Los filtros de aire mecánicos son componentes diseñados para disminuir la concentración de partículas sólidas que se encuentran en el aire y proteger tanto a las personas como a los equipos de ventilación. En los sistemas de ventilación, los filtros de aire se ocupan del proceso de depuración del aire, impidiendo que se sobrepasen los niveles de concentración de partículas en el aire considerados saludables.
La elección del filtro depende principalmente del tamaño de las partículas en suspensión, del grado de concentración de contaminantes, de la aplicación concreta y de la pérdida de carga que el sistema puede asumir. Los filtros para ventilación mecánica desempeñan un papel crucial al retener partículas y contaminantes del aire, como polvo, polen, alérgenos, bacterias y virus (en función de la calidad de los filtros utilizados).
Qué son los filtros de aire mecánicos y para qué sirven
Los filtros de aire son mecanismos destinados a mejorar la calidad del ambiente en interiores. Como veremos un poco más adelante, existen varios tipos, pero todos ellos cumplen con la misma función: eliminar las impurezas presentes y proporcionar un aire más limpio y puro.
Conviene recordar que el aire que respiramos, además de oxígeno y CO2, contiene distintos tipos de partículas en suspensión. Nuestro organismo cuenta con sus propios mecanismos naturales de filtrado para impedir que penetren en nuestro sistema respiratorio las partículas de mayor tamaño (a partir de 10 µm). Pero, ¿cómo evitar que las demás acaben perjudicando nuestra salud?
El problema de estos elementos nocivos es que tienen un tamaño muy reducido. Nuestro cuerpo está preparado para filtrar de manera natural las partículas con un tamaño superior a las 10 micras (µm), pero no es eficaz ante las más pequeñas.
Estas son las partículas más habituales:
- Humos derivados del consumo de tabaco o de cocinar.
- Partículas de polen y polvo, que son la causa de muchas reacciones alérgicas.
- Ácaros y otros microorganismos.
- Hongos (moho) y esporas.
- Bacterias responsables de infecciones respiratorias y otras enfermedades.
- Partículas de virus.
Eso sin olvidar que no solo nos afecta el tamaño de las partículas, sino también el nivel de concentración de estas. En este sentido, tanto la OMS como las distintas autoridades nacionales han establecido clasificaciones que sirven para medir y controlar la calidad del aire interior, de forma que se prevengan problemas como alergias o patologías respiratorias.
Los filtros de aire, por tanto, deben tener en cuenta dos factores para ser eficaces:
- El tamaño de las partículas en suspensión.
- El grado de concentración de las distintas PM: polvo, humo, polen, olores, humedad, etc.
Los filtros de ventilación juegan un rol fundamental al mejorar la calidad del aire y proteger el funcionamiento óptimo del sistema. Al mantener limpios los conductos y los componentes del sistema (ventiladores, recuperador,…), se reduce el desgaste y se prolonga la vida útil de los equipos, evitando costosas reparaciones y reemplazos prematuros.
Cómo funciona la filtración mecánica
Esta filtración consiste en un proceso de separación del componente (líquido o gaseoso) que se encuentra en suspensión, a través de un medio poroso. La separación resulta de la presión ejercida sobre las partículas en suspensión cuando estas últimas se presionan contra un cuerpo poroso, reteniéndose las que resultan de mayor tamaño que la porosidad del filtro y permitiendo el paso de las partículas de menor.
Las prestaciones del filtro dependen de la caída de presión, de la eficiencia y de la vida útil. La caída de presión es la diferencia de presión instantánea entre el fluido que entra y el fluido que sale del filtro. A menor caída de presión, mayor será su capacidad de filtración.
La eficiencia depende de la finura de la filtración. Si un filtro es eficaz, el desgaste del motor podrá demorarse. La vida útil está relacionada con la cantidad de contaminación que puede bloquear antes de que el mismo deje de funcionar.
Clasificación según el tamaño de las partículas
Los filtros se clasifican en función del tamaño de partículas que se quiera filtrar (norma EN779): partículas grandes: filtros clase G1, G2, G3 y G4. partículas medias: filtros clase M5 y M6. partículas finas: filtros clase F7, F8 y F9.
