El filtro HEPA es comúnmente utilizado en instalaciones cuando el espacio controlado requiere una clasificación de área limpia equivalente a ISO 7 Grado C, o mayor. También es utilizado en equipos de flujo laminar donde se requiere de máximo grado de esterilidad y en equipos de seguridad biológica como aisladores.
Estos filtros poseen un entramado en sus microfibras capaces de retener partículas muy pequeñas del orden de 0,3 micrones y menores con una eficiencia de 99,99%.
Se estima que más del 90% de las partículas ambientales en el aire exterior tienen un tamaño inferior a 0,5 micrones y comprenden el 1% de la masa. Menos del 2% de las partículas tienen un tamaño mayor a 1 micrón y comprenden el 97% de la masa de aire.
Esto hace suponer que si sometemos a un filtro HEPA a interceptar una masa de aire exterior, notaríamos que en una forma muy rápida el filtro se saturaría con partículas de los tamaños mayores.
De esta manera el primer punto para optimizar el rendimiento de los filtros HEPA es instalar aguas abajo de estos filtros, otros de menor eficiencia, pero capaces de retener la mayor masa de partículas de tamaños iguales y mayores a 1 micrón.
Otro punto importante es hacer que el flujo de aire que atraviese el medio filtrante en una instalación lo haga con velocidades promedio <1,2 m/seg. Velocidades bajas mejoran el rendimiento del filtro, aseguran una vida útil más prolongada y además disminuye la caída de presión en el medio filtrante, lo que se refleja en menor consumo de energía.
Es posible que aumentar la superficie filtrante en una instalación de HVAC en principio resulte de mayor inversión inicial, pero desde el punto de vista de sustentabilidad se aseguran los reintegros. Hay que tener en cuenta que cuando se reemplaza un filtro HEPA, no solamente se debe analizar el costo del filtro, sino también se tiene que considerar el costo de realizar el ensayo de integridad y estanqueidad correspondiente para verificar su instalación; y además, en casos críticos, y en muchos países, deberán incorporar los costos asociados al desecho de dicho filtro ya que como material potencialmente contaminado no puede simplemente “tirarse a la basura”. Esto trae aparejado la necesidad de personal idóneo y competente para estas tareas.
Es una práctica cada vez más común utilizar un sistema de monitoreo y control del filtro que permita variar la velocidad del ventilador a medida que el filtro se vaya ensuciando, asegurando un caudal constante en el medio filtrante.
Problemas que afectan la vida útil de los filtros HEPA
Es cierto que la vida útil de los filtros HEPA puede ser prolongada en años si se tomaron los recaudos anteriormente definidos, pero existe una degradación en el tiempo del sello del gel de siliconas utilizado en la fabricación de los filtros que si bien no afectan a la integridad del filtro pero pueden presentar decoloración amarillenta del medio filtrante que puede producir problemas de esterilidad.
Los ensayos de integridad realizados con una exposición prolongada de aerosoles (PAO, DOP, etc.,) aceleran la velocidad de degradación del gel, además de saturar por ensuciamiento la superficie de los filtros, repercutiendo en la eficiencia de los mismos.
La exudación de los filtros HEPA puede evidenciarse cuando se los somete a pruebas de campo que son más rigurosas que sus condiciones de prueba de fábrica. Pudiendo ser los siguientes casos:
• La velocidad medida en campo es mayor que en las pruebas en fábrica.
• El tamaño de promedio de aerosoles son menores que en las pruebas de fábrica.
• El filtro HEPA no está correctamente especificado para las condiciones de campo.
Divergencias al definir los ensayos de integridad en campo.
Los tamaños de las partículas del aerosol generadas por generadores neumáticos con boquillas tipo Laskin son más grandes que aquellas generadas por generadores de cámara caliente de 0,5 a 0,7 micrones en comparación con 0,2 a 0,3 micrones.
Esto aclara el concepto de que un filtro HEPA puede pasar una prueba de integridad en la fábrica con un generador de compresión neumática y boquillas tipo Laskin (de 0,5 a 0,7), y fallar un ensayo de integridad en campo con un generador de cámara caliente debido a la exudación de demasiadas partículas pequeñas.
Cómo impacta la velocidad del aire en la eficiencia del filtro
La velocidad de aire tiene un impacto significativo en el rendimiento de los filtros, especialmente en los filtros HEPA. Al aumentar la velocidad del aire en la superficie del medio filtrante reducirá la eficiencia del filtro.
Por tal motivo es necesario en el momento de realizar un ensayo de integridad de un filtro HEPA, tomar registro de la velocidad en la parte frontal del filtro para analizar correctamente la muestra. En caso que fuera necesario, y se encuentren los datos disponibles, se podría comparar con la velocidad en que realizó en fábrica.
La optimización como pauta de sustentabilidad
Los sistemas de HVAC constituyen un desafío importante en lo que se refiere a eficiencia energética, ya que consumen gran parte de la energía total de una planta conformada de áreas limpias.
Fijarse como objetivo la optimización y conservación de la vida útil de los filtros exige una mirada amplia al momento de definir el diseño del sistema de filtración.
Establecer además un correcto procedimiento de mantenimiento sin dudas asegura el rendimiento de los filtros favoreciendo la eficiencia de filtrado, al mismo tiempo que se reduce considerablemente en consumo de energía, se podría considerar esta práctica como una buena pauta de sustentabilidad.
