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Tecnología del Aire Limpio
presentado por
National Air Filtration Association
Promoviendo la Industria del Aire Limpio Mundialmente
Copyright 2003 V3
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Propósito
Comprender los principios de la filtración del aire Aprender acerca de los métodos de prueba
ASHRAE 52.1 ASHRAE 52.2 – MERV DOP para filtros HEPA
Eliminación de contaminantes en fase molecular Adsorción – Carbón Activado Quimioadsorción – Permanganato de Potasio
Calidad del Aire Interior
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Mecanismos de la Filtración de Partículas
Colado Impacto Intercepción Difusión Atracción Electroestática
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Colado
Flujo de Aire Fibra
Las partículas muy grandes son capturadas entre dos fibras.
Partícula
Flujo de Aire
Flujo de Aire
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Impacto
FibraFlujo de Aire
Las partículas grandesno siguen la corrientede aire y continúan consu dirección originalimpactándose con lafibra debido a su inercia.
Partícula
Flujo de Aire
Flujo de Aire
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Intercepción
Flujo de Aire Fibra
Las partículas medianas siguen la corriente de aire y entran en contacto con la fibra cuando están lo suficientementecerca de ella. Influye el tamaño de la fibra.
Partícula
Flujo de Aire
Flujo de Aire
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Difusión
FibraFlujo de Aire
Las partículas pequeñas se mueven aleatoriamente a través del flujo de aireentrando en contactocon las fibras por el movimiento BrownianoÓptimo a bajo flujo de aire.
Partícula
Flujo de Aire
Flujo de Aire
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Atracción Electroestática
Flujo de Aire Fibra
Las partículas son atraídas a la fibra debido a la atracción electroestática (carga) de la fibra, la cual es opuesta a la carga de lapartícula.
Partícula
Flujo de Aire
Flujo de Aire
-+
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Gráfica de los Principios
Efectos Teóricos del Impacto, Intercepción, y Difusión en la Eficiencia del Filtro
Velocidad
Efi
cie
nc
ia
Impacto
Difusión
Intercepción
V
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Distribución por Tamaño de Partículas en la Atmósfera
Fuente: Guía NAFA para la Filtración del Aire
30 micrones
10 micrones
5.0 micrones
3.0 micrones
1.0 micrón<1.0 micrón
Tamaño de la Partícula(Micrón)
Porcentaje de Partícula por Conteo
0.005%
0.175%
0.25%
1.07%
98.5%
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Dispersión de Partículas Inhaladas por el Sistema Respiratorio Humano
Diámetro Aerodinámico (micrones)
Región Probable de Depósito
> 9.0 Fliltrado por la nariz
6.0 – 9.0 Se deposita en la laringe
4.6 – 6.0 Se deposita en la tráquea y bronquios primarios
3.3 – 4.6 Se deposita en los bronquios secundarios
2.15 – 3.3 Se deposita en los bronquios terminales
0.41 – 2.15 Se deposita en los alvéolos
< 0.41 Se pueden exhalar
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Tamaños Específicos de Contaminantes
Microscopio electrónico Microscopio Ojo humano
0.001 µ 0.01 µ 0.1 µ 0.5 µ 1.0 µ 10 µ 100 µ
Bacterias
Vírus
Humo de Tabaco
Esporas de planta
Grasa / Humo de Cocina
Caspa animal Cabello
Polvo
Fertilizante
Polvo de insecticida
Polvo de carbón
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Métodos de Prueba de Filtración de Aire
ASHRAE 52.1 – 1992 (está siendo retirado)
ASHRAE 52.2 - 1999
Di-octil-ftalato (DOP) y Poly-alpha olafins (PAO)
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ASHRAE 52.1
Un examen destructivo para medir la eficiencia promedio, caída de presión y la capacidad de retención polvo en filtros de baja, mediana y alta eficiencia – hasta 95%.
El aerosol para la prueba es el polvo estándar sintético ASHRAE:
– Polvo del desierto de Arizona clasificado por tamaño.– Hilachas de algodón.– Carbón negro.
