Un sistema de doble filtro HEPA y de agua combina dos etapas de tratamiento con funciones diferentes: el filtro HEPA retiene partículas contaminantes suspendidas en el aire, mientras que el filtro de agua captura o arrastra parte de la suciedad mediante el contacto del flujo de aire con el agua. El aire debe atravesar ambas etapas para que el sistema aproveche sus capacidades de filtración de forma complementaria.
El filtro HEPA es un sistema de filtración de alta eficiencia capaz de retener al menos el 99,97 % de las partículas de 0,3 micras presentes en el aire, lo que lo convierte en un estándar para el control de polvo fino y partículas en entornos profesionales. El agua, por su parte, no sustituye al filtro HEPA: funciona como una etapa adicional destinada a retener partículas y reducir la carga que llega al filtro final.
Qué significa HEPA
HEPA corresponde a las siglas en inglés “High Efficiency Particle Arrester”, literalmente en español: “atrapador de partículas de alta eficiencia”, también son denominados filtros absolutos. HEPA (High Efficiency Particulate Air) no es una marca, sino una norma de filtración que define la capacidad de un sistema para capturar partículas microscópicas.
Un filtro HEPA es un sistema de filtración de alta eficiencia capaz de retener al menos el 99,97 % de las partículas de 0,3 micras presentes en el aire, lo que lo convierte en un estándar para el control de polvo fino y partículas en entornos profesionales. En Europa, los filtros HEPA deben eliminar el 99,95% (ISO) de las partículas. En EE.UU. deben eliminar el 99,97% de las partículas.
Origen y usos de los filtros HEPA
Fueron creados en 1950 por la compañía Cambridge Filter y estaban exclusivamente destinados a la industria militar con el fin de combatir los contaminantes de la fabricación de la bomba atómica. Los filtros HEPA fueron desarrollados en secreto por los militares debido a su uso con fines de defensa química, biológica y radiológica.
Los filtros HEPA se usaron por primera vez en el Proyecto Manhattan para prevenir la propagación de contaminantes radiactivos en el aire y luego se comercializaron en la década de 1950. Actualmente los filtros HEPA están adaptados a todos los ámbitos: industria alimentaria, electrónica, farmacéutica, química…
En la medicina para los quirófanos. En los aviones para la renovación de aire. Incluso en los hogares. En general, en cualquier lugar en el que se requiera una pureza del aire mayor.
En la actualidad, los filtros HEPA se utilizan en quirófanos, salas blancas, laboratorios y sistemas de aire acondicionado de aviones. Los fabricantes de semiconductores, la tecnología nuclear y muchas otras industrias también confían en estos filtros para minimizar la contaminación del aire en las instalaciones de investigación y producción.
De qué está hecho un filtro HEPA
Estas fibras dispuestas al azar son extremadamente finas y crean un entramado en forma de malla que retiene los compuestos contaminantes. Los filtros HEPA están formados por una malla multicapa de fibras de vidrio muy finas u otro tejido como la celulosa.
La mayoría de los filtros HEPA están hechos de una mezcla de fibras de vidrio entrelazadas. También pueden estar hechos de plástico (PP+PET) o fibra de vidrio.
Las fibras colocadas aleatoriamente suelen disponerse en forma de acordeón. Las esterillas filtrantes suelen instalarse plegadas para aumentar la superficie filtrante útil manteniendo el mismo tamaño de marco.
Aunque el diámetro de las fibras es de entre 0,5 y 2 micras, las mallas al estar dispuestas aleatoriamente retienen partículas más pequeñas de tres formas. Una sola fibra filtrante tiene un diámetro de solo 1 a 10 micrómetros.
A diferencia de los prefiltros más gruesos, los filtros HEPA no responden al principio de tamizado. La red de fibras de un filtro HEPA es, de todos modos, demasiado poco homogénea, pues cada una de las fibras tienen a veces distancias mayores y otras menores entre sí.
Cómo funciona la combinación de filtros HEPA y agua
Un sistema de doble filtro HEPA y de agua funciona haciendo pasar el aire contaminado por una etapa húmeda y por una etapa de filtración seca de alta eficiencia. El agua actúa como una primera barrera para la suciedad que puede humedecerse o quedar retenida en el líquido, y el filtro HEPA completa el proceso atrapando las partículas finas que permanecen en el flujo de aire.
La secuencia exacta depende del diseño del equipo. En cualquier configuración, la eficiencia real requiere que el aire circule por las etapas previstas y que no existan fugas ni desvíos alrededor de los filtros.
