Filtros de aire
Introducción
Este artículo analiza en profundidad los filtros de aire.
Siga leyendo para obtener más información sobre temas como:
¿Qué es un filtro de aire?
Tipos de medios de filtro de aire
Rendimiento de los filtros de aire
Tipos de filtros de aire
Y mucho más...
Capítulo 4: Tipos de filtros de aire
Los tipos de equipos de filtro de aire son los siguientes:
Filtros HEPA
HEPA significa filtro de aire de partículas de alta eficiencia. De acuerdo con MIL-STD-282, para ser considerado un filtro HEPA auténtico, el filtro debe capturar al menos el 99,97 % de las partículas en el aire que miden 0,3 µ de diámetro o más. Se considera que una partícula de 0,3 µ es el tamaño de partícula más difícil de capturar. En las normas europeas e ISO, que son ISO29463 y EN 1822, la eficiencia requerida es del 99,95%. Los filtros de aire con una eficiencia entre el 85% y el 99,95% se consideran filtros EPA.
Los medios filtrantes para los filtros HEPA suelen estar hechos de varias capas de fibras de vidrio de borosilicato o fibras de polipropileno dispuestas al azar como una red para maximizar la captura de partículas. Los filtros HEPA se basan en la combinación de estos mecanismos para capturar las partículas:
1. Impacto El impacto ocurre en la superficie del medio filtrante para tamizar las partículas más grandes que las aberturas de malla del medio filtrante. Estas partículas chocan contra las fibras y son capturadas directamente. Este mecanismo suele funcionar para partículas mayores de 1 micra.
2. Interceptación Las partículas que no se tamizan en la superficie del medio filtrante se mueven a una profundidad del medio filtrante. Sin embargo, estas partículas chocan entre las fibras y se eliminan del flujo de aire.
3. Difusión Las partículas muy pequeñas chocan con las moléculas de gas; esto hace que se muevan erráticamente dentro del medio filtrante y eventualmente golpeen y se adhieran a las fibras. Este fenómeno se llama movimiento browniano. Para partículas con tamaños cercanos al MPPS, la intercepción y la difusión son los dos mecanismos de filtración más importantes.
Los filtros HEPA protegen la salud de los usuarios, ya que pueden capturar de manera efectiva microorganismos, alérgenos, olores, irritantes y humo que causan enfermedades. Son ampliamente utilizados en hospitales, clínicas, entornos de salas limpias e instalaciones de producción de productos químicos.
Filtros ULPA
Los filtros de aire de partículas ultrabajas (ULPA) pueden eliminar partículas aún más pequeñas del aire, de hasta 0,12 µ de diámetro, con al menos un 99,9995 % de eficiencia. Los filtros ULPA y HEPA tienen el mismo mecanismo de funcionamiento; sin embargo, los filtros ULPA tienen una menor porosidad del medio filtrante. Por lo tanto, su mayor densidad de medios filtrantes reduce el flujo de aire; esto da como resultado un mayor consumo de energía que los filtros HEPA. Además, tienen una vida útil más corta y son más caros.
Filtros de aire ionizadores
En un filtro de aire ionizador, el aire sucio primero pasa a través de un prefiltro, luego a través de un ionizador para dar a las partículas en el aire una carga eléctrica. Las partículas cargadas eléctricamente son atraídas y retenidas en las placas con carga opuesta. El mecanismo de filtrado no involucra medios filtrantes. Los filtros de aire ionizadores se conocen comúnmente como filtros de aire electrostáticos.
Los filtros de aire ionizadores tienen una clasificación MERV que oscila entre 4 y 5. Son rentables, tienen una larga vida útil y se deben mantener con regularidad para maximizar el flujo de aire. Sin embargo, no son la mejor opción para usuarios con problemas respiratorios. El campo eléctrico creado puede producir moléculas de ozono que pueden empeorar el asma y las enfermedades pulmonares.
Filtros de aire electrostáticos lavables
Los filtros de aire electrostáticos lavables se basan en un medio filtrante electrostático, que generalmente está hecho de polipropileno tejido o poliéster. Las partículas en el aire encuentran fricción al pasar a través del medio filtrante. Eventualmente se cargan y son atraídos por las capas internas del medio filtrante. El medio filtrante retiene las partículas por electricidad estática hasta que se lava para eliminar esas partículas. Su propiedad electrostática se mantiene constante en el tiempo y no se ve afectada por el lavado.
Los filtros de aire electrostáticos lavables tienen una clasificación MERV de 6 a 8. Son seguros ya que no producen ozono. Son económicos, duraderos y tienen una larga vida útil.
