El desafío de limpiar el aire

En el aire millones de partículas son transportadas: polen, bacterias, microorganismos vivos y muertos, polvo, residuos industriales carbón, vapores químicos, entre otra cantidad inigualable de partículas.

En su constante desplazamiento con todo su contenido, el aire ingresa en los ductos de los sistemas de aire acondicionado de los edificios; allí, podrían estar circulando, con la corriente de aire interior, cabellos, escamas de piel y cosméticos. Ambas corrientes podrían mezclarse e ingresar al interior del edificio cargadas de contaminantes y muchas de estas partículas, algunas con más de cinco micras, terminarían indudablemente sobre objetos, personas o alimentos.

Afortunadamente esto no tiene que ser así, pues los sistemas de aire acondicionado pueden poseer poderosas unidades de filtrado que en instalaciones de rigurosa calidad de aire interior pueden garantizar más del 99,97% de desinfección.

Sin embargo, para lograr una excelente calidad de aire interior no sólo son necesarios los filtros, existe una gran cantidad de equipos y programas de mantenimiento que contribuyen a la limpieza y desinfección de los sistemas de aire acondicionado, robots que permiten verificar por video el estado de los ductos, luces y lámparas ultravioleta con alto poder germicida y manejo de puntos críticos de control, entre otros interesantes dispositivos.

Pero si se quiere un buen sistema con condiciones optimas para la salud, donde el aire posea un elevado nivel de pureza y desinfección, habrá que tener especial cuidado con la unidad de filtrado.

Una unidad de filtrado puede garantizar una saludable calidad de aire interior, con alta pureza en algunos casos y libre de miles bacterias en otros, proporcionando espacios cómodos para el trabajo, las compras o la vivienda y eliminando en un elevado porcentaje posibles enfermedades.

Las cifras que motivan los esfuerzos de especialistas a buscar opciones para purificar el aire de interiores, podrían resumirse en la estadística presentada por la Organización Mundial de la Salud, que estimó en 2006, que 4,6 millones de personas morían al año por causas que podían atribuirse a la polución del aire.

La constante búsqueda de métodos y dispositivos para purificar el aire ha dado origen a filtros de muchas clases y calidades, los comunes no son los mejores y los mejores no son comunes porque son costosos, pero de igual manera se pueden diseñar unidades de filtrado con excelentes índices de eficiencia y bajo costo.

¿Sólo sistemas centralizados?

No todos los sistemas de aire acondicionado poseen la misma potencia, ni la misma capacidad de filtrar el aire, sistemas como los mini splits y los VRV/VRF, aunque económicos y con gran capacidad de control de temperaturas, no son las mejores opciones cuando de calidad del aire interior se trata.

Según Celso S. Alexandre director general de la compañía brasilera Trox Technik, los equipos mini split y VRV/VRF no son para nada recomendables si lo que se busca es calidad de aire interior. El ingeniero destacó como principal impedimento en estos equipos la poca presión estática disponible, factor que obliga a que los filtros de estos mecanismos sean de muy baja eficiencia, precisamente para que la pérdida de presión sea muy poca. En palabras más metafóricas de Alexandre, “los filtros de estos sistemas son buenos para pájaros, pero no para partículas de menos de cinco micrones”

Estos equipos no tienen espacio para recibir filtros F5 de acuerdo a las exigencias ISO, además, los mini split y los VRV/VRF no poseen capacidad para ofrecer un buen control de la humedad y tampoco pueden suportar las exigencias de caudales de aire exterior requeridos.

Los sistemas split podrían utilizarse con filtrajes más exigentes, pero habría que tener en cuenta diferentes variables, según el ingeniero Jorge L. Velasco gerente general de Air Quaslity México, habría que entrar a mirar que estos sistemas se alimenten lo necesario de aire exterior y que se diseñen con suficiente espacio para colocar el paquete de filtros, el ingeniero también aclaró que en los sistemas de split que se instalen, para generar moderadas condiciones de calidad de aire, el diseñador juega un papel fundamental y debe tener especial cuidado.

