Las turbinas a gas están diseñadas para mezclar aire seco y limpio con combustible a fin de generar energía. Como la calidad del aire de admisión es importante, el diseño de la entrada y la filtración de aire son primordiales para el rendimiento de la turbina.
La mejor solución es atender el problema de raíz, esto es, para retirar las partículas del aire de admisión antes que entren a la turbina. Esto requiere para el uso de sistemas mejorados de filtración proporcionando filtración de mayor eficiencia.
Por qué la filtración del aire de admisión es esencial
Una turbina de gas aspira grandes cantidades de aire ambiente, y todo lo que este aire arrastra llega a los componentes giratorios. El polvo y las partículas abrasivas provocan erosión en los álabes del compresor y de la turbina. Los depósitos finos se acumulan en las superficies de los álabes (fouling), lo que empeora la eficiencia aerodinámica y, con el tiempo, reduce la potencia.
Las sales disueltas, junto con la humedad -una carga típica en emplazamientos costeros y mar adentro-, pueden provocar corrosión en el circuito de gas caliente. Estas mismas impurezas también acortan la vida útil de los motores de gas y los compresores que funcionan en los mismos entornos.
Según la información sobre contaminación del aire de la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos, un promedio de aproximadamente 590 kilos de material particulado puede ingresar a la carcasa de una turbina a gas y al filtro de aire de entrada en un año de funcionamiento¹. La suciedad y los contaminantes del aire pueden causar una reducción de la salida de potencia, aumentar los costos de combustible y, tal vez, dañar componentes fundamentales.
La calidad del aire de admisión es un factor determinante en el desempeño de las turbinas a gas. La admisión de aire cargado de partículas en una turbina de gas provoca fluctuaciones en la potencia. Ello es causa de problemas para los operadores de la planta.
La causa de raíz del problema es la acumulación de polvo en el compresor. En esos casos, los operadores con frecuencia deciden lavar el compresor como una medida rápida para restaurar la potencia y eficiencia.
El éxito de esta medida no es duradero, porque la limpieza en línea solo lava los contaminantes de las cuchillas frontales a las cuchillas internas de la turbina. Se debe apagar la turbina para lograr un lavado eficaz, sin embargo, esto causa tiempo muerto costoso.
En cualquier caso, la pérdida de capacidad se vuelve a presentar debido a la contaminación constante que se sigue acumulando y provoca daños en las cuchillas y en otros componentes.
90% de la pérdida de capacidad de energía de las turbinas de gas es provocada debido a una filtración inapropiada de aire de admisión.
Cómo afecta el filtro al rendimiento y a los costes
El grado de separación es solo la mitad de la ecuación. Cada milibar de pérdida de presión adicional en la admisión reduce la potencia de la turbina y aumenta el consumo específico de energía.
Por lo tanto, el valor de un filtro para turbinas de gas viene determinado por dos características a la vez: por su fiabilidad a la hora de realizar la Separación de impurezas y por la estabilidad con la que mantiene la pérdida de presión a lo largo de toda su vida útil.
Un elemento filtrante que mantiene la pérdida de presión baja y estable preserva el rendimiento nominal de la máquina y mantiene bajos los costes de explotación. Es precisamente ahí, mucho más allá del mero precio de adquisición, donde suele decidirse si, al final, la filtración resulta cara o económica.
Una filtración de eficiencia más baja permite el ingreso de partículas que pueden ensuciar los componentes de la turbina, reducir la eficiencia de compresión y perjudicar el funcionamiento del compresor.
Una eficiencia de filtración más alta genera aire más limpio, lo que respalda una combustión más eficiente, una salida de potencia sostenida y una mayor durabilidad de las turbinas.
El lavado con agua del compresor de la turbina a gas se puede utilizar para recuperar la salida de potencia debido al ensuciamiento; sin embargo, se puede producir una reducción general de la eficiencia después de lavados reiterados.
Un filtro Er5 puede reducir la necesidad de lavados del compresor y mantener una eficiencia más alta de la turbina. Esto también puede ayudar a reducir los “costos indirectos” asociados al mantenimiento y a la parada de los equipos.
Considerando que la disponibilidad de la turbina a menudo es un factor clave para evaluar el resultado financiero final, los operadores desean reducir los costos por paradas cuando sea posible.
Los tres pilares de la filtración de turbinas a gas
Las necesidades de filtración se ven influidas en gran medida por la calidad del aire local, pero casi todos los operadores deben evaluar tres factores de rendimiento: eficiencia, estanqueidad y, en aplicaciones de limpieza por pulsos, velocidad de recuperación de pulsos.