Primera etapa: contacto del aire con el agua
En la etapa de agua, el flujo de aire entra en contacto con una masa o superficie líquida. Las partículas más pesadas o aquellas que quedan incorporadas al agua se separan del aire y permanecen en el depósito o en la cámara húmeda.
Esta etapa puede reducir la cantidad de polvo que alcanza el filtro HEPA y, por tanto, disminuir la carga inicial de la filtración final. El agua no convierte por sí sola el sistema en un purificador universal ni elimina automáticamente todos los contaminantes gaseosos.
La eficacia de la etapa de agua depende de la intensidad del contacto entre el aire y el líquido, del tamaño de las partículas, del caudal y del mantenimiento del depósito. Si el aire no entra suficientemente en contacto con el agua, una parte de la suciedad continuará hacia la siguiente etapa.
Segunda etapa: filtración HEPA
Después de la etapa de agua, el aire atraviesa una malla de fibras finas. El filtro HEPA retiene las partículas restantes mediante varios mecanismos físicos que trabajan simultáneamente.
Un filtro HEPA funciona mediante tres mecanismos físicos combinados: intercepción, impactación y difusión, que permiten retener partículas de distintos tamaños sin depender de un único método de filtrado.
La eficacia del HEPA no depende de un solo factor, sino de la combinación de estos tres mecanismos trabajando de forma conjunta.
Los tres mecanismos de retención del filtro HEPA
Impactación
Las partículas más grandes no consiguen adaptarse a los cambios de dirección del flujo de aire. Por inercia, impactan directamente contra las fibras del filtro y quedan retenidas.
Las partículas grandes viajan en línea recta, chocan y quedan atrapadas. Es un proceso especialmente relevante en polvo visible o residuos sólidos finos.
Intercepción
Las partículas de tamaño medio siguen el flujo del aire, pero al pasar cerca de las fibras del filtro quedan atrapadas por contacto directo. Este mecanismo es clave para partículas que no son lo suficientemente grandes como para impactar, ni tan pequeñas como para difundirse.
Las partículas de tamaño medio siguen el flujo de aire alrededor de las fibras, pero forzosamente entran en contacto con el tejido en algún momento y se adhieren.
Difusión
Las partículas ultrafinas se mueven de forma errática debido al movimiento browniano. Este desplazamiento irregular aumenta la probabilidad de que choquen con las fibras del filtro y queden atrapadas.
Las partículas inferiores a 1 micrómetro no se mueven uniformemente a través del tejido filtrante, sino de forma caótica. Esto se debe a la difusión, es decir, a la colisión constante con las moléculas de gas.
Aunque parezca contraintuitivo, este mecanismo hace que los filtros HEPA también sean eficaces con partículas más pequeñas que 0,1 micras. La difusión es increíblemente eficaz para capturar nanopartículas.
Tamizado y retención física
El tamizado se produce cuando la partícula es demasiado grande para caber entre los espacios de la fibra. Esta explicación resulta útil para entender la retención de partículas grandes, aunque el filtro HEPA no funciona únicamente como una red o un colador.
Al aprovechar estos efectos físicos, los filtros HEPA también pueden atrapar partículas que son significativamente más pequeñas que los espacios entre cada una de las fibras.
| Mecanismo | Comportamiento de la partícula | Resultado |
|---|---|---|
| Impactación | La partícula no sigue los cambios de dirección del aire. | Choca contra la fibra y queda retenida. |
| Intercepción | La partícula sigue el flujo y pasa cerca de una fibra. | Entra en contacto con ella y se adhiere. |
| Difusión | La partícula ultrafina se mueve de forma aleatoria. | Aumenta la probabilidad de choque con una fibra. |
| Tamizado | La partícula es demasiado grande para atravesar los espacios. | Queda bloqueada en la estructura filtrante. |
Qué es el tamaño de partícula más penetrante
Los filtros HEPA se prueban con el “tamaño de partícula más penetrante” (MPPS). MPPS corresponde a “Most Penetrating Particle Size”, es decir, tamaño de partículas de mayor penetración.
El tamaño de estas partículas es inferior a una milésima de milímetro, es decir, más de 50 veces menor que el diámetro del cabello humano. La caída en el gráfico ocurre más comúnmente alrededor de la marca de 0,3 micrones, razón por la cual la gente menciona 0,3 micrones todo el tiempo.
Las partículas de 0,3 micras representan el punto más crítico del filtrado, ya que son las más difíciles de retener. Si un filtro alcanza ese nivel de eficiencia, se considera eficaz para partículas tanto mayores como menores.
