Purificación pasiva del aire frente a activa. Parte I: Ventajas y desventajas de la purificación pasiva

Ventajas y desventajas de la purificación pasiva

Dado que está leyendo un blog de ActivePure, ya sabe que somos los mejores del grupo. Sin embargo, no debería tener que confiar en nuestra palabra sin comprender otras tecnologías. En este artículo, explicaremos casi todos los tipos de tecnología de purificación de aire pasiva (Parte I) y activa (Parte II) del mercado para que pueda tomar su propia decisión. También explicaremos qué tienen de especial las innovaciones patentadas de ActivePure.

Pasivo vs. Activo: los conceptos básicos

Los purificadores de aire se pueden clasificar en dos grandes categorías: pasivos y activos.

En los pasivos se requiere que el aire pase primero a través de un mecanismo interno. Sin embargo, es posible que notes un problema con esto. Si el aire tiene que fluir a través de un filtro para ser tratado, ¿qué impide que fluya primero hacia los pulmones?.

Esto es particularmente importante a la luz de la variante Delta de la pandemia de COVID-19. Una sola persona infectada puede propagar la enfermedad a toda la habitación antes de que la purificación pasiva tenga la oportunidad de eliminar el virus. Los ejemplos de purificadores pasivos incluyen filtros HEPA, filtros de carbón y la mayoría de UVGI.

Los purificadores activos, por el contrario, son proactivos. Si tienen una filosofía, es “La mejor defensa es un buen ataque”. Los purificadores activos reducen los contaminantes en el aire sin necesidad de aspirar primero el aire a través de su mecanismo; van a los contaminantes en lugar de esperar a que los contaminantes lleguen a ellos.

Los sistemas de purificación activa son relativamente nuevos (en comparación con los estándares antiguos como HEPA pasivo), pero ciertos tipos demuestran su eficacia en un estudio tras otro. Los ejemplos de purificación activa incluyen generadores de iones, oxidación fotocatalítica y la tecnología patentada de ActivePure.

Una unidad de purificación de aire puede instalarse en los conductos de un edificio o puede adoptar la forma de una unidad portátil.

Tipos de purificadores pasivos

Los purificadores pasivos funcionan según el principio de que el aire debe pasar a través de ellos para ser tratado. Debido a esto, los ocupantes de la habitación tienen la posibilidad de respirar los contaminantes antes de que pasen por el filtro. Los purificadores pasivos se dividen en seis categorías generales.

Filtros de material de fibra

 

 

Esto es lo que la mayoría de la gente piensa cuando escucha el término “purificador de aire” (a menos, por supuesto, que estén familiarizados con ActivePure. Entonces *nosotros* nos convertimos en el filtro arquetípico). Como era de esperar, los filtros fibrosos empujan el aire a través de muchas fibras densamente tejidas.

“Los filtros fibrosos más conocidos son los filtros HEPA (High Efficiency Particulate Air). Los filtros HEPA generalmente están hechos de hebras de fibra de vidrio de 1/75 del tamaño de un cabello humano.

Estas fibras atrapan partículas de tres maneras diferentes. Atrapan partículas grandes simplemente porque esas partículas son demasiado grandes para pasar entre las fibras. Atrapan pequeñas partículas porque el movimiento browniano (el movimiento aleatorio natural de las moléculas en un fluido) empuja estas pequeñas partículas hacia las fibras, donde se adhieren. Atrapan partículas de tamaño mediano porque las fibras forman caminos estrechos y retorcidos que son demasiado difíciles de navegar para estas partículas veloces.

De estos tres tamaños, las partículas medianas son las más difíciles de atrapar para los filtros HEPA. Por esta razón, para ser clasificado como un filtro True HEPA, el filtro debe eliminar “al menos el 99,97 % del polvo, el polen, el moho, las bacterias y cualquier partícula suspendida en el aire con un tamaño de 0,3 micras (µm)”, según la EPA.

Los filtros de fibra también tienen una calificación MERV (Valor mínimo de informe de eficiencia) que mide qué porcentaje de partículas atrapan entre 0,3 y 10 micrones. La EPA recomienda que los filtros domésticos tengan una calificación MERV de al menos 13, si el sistema de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) puede acomodarlo. Sin embargo, para calificar como un filtro HEPA, el filtro debe ser MERV 17 o superior.

Ventajas:

Podrías pensar que debido a que ActivePure es una tecnología activa, no nos gustan los filtros HEPA. Nada más lejos de la realidad; debido a su impacto positivo en la eliminación de partículas medianas y grandes, los colocamos en muchos de nuestros propios equipos para complementar nuestra tecnología patentada. Esto tiene varias ventajas. En primer lugar, evita que sus pulmones sean el filtro de estas partículas. En segundo lugar, los filtros también evitan que se acumulen partículas en nuestras células ActivePure, lo que reduciría su eficacia.

