Teoría de la filtración de partículas

La Filtración

Los filtros parecen productos bastante sencillos, pero en realidad son técnicamente bastante complejos.

La filtración es uno de los procesos unitarios más importantes en toda industria, mediante la cual se consigue la separación de partículas sólidas contaminantes de un fluido, ya sea: vapor, agua, aire comprimido, aire ambiente, gases técnicos, líquidos biológicos.

Ya sean filtros de partículas o moleculares, se apoyan en mecanismos complejos para asegurar su función. En numerosos casos deben intervenir diversos mecanismos.

Se han empleado numerosas y nuevas tecnologías para mejorar la calidad y las prestaciones de los filtros de aire, pero también para reducir su coste. Los sectores más destacados en los que estas nuevas tecnologías han aportado avances son la bajada de la pérdida de carga y la eliminación de contaminantes biológicos en la media de los filtros.

Es importante saber si la aplicación de nuevas tecnologías a los productos de filtración de aire es necesaria y funcional. Algunas tecnologías, como los purificadores de aire iónicos, pueden crear subproductos que pueden ser nocivos para el entorno del ser humano.

Esta sección ofrece una visión general de las tecnologías de filtración de aire. Ofrece una base a partir de la cual podrá entender el funcionamiento de los filtros de aire.

Categorías de Filtros de Aire

  • Pre Filtros
  • Filtros Intermedios
  • Filtros Absolutos

Mecanismos o Principios de filtración de aire

Existen cuatro mecanismos que permiten filtrar las partículas a través de una media de filtrante de aire. Son el tamizado, la inercia, la intercepción, la difusión y. A cada mecanismo le corresponde la filtración de un determinado tamaño de partículas.

Tamizado

tamizado

Ocurre cuando la apertura entre el medio filtrante (fibras, mallas, etc.) es más pequeña que el tamaño de la partícula a ser removida.

Inercia

inercia

La Separación Inercial usa el rápido cambio de dirección del flujo de aire y el principio de inercia para separar la partícula del flujo de aire. Las partículas a cierta velocidad tienden a mantener su velocidad y viajan en una dirección continua. Este principio es aplicado cuando existe una gran concentración de partículas contaminantes gruesas y en muchos casos como pre-filtración de filtros finales de alta eficiencia.

Intercepción

intercepción

La Intercepción ocurre cuando una partícula grande, debido a su tamaño, colisiona con una fibra a través de su trayectoria en el flujo de aire.

Difusión

difusión

La difusión en la dirección longitudinal de la media filtrante puede encontrarse sólo en el caso de partículas muy pequeñas como víruses. Las partículas se mueven de manera aleatoria dentro del caudal de aire debido al movimiento molecular Browniano. Este mecanismo sólo es importante para partículas con diámetros < 1 micrón.

 

Electrostático

electrostática

Este último mecanismo de filtrración, involucra una carga electrostática en el medio filtrante, lo cual se consigue durante el proceso de fabricación. Las partículas son retenidas por la fibra debido a su carga opuesta. Sin embargo, la disminución de la eficiencia del filtro es significativa con el transcurso del tiempo, perdiendo su capacidad de colección, siendo la perdida de presión un pobre indicador de la necesidad del cambio del filtro.

El siguiente diagrama muestra los cuatro principales efectos de captura mecánica de partículas y sus valores con relación al tamaño de la partícula.

efectos de filtración