10 Pasos para la Filtración Óptima
10 Pasos para la Filtración Óptima
Los filtros para partículas son una necesidad cuando se trata de mejorar la calidad del aire interior, mantener el grado de limpieza requerido en procesos industriales o proteger los componentes de los sistemas HVAC para que operen conforme a diseño, contribuyendo con el ahorro de energía y promoviendo así un medio ambiente sustentable. El uso del filtro apropiado permitirá al usuario obtener ahorros de energía.
El rol y la responsabilidad de los ingenieros han evolucionado con la creciente demanda e importancia de poseer un aire limpio en las instalaciones. Por ello este artículo tiene la finalidad de orientarlo y ofrecer algunas sugerencias para conseguir la óptima purificación del aire.
Una vez seleccionado el filtro, considerando diversos aspectos como el contaminante (tipo y tamaño en el caso de partículas o microorganismos), eficiencia, caída de presión, entre otros, es indispensable supervisar su operación. En caso de una mala instalación o nulo mantenimiento, todo el trabajo se estaría tirando por la ventana, ya que si existen fugas de aire o los filtros están mal instalados, la eficiencia del sistema de filtrado bajará considerablemente.
Esta guía de 10 pasos de NAFA, se desarrolló con el objetivo de lograr la mejor filtración posible para su sistema y contestar las preguntas necesarias para lograr el mejor sistema posible para casi cualquier tipo de aplicación.
1 Evalúe el sistema actual de filtración
El primer paso consiste en analizar el sistema actual de filtración y la condición de las conexiones que lo rodean. Si el sistema es muy anticuado esto hará muy costosa su reparación, por lo que probablemente sea necesaria la instalación de uno nuevo.
Pregúntese ¿se encuentran en buen estado los reguladores de tiro, deflectores de retorno, ventiladores y motores, charolas de drenaje, serpentines, compuertas de acceso, empaques en general y otras partes del sistema HVAC que afecten de forma importante el funcionamiento del sistema de filtración?
¿Está intacto y libre de fugas el collarín vibratorio? ¿Se encuentra limpia y libre de oxidaciones, contaminación por microorganismos y suciedad, la cámara que rodea los filtros y el equipo mecánico?
¿Se encuentran los ductos libres de suciedad acumulada y polvo, así como el serpentín limpio y libre de restricciones? Si determina que los componentes principales del sistema HVAC, incluyendo los filtros, están en buen estado, proceda al siguiente paso. En caso contrario, límpielos o retire y reemplace los elementos necesarios para dejar el sistema en condiciones de operación.
Para la adecuada selección del filtro necesitamos identificar las partículas que influyen en nuestra salud y confort
2 Sellado
Un hueco del tamaño de un cabello humano (100 micrones de diámetro aproximadamente) es lo suficientemente grande para permitir que los contaminantes escapen en el proceso de filtración. De tal forma que si sólo se incrementa la eficiencia de los filtros sin cuidar el “bypass” no aportará beneficios.
Con el fin de evitar la entrada de contaminantes se debe de sellar cada agujero y/o fuga que se presenten en o alrededor de los filtros. Se recomienda un buen sellador de silicón, u otro material de sellado que no encoja o se reseque, y selle las juntas viejas, grietas y agujeros en los ductos que rodean el material de filtración. Instale nuevos empaques en las puertas, ductos y otras superficies donde los filtros entran en contacto con superficies de metal.
3 Determine el tamaño de partículas a filtrar
El aire es una mezcla de oxígeno 21%, nitrógeno 78%, argón 1% y otros gases. Adicionalmente el aire puede incluir partículas o gases mismos que son generados por la naturaleza, por los seres humanos o por procesos industriales.
Para la adecuada selección del filtro necesitamos identificar las partículas o gases que influyen en nuestra salud o confort y que pueden dañar los espacios que ocupamos o afectar los productos o componentes que estamos fabricando. Las partículas se miden en micras o micrones. Un micrón equivale a la millonésima parte de un metro.
Hay ciertas aplicaciones que generan tipos y tamaños estándar de partículas contaminantes (por ejemplo, las áreas de archivo y manejo de papel, generan polvo de papel; las máquinas copiadoras e impresora láser, generan partículas de carbón).