Los filtros HEPA son muy efectivos para eliminar el polvo, el polen y otros alérgenos, siempre que el ventilador que bombea aire a través de ellos sea del tamaño correcto para la habitación.

Desventajas:

Cuando se trata de eliminar patógenos ultrapequeños los filtros HEPA pueden presentar algunos desafíos. Cuando los filtros HEPA atrapan virus, lo hacen de forma pasiva, es decir, el virus primero debe pasar por el filtro. Los virus y las bacterias aún pueden permanecer activos en el filtro mismo después de ser atrapados; (esto no significa necesariamente que es probable que vuelvan a infectar a alguien, pero sigue siendo un foco de probable infección).

Los filtros de fibra no hacen nada contra los COV u otros gases nocivos. También necesitan ser cambiados regularmente.
La desventaja final de los filtros fibrosos es que cuanto mejor atrapan partículas (es decir, cuanto mayor es la clasificación MERV), más potencia necesita un ventilador para seguir empujando el aire a través de ellos. Dependiendo del motor de su ventilador, esto puede aumentar su factura de energía, especialmente en edificios más grandes con extensos sistemas HVAC.

Variación de esta técnica:

Existe otra forma de filtro fibroso que vale la pena mencionar: el filtro Electret. Las fibras de este filtro tienen una carga electrostática (ya sea de forma natural o porque las fibras han sido tratadas para darles tal carga), lo que favorece la adherencia de los contaminantes; (piense en cómo reacciona un globo a un suéter). Esto significa que no es necesario tejer las fibras en un filtro Electret, lo que aumenta el flujo de aire y disminuye la potencia requerida. Sin embargo, todavía tienen muchas de las otras ventajas y desventajas de los filtros HEPA.

Calificación general:

HEPA es excelente en lo que hace, pero no se le debe pedir que haga más.

Precipitación electrostática (PES)

 

 

No debe confundirse con el filtro electrostático Electret anterior, los precipitadores electrostáticos ejecutan una corriente alta a través de una serie de electrodos (generalmente cables). Luego, un ventilador atrae aire cerca de estos electrodos. Cuando los contaminantes se acercan a los electrodos cargados negativamente, también adquieren una carga negativa. Después, el aire pasa por una serie de placas de metal cargadas positivamente que atraen los contaminantes modificados negativamente del aire.

Los precipitadores electrostáticos se utilizan principalmente para filtrar el polvo y los gases de escape de los procesos industriales, pero también existen versiones domésticas.

Ventajas:

Los PES son excelentes para eliminar partículas de casi todos los tamaños. Los PES también se utilizan para recolectar microbios para ciertos estudios científicos, pero esta no es su aplicación principal como sistema de purificación.

Debido a que las partículas se atrapan en las placas en lugar de acumularse en un filtro, el ventilador no tiene que trabajar más para bombear el aire como lo haría con un filtro MERV de alta calificación. Si un sistema HVAC es demasiado antiguo para un filtro MERV de alta calificación, PES podría ser una alternativa rentable para actualizar todo el sistema HVAC.

Desventajas:

Las placas colectoras deben limpiarse regularmente, pero esta es una desventaja menor.

La principal desventaja de los PES es que el campo de ionización requiere mucha energía, lo que podría anular cualquier ahorro derivado del menor consumo de energía del ventilador. (Un grupo de científicos desarrolló recientemente una versión energéticamente eficiente utilizando un ionizador de escobilla de carbón, pero no recolectó con éxito muchas partículas. Sin embargo, fue bastante efectivo para eliminar el ácido acético, el acetaldehído y el amoníaco en condiciones de laboratorio).

Al igual que con todos los purificadores pasivos, los PES requieren que el aire de la habitación pase a través de su mecanismo para ser tratados.

Una variación de esta técnica:

Los filtros de medios polarizados funcionan según el mismo principio que los precipitadores electrostáticos en el sentido de que funcionan con una carga eléctrica constante. Sin embargo, en lugar de usar placas de metal para recolectar contaminantes ionizados, los filtros de medios polarizados ejecutan una carga eléctrica a través de la pantalla del filtro, polarizándola para atraer contaminantes. Esto hace que los medios polarizados, mecánicamente hablando, sean similares a los filtros Electret de la sección anterior. La principal diferencia es que los polarizados requieren corriente viva.

Calificación general:

Interesante y efectivo, pero HEPA es más simple si tiene la potencia del ventilador.