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ASHRAE 52.1
Resistencia Inicial Presión requerida para mover el aire a través del
filtro a un cierto flujo de aire. Medido y reportado en pulgadas de columna de
agua, pascales o milímetros de agua.
Capacidad de Retención de Polvo Cantidad de polvo que un filtro captura al final de
la prueba. Medido en gramos.
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ASHRAE 52.1
Arrestancia – Utiliza Polvo de Prueba ASHRAE. Porcentaje de polvo expresado en peso que retiene un filtro. Si el filtro retiene 60 gramos de 100 que se alimentaron, la
arrestancia es del 60%. (7.7 µm)
Eficiencia- Utiliza Aire del Exterior. Porcentaje de polvo retenido con capacidad de manchar. Utiliza la opacidad de la luz en un papel filtro HEPA.
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ASHRAE 52.2
Prueba destructiva para medir la eficiencia mínima (MERV).
El aerosol para la prueba de eficiencia es cloruro de potasio (KCl), 0.3 a 10 micrones.
El polvo ASHRAE se utiliza para alcanzar la caída de presión deseada.
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ASHRAE 52.2
Resistencia InicialPresión requerida para mover aire a través del filtro a un cierto flujo, medido y reportado en pulgadas de columna de agua, pascales o milímetros de agua.
Resistencia Final
Presión en la cual el filtro puede ser
considerado totalmente saturado.
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Salida
Aire Interior
Filtros deSalida
ToberaASME
Mezcladora Posterior
Ventilador Válvula deControlde Flujo
Filtros deEntrada
Generadorde Aerosol
MezcladoraPrevia
Contador de Partículas
Sección de Dispositivo
Filtro de Respaldo(Usado para acumularpolvo)
ASHRAE 52.2 Configuración de Ducto para Prueba
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Saturación Típico 52.2
Hoja de Resultados de Prueba
Rango tamaño
(micrones)
Eficiencia fraccional (%) @ P (“W.G.)
Mínimos compuestos
Promedio compuestos0.28 0.32 0.46 0.64 0.82 1.00
0.3 to 0.4 2.7 6.7 17.2 29.4 37.1 37.9 2.7
E1 = 9.80.4 to 0.55 7.8 15.9 27.7 43.3 53.2 54.6 7.8
0.55 to 0.7 11.2 30.2 46.0 60.7 70.5 71.6 11.2
0.7 to 1.0 17.6 42.6 59.3 73.7 81.3 81.8 17.6
1.0 to 1.3 20.4 51.6 70.3 80.8 83.7 85.2 20.4
E2 = 27.21.3 to 1.6 23.9 58.2 76.5 84.7 86.1 87.2 23.9
1.6 to 2.2 28.3 69.6 84.1 89.1 90.2 91.0 28.3
2.2 to 3.0 36.3 83.9 91.9 94.2 94.4 93.2 36.3
3.0 to 4.0 39.4 89.4 93.7 95.8 96.4 94.9 39.4
E3 = 44.84.0 to 5.5 42.8 90.6 95.3 96.5 97.9 95.6 42.8
5.5 to 7.0 46.5 92.3 97.1 98.0 98.4 97.9 46.5
7.0 to 10.0 50.4 94.8 97.5 98.3 100 99.2 50.4
Valor Mínimo Reportado de Eficiencia: MERV 6 @ 492 PPM
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Curva Mínima Compuesta
