Las etapas de filtrado son imprescindibles en los equipos de ventilación. Preservan el equipo de agentes externos que puedan afectarlo o se utilizan para evitar que entren contaminantes a través de los conductos de ventilación en lugares que deben ser estériles, como quirófanos y salas blancas.
Un filtro es un componente diseñado para disminuir la concentración de partículas sólidas que se encuentran en el aire. En los sistemas de aire acondicionado, la selección de la filtración depende principalmente del tamaño de las partículas en suspensión y del grado de concentración de contaminantes como polvo, humo, polen, olores o humedad.
Qué es un filtro rotativo
Un filtro de tambor rotativo es un sistema diseñado para separar los componentes de un medio de muestra. El medio de muestra se arrastra o se colecta desde el interior del tambor y atraviesa su superficie exterior filtrante.
El tambor puede rotar sobre un eje de rotación y formar una torta filtrante sobre el eje de rotación. El medio de muestra líquido atraviesa un número elevado de aberturas muy pequeñas, mientras que las partículas que no pueden pasar a través de la torta filtrante quedan retenidas en la superficie exterior del tambor.
El diferencial de presión impulsa el medio de muestra líquido a través del tambor filtrante hasta la cámara interior. A medida que el tambor rota, la torta filtrante entra en contacto con el medio de muestra y retiene los componentes que deben separarse.
En determinadas aplicaciones, el filtro rotativo puede utilizar diferentes grados o medios de filtro, o mezclas de los mismos. El medio filtrante puede hacerse más fino progresivamente para adaptar la separación a las características del proceso.
Cómo funciona un filtro de tambor rotativo
El tambor puede estar dispuesto dentro de un recipiente para contener un medio de muestra a separar por el filtro. El recipiente puede llenarse hasta un nivel de llenado normal y tener una longitud al menos igual de larga que la longitud del tambor.
Durante el funcionamiento, el tambor rota sobre su eje de rotación. El medio de muestra entra en contacto con la superficie exterior del tambor y atraviesa el medio filtrante debido al diferencial de presión.
Los componentes retenidos forman una torta filtrante en la superficie exterior del tambor. En el caso de un caldo de fermentación de enzimas, los componentes retenidos pueden incluir una gran cantidad de enzimas de desecho; esta fracción se denomina aquí “desecho celular”.
El filtrado atraviesa la torta filtrante hasta la cámara interior y continúa hasta salir del medio de muestra. Las partículas quedan incrustadas en la superficie de la torta filtrante.
El tambor puede rotar sobre su eje de rotación mientras un dispositivo raspador retira la capa usada de medio filtrante. El tiempo que se raspa una capa usada de medio filtrante puede regularse según el proceso y la cantidad de sólidos retenidos.
Retirada de la torta filtrante
El dispositivo raspador puede reconstruir o renovar una torta filtrante sobre el tambor. Durante el raspado, la superficie exterior de la torta filtrante queda reducida con respecto al resto de la torta filtrante.
El dispositivo raspador puede estar situado justo por encima del recipiente. Después quiere decirse entre 1º aproximadamente de rotación con respecto a la posición del dispositivo raspador.
El posicionamiento sitúa el aplicador entre 1º aproximadamente a lo largo del tambor. Puede utilizarse una rasqueta o un dispositivo aplicador similar para controlar el espesor del medio filtrante sobre la superficie exterior del tambor.
Al raspar la superficie exterior del tambor, se elimina la parte contaminada o agotada del medio filtrante y queda en el tambor una capa progresivamente más fina. De esta manera, el sistema puede renovar o reconstruir el medio filtrante sin detener necesariamente todo el proceso.
Medios filtrantes y recirculación
El sistema puede utilizar un suministro de medio filtrante con recirculación. El medio filtrante puede ser presurizado y conducido desde la boquilla hacia la parte trasera de la placa de orificio.
El medio filtrante se deposita contra la parte trasera de la placa de orificio. La placa de orificio puede estar parcialmente definida por una pluralidad de pasos de gas.
La pulverización ayuda a distribuir el medio filtrante y reduce las necesidades de presión de aire de atomización. En algunas realizaciones, el aire a presión se utiliza para mantener la presión en el sistema.
El medio filtrante puede ser filtrado antes de que sea pulverizado. El agua puede colarse por un colador y dirigirse a las boquillas.
El aplicador por pulverización puede incluir una pluralidad de boquillas, como las boquillas 100, 102 y 104. También puede utilizarse un aplicador por pulverización con boquillas 120.
El caudal puede ajustarse para regular la tasa por pulverización. El sistema puede controlar la contaminación de la pulverización y las condiciones del medio filtrante o del caudal de aire a través del sistema.
En una realización, el medio filtrante está hecho de una pasta de tierra diatomácea. La tierra diatomácea puede suministrarse desde una fuente común a varios aplicadores por pulverización.