Estos se pueden percibir como los “pilares” de filtración claves que apoyan un funcionamiento óptimo del sistema de turbina a gas (GTS, por sus siglas en inglés).
En la mayoría de los casos, todas estas propiedades son importantes, pero su clasificación puede variar dependiendo de los entornos locales y de las condiciones de funcionamiento.
| Pilar | Qué evalúa | Entornos donde adquiere mayor importancia |
|---|---|---|
| Eficiencia | La proporción de particulado del aire de entrada que captura el filtro | Entornos donde las partículas pueden ensuciar o erosionar los componentes |
| Estanqueidad | La resistencia del filtro al agua, la humedad y los contaminantes disueltos | Lugares húmedos, zonas costeras, instalaciones marinas y petroquímicas |
| Velocidad de recuperación de pulsos | La rapidez con la que el filtro recupera su máximo rendimiento después de la limpieza | Entornos desérticos o árticos y aplicaciones con carga elevada de polvo |
Eficiencia: captura de partículas y protección de la turbina
La eficiencia: La proporción de particulado del aire de entrada que captura el filtro es la métrica de rendimiento reconocida de manera más amplia.
Como los filtros de eficiencia más alta conllevan costos, los operadores deben determinar una calificación de eficiencia que ofrezca retorno de la inversión.
Otros factores que afectan la eficiencia del filtro incluyen el flujo de aire y la caída de presión. Las reducciones en la presión de entrada debido a obstrucciones o elementos de filtro muy pequeños pueden comprometer el rendimiento de la turbina.
Si un filtro funciona a un caudal que excede las especificaciones de diseño, la caída de presión resultante puede mermar el rendimiento del sistema. Con frecuencia, la caída de presión aumenta a medida que se carga el filtro.
No obstante, es necesario hacer concesiones para alcanzar un equilibrio. Como la caída de presión más alta de un filtro de mayor eficiencia igual puede dar lugar a ganancias de largo plazo, los propietarios y operadores de sistemas deben trabajar codo a codo con el proveedor de su filtro para determinar las calificaciones y características óptimas del filtro.
La Figura 1 ilustra cómo un filtro Er2 de eficiencia más baja permite un nivel considerablemente mayor de suciedad después de solo 1,200 horas de funcionamiento que un filtro Er5 de alta eficiencia después de 5,000 horas.
El lavado con agua del compresor de la turbina a gas se puede utilizar para recuperar la salida de potencia debido al ensuciamiento; sin embargo, se puede producir una reducción general de la eficiencia después de lavados reiterados.
La Figura 2 ilustra la salida de potencia y compara la tendencia de una turbina a gas equipada con un sistema Er3/clase F que se somete a varios lavados con la del mismo sistema que usa un filtro de aire particulado de alta eficiencia Er5/(H)EPA que no requirió lavados.
Las líneas descendentes/en pendiente del filtro clase F representan las disminuciones de salida típicas debido al ensuciamiento, seguidas por tendencias al alza debido al lavado.
Después de múltiples lavados, es probable que la salida de una turbina a gas equipada con un filtro Er3 de baja eficiencia sea inferior a la de un filtro Er5 sin lavados.
Estanqueidad: protección frente al agua y la corrosión
De manera muy similar a como el polvo escapa de un sistema de filtración menos eficiente, el agua también puede afectar el rendimiento de la turbina. La humedad que ingresa a la corriente de aire puede introducir sales disueltas y otros sólidos.
Compuestos como óxidos de hierro, cloruros y otros contaminantes, pueden causar corrosión en el transcurso del tiempo. En tal caso, tal vez sea necesario lijar, reparar y rebalancear los álabes de la turbina, medidas que los operadores prefieren evitar.
La estanqueidad es especialmente importante en zonas costeras, donde la humedad marina en un ambiente salino somete a los equipos a una corrosión acelerada.
Por lo tanto, proteger a los equipos en un ambiente salino constituye un factor clave que afecta la durabilidad de las turbinas a gas².
Los fabricantes de turbinas a gas normalmente recomiendan que menos de 0.01 ppm de sal ingrese a la turbina a gas.
En entornos costeros, en un ambiente salino, la sal en el aire puede estar perfectamente en un rango de 0.05 a 0.5 ppm en un día típico.
