Terminología de filtración: el resto de la historia

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Terminología de filtración: el resto de la historia

En nuestro mercado global y cadenas de suministro actuales, los consumidores y usuarios requieren cierto nivel de fluidez en los términos y estándares que definen los productos que adquieren y utilizan. Nuestro mercado de filtros no es diferente.

 

Si bien el diseño y la variedad de filtros y los estándares que rigen su rendimiento se han expandido durante las últimas décadas, la necesidad de que los usuarios comprendan la terminología predominante se ha vuelto más importante. A diferencia de los pesos y medidas tradicionales, los términos que definen el rendimiento de un filtro no siempre se comprenden. A riesgo de ofender a mis colegas, me atrevo a decir, incluso los profesionales de la industria a menudo malinterpretan parte de la terminología.

 

En este artículo, se aclara parte de la terminología más comúnmente mal entendida y mal expresada.

 

Filtros de alta eficiencia, también conocidos como HEPA

 

En la actualidad, el mercado utiliza el término HEPA de manera vaga (Figura 1). Los primeros filtros de alta eficiencia surgieron gracias a los esfuerzos del ejército estadounidense hacia el final de la Segunda Guerra Mundial. Su eficiencia se determinó y especificó de acuerdo con un método de prueba prescriptivo que luego se escribió en el Mil Std 282 de EE. UU.

 

Este método prescribe un método de condensación de vapor para generar un aerosol de desafío de ftalato de dioctilo (DOP) necesario para probar el filtro. En este generador, los vapores de DOP se forman por calor y luego se enfrían para formar un aerosol con una distribución de tamaño de partícula relativamente estrecha. Las concentraciones de aerosol aguas arriba y aguas abajo del filtro se determinaron mediante un fotómetro, que es un dispositivo de dispersión óptica de integración de partículas múltiples. La distribución del tamaño del aerosol de desafío se verifica midiendo el ángulo de polarización de la luz blanca por el aerosol. Por razones que no están claras, se estableció en 29˚. El flujo de aire y los demás ajustes del generador se pueden ajustar para lograr este requisito. Esta norma sigue siendo válida desde su introducción en 1952. La eficiencia de estos filtros de alta eficiencia (más tarde denominados HEPA) es de 99.97% cuando se prueba de acuerdo con este método.

 

Ahora, para los conceptos erróneos y los errores comunes … Dado que el aerosol se genera calentando DOP, el método de prueba también se denomina coloquialmente prueba de «DOP caliente» o «DOP térmica». El aerosol ni la prueba están «calientes».

 

La eficiencia de los filtros de ventilación casi siempre se determina utilizando OPC y un aerosol de prueba, como sal o aceite. Estas medidas no son eficiencias de PM. Algunas mediciones preliminares de eficiencia han demostrado que las mediciones gravimétricas a lo largo de los métodos prescritos para PM pueden ser bastante más bajas que las calculadas a partir de las mediciones OPC comunes a todos los estándares de filtro.

La eficiencia del filtro HEPA no se mide a 0,3 µm: a partir de las mediciones de distribución de tamaño, se determinó que el diámetro medio de masa del aerosol DOP indicado anteriormente era de aproximadamente 0,3 µm con un diámetro medio de recuento inferior a 0,2 µm. Por lo tanto, la práctica común de decir que un filtro HEPA se prueba a 0,3 µm es incorrecta. La eficiencia de un filtro probado con este tamaño mayor será mayor que si se hubiera probado como se especifica. Este concepto se ilustra en la Figura 2. 

 

El fotómetro no mide la masa: un fotómetro es un dispositivo óptico de dispersión. Mide la concentración del aerosol en oposición a las partículas individuales. La respuesta de un fotómetro para aerosoles monodispersos varía aproximadamente como el cubo del diámetro medio en los tamaños de partículas de interés en las pruebas de filtro y IAQ. Por lo tanto, a menudo se asume erróneamente que mide la masa. El hecho de que estos dispositivos estén calibrados de acuerdo con mediciones gravimétricas en un aerosol conocido se suma a esta idea errónea. En ciertas aplicaciones, como la exposición al polvo en el lugar de trabajo, esta respuesta de un fotómetro se ha utilizado como una medida de la exposición potencial a los aerosoles en el lugar de trabajo. Sin embargo, los fotómetros no miden la masa del aerosol directamente, y la prueba del filtro HEPA original tampoco es un método de eficiencia basado en la masa.