Control de la presión y del caudal
La presión diferencial se utiliza en un proceso de filtración subsiguiente. El filtro rotativo por presión diferencial puede formar parte de un proceso multietapas a alta velocidad.
El filtrado puede conducirse desde el primer filtro 64 hasta el segundo filtro 66. El sistema puede suministrar el medio de muestra a un recipiente 82 para el segundo filtro 66.
También puede incorporarse una etapa de tratamiento térmico entre los filtros. El filtrado se dirige al segundo filtro al saber que va a llevarse a cabo un segundo filtrado.
Los filtros pueden recibir el medio filtrante desde una fuente común. En una instalación con varios filtros, pueden utilizarse aplicadores por pulverización 156, 158 y 160, respectivamente, con ajustes independientes de caudal.
Etapas de filtrado en equipos de aire acondicionado
Al tratarse de componentes que están en contacto con contaminación y suciedad, es muy importante que estos filtros tengan un mantenimiento adecuado para asegurar su óptimo funcionamiento y, sobre todo, sustituirlos en los tiempos que marca el fabricante o la alarma del dispositivo.
Existen distintas etapas de filtrado, que generalmente son: malla metálica, bolsas filtrantes, media filtrante, filtros vegetales o de carbón activo, filtro HEPA y filtro terminal HEPA o ULPA, según la aplicación.
Prefiltros para partículas grandes
Los prefiltros son aquellas etapas que se incluyen en la fase de aspiración del dispositivo y previenen la entrada al sistema de objetos más grandes como hojas, insectos, pequeños roedores u otros contaminantes de gran tamaño.
| Tamaño de partículas | Ejemplos | Clase de filtros | Aplicaciones típicas |
|---|---|---|---|
| Polvo grueso, tamaño de partícula > 10 µm | Insectos, fibras textiles y cabello, arena, ceniza fina, esporas, polen, polvo de cemento | G4 | Filtros de aire de admisión para aires acondicionados y máquinas compactas, por ejemplo, acondicionadores de aire de ventana y ventiladores; prefiltros para clases de filtros F6 a F8 |
En Airtècnics disponemos del filtro Metallic Z-Line. Es una etapa de filtrado metálico de chapa galvanizada con media de fibras sintéticas en zigzag.
Según norma EN 779 se clasifica como G4 y la eficiencia ASHRAE es del 95%. Puede incluirse en la mayoría de los equipos de ventilación y equipos de purificación de aire como cualquier modelo de K7, Cyclohnic, Kleenbox o Dif-Pur.
Filtros para polvo fino
| Tamaño de partículas | Ejemplos | Clase de filtros | Aplicaciones típicas |
|---|---|---|---|
| Polvos finos, tamaño de partícula de 1 - 10 µm | Polen, esporas, polvo de cemento, cenizas finas, bacterias y gérmenes en partículas anfitrionas | F5, F6, F7 | Prefiltros, filtros de circulación en estaciones de ventilación central, filtros finales para aire acondicionado en salas de venta, tiendas departamentales, oficinas y ciertas plantas de producción; prefiltros para clases de filtros F9 a E11 |
| Vapores de aceite y hollín aglomerado | Humo de tabaco, humo, óxido metálico | F7, F8, F9 | Filtros finales para acondicionamiento de aire en oficinas, plantas de producción, centros de control, hospitales y centros EDP; prefiltros para clases de filtros E11 a H13 y de carbón activado |
En esta categoría se incluyen los filtros Diedrik y Multibag del catálogo de Airtècnics.
Multibag: filtro de bolsas filtrantes termosoldadas a un marco de poliuretano. Al no contener PVC ni halógenos, son respetuosas con el medioambiente. Este filtro no ofrece ningún nutriente para favorecer el crecimiento de microorganismos.
Diedrik: filtro de fibra de vidrio con bastidor rígido de poliestileno.
Filtros de carbón activo
El filtro Carbo-pack es de carbón activado para la eliminación de gases y malos olores. Está disponible en dos modelos, según la composición: granulado o con fibras y microfibras.
Hay que combinarlo con un filtro de alta eficiencia para optimizar su eficiencia y durabilidad.
Filtros HEPA y filtros absolutos
| Tamaño de partículas | Ejemplos | Clase de filtros | Aplicaciones típicas |
|---|---|---|---|
| Partículas suspendidas, tamaño de partículas < 1 µm | Gérmenes, bacterias, virus, humo de tabaco, humo de óxido metálico, vapores de aceite y hollín en estado naciente, partículas suspendidas radioactivas | H13 | Filtros finales para habitaciones con los altos y mayores requisitos de pureza, por ejemplo, laboratorios, procesamiento de alimentos, sector farmacéutico, plantas de mecánica fina, óptica, electrónica e instalaciones médicas; filtros finales para habitaciones limpias, clases 100.000, 10.000, 10.000 o 100; filtros finales para refugios de defensa civil; filtros de salida de aire en plantas nucleares |
| Aerosoles | Partículas suspendidas y contaminantes finos | H14 | Filtros finales para salas limpias, clases 10 o 1 |
En Airtècnics disponemos de los filtros absolutos.