Los entornos petroquímicos también plantean desafíos, como la posibilidad de que hidrocarburos ingresen a la corriente de aire si no existe una estanqueidad adecuada. Estos productos pueden colocar depósitos gomosos en los álabes y perjudicar el rendimiento.
Velocidad de recuperación de pulsos
Los diseños de entrada incluyen sistemas estáticos y autolimpiantes (por pulsos). La velocidad de recuperación de pulsos mide la frecuencia con que se pueden limpiar los filtros y cuánta caída de presión se puede recuperar cada vez.
En carcasas de filtro diseñadas con pulsos, los filtros se pueden limpiar con la introducción de “pulsos” de aire comprimido que se extrae del aire limpio fuera del filtro.
Esto desprenderá las partículas de suciedad y la mugre del lado aguas arriba del medio de un filtro sucio. Esta práctica puede ayudar a reducir el costo de funcionamiento gracias a que minimiza la caída de presión y, de esta forma, prolonga la vida útil de los filtros y evita paradas no programadas debido al ensuciamiento de los filtros.
En un sistema limpiable por pulsos, esta operación se puede ejecutar durante el funcionamiento de la turbina.
La recuperación alta de pulsos se convierte en la prioridad principal en entornos desérticos o árticos, donde existe una exposición continua al polvo, a la nieve y a la acumulación de hielo o, tal vez, episodios repentinos de carga pesada.
Clasificaciones y normas de eficiencia
La eficiencia de un filtro indica qué tan bueno es el rendimiento de un filtro al comparar la concentración de partículas aguas arriba y aguas abajo del filtro. Esta eficiencia de eliminación por lo general se expresa como un porcentaje de captura.
En la industria de filtración, se han utilizado diversos sistemas de calificación de eficiencia.
| Norma o escala | Rango de clases | Aplicación o significado |
|---|---|---|
| ISO 16890 | ePM1, ePM2.5, ePM10, grueso | Clasificación actual según fracción de tamaño de partículas; sirve para el diseño de etapas de filtrado preliminar y fino |
| EN 779:2012 | G4 a F9 | Clases de filtros gruesos y finos; siguen siendo muy habituales en las especificaciones existentes |
| EN 1822-1:2019 (EPA) | E10 a E12 | Clases de eficiencia para la última etapa de filtrado en los sistemas de admisión de turbinas de gas |
| Escala Donaldson | Er0 a Er5 | Escala integrada para comparar la eficiencia de filtración |
Históricamente, en Estados Unidos, los filtros se han clasificado con una calificación de Valor de eficiencia mínima a informar (MERV, por sus siglas en inglés), que fue desarrollada por la Sociedad Americana de Ingenieros en Calentamiento, Refrigeración, y Aire Acondicionado (ASHRAE, por sus siglas en inglés).
Las calificaciones MERV contemplan de 1 a 16, donde la puntuación más alta indica un mejor rendimiento.
En Europa, se han utilizado dos estándares: Normativa europea (EN) 779 y EN 1822. Los estándares EN 779 incluyen calificaciones de G1-G4, M5-M6 y F7-F9, que, por lo general, contemplan el mismo rango de eficiencias que las calificaciones MERV de 1 a 15.
Los términos EPA y (H)EPA son las mediciones más conocidas para niveles premium de eficiencia de filtración. De acuerdo con los estándares EN 1822, (H)EPA se ha definido como un mínimo de 99.5 por ciento de eliminación del tamaño de partícula más penetrante (MPPS, por sus siglas en inglés).
Los filtros EN 1822 tienen calificaciones de E10-E12, lo que generalmente corresponde a los niveles de filtración EPA y (H)EPA.
En fecha reciente, se introdujo en todo el mundo un nuevo estándar, ISO 16890, con el fin de unificar la manera en que se prueban y califican los filtros.
La metodología se concentra más en las clases de material particulado (MP). El protocolo de prueba ISO 16890 prueba los filtros con particulados de una amplia variedad de tamaños de diámetro y luego, mide el promedio de captura en tres rangos específicos: PM1, PM2.5 y PM10.
Las clases de eficiencia E10 a E12 son las que suelen especificarse para la última etapa de filtrado del sistema de admisión de una turbina de gas.
Las clases HEPA (H13 y superiores) se utilizan raramente debido a su elevada pérdida de presión.
Tipos de filtros para renovar y limpiar el aire
Filtros de estera
Las esteras filtrantes se encargan de la separación gruesa y de la protección contra la intemperie.