Si en los sistemas mini split o VRV/VRF no se deben instalar filtros de gran eficiencia y en los split no se pueden manejar grandes baterías de filtros, la única posibilidad que queda para implementar sistemas de aire acondicionado, que brinden rigurosa calidad de aire interior, son los sistemas centralizados, donde sí se puede colocar una completa zona de filtrado.{mospagebreak}

MERV

Las unidades de filtrado se instalan corrientemente contiguo a la zona donde el aire exterior se mezcla con el aire interior en los sistemas de aire acondicionado centralizado, esto, con el objetivo de que todo el aire pase por el procesos de filtrado.

Las unidades de filtrado usualmente se componen de una parte inicial de prefiltrado y posteriormente de una zona final de filtración. Se procede de esta manera para que en la zona de prefiltrado se queden todas las partículas grandes y sólo lleguen a la parte de filtrado las más pequeñas. De igual manera, los filtros de la zona de prefiltrado sirven para cuidar los filtros de la parte final, que por su mayor capacidad de filtración son más costosos.

En toda una ciencia se ha convertido la construcción de unidades de filtrado, pues los filtros se consiguen en el mercado en una amplia variedad de materiales, capacidades y formas. La adecuada implementación y combinación de filtros en las zonas de prefiltrado y filtrado son determinantes del nivel de eficiencia que alcance sistema.

Para determinar y verificar la eficiencia de los filtros se ha aceptado en el ámbito internacional como un estandard los exámenes MERV, Minimum Efficiency Reporting Value, o valor de reporte de eficiencia mínima.

A la mayoría de los filtros se les etiqueta con el número MERV que obtienen en la evaluación, éste indica la eficiencia del filtro para atrapar partículas, y entre más pequeñas sean las que detenga, más elevado será el número de calificación MERV.
De acuerdo con el MERV y las anotaciones del ingeniero Velasco, los filtros se pueden dividir en cuatro grandes grupos: filtros con baja, media, alta y absoluta eficiencia.

Los exámenes MERV otorgan al grupo de baja eficiencia calificaciones del uno al cuatro, a los de mediana del cinco al ocho y a los de alta del nueve al 15, y de ahí en adelante se habla de filtros de absoluta eficiencia.

Dentro de las principales características de los filtros de baja calificación MERV, se encuentra que generalmente estos filtros son lavables y que no llegan al 20% de eficiencia, deteniendo sólo partículas de entre tres y 10 micras, se suelen utilizar para cabinas de pintura, los más conocidos dentro de esta gama son los filtros de rollos de poliéster y los filtros paneles de fibra de vidrio.

Los filtros de calificación MERV media, que van del cinco al ocho, poseen eficiencias de un 20% a un 65%, dentro de está categoría se encuentran casi todos los filtros plisados que son los más utilizados en aire acondicionado, y que se encuentran en el mercado con grosores que van desde de una hasta cuatro pulgadas.

Los de alta categoría reciben calificación MERV entre nueve y 15, estos garantizan entre un 85% y un 95% de eficiencia mínima al momento de capturar las partículas. Está categoría es la que posee la más amplia oferta de productos en el mercado. Algunos de los filtros más conocidos son los de bolsa, y los rígidos, estos últimos pueden estar construidos de plástico, metal, cartón o madera. También podemos mencionar acá los de tipo caja, y los miniplisados.

Los filtros de la categoría absoluta son superiores a la calificación 15 y garantizan eficiencias de detección no mínimas al 99.97%. Los filtros más conocidos en esta categoría son los HEPA (High Efficiency Particulate Air), y los ULPA (Ultra Low Penetration Air). Estos filtros pueden detener micropartículas de 0.3 um y 0.12 um, respectivamente y son desarrollados bajo estricta normatividad, ya que su funcionamiento debe estar garantizado durante todo su tiempo de uso. Por su alto grado de eficiencia son utilizados corrientemente en unidades hospitalarias y lugares de rigurosa calidad de aire interior.{mospagebreak}

Mantenimiento de los filtros

En las unidades de filtrado se hacen combinaciones de filtros con el objetivo de establecer el punto máximo de purificación del aire de acuerdo con las necesidades del cliente y el cuidado que se le quiera dar a los filtros más costosos. Se suelen poner los filtros de baja calificación MERV adelante y los de alta o absoluta calificación atrás.

