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¿Por qué los filtros HEPA se miden con partículas de 0,3 micrómetros y no con las más pequeñas?

Categoría: Tecnología

A veces, las especificaciones de las aspiradoras indican que capturan aproximadamente el 99,97% de las partículas de 0,3 micrómetros o más grandes [1]. Sin embargo, este tamaño de 0,3 micrómetros no corresponde a la partícula más pequeña existente. Entonces, ¿por qué se eligió este tamaño específico como referencia? Para entender cómo leer este número, debemos observar cómo se separan los desechos por tamaño dentro de la aspiradora.

1. ¿Una aspiradora devuelve al aire las partículas finas que aspira?

Las aspiradoras succionan la suciedad, pero el aire que entra debe salir por algún lugar. Si ese aire contiene partículas muy finas, se estaría devolviendo al cuarto lo que se acaba de recoger. Por esta razón, algunos productos colocan filtros de alto rendimiento en la salida del aire. La aspiradora MC-SS310GX de Panasonic, por ejemplo, incluye un «filtro HEPA Clean» en la salida y muestra en sus especificaciones oficiales que captura aproximadamente el 99,97% de las partículas de 0,3 micrómetros o más grandes. También se menciona una «estructura de bloqueo de polvo» para controlar la salida del aire [1]. Un micrómetro es una milésima parte de un milímetro. Así, 0,3 micrómetros equivalen a 0,0003 milímetros. Sin embargo, esto es solo la especificación de un modelo concreto; no todas las aspiradoras tienen el mismo rendimiento.

2. Cómo se separa la basura grande antes de que llegue al filtro HEPA

Si los desechos grandes chocan de golpe contra un filtro diseñado para partículas finas, este se obstruye rápidamente. Por eso, se utiliza una configuración que separa primero la basura grande. En las bolsas de papel, el aire pasa a través de la bolsa donde se acumula la suciedad. En los sistemas ciclónicos, el aire gira dentro del cuerpo de la aspiradora y la fuerza centrífuga separa la suciedad del aire [5]. Una ventaja de los ciclones es que se cambian menos las bolsas. Algunos productos usan múltiples capas de filtros. Se dice que la idea del ciclón proviene de dispositivos usados en aserraderos para separar el aserrín del aire. James Dyson, insatisfecho con que las bolsas de papel se obstruían y perdían potencia, creó una aspiradora ciclónica tras muchas pruebas [6]. No obstante, hay explicaciones que indican que los modelos ciclónicos se lanzaron primero en Japón, por lo que no se puede afirmar con certeza que fue el «primero del mundo».

3. Qué tan pequeño es 0,3 micrómetros frente a un cabello, un ácaro y el PM2.5

Veamos qué tan pequeño es 0,3 micrómetros comparándolo con cosas cercanas. Se estima que el diámetro de un cabello es de unos 70 micrómetros [9]. 0,3 micrómetros es aproximadamente 1/230 de ese tamaño (70 ÷ 0,3 ≒ 233). Se dice que las heces de los ácaros miden entre 10 y 40 micrómetros [7], lo que representa entre 30 y 130 veces el tamaño de 0,3 micrómetros. Sin embargo, estos datos sobre los ácaros provienen de artículos explicativos de terceros, por lo que son solo una aproximación general. Las partículas PM2.5 son partículas muy pequeñas de 2,5 micrómetros o menos. El Ministerio del Medio Ambiente explica que son aproximadamente 1/30 del grosor de un cabello [8]. Como 2,5 ÷ 0,3 es aproximadamente 8, 0,3 micrómetros se encuentra en el lado más pequeño dentro de las partículas PM2.5.

4. Por qué el estándar HEPA usa 0,3 micrómetros aunque no sea la partícula más pequeña

El tamaño de 0,3 micrómetros usado en los estándares de filtros HEPA no es la partícula más pequeña. La Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA) explica que 0,3 micrómetros corresponde al «tamaño de partícula más penetrante» (MPPS), es decir, el peor caso para que una partícula pase a través del filtro [3]. Según materiales explicativos, las partículas menores de aproximadamente 0,1 micrómetros se mueven de forma irregular al chocar con las moléculas de aire (difusión) y quedan atrapadas al tocar las fibras. Las partículas mayores de aproximadamente 0,4 a 0,6 micrómetros avanzan en línea recta y quedan atrapadas por inercia al chocar con las fibras o al rozarlas (intercepción). En el rango entre 0,1 y 0,4 micrómetros, ninguno de estos mecanismos funciona suficientemente bien, y la facilidad de paso alcanza su máximo en aproximadamente 0,3 micrómetros [4]. Los números exactos de estos límites varían ligeramente según la fuente. En general, se explica que en los filtros HEPA tanto las partículas mayores como las menores de 0,3 micrómetros son más fáciles de atrapar. No obstante, el rendimiento real varía según el producto, así que debemos verificar los números en las especificaciones.

