¿Cómo funcionan los filtros en sala limpia?

1) ¿Qué clases de filtros existen en la tecnología de salas blancas?

2) ¿Cómo funciona un filtro ULPA?

3) ¿Cuándo hay que cambiar un filtro?

1) ¿Qué clases de filtros existen en la tecnología de salas blancas?

Para la planificación y el diseño de un sistema de aire acondicionado en el sala limpia es crucial contar con un sistema de filtrado bien pensado. Por regla general, se utiliza un sistema de filtración de varias etapas, con el objetivo de limpiar el aire paso a paso, desde las partículas gruesas hasta las suspendidas.

¿Por qué? Sencillamente, cuanto mayor es la eficacia de filtración de un filtro, más sensible y caro es. Una clasificación específica de las clases de filtros puede proteger los filtros finales especialmente finos y prolongar su vida útil.

Estructura típica de un sistema de filtración de 3 etapas

En una configuración estándar, el aire se filtra en tres etapas, de gruesa a fina:

1. 1ª etapa de filtrado: Filtro grueso (filtro G)
   • Uso en el conducto de aire fresco
   • Filtra las partículas más grandes como el polen, el polvo y las fibras
   • Objetivo: Protección del sistema y de los filtros aguas abajo
2. 2ª etapa de filtrado: filtro de polvo fino (filtro F o ePM)
   • Situado en la unidad de aire acondicionado/ventilación
   • Filtra las partículas más pequeñas, como el polvo fino y las partículas de humo
   • Sirve para reducir aún más la carga del filtro final
3. 3ª etapa de filtrado: filtro HEPA (filtro H o U)
   • Filtros terminales en el lado de la sala blanca, por ejemplo, en las FFU (Unidades de Filtro de Ventilador)
   • Filtra partículas ultrafinas (por ejemplo, bacterias, aerosoles)
   • Aquí es donde la clase de sala blanca es decisiva

¿Por qué es tan importante el filtrado multietapa?

• Protección de los filtros finales de alta calidad: Los filtros de polvo grueso y fino atrapan las partículas gruesas para que el costoso filtro HEPA no se obstruya prematuramente.
• Rentabilidad: La filtración escalonada reduce los costes de funcionamiento, ya que los filtros finales deben cambiarse con menos frecuencia.
• Garantizar la calidad de la sala blanca: La clase ISO o GMP requerida sólo puede mantenerse de forma fiable con una cadena de filtros óptimamente armonizada.

Nota importante: Certificación a partir de la clase de filtro H13

Se aplican requisitos especialmente estrictos a partir de la clase de filtro H13:

• Debe probarse y verificarse individualmente que el filtro cumple la eficacia de separación requerida.
• La prueba se realiza conforme a la norma EN 1822.
• Cada filtro recibe su propio certificado, incluida la prueba de ausencia de fugas.

Visión general de las clases de filtros en la tecnología de salas blancas

2) ¿Cómo funciona un filtro ULPA?

Los filtros ULPA (Aire de Penetración Ultrabaja) pertenecen a la familia de filtros HEPA que se han desarrollado para los requisitos de pureza más exigentes. Desarrollados para ofrecer la máxima seguridad, filtran de forma fiable hasta las partículas más diminutas del aire.

¿Qué es un filtro ULPA15?

ULPA significa Aire de Penetración Ultrabaja. En comparación con los conocidos filtros HEPA, los filtros ULPA15 tienen una estructura aún más fina y consiguen una eficacia de separación extremadamente alta:

• Eficacia de separación: 99,9995
• Tamaño de las partículas: 0,1-0,2 micrómetros
• Homologación: Para todas las clases de salas blancas ISO (1-9) y zonas GMP

Esto significa que un máximo de cinco de cada millón de partículas consiguen atravesar el filtro, y eso con partículas más pequeñas que una bacteria.

¿Dónde se utilizan los filtros ULPA15?

Gracias a su rendimiento extremo, los filtros ULPA15 son especialmente adecuados para salas blancas con los requisitos más exigentes, por ejemplo

• Producción de semiconductores y microchips
• Óptica y tecnología láser
• Plantas farmacéuticas y biotecnológicas
• Fabricación médica (por ejemplo, implantes)

¿Cómo funciona la filtración?

Los filtros ULPA15 están formados por finas capas de fibra de vidrio plegadas y estratificadas varias veces. Combinan varios mecanismos físicos de filtrado:

1. efecto tamiz

Las partículas más grandes (> 10 µm) no pueden atravesar los poros finos del filtro y quedan retenidas mecánicamente. Las partículas son retenidas por la separación de las fibras en relación con el diámetro de las partículas, es decir, simplemente no caben por los estrechos poros del medio filtrante.