Puede consultar una gráfica de tamaños de partículas o utilizar un contador de partículas para tener una imagen clara de los tamaños de partículas. Ahora, determine cuántas de estas partículas desea retirar. Por ejemplo, quizá quiera retirar todas las partículas de 1 micrón, y mayores, de la corriente de aire con un porcentaje de eficiencia mínima del 95%.
El uso del filtro apropiado permitirá al usuario obtener ahorros de energía
4 Determine el MERV (Valor Reportado de Eficiencia Mínima)
Uno de los estándares del ASHRAE para determinar el desempeño de los filtros es el 52.2. El estándar 52.2 nos reporta el MERV (Valor Reportado de Eficiencia Mínima) de un filtro. La prueba del MERV utiliza como desafío cloruro de potasio en aerosol de 0.3 micras a 10 micras, agrupados en 12 rangos de tamaños.
Para determinar el MERV se realizan seis pruebas para cada una de los 12 rangos de tamaños, utilizando un contador de partículas. Después de una prueba inicial (filtro limpio) se carga o satura el filtro con polvo en 5 ciclos. La eficiencia mínima de cada uno de los 12 rangos se utiliza para crear una curva mínima compuesta.
Una vez que se determina la eficiencia se utiliza una tabla para determinar el MERV expresado en una escala de 1 a 16
El MERV nos da información específica y valiosa acerca del desempeño mínimo para remover partículas de un tamaño determinado a una velocidad de aire, a diferencia del estándar 52.1 que expresa sólo un promedio.
Si conocemos el contaminante a remover podemos determinar su tamaño. Las tablas del MERV pueden ser utilizadas para determinar exactamente que filtro removerá este tamaño de partícula. Por ejemplo, si desea remover por lo menos el 75% de todas las partículas de 0.3 micrones y mayores, seleccione un filtro MERV13.
5 Determine la caída de presión para los filtros
Cada sistema tiene sus propias especificaciones respecto a la presión máxima permisible para los filtros de aire y cada filtro tiene una resistencia al paso del aire, conocida como caída de presión, dentro de la que puede operar.
Antes de reemplazar por un filtro de mayor eficiencia es primordial asegurarse de instalar un filtro que no rebase las especificaciones del sistema, ya que esto puede reducir el volumen (cfm) de aire, lo cual puede traer consecuencias como afectar la operación de los serpentines u otros componentes.
Si se presentara una situación similar, deberá instalar un filtro con la misma, o ligeramente mayor, resistencia al flujo de la del filtro que está retirando. El filtro a elegir debe de remover la mayor parte de las partículas aerotransportadas y proveer un adecuado flujo del aire para mantener una operación satisfactoria del sistema HVAC.
En el siguiente número de la revista Mundo HVAC&R, le entregaremos los últimos pasos para realizar una filtración óptima, y con ello hacer más eficientes los sistemas de purificación de aire en el interior de los inmuebles.