 

¿Los filtros de menor eficiencia también son HEPA ?: En algunos mercados, cualquier filtro probado de acuerdo con un método de prueba de filtro HEPA se ha denominado erróneamente HEPA, independientemente de si cumplió con todos los criterios de prueba o de eficiencia mínima. En mi opinión, la llegada de la norma EN1822, que clasificaba los filtros con una eficiencia uniforme del 85% como HEPA (H10), parecía sancionar el nombramiento de prácticamente todos los filtros de alta eficiencia como HEPA. Cabe señalar que las revisiones más recientes de la norma los han renombrado como filtros Clase E, pero el daño ya está hecho.

 

PM

 

PM 2.5 y PM 10 son estándares legales de calidad del aire ambiental para material particulado. Se miden de acuerdo con métodos prescritos o equivalentes aprobados. La PM es una medida gravimétrica de partículas ambientales separadas según su tamaño aerodinámico en tamaños de 2,5 y 10 µm. Aunque se usa ampliamente, no existen normas o regulaciones de PM para el aire interior o los filtros de aire.

Eficiencia de filtración de partículas
Figura 2. Rendimiento superior a 0,3 μm 

Contadores de partículas ópticas y PM: Los contadores de partículas ópticas (OPC) miden el diámetro de dispersión óptica de las partículas. El tamaño medido depende de varias propiedades de la partícula, incluida su forma y el índice de refracción del material. La mayoría de las mediciones de la calidad del aire interior y el rendimiento del filtro se basan en los OPC. Aunque se pueden convertir los datos a masa según algunos supuestos, el resultado no es el mismo que el de PM. Las diferencias entre las mediciones de OPC y PM en el mismo aerosol pueden ser bastante significativas. Sin embargo, aunque los datos de OPC pueden ser útiles y valiosos en sí mismos, no son una medida válida de PM 2.5 y PM 10 .

 

Si el aerosol medido es perfectamente esférico, tiene una densidad conocida y tiene propiedades de dispersión óptica ideales, es posible que se pueda calcular un resultado cercano al PM, pero aún así no se consideraría un PM equivalente.

 

Eficiencia del filtro: la eficiencia de los filtros de ventilación casi siempre se determina utilizando OPC y un aerosol de prueba, como sal o aceite. Estas medidas no son eficiencias en PM. Algunas mediciones preliminares de eficiencia han demostrado que las mediciones gravimétricas de acuerdo con los métodos prescritos para PM pueden ser bastante más bajas que las calculadas a partir de las mediciones OPC, que son comunes en todos los estándares de filtros

 

PM y ePM: el estándar ISO clasifica el rendimiento del filtro en un ePM. Este ePM no es PM, pero es un valor calculado obtenido al superponer los datos de eficiencia del filtro fraccional medidos de OPC en un promedio global de distribución del tamaño de partículas ambientales, que se presume es PM. Desafortunadamente, últimamente, ePM y PM se han utilizado indistintamente en la literatura comercial y técnica, especialmente en Europa, lo que lleva al uso indebido de PM.

 

En resumen, a pesar del uso popular, los términos HEPA y PM tienen un significado específico y prescriptivo. Términos que suenan similares, como ePM, tipo HEPA, HEPA a 0,3 µm y otros, se han sumado a la ofuscación de la terminología original. Independientemente, una buena comprensión de estos términos, tanto el original como el mal utilizado, permitirá al usuario obtener los filtros deseados y especificar la calidad del aire requerida, sin importar cómo los llame el productor. 

 

Fuente: Filter News

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