El número que acompaña a las letras G, M y F indica la eficiencia de filtrado (el porcentaje de partículas de determinado tamaño que va a ser capaz de retener), siendo el número mayor el que mayor calidad ofrece.
| Tipo de partículas | Clases de filtros | Aplicaciones y ejemplos |
|---|---|---|
| Partículas grandes | G1, G2, G3 y G4 | Polvo grueso, insectos, fibras textiles, cabello, arena, ceniza fina, esporas y polen. |
| Partículas medias | M5 y M6 | Filtración intermedia en sistemas de ventilación. |
| Partículas finas | F7, F8 y F9 | Polen, bacterias, gérmenes, vapores de aceite, hollín, humo de tabaco y óxido metálico. |
| Partículas suspendidas inferiores a 1 µm | H13 y H14 | Gérmenes, bacterias, virus, humo, vapores de aceite y aerosoles. |
Prefiltros y etapas iniciales de filtrado
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.
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 (quirófanos, salas blancas…).
Los prefiltros suelen constituir la primera barrera del sistema. Su función consiste en retener las partículas más grandes antes de que alcancen las etapas de mayor eficiencia, con lo que ayudan a prolongar la vida útil de los filtros posteriores.
Los filtros metálicos pueden utilizarse como una etapa inicial de filtrado. En esta categoría se encuentran las mallas metálicas y otros medios de filtración destinados a retener polvo grueso, fibras, insectos y partículas de mayor tamaño.
Filtros secos
Los filtros secos, muy similares a los anteriores, utilizan un entramado de fibras finas para filtrar las PM. Su aplicación más efectiva es también el filtrado de ácaros del polvo y polen.
Los filtros de papel o celulosa fueron los primeros en crearse y muchos coches los siguen usando en la actualidad, pues su coste es bajo, su fabricación sencilla y pueden reciclarse. Están fabricados de celulosa (papel) y muchos cuentan con materiales sellantes de espuma, plástico o metal, aportando rigidez y estanqueidad.
En los sistemas de ventilación se emplean también filtros de fibras sintéticas, filtros de fibra de vidrio y filtros de bolsas. Los filtros de bolsas filtrantes pueden estar termosoldados a un marco de poliuretano.
Los filtros secos pueden instalarse como prefiltros, filtros de circulación o filtros finales, dependiendo de la calidad del aire requerida y de la clase de filtración necesaria. Los filtros F5, F6 y F7 pueden utilizarse como prefiltros o como filtros finales en determinados sistemas de acondicionamiento de aire.
Filtros húmedos o viscosos
Los filtros húmedos o viscosos están elaborados con un material filtrante empapado en una grasa o aceite que retiene las partículas contaminantes. Muy indicado para retener polen o polvo.
En este caso, el material filtrante se empapa de un aceite responsable de retener los agentes contaminantes. Es muy eficaz contra el polvo y el polen.
Su funcionamiento se basa en la adhesión de las partículas al material impregnado. La acumulación de contaminantes modifica progresivamente la resistencia al paso del aire, por lo que también necesitan inspección, limpieza o sustitución según las indicaciones aplicables.
Filtros electrostáticos
Los filtros de aire electrostáticos funcionan con placas electrónicas activas que actúan como imanes, atrayendo partículas menores de 1 µm, sin reducir el flujo de aire. Funcionan con gran efectividad para filtrar hollín y humo de tabaco.
Su principal ventaja es que no reducen ni un ápice el flujo de aire. Esto se debe a que funcionan mediante una serie de placas electrónicas imantadas que atraen las partículas.
Resultan muy recomendables contra el humo del tabaco y el hollín. Como cualquier otro sistema de filtración, su rendimiento depende del estado de las placas, de la cantidad de contaminantes y del mantenimiento realizado.
Filtros de carbón activo
Los de carbón activo son considerados unos de los mejores purificadores del aire. Por eso, se recomienda su uso para filtrar partículas de tamaño molecular (virus, bacterias y gases nocivos, entre otros).
Se suelen usar en equipos con sistemas de recirculación de aire. Son especialmente efectivos para absorber malos olores.
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 combinarlos con un filtro de alta eficiencia para optimizar su eficiencia y durabilidad. El carbón activo resulta especialmente útil frente a determinados gases y compuestos olorosos, mientras que la retención de partículas debe confiarse a una etapa de filtración adecuada.
Filtros HEPA y filtros absolutos
Los filtros HEPA se han convertido en foco de toda la atención porque se identifican con el máximo nivel de eliminación de partículas en el aire, hasta un 99,9 de los famosos aerosoles.
Además, son eficientes no solo en cantidad, sino en la variedad de los agentes contaminantes que filtran, ya que retienen partículas de un diámetro de hasta 0.3 micrones, las más dañinas porque tienen un efecto más penetrante.
Por supuesto, evitan que respiremos polvo y ácaros, pero también retienen moho, bacterias y virus. De hecho, es el sistema de filtrado que lleva décadas utilizándose en espacios tan sensibles como las UCIs o los aviones.
