Filtros de aire industriales: tipos de filtros para la depuración del aire

Filtros de aire industriales: tipos de filtros para la depuración del aire

Los filtros de aire industriales en sistemas de ventilación tienen como misión principal limpiar el aire del ambiente disminuyendo la cantidad de partículas que se encuentran en suspensión. Con la utilización de estos dispositivos se garantiza una calidad del aire interior de mayor salubridad en lugares de trabajo o zonas industriales, especialmente en aquellos en los que, por desarrollarse una actividad especialmente contaminante, se hace necesario incrementar las medidas de seguridad laboral.

La acumulación de gases, los contaminantes químicos procedentes de combustiones como el monóxido de carbono, el polvo, el humo o los disolventes pueden afectar seriamente a la salud de los trabajadores y elevar los niveles de estrés dado que, diversos estudios demuestran que la exposición al aire contaminado incrementa significativamente los niveles de hormonas asociadas al estrés, como el cortisol.

Depuración del aire

En procesos industriales el aire que respiramos puede incrementar notablemente las partículas en suspensión especialmente en áreas en las que se realizan procesos de triturado, pulido, taladrado, etc. Disminuir el contenido de polvo y partículas en suspensión presentes en el aire es la acción que denominaremos depuración del aire.

Los principales parámetros que definen este proceso son:

  • Tamaño de las partículas en suspensión
  • Concentración de polvo en el aire

Existen distintos tipos de polvo y el tamaño de sus partículas que pueden encontrarse en suspensión en el aire se expresa habitualmente en: µm (micras) = 1 mm /1.000. Hay que tener en cuenta que, en función de los ambientes, se establecen unos parámetros de concentración del polvo que serían los siguientes:

Ambiente Concentración polvo mg/m³
Rural 0,04 a 0,045
Barrio Periférico 0,05 a 1
Ciudad, general 0,5 a 2
Zona industrial 0,5 a 5
Calle, ciudad 1 a 3
Fábricas 0,5 a 9
Fabril o de minas con mucho polvo 9 a 900

A partir de estos datos, para la depuración del aire se podrá utilizar una serie de dispositivos divididos en dos grandes grupos:

  • Filtros de aire
  • Separadores de polvo

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Tipos de filtros y separadores

La utilización de filtros o separadores de polvo depende siempre del tamaño de las partículas contenidas en el aire además del nivel de concentración de dichas partículas, teniendo en cuenta que, el límite superior de concentración de polvo en el aire para poder emplear filtros es de 35 mg/m³.

En función del diámetro de las partículas contaminantes se aplicará un tipo distinto de filtros:

  • Para la separación de virus y partículas de tamaño molecular se utilizan filtros de carbón activo; son filtros desodorizantes para el tratamiento de contaminantes de fuerte concentración o tóxicos.
  • Para separar hollín y el humo de tabaco deben utilizarse filtros electrostáticos; atraen y retienen los contaminantes como imanes.
  • Para separar polen y polvo deben utilizarse filtros húmedos o secos. En el caso de los filtros húmedos se denominan también viscosos por su entramado filtrante de material metálico o fibra impregnado de una materia viscosa como aceite o grasa. Los filtros secos, sin embargo, están formados por un lecho de fibras finas a través del cual se hace pasar el aire. En el caso de los filtros secos, su rendimiento aumenta a medida que la porosidad del material es menor. Permiten una velocidad de paso del aire más reducida que los filtros húmedos pero su duración es menor.

A la hora de emplear filtros, será importante tener en cuenta que la concentración de partículas en el aire no sea demasiado elevada ya que el filtro podría quedar colapsado e incidir directamente en el coste del mantenimiento de la instalación.

Tipos de separadores de polvo

Cuando las partículas tienen un diámetro de grano superior a 1 µm pueden emplearse medios mecánicos para su separación. En este caso el proceso se denomina “separación de polvo”.

Estos separadores de polvo se clasifican de la siguiente manera:

  • Separadores por gravedad; se utilizan cuando las partículas son de gran tamaño. Los más típicos son las cámaras de sedimentación.
  • Separadores por fuerza de inercia; un tipo de colector que utiliza el principio que la masa efectiva de las partículas puede incrementarse mediante la aplicación de la fuerza centrífuga. El tipo más característico es el ciclón.
  • Separadores húmedos: llamados en inglés “scrubbers”, en los que se utiliza el agua para evitar que las partículas vuelvan a la corriente de aire. En este tipo de separadores, el rendimiento, así como la capacidad de purificación depende de manera muy importante de la energía empleada para vehicular el gas. Para elegir el más adecuado habrá que tener en cuenta el tamaño de las partículas a separar y la pérdida de carga permitida del rendimiento deseado.

La pérdida de carga

Independientemente de todo lo anterior, habrá que tener en cuenta que un filtro opone una resistencia al paso del aire originado una pérdida de carga, expresada en Pascales o mm c.d.a., que deberá vencer la presión del ventilador que impulse aire a través del mismo.

Esta pérdida de carga es inicial, con el filtro limpio, o bien final recomendada, que es cuando el filtro debe limpiarse o reponerse por otro nuevo. Para mantener el caudal de aire uniforme debe preverse el aumento de pérdida de carga a medida que se colmata el filtro, a través de una regulación de la velocidad del ventilador o bien por compuertas graduables.

Un sistema u otro de filtraje supone una mayor o menor pérdida de carga y por ende un mayor o menor coste de mantenimiento. Los filtros de alta eficiencia lógicamente son los que mayor pérdida de carga provocan, por lo que debe escogerse en el proyecto la eficiencia justa y no más.

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