En los sistemas de admisión de las turbinas de gas se utilizan cuatro tipos principales de elementos filtrantes, que suelen combinarse en un circuito de filtrado de varias etapas.
Filtros de bolsa
Los filtros de bolsillo (filtros de bolsa) constituyen las etapas de prefiltrado y filtrado fino con una elevada capacidad de retención de polvo.
Los filtros de bolsa, como etapa de prefiltrado o de filtrado fino, ofrecen una elevada capacidad de retención de polvo.
Filtros compactos y de panel en V
Los filtros compactos (V-Panel) proporcionan un alto grado de separación fina cuando la profundidad de instalación es limitada.
Los filtros compactos (V-Panel), como etapa de filtrado fino o final, proporcionan un alto grado de separación de partículas finas con un diseño plano.
Cartuchos cónicos y cilíndricos
Cartuchos filtrantes cónicos y cilíndricos se utilizan en sistemas de filtrado por impulsos (Pulse Jet) autolimpiables en caso de carga de polvo elevada y constante.
Los cartuchos filtrantes autolimpiantes funcionan mediante filtración superficial: en la superficie del cartucho se forma una capa de polvo que se limpia a intervalos regulares, lo que mantiene baja la pérdida de presión de forma permanente incluso con una elevada carga de polvo.
Los cartuchos de esta naturaleza, diseñados especialmente para ciertas áreas, poseen excelentes especificaciones en cuanto a la capacidad de retención de polvo y condiciones de alta carga de polvo.
Placas sinterizadas de plástico
Las placas sinterizadas de plástico son utilizadas en áreas donde se requiere alta eficiencia con menos grosor de medio para soportar la corrosión en aplicaciones de alta temperatura.
Filtración en profundidad y filtración superficial
Los elementos filtrantes estáticos funcionan mediante filtración en profundidad: las partículas penetran en el material filtrante y quedan retenidas en su estructura de fibra.
De este modo se alcanzan altos niveles de eficiencia, y la pérdida de carga aumenta gradualmente a medida que aumenta la carga de partículas, hasta que se sustituye el elemento.
Los cartuchos filtrantes autolimpiantes funcionan mediante filtración superficial: en la superficie del cartucho se forma una capa de polvo que se limpia a intervalos regulares, lo que mantiene baja la pérdida de presión de forma permanente incluso con una elevada carga de polvo.
La filtración en profundidad suele alcanzar mayores grados de separación, mientras que la filtración superficial está diseñada para cargas de polvo elevadas de forma permanente, en las que la regeneración continua es más importante.
Cómo elegir los filtros según el emplazamiento
A la hora de seleccionar filtros para turbinas de gas, no se trata tanto de elegir un único elemento «óptimo» como de adaptar el sistema de filtrado al entorno de funcionamiento y a la máquina que se desea proteger.
El entorno operativo determina los requisitos. Los desiertos y las zonas áridas con una carga elevada y persistente de polvo requieren cartuchos filtrantes autolimpiables que se regeneren continuamente, en lugar de obstruirse y saturarse.
Las ubicaciones costeras y en alta mar conllevan aerosoles salinos y humedad, por lo que requieren diseños de elementos hidrofugantes, así como una etapa de preseparación previa.
Para emplazamientos continentales de clima templado con una carga de polvo baja a moderada, resulta adecuada una línea de filtrado estática de varias etapas compuesta por filtros de bolsa y filtros compactos.
El perfil de tamaño de las partículas, la Humedad del aire y la carga de sal en el emplazamiento determinan conjuntamente tanto el tipo de elemento como la clase de eficiencia.
| Entorno | Problema principal | Solución de filtración indicada |
|---|---|---|
| Desiertos y zonas áridas | Carga elevada y persistente de polvo | Cartuchos filtrantes autolimpiables |
| Zonas costeras y alta mar | Aerosoles salinos, humedad y corrosión | Elementos hidrofugantes y etapa de preseparación previa |
| Clima continental templado | Carga de polvo baja a moderada | Línea estática de varias etapas con filtros de bolsa y filtros compactos |
| Entornos petroquímicos | Hidrocarburos y depósitos gomosos | Filtración con estanqueidad adecuada |
| Entornos árticos | Nieve, hielo y episodios de carga pesada | Alta velocidad de recuperación de pulsos |
Diseño multietapa de un sistema de admisión
Hengst cubre toda la cadena de filtrado del sistema de admisión de una turbina de gas: desde la separación gruesa en las rejillas de protección contra la intemperie, pasando por la filtración fina, hasta la última etapa, que protege la máquina.
