Dust Holding Capacity Explained : Capacidad de retención de polvos

Una característica común usada para comparar los filtros de aire es la capacidad de retención de polvos, también conocida como la capacidad de polvos de la prueba. El siguiente texto examina más de cerca este término, su significado, los procedimientos de prueba que se usan para determinarla y su relevancia en la práctica.

La capacidad de retención de polvos en términos sencillos de comprender

La capacidad de retención de polvos de un filtro de aire es la masa de polvos sintéticos de prueba retenidos por el filtro hasta lograr el aumento en la caída final de presión especificada.

La capacidad de retención de polvos se concibió como una propiedad de prueba que sirve como indicador de una vida de servicio del filtro de aire. Si se determina en dos filtros diferentes, según el mismo procedimiento de prueba, el filtro con la mayor capacidad de retención de polvos deberá tener una mayor vida de servicio. ¡Suficiente teoría!

Determinación de la capacidad de retención de polvos en condiciones de laboratorio.

La comparación directa de los datos de capacidad de retención de polvos es significativa solo si los resultados de la prueba se obtuvieron usando

  • el mismo procedimiento de prueba,
  • el mismo polvo de prueba,
  • el mismo caudal de flujo y
  • ea misma caída final de presión.

¡La comparación de las capacidades de retención de polvos determinada con diferencias en cualquiera de estos parámetros no tiene importancia!

¿Qué tipos de polvos se usan en la prueba de capacidad de retención de polvos?

Norma de prueba EN 779 ISO 16890
Polvo de prueba L1 (ASHRAE) Polvo de prueba L2 (ISO Fine) Polvo de prueba
Caída final de presión 250 Pa para filtros de polvo grueso 200 Pa para
filtros gruesos ISO
450 Pa para filtros de polvos medianos y finos 300 Pa for ISO ePM10, ePM2,5 und ePM1

¿Ha escuchado acerca de ISO 5957? ¿No? Bueno, ¡esto es lo que debe saber! Esta es una norma de prueba que especifica los polvos de prueba usados para evaluar el equipo de limpieza de aire. ISO 15957: 2015 define 4 polvos diferentes: L1, L2, L3 y L4.

El polvo L1, especificado en ISO 15957: 2015 y conocido también como polvo de prueba ASHRAE, es conocido para expertos en la industria de la bien conocida norma de prueba ASHRAE 52.2. DIN EN 779:2012, una norma muy conocida que fue remplazada por ISO 16890, también conocida por su uso en este polvo de prueba.

El polvo L2 tiene una variedad de nombres. En ISO 12103-1 se conoce como Polvo de Prueba Fino A2 o a veces "Fino ISO" - ¡nombres diferentes para el mismo polvo! Este polvo está también especificado en otras normas, incluyendo ISO 29461-1:2013 e ISO 16890:2016.

¿Cómo puede un tipo de filtro tener dos diferentes capacidades de retención de polvos?

Se ha descubierto que los procedimientos de prueba EN 779 e ISO 16890 no son diferentes solo en términos de polvo de prueba usado, pero también en la caída de presión al que cada uno se realiza. Nuestro filtro compacto MPK 48-20 GT compact filter es un claro ejemplo de esto:

Tipo de filtro MPK 48-20 GT​ MPK 48-20 GT​
Norma de prueba EN 779​ ISO 16890​
Capacidad de retención de polvos 470g​ 600g​
Polvo de prueba ASHRAE​ Fino ISO
Caudal de aire 3400m​3/h 3400m3/h​
Caída final de presión ​450 Pa ​300 Pa

Como lo muestra la tabla, las capacidades de retención de polvos difieren del mismo producto cuando se prueban de acuerdo con EN 779 o ISO 16890. De nuevo, los datos de la capacidad de retención de polvos pueden solo compararse si se determinan bajo las mismas condiciones de prueba. SI las pruebas usadas difieren en algún parámetro de prueba, ¡estará en realidad comparando manzanas con peras!

Existe otro punto que se debe considerar en relación con los filtros EPA y HEPA, según EN 1822 E ISO 29463, los datos de capacidad de retención de polvos proporcionada por algunos fabricantes de filtros. ¡Ni EN 1822 ni ISO 29463:2011 especifican un procedimiento de ingreso de polvo definido por clases de filtros EPA o HEPA! Este seguirá siendo el caso en las revisiones de estas normas. Aún si se especifica un procedmiento de este tipo, la prueba de capacidad de retención de polvos de los filtros EPA y HEPA solo tiene una capacidad de aplicabilidad limitada en la práctica. Esto se debe a que los dos tipos de filtros son casi de manera exclusiva usados en conjunto con una unidad de prefiltración que reduce el contenido de partículas en el aire ambiental antes que entren a estos filtros de alto rendimiento.

¿Cómo se relaciona la prueba de capacidad de retención de polvos con la práctica?

Para dar respuesta a esta pregunta, EMW llevó a cabo una prueba de campo de filtros de aire que permite la correlación con sus capacidades de retención de polvos en pruebas de laboratorio. En un proyecto ubicado en Europa Central, los filtros de bolsa del grupo de filtros ISO ePM10 55% (antes M5) se instalaron como prefiltos adelante de losfiltros compactos del grupo de filtros ISO ePM1 85% (antes F8). Algunos de los filtros compactos del grupo de filtros ISO ePM1 85% (antes F8). Algunos de los filtros compactos se probaron y pesaron antes de la instalación. Luego de dos años de uso con cerca de 16,000 horas de operación, la mitad de los filtros compactos probados antes fueron probados de nuevo y pesados luego de un año de operación respectivamente a 8,000 horas de operación, la otra mitad luego de dos años de operación respectivamente luego de 16,000 horas de operación. La ganancia en el peso promedio debido a este uso en campo fue de alrededor de 255 gramos por filtro compacto luego de un año de operación y de alrededor de 486 gramos luego de dos años de operación.