Esto se debe a que no es tan pequeño para que la difusión pueda ejercer toda su fuerza, y no es lo suficientemente grande como para que el esfuerzo ejerza toda su fuerza. Llámelo el "punto débil" de los filtros HEPA.
Qué partículas puede retener
Estos filtros absolutos son eficaces para mantener el aire libre de polvo, polen, ácaros, virus, bacterias, y partículas finas cuya medida es inferior a 0,01 milímetro.
En la práctica, los filtros HEPA se utilizan para retener:
- Polvo fino en suspensión
- Ácaros y polen
- Esporas de moho
- Partículas generadas en procesos industriales o de limpieza intensiva
Los filtros HEPA generalmente capturan partículas como humo, polvo, bacterias, polen y más. Pueden capturar virus, bacterias, polen, PM2.5, alérgenos y más.
Los filtros de polvo grueso atrapan las partículas mayores de 10 micras, por ejemplo, pelo y arena, mientras que los filtros de polvo fino atrapan las partículas de 1 a 10 micras, por ejemplo, polen, esporas, polvo de cemento. Incluso las partículas más pequeñas quedan atrapadas en los filtros de partículas en suspensión, entre los que se encuentran los filtros EPA, ULPA y HEPA.
No se trata de “purificar el aire” de forma genérica, sino de controlar la dispersión de partículas en entornos donde el aire limpio es un factor relevante.
Qué contaminantes no elimina un filtro HEPA
Como los gases no son partículas, se mueven y se comportan de manera diferente en el aire. Para capturar COV y gases necesitará un filtro de carbón para eso.
Un sistema de doble filtro HEPA y de agua puede mejorar el control de partículas, pero no debe interpretarse como una solución automática para todos los contaminantes del aire. Los gases y los compuestos orgánicos volátiles requieren una tecnología específica de adsorción, como el carbón activo.
Clasificación EPA, HEPA y ULPA
La diferencia entre filtros EPA, HEPA y ULPA está en su nivel de eficiencia: los EPA retienen menos partículas, los HEPA ofrecen un equilibrio entre filtración y rendimiento, y los ULPA se reservan para entornos extremadamente controlados.
Los filtros de partículas en suspensión (EPA, HEPA y ULPA) se clasifican según EN 1822. No todos los filtros de alta eficiencia son iguales. Existen distintos niveles según la norma europea EN 1822.
| Tipo | Clase | Eficacia de retención |
|---|---|---|
| EPA: filtro de alta eficacia | E10 | ≥85% |
| EPA: filtro de alta eficacia | E11 | ≥95% |
| EPA: filtro de alta eficacia | E12 | ≥99.5% |
| HEPA: filtro de muy alta eficacia | H13 | ≥99.95% |
| HEPA: filtro de muy alta eficacia | H14 | ≥99.995% |
| ULPA: filtro de ultra baja penetración | U15 | ≥99.999 5% |
| ULPA: filtro de ultra baja penetración | U16 | ≥99.999 95 % |
| ULPA: filtro de ultra baja penetración | U17 | ≥99.999 995% |
Cuando se siguen las normas ISO o europeas, los filtros que capturan ≥85% de las partículas pero menos del 99,95% se denominan 'filtros EPA' o 'filtro de aire de partículas eficiente'. Estos filtros de aire no cumplen con el requisito de filtración para ser considerados un "filtro de aire HEPA".
Por otro lado, los filtros que superan los requisitos de un 'filtro de aire HEPA' y capturan más del 99,999% de las partículas se denominan 'filtros ULPA' o 'filtro de aire de penetración ultrabaja'.
| Designación | Tasa de filtración |
|---|---|
| EPA (filtro de aire de partículas eficiente) | 85% - 99,95% |
| HEPA (filtro de aire de partículas de alta eficiencia) | 99,95% - 99,999% |
| ULPA (filtro de aire de penetración ultrabaja) | ≥99,999% |
Por qué la estanqueidad es tan importante
Un error habitual consiste en pensar que instalar un filtro HEPA garantiza automáticamente una filtración total. En realidad, el filtro es solo una parte del sistema. La filtración absoluta se consigue cuando todo el aire aspirado pasa obligatoriamente por el filtro, sin fugas ni pérdidas.
Para ello, el equipo debe contar con:
- Carcasa estanca
- Juntas y sellados adecuados
- Diseño que evite bypass de aire
Un filtro HEPA mal integrado pierde gran parte de su eficacia. Por eso, en entornos profesionales, el diseño del aspirador es tan importante como el propio filtro.