Estos tipos de elementos pueden combinarse para formar un sistema de filtrado de varias etapas, adaptado a la ubicación y a la turbina.
El sistema de filtración de aire de una turbina de gas o de un gran compresor constituye una parte vital de cualquier planta.
El volumen de aire de admisión, el entorno y las condiciones de funcionamiento desempeñan un papel importante en el proceso de diseño y selección del elemento filtrante.
Prefiltración y protección contra la intemperie
Las esteras filtrantes se encargan, al inicio del circuito, de la separación gruesa y de la protección contra las inclemencias meteorológicas.
Filtración fina
Los filtros de bolsillo, como etapa de prefiltrado o de filtrado fino, ofrecen una elevada capacidad de retención de polvo.
Los filtros compactos (V-Panel), como etapa de filtrado fino o final, proporcionan un alto grado de separación de partículas finas con un diseño plano.
Etapa final y protección de la máquina
Las clases de eficiencia E10 a E12 son las que suelen especificarse para la última etapa de filtrado del sistema de admisión de una turbina de gas.
Un mayor grado de separación elimina más partículas finas que obstruyen los álabes de las turbinas y los motores.
Calentamiento y enfriamiento del aire de entrada
Los sistemas de calentamiento de entrada para climas fríos están diseñados para proteger las turbinas de gas de los daños debidos a la formación de hielo y para mantener la máquina en funcionamiento con un efecto mínimo sobre el rendimiento.
El hielo puede bloquear el equipo de filtración de entrada, lo que aumenta la pérdida de carga, y potencialmente causar la parada de la turbina de gas.
El rendimiento de la turbina de gas se ve afectado por la temperatura del aire que entra en el compresor. Las turbinas de gas tienen una temperatura nominal de 15 °C (59 °F).
Si la temperatura aumenta por encima de este punto, se produce una pérdida de potencia, pero esta puede restablecerse con soluciones de enfriamiento de entrada.
Sistemas de ventilación asociados
Un sistema de ventilación de la turbina de gas alimenta la carcasa de la turbina de gas y está diseñado para eliminar el aire caliente que se genera cuando la turbina funciona con aire ambiente del exterior.
El aire entrante puede refrigerarse o calentarse en función de las condiciones estacionales y filtrarse para eliminar la contaminación del aire.
- Evita las bolsas de gas en el interior de la carcasa.
- Refrigera los componentes sensibles.
Aplicaciones industriales
Generación de energía
La generación de energía de las turbinas de gas está fuertemente influenciada por la filtración de aire y los desafíos variarán considerablemente dependiendo de si la instalación es de carga base, carga máxima o energía de emergencia.
Las condiciones de funcionamiento se evalúan en combinación con la calidad del aire circundante para asegurar que determinamos la solución correcta para sus demandas de energía.
Las turbinas de gas y motores de gas en centrales eléctricas de carga base, de carga máxima y de ciclo combinado abarcan desde grupos electrógenos de tamaño medio hasta grandes turbinas para la generación de energía.
El aire de admisión limpio limita la suciedad en los álabes y mantiene la potencia nominal y el consumo térmico de la máquina en los niveles previstos en el diseño.
Centros de datos y motores de gas
Los grupos electrógenos de motor de gas para el suministro eléctrico in situ y de emergencia, incluido el suministro independiente de la red eléctrica para centros de datos, aspiran aire en lugares donde suelen darse concentraciones elevadas de polvo o partículas.
Un filtrado de aspiración fiable garantiza la disponibilidad operativa de estos motores y protege el tiempo de funcionamiento que estos aseguran.
Sector marino y alta mar
Las turbinas, los motores y los compresores de los buques y las plataformas marinas aspiran aire salino y húmedo.
Los diseños de elementos repelentes al agua, con una etapa de preseparación previa, protegen la máquina contra la entrada de sal y la corrosión.
Las condiciones ambientales en alta mar son extremadamente duras debido a los altos niveles de sal y humedad en el aire.
Petróleo, gas y estaciones de compresión
Las industrias del petróleo y gas en tierra firme incluyen la producción de GNL, las refinerías de petróleo, el procesamiento de gas y la transmisión de gas.
Las turbinas de gas y los compresores destinados a la compresión en gasoductos y al tratamiento del gas funcionan en entornos aislados y, a menudo, con altos niveles de polvo.
