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Filtri d’aria industriali: tipi di filtri per la purificazione dell’aria

Pubblicato da S&P          18/10/2021          Lettura: 3 min.

Nei sistemi di ventilazione l’obiettivo principale dei filtri d’aria industriali è quello di pulire l'aria nell’ambiente riducendo la quantità di particelle in sospensione.

L’utilizzo di questi dispositivi garantisce una qualità dell’aria interna più salubre nei luoghi di lavoro o negli ambienti industriali, soprattutto in quelli dove, a causa di un’attività particolarmente inquinante, è necessario aumentare le misure di sicurezza sul lavoro.

L’accumulo di gas, inquinanti chimici da combustione come monossido di carbonio, polvere, fumo o solventi può compromettere seriamente la salute dei lavoratori e aumentare i livelli di stress, infatti vari studi dimostrano che l’esposizione all’aria inquinata aumenta significativamente i livelli di ormoni associati allo stress, come il cortisolo.

Depurazione dell’aria

Nei processi industriali, l’aria che respiriamo può aumentare notevolmente le particelle sospese, soprattutto nelle aree in cui vengono eseguite molatura, lucidatura, foratura, ecc. Ridurre il contenuto di polvere e particelle sospese presenti nell’aria è l’azione che chiameremo purificazione dell’aria.

I principali parametri che definiscono questo processo sono:

  • Dimensione delle particelle sospese
  • Concentrazione di polvere nell’aria

Esistono diversi tipi di polveri e la dimensione delle loro particelle sospese nell’aria è solitamente espressa in: µm (micron) = 1 mm / 1.000. Si tenga presente che, a seconda dell’ambiente, i parametri di concentrazione delle polveri vengono stabiliti come segue:

Ambiente Concentrazione di polvere mg/m³
Rurale da 0,04 a 0,045
Quartiere periferico da 0,05 a 1
Città da 0,5 a 2
Zona industriale da 0,5 a 5
Via trafficata da 1 a 3
Fabbrica da 0,5 a 9
Fabbrica industriale o miniera     da 9 a 900

Sulla base di questi dati, per la purificazione dell’aria è possibile utilizzare una serie di dispositivi suddivisi in due grandi gruppi:

  • Filtri d’aria
  • Depolveratori

Tipi di filtri

L’utilizzo di filtri o depolveratori dipende sempre dalla dimensione delle particelle contenute nell’aria oltre che dal livello di concentrazione di dette particelle, tenendo conto che il limite massimo di concentrazione di polveri nell’aria per poter utilizzare i filtri è 35 mg/m.

A seconda del diametro delle particelle inquinanti, si applicano diversi tipi di filtri:

  • I filtri a carbone attivo vengono utilizzati per separare virus e particelle di dimensioni molecolari; sono filtri anti odore per il trattamento di inquinanti altamente concentrati o tossici.
  • I filtri elettrostatici si usano per separare la fuliggine e il fumo di tabacco; attraggono e trattengono gli inquinanti come i magneti.
  • Per separare i pollini e la polvere devono essere utilizzati filtri a umido o a secco. I filtri a umido, detti anche filtri viscosi, hanno una rete filtrante, di materiale metallico o fibra, impregnata di un materiale viscoso come olio o grasso. I filtri a secco, invece, sono costituiti da un letto di fibre fini attraverso il quale viene fatta passare l’aria. Nel caso dei filtri a secco, le loro prestazioni aumentano al diminuire della porosità del materiale. Consentono una velocità del flusso d’aria inferiore rispetto ai filtri ad umido, ma la loro durata è minore.

Quando si utilizzano i filtri, è importante che la concentrazione di particelle nell’aria non sia troppo elevata poiché il filtro potrebbe intasarsi ed avere un impatto diretto sui costi di manutenzione dell’impianto.

Tipi di depolveratori

Quando le particelle hanno un diametro di granello superiore a 1 µm, possono essere utilizzati mezzi meccanici per la loro separazione. In questo caso il processo è chiamato “separazione delle polveri”.

I depolveratori si suddividono nelle seguenti tipologie:

  • Separatori a gravità; vengono utilizzati quando le particelle sono grandi. I più comuni sono le camere di sedimentazione.
  • Separatori per forza d’inerzia; un tipo di collettore che sfrutta il principio per cui la massa effettiva delle particelle può essere aumentata applicando la forza centrifuga. Il tipo più caratteristico è il ciclone.
  • Separatori a umido: chiamati in inglese “scrubber”, dove l’acqua viene utilizzata per evitare che le particelle ritornino nel flusso d’aria. In questo tipo di depolveratori l’efficienza e la capacità di purificazione, dipendono significativamente dall’energia utilizzata per trasportare il gas. Per scegliere quello più adatto è necessario tenere conto della dimensione delle particelle da separare e della perdita di carico consentita per la prestazione desiderata.

La perdita di carico

Indipendentemente da tutto ciò, si deve tener conto che un filtro oppone una resistenza al passaggio dell’aria determinando una perdita di carico, espressa in Pascal o mm c.a.

Questa perdita di carico è iniziale, con il filtro pulito, o finale consigliata, ovvero quando il filtro deve essere pulito o sostituito con uno nuovo. Per mantenere costante la portata d’aria, è opportuno prevedere l’aumento delle perdite di carico quando il filtro si intasa, e regolare di conseguenza la velocità del ventilatore o utilizzare serrande regolabili.

L’uno o l’altro sistema di filtraggio implica una maggiore o minore perdita di carico e quindi un maggiore o minore costo di manutenzione. I filtri ad alta efficienza sono logicamente quelli che causano le maggiori perdite di carico, perciò nella progettazione occorre scegliere la giusta efficienza, non di più.

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