Básicamente el mantenimiento de la unidad de filtración se reduce a lavar los filtros de la zona del prefiltrado y a cambiar periódicamente los filtros de alta, en la zona de filtración final.

El mantenimiento en las unidades de filtrado es básico, incluso el filtro de la más alta calidad no podrá realizar su trabajo de manera correcta si se encuentra tapado con una gruesa capa de partículas provenientes del aire prefiltrado. Los intervalos para cambiar los filtros varían dependiendo del tipo filtro; sin embargo, el ingeniero Velasco opina que no es posible decir cada cuanto se debe cambiar un filtro, porque no es lo mismo un filtro en una zona verde que en un desierto, lo más recomendable, según él, es utilizar manómetros que informen sobre la diferencial de presión para determinar periodos de vida útil para el filtro y elaborar un calendario de reposiciones, esto para el sector industrial o de grandes instalaciones.

Ya en instalaciones domiciliaras, lo recomendable es cambiar los filtros una vez al mes. Las casas nuevas, así como las casas donde se está llevando a cabo alguna remodelación o construcción, necesitan cambios más frecuentes de filtros para compensar el polvo extra y los residuos en el aire.

Cuando se va a comprar un filtro es importante tener en cuenta, según las recomendaciones del ingeniero Velasco, que la construcción sea buena, que el filtro este bien sellado, que el producto sea de calidad, observar en detalle cuantos pies cuadrados de superficie filtrante posee, de igual manera observar la caída de presión inicial y final, esta información debe venir en los datos técnicos de las tablas que dan los fabricantes. La idea es comparar tablas y tomar la decisión más adecuada.

Filtros y ahorro energético

Los filtros son un componente muy importante en el ahorro de energía en los equipos de aire acondicionado, según Velasco, estudios han revelado que en una industria normal donde no hay altos hornos, con un buen sistema de mantenimiento de los equipos de aire acondicionado y un buen sistema de filtración, el aire acondicionado genera más o menos el 80% del total del consumo de energía de toda la planta, esto en verano u épocas de calor. Pero en caso de que no se realice el adecuado mantenimiento y el cambio regular de los filtros, los equipos de aire acondicionado pueden generar hasta un 30 o 35% más de consumo de energía.

Las sucesivas baterías de filtros en las unidades de filtrado elevan los niveles de resistencia al paso del aire, obligando el uso de ventiladores que garanticen el flujo de éste a través de cada estación de filtración, serpentín, sección; hasta entregarlo, a través de la red de conductos de distribución de aire, en los puntos de suministro con los niveles requeridos, lo que aumenta ostensiblemente el consumo energético.

Una combinación adecuada de filtros puede ayudar a reducir ese inconveniente y a ahorrar entre el 10 y el 20% de energía, por eso el directivo de Quality Air ve con muy buenos ojos la intervención de un asesor calificado en este proceso, porque puede suceder que dos filtros brinden la misma eficiencia, pero un filtro puede consumir el doble de energía que el otro, entonces, hay que seleccionar los filtros y sus combinaciones teniendo en cuenta diferentes condiciones: el tipo de equipo, la caída inicial y el espacio para el filtro en el sistema, entre otros aspectos externos como las niveles del polvo en la zona de la instalación.

Si no se elige correctamente, puede pasar que se gasta más energía de la que se ocupa, por ejemplo: teniendo en cuenta las necesidades de calidad del aire interior del usuario final, puede suceder que no se necesite un filtro con calificación MERV 15 sino que en su lugar, dados los requerimientos, se pueda instalar un MERV 12 o hasta MERV 8, entonces se ahorra energía en la aplicación, puesto que las unidades de ventilación no tendrán que esforzarse para pasar el aire por entre un filtro tan riguroso.

Sin duda, hay bastante tela para cortar con el tema de los filtros como componentes claves para determinar los niveles calidad interior del aire, en esta aproximación destacamos el papel fundamental que juegan las unidades de filtrado en los sistemas centrales de aire acondicionado, tanto para garantizar la calidad del aire así como para contribuir al ahorro energético.