Un filtro HEPA consigue filtrar los microorganismos del aire cuyo caudal sea reconducido a través de él, pero el aire que no pase por este filtro, seguirá estando contaminado. Será un sistema idóneo siempre y cuando se pueda asegurar que todo el aire del espacio sea reconducido de forma continuada a través de él.
Qué papel desempeña el prefiltro
En un equipo de doble filtración, el prefiltro y la etapa de agua ayudan a proteger el filtro HEPA frente a las partículas más grandes. Asimismo, los filtros HEPA deben ir siempre precedidos de prefiltros.
Las partículas gruesas que de otro modo obstruirían rápidamente el filtro final quedan atrapadas en el prefiltro. En entornos profesionales, es habitual combinar el HEPA con filtros previos que retengan las partículas más grandes y alarguen su vida útil.
Según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC), uno o más prefiltros desechables de baja eficiencia, instalados fuera de un filtro HEPA, pueden prolongar la vida del filtro HEPA en ocasiones al menos un 25%.
Ventajas del doble filtro HEPA y de agua
El uso de filtros HEPA aporta beneficios claros cuando se aplican en el contexto adecuado. Por un lado, reducen la reemisión de polvo fino, algo especialmente importante en espacios cerrados o con presencia continua de personas.
Además, contribuyen a mantener un entorno de trabajo más estable, evitando que las partículas vuelvan al aire tras la aspiración. También ayudan a proteger los componentes internos del aspirador, al evitar que partículas muy finas alcancen el motor o el sistema de ventilación.
La etapa de agua puede aportar una retención previa de polvo y suciedad, mientras que el HEPA actúa como barrera final para las partículas finas. Esta combinación permite distribuir la carga de filtración entre dos etapas, siempre que el equipo esté diseñado para mantener el caudal y la estanqueidad necesarios.
Sin embargo, estas ventajas solo se materializan cuando el filtro está correctamente dimensionado, instalado y mantenido.
Limitaciones del sistema
Un filtro HEPA no es la solución ideal para cualquier situación. De hecho, presenta algunas limitaciones que conviene conocer. La más relevante es la pérdida de carga.
Al ofrecer una filtración tan fina, el paso del aire se ve más restringido, lo que exige motores más potentes o provoca una reducción del caudal si el equipo no está preparado. Debido a este funcionamiento, que actúa como barrera, reducirá el caudal del sistema de climatización, disminuyendo su rendimiento y aumentado su consumo eléctrico para conseguir mantener el caudal de aire necesario.
Gracias a su tejido denso y de malla fina, los filtros HEPA generan una elevada presión diferencial. No todas los aparatos de filtrado tienen instalado un ventilador lo suficientemente potente como para que fluya aire a través de él de forma suficiente.
Además, el mantenimiento es más exigente. Un filtro HEPA saturado no solo pierde eficacia, sino que puede afectar negativamente al rendimiento general del aspirador.
Por último, su coste suele ser superior al de otros sistemas de filtración, lo que obliga a valorar si su uso está realmente justificado.
Mantenimiento del filtro HEPA y de la etapa de agua
La duración de un filtro HEPA depende de varios factores: tipo de suciedad, frecuencia de uso y existencia de prefiltros. Un mantenimiento adecuado no solo preserva la eficacia del filtro, sino que evita sobreesfuerzos innecesarios del motor.
No todos los filtros HEPA son lavables. Algunos están diseñados para ser sustituidos cuando alcanzan su límite de carga. Limpiarlos de forma incorrecta puede dañar su estructura interna y reducir drásticamente su capacidad de filtración.
No se recomienda limpiar los filtros HEPA con agua, ni aspirarlos ni golpearlos, ya que puede dañar las fibras de los filtros HEPA. Además de los filtros desechables, también existen los que se pueden limpiar y reutilizar.
En cualquier caso, la limpieza suele ser ardua y nunca se eliminan todas las partículas de suciedad de la malla del filtro. Por otra parte, incluso los filtros HEPA reutilizables solo están diseñados para un número limitado de ciclos de limpieza.
La etapa de agua también necesita atención periódica: el líquido debe mantenerse en condiciones adecuadas y la cámara debe limpiarse según las instrucciones del equipo. La suciedad acumulada, la humedad y los residuos pueden afectar al funcionamiento del sistema si no se retiran correctamente.
Riesgos durante la manipulación
Su manipulación supone una exposición a las partículas del virus que no están inactivas, sino solo retenidas en el filtro, con su consecuente riesgo de contagio. Su limpieza en zonas comunes puede hacer que vertamos el virus en las acometidas de agua, con el consiguiente perjuicio.