Una filtración fiable permite alargar los intervalos de mantenimiento y evitar paradas imprevistas.
Procesos industriales
AAF puede dar soporte a una amplia gama de industrias mediante soluciones para turbinas de gas y grandes compresores industriales.
Esto incluye la cogeneración con turbinas de gas en la que el vapor se utiliza para impulsar procesos industriales, industrias de separación de aire, producción de fertilizantes y cualquier industria que necesite dampers industriales.
Renovación y purificación del aire en espacios interiores
Los purificadores son sistemas de tipo electrónico que se encargan de eliminar partículas nocivas que están suspendidas en el aire.
Normalmente se componen de un ventilador que se está preparado para aspirar el aire y para llevarlo hacia sus compartimentos internos, donde se encuentran uno o varios filtros.
Estos depuran los elementos contaminantes, de forma que después el propio ventilador se encarga de devolver el aire limpio al recinto de donde se recogió previamente.
Los dispositivos de purificación del aire suelen constar de un motor, un ventilador y un filtro de aire. El motor y el ventilador funcionan para hacer circular el aire, mientras que el filtro trabaja para eliminar los contaminantes del aire a medida que éste pasa por la máquina.
Un purificador de aire es una máquina con un filtro de aire que funciona para eliminar las partículas finas y los gases contaminantes de su atmósfera interior para limpiar el aire y crear un entorno más saludable.
Hay diferentes tipos de dispositivos de purificación del aire. Sin embargo, por lo general funcionan con principios similares, utilizando procesos científicos y mecánicos para eliminar las partículas del aire de un ambiente interior para crear una mejor calidad del aire.
Filtros HEPA para la renovación del aire
El término HEPA es la sigla de High Efficiency Particulate Air Filter (Filtro de Partículas de Aire de Alta Eficiencia). Así que, como su nombre indica, es un filtro que es altamente eficiente a la hora de retener las partículas suspendidas en el aire.
Normalmente, consiste en una serie de fibras de tejido que se distribuyen de forma aleatoria y que, según su diseño, tienen más o menos capacidad de filtrado.
Para medir esto, se toma como base la normativa EN 1822, la cual utiliza las partículas de 0,3 micras (μm) como referencia estándar.
Los filtros HEPA, o filtros de aire de partículas de alta eficiencia, son el tipo más eficiente de filtros de aire mecánicos y deben eliminar al menos el 99,95% de las partículas transportadas por el aire del ambiente.
Por debajo de la eficacia de los HEPA están los filtros EPA (de Alta Eficacia) y por encima los ULPA (de Ultra Baja Penetración).
Aunque en su caso, se considera que los HEPA son plenamente eficaces para la filtración y purificación del aire en ámbitos como el sanitario.
Y es que, sus dos subtipos presentan una eficacia superior al 99,9 %: los H13 están por encima del 99,95 % (solo pasan 50 partículas por cada 100.000) y los H14 son hasta diez veces más efectivos gracias a su filtración del 99,995 % (5 partículas por cada 100.000).
Aspectos que deben evaluarse
Tipo de filtro HEPA, según su grado de retención. Como acabamos de ver, hay distintas catalogaciones y es importante cerciorarse de que están testados, que cumplen con el estándar europeo de filtros absolutos EN 1822-1:2020 y, por supuesto, que son HEPA por sus altos niveles de eficacia.
Potencia de depuración. Un aspecto básico es conocer el área que deberán purificar. Se recomienda calcular su volumen total (multiplicando la superficie por la altura); para, a partir de ahí, consultar en las características del purificador si este tiene la suficiente potencia para limpiar todo ese espacio.
Nivel sonoro. Esto no afectará a la calidad del trabajo que realice el aparato, pero sí a la comodidad de las personas que se encuentren en la clínica o laboratorio.
Se recomienda escoger un purificador HEPA que sea lo más silencioso posible y que, incluso, ofrezca modos de trabajo con poco ruido. En general, una buena referencia pueden ser los 25 o 30 decibelios como nivel máximo de ruido.
Ventajas de los filtros HEPA
- Son altamente efectivos en el filtrado de partículas presentes en el aire.
- Garantizan la pureza del aire de los entornos en los que trabajan, algo de vital importancia en el caso de los centros y laboratorios odontológicos.
- Reducen el riesgo de contagio por aerosoles y, por lo tanto, contienen la transmisión de enfermedades de tipo respiratorio.
- Son duraderos.
