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Filtro HEPA

Un filtro de partículas de aire de alta eficiencia (HEPA, por sus siglas en inglés) se utiliza en varias aplicaciones para eliminar las partículas del aire que lo atraviesa.

A la izquierda, una sección transversal de un filtro muestra una hoja continua de medio filtrante doblada para contener trece capas de separadores de aluminio y encapsulada en un marco de filtro. A la derecha, una vista en detalle de la hoja de filtro muestra fibras colocadas al azar y superpuestas. Después, tres métodos para atrapar partículas. Uno: La interceptación de una partícula de menos de cien nanómetros golpea una fibra mientras sigue el flujo de aire. Dos: El impacto de una partícula de más de un micrón golpea una fibra. Tres: La difusión de una partícula de menos de cero como un micrómetros toma un camino aleatorio y finalmente llega a una fibra.

Figura: Filtro HEPA.

Un filtro HEPA captura un mínimo del 99,97 % de los contaminantes con un tamaño de 0,3 micrones. Las partículas quedan atrapadas en la fibra del filtro mediante una combinación de los siguientes mecanismos (como se muestra en la figura anterior):

Los filtros HEPA están compuestos por una estera de fibras dispuestas al azar. Las métricas clave que afectan la función son la densidad y el diámetro de la fibra y el grosor del filtro. El espacio de aire entre las fibras del filtro HEPA es mucho grande que 0,3 μm. Es incorrecto creer que un filtro HEPA actúa como un tamiz por donde pueden pasar partículas más pequeñas que la abertura más grande. Las partículas quedan atrapadas en la fibra del filtro mediante una combinación de los siguientes mecanismos (como se muestra en la figura anterior):

  • Intercepción: las partículas que siguen una línea de flujo en la corriente de aire entran dentro del radio de una fibra y se adhieren a ella.

  • Impacto: las partículas más grandes no pueden evitar las fibras siguiendo los contornos curvos de la corriente de aire y se ven obligadas a incrustarse en una de ellas directamente; este efecto aumenta al disminuir la separación de las fibras y aumentar la velocidad del flujo de aire.

  • Difusión: es un mecanismo de mejora, resultado de la colisión con las moléculas de gas por las partículas más pequeñas, especialmente las de menos de 0,1 µm de diámetro. Por tanto, son obstaculizadas ​​en su paso a través del filtro; este comportamiento es similar al movimiento browniano y aumenta la probabilidad de que una partícula sea detenida por cualquiera de los dos mecanismos anteriores. Se convierte en el dominante a velocidades de flujo de aire más bajas.