2. efecto inercia

La masa de la partícula (>1 µm) es tan grande que es demasiado inerte para seguir la línea de flujo alrededor de la fibra y, por tanto, choca con la fibra del medio filtrante y se queda atascada allí. Este efecto aumenta con el incremento de la velocidad del aire, el mayor tamaño de las partículas y el menor diámetro de la fibra.

3. efecto de bloqueo

Una partícula pequeña se acerca tanto a la fibra en su línea de corriente que choca con ella y se queda atascada. Las principales partículas separadas tienen un tamaño de 0,1 a 3 µm. Cuanto mayor sea el número de fibras filtrantes finas con el mismo diámetro que la partícula a separar, mejor será el efecto. El efecto de atracción de las fibras se potencia si las fibras filtrantes también están cargadas electrostáticamente.

4. efecto de difusión

Las partículas ultrafinas (<1 µm) se mueven de forma incontrolada mediante el movimiento molecular browniano, es decir, movimientos temblorosos microscópicos. Como resultado, tienden a colisionar con las fibras y a adherirse a ellas. El movimiento tembloroso se debe a las constantes colisiones con las partículas de gas circundantes.

Combinación de efectos = rendimiento ULPA
Los cuatro mecanismos funcionan conjuntamente. El punto «más crítico» es el MPPS (tamaño de partícula más penetrante): el tamaño de partícula más difícil de filtrar. La eficacia de separación a este tamaño determina la clase de filtro.

Combinando estos mecanismos, los filtros ULPA15 pueden eliminar eficazmente incluso los contaminantes más pequeños del aire, como virus, bacterias, aerosoles y nanopartículas.

3) ¿Cuándo hay que cambiar un filtro?

Los filtros son la pieza central de todo sistema de ventilación de salas blancas. Protegen los procesos, los productos y las personas de partículas, gérmenes y otros contaminantes. Pero en algún momento hay que sustituir el filtro. Pero, ¿cuándo exactamente?

Por qué los filtros no duran para siempre

Con el tiempo, cada vez se depositan más partículas en el material filtrante. Esto aumenta la presión diferencial, es decir, la diferencia de presión antes y después del filtro. Curiosamente, esto también aumenta algo la eficacia de separación, pero tiene un precio: mayor consumo de energía y posible deterioro del volumen de aire.

Tres indicaciones claras de que hay que cambiar el filtro:

• Daños mecánicos
  Las grietas, agujeros o puntos de presión perjudican el funcionamiento y suponen un riesgo.
• Alcanzar la vida útil
  Cada filtro tiene una vida útil definida, según el tipo y el lugar de uso.
• Pérdida de presión final alcanzada
  Se ha alcanzado la pérdida de presión máxima recomendada por el fabricante del filtro: una señal clara para sustituirlo.

La vida útil recomendada de un vistazo

Filtros HEPA – caso especial con evaluación de riesgos

El tiempo de sustitución de los filtros HEPA (por ejemplo, HEPA 14 o ULPA 15) depende mucho del ámbito de aplicación. Aquí es donde suele entrar en juego un análisis de riesgos:

• ¿Existe la posibilidad de que los microorganismos depositados (por ejemplo, bacterias, virus) se multipliquen en el filtro?
• ¿Podría esto conducir a un avance de los gérmenes hacia el lado de la sala blanca?

Si es así, el filtro debe sustituirse antes de tiempo, es decir, después de la vida útil especificada, que suele ser de 3 a 5 años.

Si el riesgo microbiológico es bajo, el filtro puede seguir utilizándose hasta que se alcance la caída de presión final.

Pruebas periódicas según la norma ISO 14644-3

Como parte de la cualificación rutinaria de las salas blancas, se miden, entre otras cosas, la velocidad del aire y el volumen de aire transportado. Estos valores también se utilizan para evaluar si los filtros siguen funcionando a pleno rendimiento, y ayudan a reconocer la necesidad de sustituirlos en una fase temprana.

Conclusión:
Un cambio de filtro no es una decisión visceral, sino que depende de criterios técnicos e higiénicos claros. Si lo compruebas con regularidad, observas la vida útil y prestas atención a las señales de advertencia, como la pérdida de presión, estarás en el lado seguro: para una sala limpia permanentemente segura y eficaz.