Son efectivos en un período que va de los seis meses al año, momento a partir del cual deben ser sustituidos mediante una adecuada manipulación (usando guantes y mascarilla).
Otros métodos de purificación del aire
Filtración mecánica con un medio fibroso
Los sistemas de filtración mecánica, la técnica más utilizada para la purificación del aire, eliminan las partículas contaminantes del aire, como el polvo, los ácaros y el polen, atrapándolas en un filtro fibroso para su eliminación.
Los filtros de aire mecánicos abarcan cualquier tipo de filtro de medios secos, incluidos los filtros de aire desechables que suelen utilizar los sistemas HVAC y los dispositivos HEPA.
Los filtros mecánicos funcionan según dos principios. En la filtración primaria del aire, el polvo se adhiere al filtro. El proceso secundario consiste en eliminar las partículas del medio filtrante.
A medida que el polvo se acumula en el material filtrante, los filtros pierden eficacia, por lo que es vital mantener los filtros limpios para una eliminación óptima de los contaminantes.
Carbón activado y adsorción
No todos los contaminantes del aire son partículas. También hay contaminantes gaseosos, como las moléculas generadas en los procesos de combustión, incluidas las cocinas de gas, los escapes de los vehículos y el humo del tabaco.
El aire también puede contener compuestos orgánicos volátiles (COV), como líquidos de limpieza, adhesivos, pinturas y barnices.
Estas moléculas requieren un filtro de aire especializado diseñado para eliminar los contaminantes gaseosos.
La adsorción es un proceso exotérmico (que libera calor) que utiliza un material con una gran superficie interna, una estructura de poros adecuada y una química de superficie para eliminar las moléculas gaseosas del aire.
El carbón activado es la sustancia más comúnmente utilizada en la filtración del aire.
Sin embargo, es importante tener en cuenta que este proceso no elimina las partículas del aire, sino que simplemente reduce los niveles de gases y olores.
Por ello, los filtros que utilizan un sistema de adsorción suelen combinarse con otros métodos de filtración para proporcionar un aire limpio y evitar que el carbón u otros medios se sobrecarguen de polvo.
Radiación ultravioleta y fotocatálisis
Los filtros catalíticos (UV) emplean la luz de tipo ultravioleta para eliminar virus y bacterias que viajan en las partículas suspendidas en el aire.
Esta destruye su ADN, por lo que es una buena opción para erradicar los patógenos.
La fotocatálisis es otro método para eliminar los contaminantes gaseosos. En lugar de utilizar medios de adsorción, los purificadores de aire fotocatalíticos utilizan luz ultravioleta y un catalizador -generalmente dióxido de titanio- para purificar el aire.
Este proceso funciona utilizando la luz ultravioleta para energizar el catalizador, que luego se dirige a los contaminantes nocivos y los destruye eficazmente.
Aunque puede parecer un método más limpio y seguro que uno que atrapa los contaminantes para su posterior eliminación, los purificadores de aire fotocatalíticos pueden crear trazas de ozono, que es un contaminante atmosférico tóxico que puede inflamar y dañar el tejido pulmonar.
Precipitación electrostática e ionización
Los filtros electrostáticos (ionizantes) utilizan iones cargados electrónicamente que tienen la capacidad de adherirse a las partículas contaminantes para eliminarlas.
Por lo tanto, este tipo de purificadores de aire pueden emitirlos al entorno o simplemente aspiran el aire y lo hacen pasar a través de varillas metálicas que están cargadas con estas moléculas ionizantes.
Estos filtros funcionan mediante el proceso de electromagnetismo, haciendo pasar el aire contaminado por una sección de ionización para extraer los contaminantes del aire y atraparlos para su eliminación.
Como las cargas positivas y negativas se atraen entre sí, este proceso añade una carga eléctrica a las partículas, que luego son atrapadas y almacenadas en una placa plana con carga opuesta para su eliminación.
En el caso de los filtros de aire electrostáticos, no hay ningún medio filtrante, ya que en su lugar se utilizan placas cargadas.
Los filtros de aire electrostáticos son eficaces para atrapar tanto las partículas grandes como las finas.
Es importante señalar que la capacidad de retención no es lo mismo que la eficiencia. Simplemente mide el porcentaje de peso, en gramos de polvo, que un filtro puede retener antes de cargarse.
Plasma
El método del plasma utiliza una corriente de alto voltaje para ionizar el aire y cargar las moléculas del aire.
Esto crea radicales reactivos que atacan y destruyen los contaminantes del aire.