Filtros de aire de carbón activado
Los filtros de aire de carbón activado son efectivos para eliminar contaminantes gaseosos, humos, vapores y olores presentes en el aire. Las moléculas gaseosas del aire son absorbidas y retenidas en la superficie exterior del átomo de carbono. Sin embargo, para eliminar efectivamente esas moléculas, se les debe permitir que se asienten en la matriz de carbón activado durante un cierto período de tiempo.
Cuando se usan como filtros independientes, no pueden capturar partículas sólidas. Por lo tanto, normalmente se usan junto con HEPA y filtros de aire electrostáticos para mejorar la calidad del aire. Se desconoce la frecuencia de reemplazo requerida del medio filtrante de carbón activado ya que no muestra signos de saturación.
Filtros de aire ultravioleta
Los filtros de aire ultravioleta (UV) utilizan una luz especial que se instala dentro de la corriente de flujo de aire antes o después de una unidad de flujo de aire para garantizar que la circulación de aire pase a través del sistema de filtración. A medida que el aire pasa a través del filtro, una luz ultravioleta enfocada brilla en el flujo de aire esterilizando el aire y eliminando microbios, virus, bacterias y esporas de moho.
Una combinación de filtros regulares y filtros UV limpia partículas físicas y virus. Los filtros UV utilizan ondas electromagnéticas que no se unen a las moléculas de aire. Son de muy bajo mantenimiento y solo necesitan ser reemplazados una vez al año. Los filtros UV son altamente eficientes y se limpian constantemente sin producir ningún ruido. A diferencia de los filtros tradicionales, los filtros UV no acumulan suciedad, polvo o partículas que bloqueen otros filtros.
Los filtros de aire UV no pueden eliminar partículas sólidas y contaminantes gaseosos cuando se usan como un filtro independiente. Cuando se combinan con filtros HEPA, la combinación produce una mejora significativa en la calidad del aire. Algunas formas de filtros UV están clasificadas para eliminar el virus COVID.
Filtros HVAC
Los filtros HVAC evitan que las partículas (p. ej., polvo, suciedad, escombros) y otros contaminantes del aire entren en los componentes internos del sistema HVAC. Estas partículas sólidas pueden dañar y deteriorar la eficiencia del sistema HVAC. Los filtros HVAC también mejoran la calidad del aire circulante dentro de una habitación o instalación. Los filtros de CA y los filtros de horno son tipos de filtros HVAC y básicamente tienen el mismo diseño y construcción.
Dado que el funcionamiento de los filtros HVAC se basa en el flujo de aire, se recomienda utilizar filtros de horno con una clasificación MERV inferior a 13 si se instalarán en espacios residenciales.
Filtros de aire del motor
Los filtros de aire del motor son filtros plisados rectangulares que eliminan las partículas del aire antes de que fluyan al motor de un vehículo. La acumulación de partículas sólidas dentro del motor puede causar desgaste y daño a los componentes internos del motor, aumento del consumo de combustible y deterioro de su eficiencia.
Los filtros de aire del motor deben reemplazarse entre 15,000 y 30,000 millas, según el tipo de vehículo y las condiciones de manejo. La acumulación de sólidos en el filtro restringe el flujo de aire, limita la aceleración y hace que el vehículo emita gases tóxicos.
Filtros de aire de cabina
Los filtros de aire de cabina son filtros HVAC diseñados para vehículos. Por lo general, están hechos de medios de filtro de papel de varias capas. Proporcionan aire limpio a los pasajeros y protegen el sistema de aire acondicionado del vehículo. Filtran partículas en el aire extraído del habitáculo antes de que entre en el aire acondicionado del vehículo. Los filtros de cabina tienen diferentes frecuencias de reemplazo que los filtros de aire del motor.
Filtros de escape de automóviles
Los filtros de escape de automóviles se instalan directamente en los tubos de escape de los vehículos. Capturan las partículas finas nocivas de las emisiones de los motores para evitar que contaminen la atmósfera. Sin embargo, no pueden capturar gases tóxicos como el monóxido de carbono y el dióxido de nitrógeno.
Filtros de partículas diésel
Un filtro de partículas diésel (DPF) es un tipo especial de filtro de escape de automóvil diseñado para motores diésel. Sus medios filtrantes están hechos de un material cerámico formado en una estructura de panal. El medio filtrante recoge hollín, cenizas y otras partículas.
Los DPF tienen un convertidor catalítico oxidativo que convierte el contenido de carbono del hollín acumulado en dióxido de carbono mediante regeneración pasiva o activa. La regeneración pasiva y activa puede tener lugar automáticamente sin la intervención del conductor. Esto hace que los DPF sean filtros autolimpiantes; sin embargo, aún es necesario un mantenimiento regular.