Por ello, el mantenimiento debe realizarse con procedimientos adecuados para evitar la dispersión de las partículas retenidas y el contacto innecesario con el material contaminado.
Errores comunes al elegir un doble filtro
- Uno de los errores más frecuentes es pensar que un HEPA siempre mejora el rendimiento.
- En realidad, puede suceder lo contrario si el equipo no está diseñado para ello.
- También es habitual confundir el filtro con el sistema completo, ignorando la importancia del sellado.
- Otro fallo común consiste en aplicar procedimientos de limpieza domésticos a filtros profesionales, reduciendo su eficacia.
- Los filtros «basados en HEPA» o «similares a HEPA» no siempre proporcionan el rendimiento de filtración que los consumidores esperan de ellos.
- No considerar la pérdida de carga puede provocar una reducción del caudal de aire.
- Utilizar agua como sustituto del filtro HEPA deja sin resolver la retención de las partículas más finas.
Qué clase de filtro HEPA elegir
Los fabricantes han identificado los filtros HEPA como una herramienta de marketing eficaz y, en consecuencia, a menudo intentan promocionar sus equipos empleando la palabra de moda «HEPA». Así pues, los que necesiten un filtro con un alto nivel de separación comprobado deberían buscar las dos clases de filtros HEPA H13 y H14.
Un filtro HEPA de clase H14 tiene un índice de separación del 99,995 %. Así, de 100.000 partículas, solo 5 salen por el otro lado. Para filtrar los virus se requiere la clasificación H14.
En limpieza industrial y profesional, el filtro HEPA suele ser la opción más razonable cuando se necesita un alto nivel de control de partículas sin comprometer en exceso el rendimiento del equipo.
Cuándo tiene sentido utilizar doble filtración
Un filtro HEPA merece la pena cuando existe riesgo de dispersión de polvo fino y es necesario controlar las partículas en el aire, especialmente en espacios cerrados o sensibles.
- Polvo fino persistente
- Ambientes cerrados o sensibles
- Necesidad de controlar la dispersión de partículas
La doble filtración resulta especialmente útil cuando el equipo debe gestionar una carga considerable de suciedad y, al mismo tiempo, devolver al ambiente un aire con baja concentración de partículas. La etapa de agua puede encargarse de una parte de la suciedad y el HEPA puede reservarse para la filtración final.
No todos los entornos necesitan esta combinación, ni todos los aspiradores deben incorporarla. El tipo de suciedad, el caudal de trabajo, el sellado, la potencia del motor y el mantenimiento determinan si el sistema está correctamente dimensionado.
Esquema de funcionamiento
| Etapa | Proceso | Función principal |
|---|---|---|
| 1 | Entrada y circulación | El ventilador capta el aire de la habitación o del área de trabajo. |
| 2 | Contacto con el agua | Parte de la suciedad queda retenida en la etapa húmeda. |
| 3 | Prefiltración | Se eliminan partículas grandes como polvo grueso, pelo o pelusa. |
| 4 | Filtración HEPA | El aire atraviesa una malla de fibras finas que retiene partículas microscópicas. |
| 5 | Estanqueidad | Las juntas y la carcasa evitan que el aire pase alrededor del filtro. |
| 6 | Salida | El aire tratado vuelve al ambiente con una menor carga de partículas. |
La filtración absoluta se consigue cuando todo el aire aspirado pasa obligatoriamente por el filtro, sin fugas ni pérdidas. Un filtro HEPA mal integrado pierde gran parte de su eficacia.
Filtro HEPA // Que es y para que sirve?
Qué debes comprobar antes de elegirlo
Un filtro HEPA es una herramienta eficaz cuando se utiliza en el contexto adecuado. Ofrece un alto nivel de retención de partículas, pero exige un diseño correcto del equipo, un mantenimiento riguroso y una justificación real de su uso.
Antes de elegir un sistema de doble filtro HEPA y de agua, conviene comprobar la clase del filtro, la estanqueidad de la carcasa, la existencia de prefiltros, la capacidad del motor para mantener el caudal y el procedimiento previsto para limpiar o sustituir cada etapa.
También es importante identificar el tipo de contaminante. Los filtros HEPA están destinados a partículas, mientras que los gases y los COV requieren carbón activo u otra tecnología específica.
Comprender sus ventajas y limitaciones permite tomar decisiones más acertadas y evitar soluciones sobredimensionadas que no aportan valor. En pocas palabras, un filtro HEPA no es mejor por defecto: es la mejor opción cuando el tipo de suciedad, el entorno y el diseño del aspirador justifican su uso.
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