Sin embargo, al igual que la fotocatálisis, este proceso crea los subproductos potencialmente dañinos del ozono y los óxidos de nitrógeno.
Además, los generadores de iones sólo suelen funcionar bien cuando se utilizan junto a otro tipo de filtro de aire, como uno mecánico, para eliminar las partículas del aire.
Purificadores HEPA en espacios odontológicos
Para eliminar los aerosoles, se recomienda ventilar con frecuencia los espacios interiores, renovar el aire y utilizar sistemas de filtrado.
Unas recomendaciones que se hacen más importantes, si cabe, en los entornos odontológicos, donde estas partículas en suspensión inundan el ambiente.
Así lo recuerda la reputada higienista dental Leann Keefer en un artículo publicado en la revista RDH Magazine: “los aerosoles en un entorno odontológico pueden desplazarse hasta 1,2 metros del área de trabajo y permanecer suspendidos hasta 30 minutos”.
En definitiva, es importante que tanto las clínicas como los laboratorios dentales sean ventilados de forma regular y que dispongan de sistemas para renovar y/o filtrar el aire.
Aspecto este último en el que intervienen los purificadores de aire con filtros HEPA.
En cualquier caso, en conjunción con el uso de equipos EPI, la purificación de aire a través de filtros HEPA puede ser el blindaje perfecto contra la transmisión del COVID-19 en los espacios odontológicos.
Así lo confirma un reciente estudio ruso publicado en el JDR Clinical and Translational Research.
Entre los meses de mayo y agosto de 2020, este analizó la seroprevalencia del SARS-CoV-2 en 157 dentistas y asistentes dentales de tres clínicas odontológicas de la ciudad de Ekaterimburgo.
| Clínica | Sistema utilizado | Resultados descritos |
|---|---|---|
| Primera | Sistema de aspiración seco de V6000 con controladores de vacío y filtros de aire HEPA | Un positivo (1,8%) |
| Segunda | El mismo sistema de tipo semiseco con filtros HEPA | Tres positivos (5.0 %) |
| Tercera | Bomba de vacío de aspiración VS900 sin filtros HEPA | 36,6 % de dentistas y asistentes contagiados |
Pues bien, el trabajo reveló que la tercera clínica tuvo las cifras más altas de positivos, ya que hasta el 36,6 % de sus dentistas y asistentes se contagiaron; mientras que en la primera clínica solo hubo un positivo (1,8%) y en la segunda tres (5.0 %).
De esta manera, el sistema de purificación con filtro HEPA y aspiración seca fue el más seguro.
Mantenimiento, sustitución y supervisión
También cabe destacar que debe cambiar el filtro de su purificador de aire con regularidad.
La acumulación de partículas hará que el filtro no funcione con la misma eficacia, lo que anula la mayoría de los efectos positivos del uso de un purificador de aire.
Los filtros son efectivos en un período que va de los seis meses al año, momento a partir del cual deben ser sustituidos mediante una adecuada manipulación (usando guantes y mascarilla).
En sistemas de turbinas a gas, es necesario llevar a cabo una evaluación cuidadosa según el caso para determinar la clasificación de estos factores para una situación local y un presupuesto operativo específico.
La identificación de las prioridades le permitirá incorporar la combinación de diseño de entrada y filtro más adecuada para instalar en su sistema de turbina a gas.
Además, se dispone de un sistema de análisis de la vida útil de los elementos (banco de pruebas móvil) para comprobar in situ la vida útil restante y el estado de los elementos instalados.
Los sistemas de filtración de aire mal especificados o mal mantenidos pueden conducir a un rendimiento del motor inferior al óptimo.
Elementos filtrantes y sistemas completos
Un elemento filtrante es la pieza sustituible que realiza la separación de las impurezas, como un filtro de bolsillo, un filtro compacto, un cartucho filtrante o una estera filtrante.
Un sistema de filtrado completo, también denominado carcasa de filtro, es la carcasa, junto con la tecnología, que aloja los elementos, conduce el Flujo de aire y, en los modelos autolimpiables, controla la limpieza por pulsos.
Si utiliza una carcasa de filtro ya existente, se pueden suministrar los elementos de recambio y actualización adecuados, incluso para carcasas fabricadas originalmente por otros fabricantes.
Si necesita algo más que los elementos, también se puede diseñar la tecnología de filtración y la carcasa completa del filtro como un sistema integrado.
TURBINAS DE GAS: MANTENIMIENTO PROGRAMADO
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