Los filtros HEPA se hicieron especialmente populares durante la pandemia de COVID-19, puesto que las autoridades sanitarias recomendaban su uso por su elevada eficiencia. Son los únicos capaces de retener partículas de 0,3 µm de diámetro, dentro de las cuales están casi todas las presentes en el aire.
Sin embargo, los filtros HEPA solo garantizan su eficacia si se incorporan dentro de un sistema de ventilación diseñado y dimensionado por técnicos para que toda la corriente de aire pase por el conducto dónde están estos filtros. Y, además, si su mantenimiento, renovación y manipulado se deja en manos de profesionales.
Los filtros absolutos pueden alcanzar las clases H13 y H14. Los filtros H13 se utilizan como filtros finales para habitaciones con los altos y mayores requisitos de pureza, como laboratorios, procesamiento de alimentos, sector farmacéutico, plantas de mecánica fina, óptica, electrónica o instalaciones médicas.
Los filtros H14 se destinan a aplicaciones con exigencias aún mayores, como filtros finales para salas limpias, clases 10 o 1. También pueden emplearse en sistemas donde la calidad del aire no puede verse comprometida.
Los filtros HEPA de alta eficiencia son capaces 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.
Separadores de polvo
Teniendo en cuenta uno de los dos factores básicos sobre los que deben actuar los filtros de aire, el del tamaño de las partículas en suspensión, se establece una primera diferenciación:
- Los separadores de polvo, para partículas con un diámetro superior a 1 µm.
- Los filtros de aire, para partículas con un diámetro inferior a 1 µm.
Los separadores de polvo utilizan sistemas mecánicos para precipitar las partículas de mayor tamaño. Por lo general, depuran el aire del exterior, es decir, tienen también una función medioambiental.
Es el método que ha demostrado más eficiencia en este proceso específico que recibe el nombre de separación de polvo y que, sobre todo, se utiliza en entornos industriales o actividades que emiten grandes cantidades de contaminantes a la atmósfera.
A su vez, se pueden distinguir dos grupos de separadores de polvo:
- Los que trabajan en seco. Pueden usar distintos tipos de fuerza mecánica para separar las partículas. Los más habituales son los separadores de polvo por gravedad, los de inercia, los centrífugos y los electrostáticos.
- Los que realizan una depuración húmeda, conocidos también como scrubbers. Estos separadores de polvo húmedo funcionan con agua, con un reactivo químico determinado (medio ácido o medio alcalino) o con una mezcla de ambos.
Se usan especialmente para reducir las emisiones de gases contaminantes provocados por el transporte marítimo.
Filtros para sistemas de ventilación mecánica
Dentro de estos sistemas, los filtros de ventilación juegan un rol fundamental al mejorar la calidad del aire y proteger el funcionamiento óptimo del sistema.
Los filtros actúan como una barrera que impide que las partículas y el polvo ingresen al sistema de ventilación. Al mantener limpios los conductos y los componentes del sistema (ventiladores, recuperador,…), se reduce el desgaste y se prolonga la vida útil de los equipos, evitando costosas reparaciones y reemplazos prematuros.
Los filtros limpios o con una leve acumulación de suciedad permiten un flujo de aire óptimo, ya que se reducen pérdidas de carga lo que ayuda a que los sistemas de ventilación mecánica funcionen de manera más eficiente y consuman menos energía.
Al mejorar la eficiencia energética, se logra un ahorro en los costes operativos y un menor impacto ambiental, contribuyendo a la sostenibilidad del edificio.
Pérdida de carga y eficiencia energética
En el caso de los sistemas de ventilación, la pérdida de carga se refiere a la disminución que sufre el caudal del aire al pasar por el filtro, esto es una consecuencia de la resistencia a la que se somete cualquier fluido cuando se introduce en un conducto o se incorpora a una instalación.
Esta pérdida de presión tiene que ser compensada para restablecer un caudal uniforme, lo que se traduce en un aumento de consumo energético.
Además, la pérdida de carga está directamente relacionada con la obstrucción que la exposición a las distintas partículas acaba generando en los filtros de aire de los sistemas de ventilación.
Por lo tanto, es imprescindible calibrar el tipo de sustancias y los niveles de contaminación a los que se va a exponer a los filtros para optar por el más adecuado a cada situación y optimizar su vida útil.
Recordemos, finalmente, que hay distintos elementos que aumentan la presencia de PM, entre los que destaca la actividad que se realiza en el interior, cuestión que también hay que incluir entre los factores que influyen en la elección de los filtros de aire.