Valor Mínimo Reportado de Eficiencia
0
20
40
60
80
100
0.35 0.47 0.62 0.84 1.14 1.44 1.88 2.57 3.46 4.69 6.2 8.37 10
Tamaño de Partícula - Micrones
% E
ficie
ncia
de
rem
oció
n po
r ta
mañ
o de
par
tícu
la
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Parámetros MERVTabla 7.2.1
Est. 52.2 Valor Mínimo
Reportado de Eficiencia (MERV)
Eficiencia compuesta promedio por tamaño de partículas, % Rango de Tamaño, mm
Est. 52.1, %, Arestancia Promedio
Resistencia Mínima Final
0.3 a 1.0
E1
1.0 a 3.0
E2
3.0 a 10
E3
PaPulg. en Col
de Agua
1 n/a n/a E3 < 20 Aavg < 65 75 0.3
2 n/a n/a E3 < 20 65 ≤ Aavg < 70 75 0.3
3 n/a n/a E3 < 20 70 ≤ Aavg < 75 75 0.3
4 n/a n/a E3 < 20 75 ≤ Aavg 75 0.3
5 n/a n/a 20 ≤ E3 < 35 n/a 150 0.6
6 n/a n/a 35 ≤ E3 < 50 n/a 150 0.6
7 n/a n/a 50 ≤ E3 < 70 n/a 150 0.6
8 n/a n/a 70 ≤ E3 < 85 n/a 150 0.6
9 n/a E2 < 50 E3 ≥ 85 n/a 250 1.0
10 n/a 50 ≤ E2 < 65 E3 ≥ 85 n/a 250 1.0
11 n/a 65 ≤ E2 < 80 E3 ≥ 85 n/a 250 1.0
12 n/a E2 ≥ 80 E3 ≥ 90 n/a 250 1.0
13 E1 < 75 E2 ≥ 90 E3 ≥ 90 n/a 350 1.4
14 75 ≤ E1 < 85 E2 ≥ 90 E3 ≥ 90 n/a 350 1.4
15 85 ≤ E1 < 95 E2 ≥ 90 E3 ≥ 90 n/a 350 1.4
16 E1 ≥ 95 E2 ≥ 90 E3 ≥ 90 n/a 350 1.4
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Parámetros MERVTabla 7.2.1
Est. 52.2 Valor Mínimo
Reportado de Eficiencia (MERV)
Eficiencia compuesta promedio por tamaño de partículas, % Rango de Tamaño, mm
Est. 52.1, %, Arestancia Promedio
Resistencia Mínima Final
0.3 a 1.0
E1
1.0 a 3.0
E2
3.0 a 10
E3
PaPulg. en Col
de Agua
1 n/a n/a E3 < 20 Aavg < 65 75 0.3
2 n/a n/a E3 < 20 65 ≤ Aavg < 70 75 0.3
3 n/a n/a E3 < 20 70 ≤ Aavg < 75 75 0.3
4 n/a n/a E3 < 20 75 ≤ Aavg 75 0.3
5 n/a n/a 20 ≤ E3 < 35 n/a 150 0.6
6 n/a n/a 35 ≤ E3 < 50 n/a 150 0.6
7 n/a n/a 50 ≤ E3 < 70 n/a 150 0.6
8 n/a n/a 70 ≤ E3 < 85 n/a 150 0.6
9 n/a E2 < 50 E3 ≥ 85 n/a 250 1.0
10 n/a 50 ≤ E2 < 65 E3 ≥ 85 n/a 250 1.0
11 n/a 65 ≤ E2 < 80 E3 ≥ 85 n/a 250 1.0
12 n/a E2 ≥ 80 E3 ≥ 90 n/a 250 1.0
13 E1 < 75 E2 ≥ 90 E3 ≥ 90 n/a 350 1.4
14 75 ≤ E1 < 85 E2 ≥ 90 E3 ≥ 90 n/a 350 1.4
15 85 ≤ E1 < 95 E2 ≥ 90 E3 ≥ 90 n/a 350 1.4
16 E1 ≥ 95 E2 ≥ 90 E3 ≥ 90 n/a 350 1.4
E1 = 9.8%
E2 = 27.2%
E3 = 44.8%
MERV 6
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ASHRAE 52.2
Valor Mínimo Reportado de Eficiencia (MERV)
Eficiencia por tamaño de partícula reportada con un número – 1 al 16.
Equivalente 52.1
0102030405060708090
100
0.30
0.35
0.47
0.62
0.84
1.14
1.44
1.88
2.57
3.46
4.69 6.
2
8.37 10
Tamaño de Partículas en Micrones%
Efi
cien
cia
95%
85%
65%
25%
Curva Típica de Eficiencia
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Filtros para partículas –MERV 1-16
ASHRAE 52.2
Valor Mínimo Reportado de Eficiencia– con gráficas mostrando la eficiencia de eliminación.