Plasma

 

 

Cuando al aire se le da una pequeña carga eléctrica, comienza a ionizarse. Sin embargo, cuando el aire recibe MUCHA carga eléctrica, los electrones negativos y los iones positivos comienzan a fluir libremente en direcciones opuestas, creando un plasma. (Dato curioso, esto es realmente lo que es la iluminación: un arco eléctrico que fluye libremente a través del aire que se ha convertido en plasma). Los purificadores de plasma extraen aire a través de este arco eléctrico, rompiendo los enlaces químicos.

Ventajas:

Los purificadores de plasma parecen ser efectivos para eliminar los contaminantes gaseosos existentes. Como no contienen filtros físicos, es seguro asumir que no se obstruyen fácilmente. (Además, es genial pensar que los rayos en miniatura eliminan los contaminantes).

Desventajas:

Las unidades de plasma son relativamente nuevas. Según la guía de la EPA, se requerirán más estudios para ver qué tan efectivos son para eliminar partículas. También pueden producir subproductos dañinos como ozono, monóxido de carbono y formaldehído. La eficiencia energética también es algo que debe examinar al revisar los purificadores de plasma, debido al hecho de que literalmente se encienden en una caja.

Calificación general:

Un concepto fascinante, pero todavía pasivo y de aplicación limitada.

Medios adsorbentes

 

 

Tenga en cuenta que la categoría no se llama “medios absorbentes”. La diferencia entre adsorbente y absorbente es bastante técnica, pero esencialmente los materiales adsorbentes permiten que las moléculas se adhieran a sus superficies sin hincharse demasiado. Un purificador de aire con medios adsorbentes se utiliza principalmente para eliminar gases y olores.

La forma más común de medio adsorbente es el carbón activado. Es posible que vea el carbón activado anunciado como una panacea para todo, desde los dientes amarillos hasta el colesterol. El carbón activado tiene sus usos médicos, pero no tantos como se anuncian. Sin embargo, el uso del carbón activado como purificador de aire y agua está bien establecido.

El carbón activado se crea al tratar una fuente de carbón (como el carbón, el coco o el bambú) de tal manera que se creen muchos pequeños poros en todo el medio. Estos poros aumentan el área superficial del carbono; Dado que los medios adsorbentes funcionan dejando que los gases se adhieran a su superficie, más área de superficie significa que se adsorbe más gas.

Ventajas:

Los medios adsorbentes funcionan bien para purificar el aire de gases y olores, aunque su eficacia varía según el tipo y la concentración de gas. ActivePure utiliza carbón activado en algunos de sus dispositivos como complemento de su propia tecnología anti-COVs, especialmente en unidades diseñadas para abordar la contaminación por humo de cigarrillos y de incendios forestales.

Desventajas:

Los filtros adsorbentes deben cambiarse periódicamente. Además, los purificadores con solo una pequeña cantidad de carbón pueden ser insuficientes para el tamaño de la habitación. Como todos los purificadores pasivos, los medios adsorbentes requieren que el aire pase a través de ellos para ser tratados.

La desventaja más singular de los medios adsorbentes es que el gas capturado se puede volver a liberar al aire. Esto es causado por un efecto llamado fuerza impulsora del gradiente de concentración; si se deja a su suerte, cualquier contaminante suspendido en un fluido se moverá hasta que la difusión sea igual. Esto significa que, si hay una mayor concentración de contaminantes en el filtro que en el aire, las fuerzas naturales podrían devolver estos contaminantes al aire, especialmente durante los cambios de temperatura o humedad.

Variación de esta técnica:

También se utiliza un tipo conocido como medio quimiosorbente. En este caso, el filtro se trata con un compuesto para unir los gases químicamente (en lugar de mecánicamente). Esto elimina la posibilidad de que se liberen gases del filtro.

Calificación general:

Excelente en lo que hace y no excelente en lo que no hace.

Irradiación germicida ultravioleta (UVGI) pasiva

 

 

La luz ultravioleta (también conocida como radiación ultravioleta, también conocida como UV) se puede utilizar en métodos de purificación tanto pasivos como activos. Aquí, nos referiremos al método pasivo.

La luz UV es la parte del espectro electromagnético justo fuera del rango de visión humana. La luz ultravioleta se clasifica en UVA, UVB y UVC. Los rayos UVA y UVB tienen longitudes de onda más largas y son responsables de las quemaduras solares y el envejecimiento de la piel. UVC tiene una longitud de onda más corta que normalmente es bloqueada por la capa de ozono antes de que pueda alcanzar la superficie de la tierra.

