo
electrónico
- Industria
alimenticia
- Industria
automotriz
2). Filtros de pliegues.
Estos
filtros de eficiencia mediana están fabricados con un laminado
de fibra sintética de algodón y poliester en una configuración
de pliegues radiales con soporte de malla anticorrosiva.
La
gran cantidad de media filtrante y superficie de filtración, permiten
una excelente capacidad de retención de polvos, además de
asegurar un buen flujo de aire, manteniendo baja resistenciaal mismo.
Adicionalmente tienen una mayor vida útil que otros filtros planos.
Usos
- Unidades
de aire acondicionado
- Equipo
de computo
- Embotelladoras
- Fabricas
- Casetas
de pintura
- Hospitales
- Centrales
telefónicas
- Prefiltros
para filtros secundarios
3). Otros filtros.
Dentro
de esta categoría de filtros de superficie extendida se encuentran
también otros tipos de filtros de superficie extendida de papel
y los denominados "rigid cell".
V. Filtros absolutos HEPA, ULPA Y SULPA:
Los
filtros absolutos (HEPA) son filtros de superficie extendida, desechables
con un marco rígido con una eficiencia mínima del 99.97%
para partículas de 0.3 micras. El filtro esta construido con fibra
de vidrio ultra fina, plegada y separada entre si por separadores que
generalmente son de aluminio.
Estos
filtros fueron desarrollados para aplicaciones militares e industriales
y también son utilizados en quirófanos o laboratorios.
En
1961 un filtro con una eficiencia mayor al 99.97% a 0.3 micrones fue diseñado
y fabricado. El filtro ULPA tiene una eficiencia de DOP de 99.999%, y
un filtro SULPA tiene una eficiencia de DOP de 99.9999%. Estos filtros
se utilizan en aplicaciones militares y en la manufactura de microelectronicos.
VI. Factores que afectan la vida de un filtro y costos de operación:
Una
consideración muy importante es la vida del filtro. Entre mas larga
sea esta vida, menos serán sus costos de operación. Debido
a las múltiples variables en el medio ambiente el estimar la vida
de un filtro es muy complicado para los fabricantes de filtros. La primera
dificultad es encontrar un polvo que sea parecido al del aire atmosférico,
la segunda estriba en utilizar este polvo en una prueba acelerada que
permita el calculo o la estimación de un filtro.
Ya
se explico que no existe un método preciso para calcular la vida
útil de un filtro. Sin embargo, la vida útil de un filtro
puede ser afectada por una variedad de factores.
Por
ejemplo si un filtro tiene una capacidad de para 2000 pcm (pies cúbicos
por minuto) con una caída de 0.5", maneja mas aire, su caída
de presión aumentara. Si se maneja menos volumen de aire entonces
habrá una reducción en la caída de presión
Al operar un filtro a una capacidad inferior que la que puede manejar
sé esta incrementando la vida útil del filtro (el tiempo
que se requiere para alcanzar su caída de presión final).
Estos se debe a dos razones:
- Al
manejar un filtro por debajo de su capacidad se reduce la caída
de presión de este porque la velocidad de aire que pasa a través
de la media filtrante se reduce a su vez, y
- El
tiempo requerido para que se incremente la caída de presión
debido a la captura y retención de polvo se extenderá.
Esto es porque la cantidad de polvo que se deposita en el filtro se
hará mas lentamente debido a que sé esta operando a una
capacidad inferior.
En
el costeo del ciclo de vida, la vida del filtro es importante. Para extender
la vida de un filtro se puede operar este hasta su caída de presión
más alta sugerida por el fabricante. Sin embargo, esto puede ser
más costoso ya que quizás el aumento en el gasto de energía
sea mayor que el ahorro en la compra de mas filtros.
Método
de renovación y costos.
Un
banco de filtros tipo panel puede ser renovado al lavar los filtros o
reemplazando el filtro o la media filtrante. En los Estados Unidos el
método más común es renovarlos.
El
método para lavarlos depende de su construcción y del material
usado. El filtro se debe lavar en contra del flujo del aire, en ocasiones
es necesario utilizar detergentes. Independientemente del método
de lavado es necesario dejarlos secar. Algunos fabricantes incluyen en
su diseño orificios en el marco para el desagüe y un mejor
filtrado.
Aun
en el caso de que los filtros sean lavables es importante considerar el
costo del tiempo y mano de obra para remover los filtros, el costo del
detergente y agua para lavarlos y el costo del tiempo y mano de obra para
reinstalarlos, en ocasiones todos estos gastos son mayores que la compra
de un filtro desechable.
VII. Uso de prefiltros para extender la vida útil:
La
vida útil de un filtro se pude extender utilizando un prefiltro.
Un prefiltro es un filtro con una eficiencia inferior a la del filtro
instalado enfrente. El propósito de un prefiltro es filtrar las
partículas más grandes que saturarían y elevarían
la caída de presión del filtro principal. Esto hace que
se alargue la vida del filtro principal.
La
ASHRAE recomienda el uso de un prefiltro para aquellos filtros con una
eficiencia de la mancha de polvo atmosférico mayor del 70%. Un
banco de filtros por ejemplo es común encontrar un filtro absoluto
(HEPA) de 99.97% DOP, uno de bolsa del 95% y uno de pliegues de eficiencia
mediana del 40% nominal.
VIII. Factores que afectan la selección de un filtro:
Para
elegir el filtro que más se adecue a las necesidades es necesario
tomar en cuenta los siguientes factores:
Eficiencia:
la consideración más importante es la habilidad de un filtro
para remover del flujo de aire la mayor cantidad de partículas
medida sea más importante. La eficiencia de un filtro se incrementa
según se incremente el tamaño de la partícula.
Caída
de presión: la resistencia que es creada por un filtro es muy
importante. Entre mayor sea la resistencia, mayor será la cantidad
de energía que se requiera. Considerando que todos los otros factores
sean iguales el filtro con la menor resistencia es preferible. Entre mas
cerrado sea el espacio entre las fibras de la media filtrante mayor será
su resistencia, esto también es valido para el grosor de la media
filtrante. La resistencia también suele ser alta cuando el material
de alta eficiencia es utilizado en forma plana, al plegar el material
se disminuye la velocidad de la media y su resistencia.
En
general, según aumenta la retención o la eficiencia, también
aumentará la caída de presión. Las resistencias típicas
iniciales de los filtros varían desde 0.05-1.0 pulg de H20 y el
reemplazo tiene lugar desde 0.5 pulg de H20 para unidades de baja resistencia
hasta 2 pulg de H20 para tipos de alta eficiencia como los filtros HEPA
(de alta eficiencia para el aire con partículas)
Capacidad:
Esta es la cantidad de aire que el filtro puede manejar, expresada en
pies por minuto. Generalmente la capacidad se define como el volumen de
aire que un filtro limpio puede manejar con una caída de presión
especifica. Al cambiar la cantidad de aire que puede manejar un filtro
su caída de presión y la cantidad de polvo que puede retener
cambiara y puede también afectar su eficiencia.
Capacidad
de retención de polvo. Mide la cantidad integrada de polvo retenido
en el filtro hasta el momento en que se termina la prueba, ya sea a la
máxima caída de presión especificada por el fabricante
o cuando dos mediciones consecutivas están por debajo del 85% de
la máxima eficiencia colectora de masa.
El filtro con una mayor capacidad de retención de polvo tendrá
una vida mas larga y será menos necesario darle servicio menos
frecuentemente.
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