Lamiflow ofrece etapas de filtración H14, máxima filtración y eficiencia absoluta, con eficiencia hasta U17 bajo pedido. El filtro dispone en sus dos caras una rejilla metálica de protección para evitar daños.
Está disponible en dos modelos dependiendo de la junta, que puede ser de poliuretano o líquida de gel-silicona. También se fabrica en diferentes dimensiones dependiendo de la necesidad de caudal de aire necesaria en la instalación.
Es compatible con unidades de filtración Dif-Vent y Dif-Pur, para espacios en los que la calidad del aire no puede verse comprometida.
El filtro Absor / Poli-absor es un filtro absoluto HEPA de alta eficiencia, capaz de retener partículas MPP10, como las del humo de tabaco, bacterias, virus y otros contaminantes del aire de origen orgánico, así como de origen químico.
Aplicaciones de los filtros rotativos y de las etapas de filtración
Los sistemas de filtración se utilizan para preservar el equipo de agentes externos que puedan afectarlo. También se emplean para evitar que entren contaminantes a través de los conductos de ventilación en lugares que deben ser estériles.
- Quirófanos y salas blancas.
- Laboratorios.
- Procesamiento de alimentos.
- Sector farmacéutico.
- Plantas de mecánica fina.
- Instalaciones ópticas y electrónicas.
- Instalaciones médicas.
- Oficinas y centros de control.
- Plantas de producción.
- Hospitales y centros EDP.
- Refugios de defensa civil.
- Plantas nucleares.
La elección de la etapa de filtrado debe considerar el tamaño de las partículas y su concentración. El polvo, el humo, el polen, los olores y la humedad pueden requerir medios filtrantes diferentes.
Mantenimiento de los filtros
El mantenimiento adecuado es esencial porque los filtros están en contacto directo con la contaminación y la suciedad.
- Revisar periódicamente el estado del filtro.
- Comprobar las indicaciones de la alarma del dispositivo.
- Sustituir los filtros en los tiempos que marca el fabricante.
- Verificar que el medio filtrante no esté saturado ni dañado.
- Comprobar la presión diferencial y el caudal de aire a través del sistema.
- Revisar las boquillas, los aplicadores por pulverización y los elementos de recirculación cuando se utilice un filtro rotativo.
- Renovar o reconstruir la torta filtrante cuando el proceso lo requiera.
El filtro debe renovarse o reconstruirse cuando la acumulación de partículas incremente la presión diferencial y reduzca el caudal de aire. En los sistemas de aire acondicionado, la sustitución debe realizarse de acuerdo con las instrucciones del fabricante o con la alarma del dispositivo.
Selección del filtro según la calidad del aire requerida
Los filtros G4 se utilizan como prefiltros y para retener polvo grueso y partículas de tamaño superior a 10 µm. Los filtros F5, F6 y F7 se destinan a polvos finos y pueden emplearse como filtros de admisión, filtros de circulación o filtros finales en determinados espacios.
Los filtros F7, F8 y F9 se utilizan para vapores de aceite, hollín aglomerado, humo de tabaco y óxido metálico, además de funcionar como prefiltros de clases superiores y de carbón activado.
Los filtros H13 y H14 están destinados a aplicaciones con altos requisitos de pureza, como salas limpias, laboratorios, instalaciones médicas y procesos farmacéuticos.
El carbón activado debe combinarse con un filtro de alta eficiencia para optimizar su eficiencia y durabilidad. Las etapas de filtrado pueden organizarse en un proceso multietapas para adaptar la separación a los contaminantes presentes y proteger los filtros de mayor eficiencia.
Filtro de Tambor
Integración del filtro rotativo en un sistema multietapas
El filtro de tambor rotativo puede integrarse con otro filtro de tambor rotativo durante un proceso multietapas a alta velocidad. El filtrado del primer filtro puede dirigirse al segundo filtro para realizar una separación adicional.
Puede usarse uno de dichos filtros diferenciales en conjunción con el segundo filtro. El filtro es también un filtro de acuerdo con la presente invención y puede utilizarse con un filtro diferencial del tipo aquí descrito.
El sistema puede incorporar una estación 78 de suspensión y un suministro de medio de muestra a un recipiente 82 para el segundo filtro 66.
La combinación de filtros permite emplear diferentes grados o medios de filtro, o mezclas de los mismos. También puede incluirse una etapa de tratamiento térmico entre los filtros cuando el proceso lo requiera.
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