Cómo elegir el filtro adecuado
Como hemos señalado antes, los filtros de aire se clasifican teniendo en cuenta el porcentaje de partículas de un determinado tamaño que retienen. Sin embargo, este no es el único parámetro que se debe considerar a la hora de elegir los filtros de aire para un sistema de ventilación.
Una vez más, para determinar el tipo de filtro más adecuado en cada caso concreto, se deben estudiar todos los factores que afectan a la calidad del aire.
La selección debe considerar:
- El tamaño de las partículas que se pretende retener.
- El grado de concentración de polvo, humo, polen, olores, humedad u otros contaminantes.
- La actividad que se desarrolla en el espacio interior.
- La calidad de aire requerida por el edificio o la instalación.
- La pérdida de carga admisible.
- El caudal de aire necesario.
- La compatibilidad entre las distintas etapas de filtración.
- La frecuencia de mantenimiento y sustitución.
Los filtros de carbón activado deben combinarse con un filtro de alta eficiencia para optimizar su eficiencia y durabilidad. Los filtros HEPA solo garantizan su eficacia si toda la corriente de aire pasa por el conducto dónde están estos filtros.
Mantenimiento y sustitución de los filtros
Un mantenimiento adecuado del sistema de filtrado es esencial para asegurar su eficacia y rendimiento óptimo.
Inspección y limpieza regular
Verificar y limpiar los filtros periódicamente es fundamental para evitar la acumulación excesiva de suciedad y mantener la calidad del aire interior. La frecuencia de limpieza puede variar según el entorno y la carga de contaminantes del aire.
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.
Reemplazo oportuno
Debido a esta acumulación de suciedad, Los filtros tienen una vida útil limitada, y su eficacia disminuye con el tiempo de uso.
Se recomienda seguir las indicaciones del fabricante para el reemplazo de los filtros y realizarlo según las especificaciones para asegurar un rendimiento óptimo (muchos de los sistemas de ventilación mecánica cuentan con sistemas de aviso al usuario para aconsejar este reemplazo).
En primer lugar, que pierde eficacia. Es decir, el filtro de aire no será tan efectivo a la hora de retener los contaminantes presentes en el ambiente.
Sin embargo, este no es el único problema asociado a la suciedad. Además, el flujo de aire se verá mermado, ya que las partículas acumuladas obstruirán el paso.
Esto obligará también a que el motor del sistema de ventilación tenga que hacer un sobreesfuerzo para mantener estable el caudal. De este modo, se elevará el consumo energético y se reducirá la vida útil del sistema.
Mantenimiento profesional
Contar con un servicio técnico especializado para el mantenimiento del sistema de ventilación y los filtros garantiza un funcionamiento óptimo y una mayor durabilidad.
Los profesionales pueden evaluar la eficiencia del sistema y realizar ajustes necesarios para optimizar el rendimiento general.
Los filtros HEPA solo garantizan su eficacia si su mantenimiento, renovación y manipulado se deja en manos de profesionales.
Consecuencias de utilizar un filtro sucio o inadecuado
La limpieza periódica de los filtros de aire se antoja fundamental para garantizar su efectividad con el paso del tiempo. Es más, lo habitual es tener que sustituirlos cada cierto tiempo.
Los filtros limpios o con una leve acumulación de suciedad permiten un flujo de aire óptimo, ya que se reducen pérdidas de carga. Cuando la suciedad se acumula en exceso, el caudal disminuye y aumenta el consumo energético.
La elección incorrecta también puede reducir el rendimiento del conjunto. Un filtro con una eficiencia insuficiente no retendrá los contaminantes necesarios, mientras que un filtro excesivamente restrictivo puede aumentar la pérdida de carga si el sistema no está preparado para utilizarlo.
La importancia de estos filtros no debe subestimarse, ya que tienen un impacto significativo en la salud y el bienestar de los ocupantes de los edificios. Al seguir prácticas de mantenimiento adecuadas, podemos disfrutar de los beneficios de un aire limpio y saludable, además de asegurar el funcionamiento eficiente y duradero de nuestros sistemas de ventilación mecánica.
tags: #tipos #filtros #de #aire #mecanico
Publicaciones populares:
- Instrucciones detalladas de instalacin de filtradores de agua
- La historia de las máscaras de gas infantiles en la Segunda Guerra Mundial
- Aprovechar aguas grises: métodos y seguridad
- Pendientes Purificación García: materiales y acabados
- Funcionamiento y características del grupo filtrante Teka GF