Cuanto más corta es la longitud de onda UV (es decir, cuanto más lejos está de la luz visible), mejor es para dañar las células (incluidos los patógenos dañinos), pero menos profundamente penetra. La mayoría de los purificadores de aire emiten luz UVC, pero algunos utilizan UVA o UV de amplio espectro.

Los purificadores UV pasivos funcionan de dos maneras. El primero utiliza un purificador portátil o el sistema HVAC existente para bombear aire a través de una luz ultravioleta. El segundo método se llama Upper Room Germicidal UV, que hace brillar bombillas UV parcialmente protegidas hacia el techo y espera a que las corrientes de aire naturales de la habitación muevan el aire más allá de las bombillas. Ambos métodos esterilizan teóricamente el aire, liberándolo de bacterias y virus.

Ventajas:

Con el tiempo de exposición adecuado, las unidades UV pueden ser efectivas para neutralizar patógenos.

Desventajas:

UVGI, cuando se integra en un sistema HVAC, tiene muchos desafíos que pueden anular su eficacia. En primer lugar, el aire en un sistema HVAC se mueve muy rápidamente. Demasiado rápido, de hecho, para neutralizar la mayoría de los patógenos. Por ejemplo, las bombillas UV de un purificador tardan de 3 a 14 segundos en eliminar el virus COVID-19. Mientras tanto, el aire en un sistema HVAC se mueve a 12-50 metros cúbicos por minuto. A la velocidad más lenta, los microbios estarían expuestos durante alrededor de 0,15 segundos en lugar de los tres necesarios.

Upper Room UV elimina la desventaja de HVAC UV, pero sigue siendo un sistema pasivo. Uno tiene que esperar a que los patógenos se muevan hacia el techo antes de que sean neutralizados, dejando mucho tiempo para que las personas los respiren primero.

Si una bombilla UV no está recubierta con el catalizador adecuado, puede producir ozono. El ozono es maravilloso en la atmósfera superior, pero no es saludable cerca del suelo, donde los humanos pueden respirarlo.

UVGI funciona rápidamente con bombillas más potentes, pero las bombillas más potentes aumentan los costos de energía. Estas bombillas también deben reemplazarse periódicamente.

Si el protector del purificador UV está dañado, podría exponer a los ocupantes de una habitación a lesiones oculares o daños en la piel.

UVGI no hace nada contra el polvo, las partículas o los gases nocivos.

Calificación general:

Dependiendo de los tipos de contaminantes que le preocupen, puede encontrar una mejor solución pasiva o activa.

Esterilización termodinámica (TSS)

 

 

Esta es la tecnología patentada por una sola empresa, aunque otros purificadores similares están actualmente en desarrollo. Lo mencionamos porque queremos que esté completamente informado de sus opciones.

TSS calienta el aire en una cámara a 200°C para esterilizarlo literalmente. Según la compañía, esto “destruye el moho, los ácaros del polvo, las bacterias, los virus, el polen, caspa de mascotas [sic], el tabaco y otros alérgenos orgánicos”.

Ventajas:

La Esterilización termodinámica no utiliza ventiladores, sino que deja pasar el aire por convección; esto lo mantiene silencioso y mantiene bajo el consumo de energía. (Está bien, incluso nosotros admitiremos que es una buena idea). También asumimos que esto reduce la velocidad a la que el aire pasa a través de él, lo que permite que las bacterias, los virus y el moho estén expuestos por más tiempo.

Desventajas:

Tenga en cuenta que, dado que solo una empresa utiliza esta tecnología, los datos sobre el método son limitados. No podemos ver cómo este método eliminaría las partículas (como los alérgenos y el humo del tabaco) como afirma la empresa. Nos parece que quemar partículas podría crear partículas más pequeñas, que son incluso más peligrosas que las más grandes. Sin embargo, estamos abiertos a ver estudios que demuestren lo contrario. https://www.lung.org/clean-air/outdoors/what-makes-air-unhealthy/particle-pollution

Incluso si nos equivocamos acerca de las partículas, sigue siendo un método pasivo.

Calificación general:

Datos insuficientes para una respuesta significativa.

 

Después de ver la mayoría de las tecnologías pasivas de purificación y tratamiento del aire interior, en el próximo post de nuestro blog explicaremos casi todos los tipos de tecnología de purificación de aire activa (Parte II) del mercado para que compare con los tipos de purificación pasiva.

También expondremos la diferencia sustancial en eficacia de la tecnología activa patentada ActivePure®.

Parte de un artículo original del Blog de ActivePure: Passive vs. Active Purification: A Guide to 11 Air Filtration Technologies