Tecnología del Aire Limpio presentado por National Air Filtration Association Promoviendo la Industria del Aire Limpio Mundialmente Copyright 2003 V3

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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


Mecanismos de la Filtración de Partículas

Colado Impacto Intercepción Difusión Atracción Electroestática


Colado

Flujo de Aire Fibra

Las partículas muy grandes son capturadas entre dos fibras.

Partícula

Flujo de Aire

Flujo de Aire


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


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


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


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

-+


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


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%


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


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


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)


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.


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.


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.


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.


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.


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


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


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


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


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


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


Filtros para partículas –MERV 1-16

ASHRAE 52.2

Valor Mínimo Reportado de Eficiencia– con gráficas mostrando la eficiencia de eliminación.


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)


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.


Métodos para la Eliminación de Contaminantes Moleculares

Físico - Adsorción Carbón Activado

Químico - Quimioadsorción Media impregnada con permanganato de

potasio Carbón activado tratado químicamente


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.


Filtración molecular


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.


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


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


Fuentes de Contaminantes

•Materiales de Construcción y Mobiliario

•Compuestos Volátiles Orgánicos, formaldehído

•Limpiadores

•Compuestos Volátiles Orgánicos

•Humo del Cigarro

•Cientos de contaminantes


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.


Aplicaciones de Filtración

Cuartos Limpios Edificios Comerciales Industrial / Automotríz / Aviación Residencial Escuelas Procesos Industriales Hospitales y Salud Modelo de Costo de Ciclo de Vida


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.


NAFA

Especialista Certificado en Filtros de Aire por NAFA - CAFS

Técnico Certificado por NAFA - NCT

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