| Tabla 1. Guia de aplicaciones de NAFA | |||||
| Estándar 52. 2 ASHRAE MERV | Estándar 52.1 ASHRAE Eficiencia | Estándar 52.1 ASHRAE Arrestancia | Tamaño de Partícula y Contaminante | Aplicaciones comunes y limitantes | Tipo de Filtro |
| 1-4 | <20% | 60 a 80% | 10.0 micras
Fibra de alfombra Fibras textiles / Acaros Polvo de Pintura en Spray Musgo Español |
Residencial / Mínimo
Comercial / ligero Protección de Equipo Protección Mínima |
Lavables metálicos,mesh, latex, cola de marrano poroflex, electroestáticos pasivos, fibra de vidrio, sintéticos tipo panel. |
| 5-8 | <20 a 35% | 80 a 95% | 3.0-10.0 micras
Leche en Polvo / Polvo de Pudín Polvo de cemento Protector de textiles / Moho Spray de Cabello / Esporas |
Edificios Comerciales
Residencial / Mejor Área de Trabajo Industrial Casetas de Pintura |
Pliegues,
densidad progresiva, tipo cubo, sintéticos. |
| 9-12 | 40 a 75% | >95 a 98% | 1.0-3.0 micras
Humos de soldadura / Gotas de nubulilizador Emisiones automotrices Polvo de carbón / Harina molida Polvo de plomo / Polvo del Deshumdificador / Legionella |
Residencial / Superior
Edif. Comerciales / Mejor Hospitales Laboratorios Áreas de Trabajo Ind./ Mejor |
Bolsa
Tipo cartucho Rígidos |
| 13-16 | 80-95% | >98 a 99% | 0.3 -1.0 micras
Bacterias / Humo de tabaco Aceite de Cocina / Casi todo el humo / Polvo insecticida Toner de copiadora / Polvo Facial/ Pigmentos de pintura |
Edif. Comerciales / Superior
Hospitales y Clínicas Cirugía General Remoción de Humo |
Bolsa
Tipo Cartucho Rígidos |
| 17-20 | 99.972
99.992 99.9992 |
N/A | < 0.3 micras
Humo de combustión Sal de Mar / Polvo de Carbón Virus |
Cuarto limpios
Cirugía de Alto Riesgo Material Radioactivo Industria Farmacéutica |
Absolutos (HEPA/ULPA) |
Hoy en día con el desarrollo de nuevas tecnologías en la media de filtración y a mejores técnicas de fabricación, se tienen más opciones para lograr niveles mayores de filtración (números MERV más altos) con una menor caída de presión. Para obtener más información sobre el desempeño de estos filtros, consulte a su distribuidor.
7. Verifique costos de ciclo de vida útil antes de adquirir los filtros
Cuando dos o más sistemas de filtrado pueden dar el mismo nivel de limpieza, pero son diferentes en uno o más aspectos, un costo de ciclo de vida puede ser útil. El costo total del uso de los filtros es una combinación de varios costos de los cuales más del 80% es el consumo de energía eléctrica. Los costos iniciales son menores y no reflejan el costo mayor que pagará a la larga. Otros costos del ciclo de vida útil que deberá incluir son:
Costos por embarque y almacenamiento. Muchas veces estos costos están adjuntados a la factura del equipo y representan del 5 al 10% de los costos adicionales.
Costos por daños a la mercancía. Durante su empaque y envío, los filtros se pueden dañar con facilidad y algunos fabricantes no aceptan devoluciones por este concepto.
Costos de instalación. Algunos filtros tienen un área mayor de filtración y pueden retener más polvo y partículas, los cuales permanecen en el sistema durante más tiempo reduciendo así el costo de la mano de obra para su cambio y reemplazo.
Honorarios por disposición del material usado. Los costos por disposición de los filtros desechados son escalatorios y pueden agregar otro 10% al costo de su filtro.
Con el desarrollo de nuevas tecnologías y gracias a mejores técnicas de fabricación se tienen más opciones para lograr niveles mayores de filtración
8. Asegúrese de instalar los filtros correctamente
Para que los filtros se desempeñen de acuerdo a sus especificaciones es necesario instalarlos correctamente. Una instalación incorrecta causa pérdidas de tiempo y puede disminuir la eficiencia de un sistema. Para evitar problemas se recomienda lo siguiente:
• Instalar filtros con los pliegues o bolsas verticales
• Instalar los filtros de acuerdo a la dirección del flujo del aire
• Revisar que no haya daños a la media filtrante
• Asegurarse que es el tamaño y tipo correcto de filtro
• Revisar empaques y asegurarse que no existan fugas de aire especialmente entre los filtros de alta eficiencia
9. Revise su trabajo
Debe observar muy de cerca el primer ciclo de sus filtros, asegurándose del buen funcionamiento de todos los componentes del sistema y de la precisión de las lecturas en los instrumentos de medición.
10. Lleve buenos registros y disfrute los beneficios
Los filtros mecánicos requieren poco mantenimiento, el procedimiento principal es observar y registrar la caída de presión. Un registro preciso puede ayudar a determinar el punto óptimo para el reemplazo contribuyendo a un ahorro de energía y mejoramiento en la calidad del aire.
El trabajo de diseño se pierde si se desconoce la importancia, el beneficio y el valor agregado de un sistema de filtración. Es primordial que el personal conozca el cuándo, por qué y cómo dar servicio al sistema.
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