Filtros de Campana de Escape
Los filtros de campana extractora, o filtros de grasa, se instalan en las campanas de las cocinas para eliminar la grasa, el aceite, el humo y los olores del aire producidos durante la cocción. Suelen estar hechos de medios filtrantes metálicos. Se instalan encima de estufas, parrillas y freidoras.
Filtros de mangas
Los filtros de bolsa eliminan las partículas de polvo y los contaminantes del aire de las corrientes de aire sucio creadas por los equipos de fabricación y procesamiento. Cualquier industria donde se genere polvo molesto necesita un sistema de recolección de polvo. Las industrias típicas son el procesamiento de la madera, la fabricación de alimentos y la metalurgia.
Un sistema de filtración de bolsa contiene bolsas de filtro, cartuchos de filtro o elementos de filtro plisados. Los cartuchos de filtro están hechos de poliéster y papel tratado con revestimientos como PTFE y nanofibra, mientras que las bolsas de filtro están hechas de fieltro de poliéster y materiales de algodón tratado.
Los filtros desechables de un sistema de mangas capturan las partículas de polvo del aire que pasa a través de ellos. El aire limpio sale de la cámara de filtros, ya sea por ventilación hacia el exterior o se recircula a través del medio ambiente. El exceso de polvo liberado de los filtros cae en una tolva debajo de la carcasa de la cámara de filtros. Los filtros de la cámara de filtros tienen una gran capacidad de flujo de aire y están diseñados para uso y aplicaciones industriales.
Filtros de escape
Los filtros de escape se instalan en los sistemas de ventilación para filtrar el aire de un espacio cerrado antes de liberarlo al medio ambiente.
Filtro de compresor de aire
Los filtros del compresor de aire, o filtros de línea de aire, se instalan en líneas de aire condensadas, que se utilizan para eliminar agua, partículas sólidas, aceite y otros contaminantes en un proceso de filtración de varias etapas. Previenen estos contaminantes y protegen los componentes internos de la unidad del compresor de aire, asegurando que la unidad esté en las mejores condiciones.
Resumen
1. Los filtros de aire son dispositivos que se utilizan para eliminar partículas y contaminantes del aire que son peligrosos para la salud y el ecosistema. Estos dispositivos utilizan un medio filtrante que captura esas partículas en su lado aguas arriba.
2. Los filtros de aire plisados tienen pliegues o pliegues que aumentan su superficie. Los filtros de aire no plisados proporcionan un flujo de aire máximo y son adecuados para presiones de flujo de aire más altas.
3. Los medios filtrantes de aire pueden estar hechos de papel, espuma, carbono, aluminio, acero, fibra de vidrio o plástico.
El rendimiento de los filtros de aire se informa mediante la calificación MERV, la detención, la capacidad de retención de polvo, la eficiencia del punto de polvo y MPPS. La calificación MERV se usa comúnmente; se refiere a la eficacia del filtro de aire en la eliminación de partículas con tamaños entre 0,3 y 10 micras.
4. Los filtros HEPA capturan al menos el 99,97% de las partículas en el aire que miden 0,3 micras de diámetro. En las normas ISO y europeas, la eficiencia debe ser como mínimo del 99,95%.
5. El impacto, la interceptación y la difusión son los mecanismos de filtración que ocurren en los filtros HEPA.
6. Los filtros ULPA eliminan partículas de hasta 0,12 micras de diámetro para una eficiencia mínima del 99,99 %. Su densidad de medios filtrantes es mayor que la de los filtros HEPA; por lo tanto, el flujo de aire está más restringido.
7. Los filtros de aire ionizadores y los filtros de aire electrostáticos lavables atraen partículas por medio de la electricidad estática.
8. Los filtros de carbón activado y los filtros de aire UV eliminan los gases tóxicos y los microorganismos del aire, respectivamente.
9. Los filtros de aire HVAC protegen los componentes críticos de la unidad HVAC y purifican el aire para los usuarios. Los tipos de filtros de aire HVAC son filtros de CA y filtros de horno.
10. Los filtros de aire utilizados en los vehículos son los filtros de aire del motor, los filtros de aire de la cabina, los filtros de escape de los automóviles y los filtros de partículas diésel (DPF).
Los filtros de manga son equipos de control de la contaminación que eliminan las partículas y los contaminantes de los gases de combustión de los equipos de proceso antes de liberarlos a la atmósfera.
11. Los filtros de campana de escape y los filtros de escape se utilizan en sistemas de ventilación comerciales y residenciales.