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Prueba para filtros HEPA/ULPA
Prueba no-destructiva de penetración.
Utiliza di-octil-ftalato (DOP) como aerosol o poly-alpha-olafins, aerolisado a 0.3 micrones
Un instrumento mide la intensidad total de luz dispersa por un aerosol tanto de entrada como de salida.
Eficiencia fraccional medida por un contador de partículas láser– Esferas látex poliestireno (PSL)
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UL-900
Prueba destructiva para medir la cantidad de humo y llama que emite un filtro cuando es expuesto a fuego o aire caliente.
– Clase 1: emiten cantidades insignificantes de humo y llamas
– Clase 2: se permite humo y llamas y se queman moderadamente.
UL audita al fabricante.
Sólo aplica a filtros limpios.
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Métodos para la Eliminación de Contaminantes Moleculares
Físico - Adsorción Carbón Activado
Químico - Quimioadsorción Media impregnada con permanganato de
potasio Carbón activado tratado químicamente
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Métodos de Eliminación
Adsorción - El proceso por medio del cual un gas o substancia se atrae y adhiere a una superficie sólida. Es un fénomeno de superficie. La capacidad adsorbente es independiente del
tamaño de la partícula. La velocidad de adsorción es
proporcionalmente inversa al tamaño del adsorbente.
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Filtración molecular
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Métodos de Eliminación
Quimioadsorción - Es el resultado de reacciones químicas sobre y dentro de la superficie adsorbente. Es selectivo y depende de la naturaleza
química del adsorbente y el adsorbato. Irreversible y esencialmente instantáneo.
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Nuevo Estándar ASHRAE
Estándar 145P
ASHRAE está desarrollando un estándar para contaminantes gaseosos.
El estándar 62 incluye recomendaciones para la eliminación de contaminantes de partículas y moleculares
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Fuentes de Contaminantes
•Aire Exterior – muchos para mencionar.
•Ozono, Monóxido de Carbono, Dióxido de Nitrogeno, Dióxido de Azufre,
•Escape de Vehículos
•Ozono, Monóxido de Carbono, Dióxido de Nitrógeno, Dióxido de Azufre,
•Equipo de Oficina –
•Compuestos Volátiles Orgánicos, carbón, formaldehído, amonia, ozono...
•Seres Humanos
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Fuentes de Contaminantes
•Materiales de Construcción y Mobiliario
•Compuestos Volátiles Orgánicos, formaldehído
•Limpiadores
•Compuestos Volátiles Orgánicos
•Humo del Cigarro
•Cientos de contaminantes
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Resúmen
Las partículas son capturadas por Colado, Impacto, Intercepción, Difusión y Atracción Electroestática.
El estándar ASHRAE 52.2 es una prueba fraccional de eficiencia.
El MERV y las tablas compuestas proveen eficiencias de remoción por tamaño de partícula.
Los contaminantes gaseosos son eliminados por medio de carbón activado y/o permanganato de potasio, entre otros.
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Aplicaciones de Filtración
Cuartos Limpios Edificios Comerciales Industrial / Automotríz / Aviación Residencial Escuelas Procesos Industriales Hospitales y Salud Modelo de Costo de Ciclo de Vida
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National Air Filtration Association (NAFA)
•La misión de NAFA es educar y proveer programas de certificación para sus miembros y usuarios finales;
•Proveer foros para el intercambo de información acerca de estándares técnicos, regulaciones gubernamentales e información de productos;
•Educar a los consumidores acerca de la importancia de la filtración del aire y las certificaciones de NAFA; certificar productos de filtración del aire; crear estándares de ejecución para productos.
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NAFA
Especialista Certificado en Filtros de Aire por NAFA - CAFS
Técnico Certificado por NAFA - NCT
Productos Certificados por NAFA
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NAFA
¿Cómo podemos ayudarle?
Mas de 200 distribuidores y fabricantes en filtración del aire.
Estados Unidos y 14 paises extranjeros.
Dirección de Internet – www.nafahq.org