En este punto, puede pensar que una ganancia de peso de 486 gramos por un filtro compacto usado durante dos años con un filtro de bolsa no es nada fuera de lo común. ¡Tiene razón! Lo sorprendente de esto no fue la ganancia de peso, sino el aumento en la caída de presión en el filtro. La caída de presión aumentó solo 23 Pa en este periodo.

La siguiente gráfica compara los datos de desempeño del filtro compacto, evaluado en las pruebas de laboratorio y en uso en campo. La línea roja muestra la caída de presión como función de la capacidad de retención de polvos par filtros compactos probados en base a la norma ISO 16890. La línea azul muestra la misma función determinada en uso en campo de los filtros compactos en un periodo de 1 año y 2 años con alrededor de 8,000 horas de operación por hora.

Luego de un año de uso en campo, los filtros compactos mostraron un aumento de peso de 255 gramos y una caída de presión de solo 138 Pa contra 122 Pa en condición nueva. Luego de dos años de uso en campo, mostraron un aumento de peso de 486 gramos y una caída de presión de 145 Pa. Sin embargo, cuando los mismos filtros compactos retienen 255 gramos de polvo de prueba L2 L2 test dust (ISO-Fine) en pruebas de laboratorio, mostraron una caída de presión de 180 Pa y 486 gramos de caída de presión de 280 Pa (gráfica 1). Además, la capacidad de retención de polvos que se requiere para causar una caída de presión de 138 Pa en la prueba de laboaratorio es solo de 95 gramos y provoca una caída de presión de 145 Pa solo 127 gramos (gráfica 2). Como resultado, podemos concluir que la prueba de laboratorio no tiene nada en común con las condiciones reales.

En otras palabras, ¡la teoría y la práctica de la capacidad de retención de polvos son dos animales totalmente diferentes! ¿Por qué nos tomamos la molestia de explicarle todo esto? Para hacerle ver que es muy difícil o casi imposible sacar conclusiones relacionadas con la vida de servicio de filtro, basada en la capacidad de retención de polvos. También deberá tener en mente que los polvos de prueba de laboratorio generalmente serán sustancialmente diferentes de las partículas de aire en la aplicación específica a la mano. Según diversas normas de publicación reciente, por ejemplo, ISO 16890 contiene el siguiente aviso legal: "Los resultados de desempeño no podrán por sí mismos ser aplicados de manera cuantitativa para predecir el desempeño de filtración en todos los "entornos de la vida real". Además, según ISO 16890, el procedimiento de ingreso de polvo es obligatorio para los filtros ISO ePM1, ePM2.5 y ePM10, pero puede hacerse de manera opcional. Consideramos que esto es correcto. Si busca indicadores más confiables para la predicción de la vida de un filtro, sugerimos que compare la ración del área de medio filtrante para la caída y eficiencia de presión inicial.

Certificados de prueba - !Tenga cuidado con la letra pequeña!

Algo que complica aún más las cosas, los certificados de pruebas emitidos según ISO 16890:2016 pueden o no ser comparados entre ellos, es decir, pueden o no referirse a datos determinados en condiciones de pruebas idénticas.

ISO 16890-2:2016 estipula que el método de prueba puede usarse para caudales de aire entre 900 m³/h y 5400 m³/h. Al especificar el caudal que será usado por la institución de prueba que realiza el procedimiento, el fabricante de un filtro tiene la capacidad de elegir el caudal desde este rango. En el poco probable caso que el fabricante no especifique un caudal, la prueba se lleva a cabo a 3400 m³/h.

Lo mismo aplica para el polvo de prueba usado. La norma ISO 16890-3:2016 estipula que puede usarse con cualquier polvo de prueba ISO 15957, es decir, L1, L2, L3 y L4. No obstante, un reporte de prueba ISO 15937 solo podrá ser emitido por pruebas realizadas con polvo L2 (Finos ISO). Las capacidades de retención de polvos obtenidas usando cualquier tipo de polvo diferente a L2 deberá ser designado según ISO 16890 - 3:2016. Dichos datos generalmente se describen como el resultado de la prueba "basada en" ISO 16890-3: 2016. Cualquier dato de este tipo, usado para describir los datos de la capacidad de retención de polvos, deberá de inmediato encender las alarmas en su mente. La clasificación de un filtro como "Grueso ISO" no es permisible en base a los resultados obtenidos con otro polvo de prueba que L2 (Finos ISO).

La caída de presión final, usada en el procedimiento ISO 16890-3: 2016, es decir, la caída de presión a la que se realiza la prueba, es también poco clara. ISO 16890-3: 2016 especifica una caída de presión final de 200 Pa para los filtros gruesos ISO y 300 Pa para los filtros ISO ePM1, ePM2,5 y ePM10, que requiere también que cualquier capacidad de retención de polvos dada en certificados de prueba se determine usando la cáida de presión final especificada. No obstante, una nota explicatoria en la norma también establece que la prueba más allá de estas caídas de presión también se permite.

De vez en cuando, las capacidades de retención de polvos se puede encontrar en otros textos promocionales de los proveedores que los describen como "Probados a una caída de presión final de 600 Pa" o "Probados a una caída de presión final de 800 Pa". Como experto en el área de capacidad de retención de polvos, ahora lo sabe: ¡Tenga cuidado!


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