5. Qué significa el 99,97% de captura de los filtros HEPA y bajo qué condiciones

Según las explicaciones de electrodomésticos en Japón, se define que un filtro HEPA tiene una tasa de captura del 99,97% o más para partículas de 0,3 micrómetros a un flujo de aire nominal, y una pérdida de presión inicial de 245 pascales o menos [2]. La EPA también describe que un filtro HEPA elimina al menos el 99,97% de las partículas de 0,3 micrómetros [3]. Lo importante aquí es que el 99,97% es un valor «para partículas de 0,3 micrómetros». No es la tasa de captura para todas las partículas. Originalmente, estos filtros se crearon para eliminar polvo muy fino en salas limpias y sistemas de ventilación de instalaciones nucleares [2], y luego se empezaron a usar en la salida de aire de las aspiradoras domésticas. Los estándares para las etiquetas «HEPA» o «equivalente a HEPA» pueden variar según el producto. Al comparar productos, debemos mirar los números de tamaño de partícula y tasa de captura escritos en las especificaciones oficiales.

6. Cómo buscar las especificaciones del filtro en la aspiradora de tu casa

Busquemos la sección de especificaciones en el manual de la aspiradora de casa, en la etiqueta del cuerpo o en el sitio web del fabricante. ¿Están escritos el nombre del filtro de salida y números como «0,3 micrómetros» o «99,97%»? Si vamos a abrir la tapa del filtro, háganlo siempre acompañados de un adulto, después de apagar la alimentación y desenchufar el enchufe. Si los números están escritos, lean teniendo en cuenta que representan el valor «en el tamaño más difícil de atrapar». Que no estén escritos no significa que la aspiradora sea mala. Si quieren saber más, consulten la explicación de términos de electrodomésticos sobre la definición de HEPA [2]. Comparándolo con la sección 4 de este artículo, entenderán mejor el significado de 0,3 micrómetros.

Fuentes

  1. Panasonic, especificaciones de la aspiradora MC-SS310GX https://panasonic.jp/soji/products/MC-SS310GX/spec.html (Ejemplo de la etiqueta del filtro HEPA en la salida de aire de un modelo específico.)
  2. Kaden Watch, explicación del término «filtro HEPA» https://kaden.watch.impress.co.jp/cda/word/2008/10/16/3037.html (Sobre la definición de HEPA y su uso original; fuente secundaria.)
  3. US EPA, ¿Qué es un filtro HEPA? https://www.epa.gov/indoor-air-quality-iaq/what-hepa-filter-1 (Sobre que 0,3 micrómetros es el tamaño de partícula más penetrante; en inglés.)
  4. BreatheSafeAir, mecanismos de filtración y MPPS https://breathesafeair.com/respirator-filtration-mechanisms-mpps/ (Sobre los límites aproximados de tamaño para difusión, inercia e intercepción; fuente secundaria en inglés.)
  5. Rentio, explicación de la aspiradora ciclónica https://www.rentio.jp/matome/2021/03/cyclone-cleaner/ (Sobre el mecanismo de los sistemas ciclónicos; fuente secundaria.)
  6. Wikipedia, «James Dyson» https://en.wikipedia.org/wiki/James_Dyson (Sobre la idea y lanzamiento de la aspiradora ciclónica; fuente secundaria en inglés.)
  7. Assist-all, tamaño, tipos y eliminación de ácaros https://lifestyle.assist-all.co.jp/mite-size-types-removal-health-measures/ (Sobre el tamaño de las heces de ácaros; explicación de terceros.)
  8. Ministerio del Medio Ambiente, información sobre partículas PM2.5 https://www.env.go.jp/air/osen/pm/info.html (Sobre el tamaño de las partículas PM2.5.)
  9. Distrito de Shinjuku, «Sobre las partículas PM2.5» https://www.city.shinjuku.lg.jp/seikatsu/kankyo02_001015.html (Sobre la unidad micrómetro y la definición de PM2.5.)