Existen contaminantes en el aire en interiores que presentan un riesgo para la salud, tales como virus, bacterias, mohos, levaduras, hongos, alérgenos (polvo, moho, polen, ácaros), e incluso Compuestos Orgánicos Volátiles (COVs), tóxicos que son liberados por disolventes, pinturas o combustibles.
Las dimensiones de los principales contaminantes son: virus 0,005-0,3 micrones; bacterias: 0,3-60 micrones; esporas: 10-30 micrones; pólen: 10-1000 micrones; humo: 0,01-0,1 micrones.
En el presente artículo se describen y analizan las principales tecnologías para la purificación del aire disponibles en el mercado, para aplicaciones médicas, industriales, comerciales y domésticas. Los principales parámetros a tomar en cuenta son: capacidad de eliminación de impurezas, generación de subproductos tóxicos, frecuencia de mantenimiento, consumo eléctrico, ruido, estética.
Tecnologías para la purificación de aire en interiores
- Filtros Hepa (High Efficiency Particulate Air o Filtros de Partículas de Alta Eficiencia) reducen los contaminantes del aire en interiores, con capacidad para retener el 99,97% de todas las partículas ≥0,3 micrones. Presentan la desventaja de acumular los contaminantes sin eliminarlos, pueden sufrir fugas, su coste inicial y de reemplazo son elevados, requieren mantenimiento constante, el consumo energético es alto y su flujo de aire es reducido y variable debido a la acumulación de obstrucciones. Por otro lado, no son eficientes para partículas <0,01 micrones por lo que no eliminan virus, ni gases (COVs), ni olores. Por último, requieren cambio frecuente de filtros.
- Filtros Merv (Minimum Efficiency Reporting Value o Valor de Eficiencia Mínima) tienen una eficiencia de >10 micrones, diseñados para sistemas de aire acondicionado, consumen menos energía, pero son menos eficientes que los Hepa. Un filtro de alta eficiencia Merv 14 tiene una tasa de captura de por lo menos el 75% para partículas entre 0,3 a 1,0 micrones. Aunque la tasa de captura de un filtro Merv es inferior de un filtro Hepa, un sistema de aire central puede mover mucho más aire en el mismo periodo de tiempo. Usando un filtro Merv de alta calidad puede ser más eficaz que hacerlo mediante una máquina Hepa de alta potencia a un menor coste. La mayoría elimina el 95% de las partículas, pero son ineficaces ante microorganismos, virus, compuestos orgánicos volátiles (COVs) o sobre olores. Requieren cambio frecuente de filtros.
- Filtros de carbón activo. Contienen adsorbentes carbonáceos cristalinos con mucha porosidad interna. Funcionan a partir de un sistema de succión, filtrado y extracción a través de esponjas microscópicas que atrapan olores y COVs, no los eliminan, sólo los retienen. El proceso de adsorción consiste en cambiar los contaminantes de fase gaseosa a fase sólida. Normalmente se emplean en combinación con filtros Hepa. Son capaces de retener las impurezas, pero se saturan con facilidad, no retienen partículas grandes y requieren mantenimiento frecuente.
- Radiación Ultra Violeta. La desinfección por rayos UV de espectro germicida (UVGI) puede utilizarse para purificar el aire forzado expuesto a lámparas UV. Este método no elimina microbios, sólo los desactiva dañando el ADN de los microorganismos, evitando así que se reproduzcan. El ADN cuenta con cuatro nucleótidos que forman pares (Citosina-Guanina, Adenina-Timina), la desactivación ocurre cuando la energía del fotón UV crea un dímero de Timina. Cuando se forman +100 dímeros a lo largo de la cadena, el ADN ya no puede replicarse por el número de defectos. Estos defectos son comunes dado que la exposición solar involucra radiación UV, por lo que los microorganismos han desarrollado mecanismos enzimáticos capaces de reparar estos defectos en su material genético. Dada la capacidad de los microbios de repararse por la acción UV, este método de desinfección se considera menos eficaz de lo que se espera.Tradicionalmente se ha empleado dentro de los conductos de retorno de aire acondicionado, pero se ha comprobado que no hay tiempo ni energía suficiente para una eliminación eficaz de microorganismos. La desinfección aplicando radiación UV puede ser efectiva si se aplica con la intensidad y tiempo adecuados, pero no es recomendable realizarla en presencia de personas, por los daños que puede causar a la vista o a la piel. Requieren de remplazo anual de lámparas UV.
- Ozono. La contaminación exterior está compuesta en gran parte por ozono. Las autoridades competentes recomiendan una exposición al ozono de ‘cero’ y la medida estándar para los niveles de exposición al ozono debería ser de un máximo de 0,08 ppm. La desinfección mediante ozono a altas concentraciones puede ser muy efectiva dado su carácter oxidante y poder de ataque a cualquier elemento orgánico, pero no puede realizarse en presencia de personas. Existen generadores de ozono de baja concentración que se comercializan como ‘ionizadores’. Estos aparatos producen radicales gaseosos de hidroxilo por ozono. El radical ataca al azar cualquier materia orgánica, incluidos tejidos y mucosas de las personas. Se requiere una concentración alta de ozono para la eliminación de microorganismos. La venta y uso de generadores de ozono está regulada y no recomendada en muchos países (USA) por su toxicidad y sus efectos nocivos a la salud. Estos equipos no requieren de mantenimiento.
- Ionizadores. Estos equipos son generadores de ozono a concentraciones por debajo de lo permitido, (0,08 ppm). También se comercializan ionizadores con el mismo principio de atracción que los precipitadores electroestáticos, empleando un filamento cargado eléctricamente, que a su vez genera iones negativos que impactan con el aire y las partículas. Existen equipos para la desinfección de aire bajo la función errónea de ser generadores de iones y aire puro, de plasma, plasma frío, iones negativos, oxígeno atómico, etc. Su eficiencia es baja dada la baja concentración de iones generada. La EPA (Enviromental Protection Agency – USA) no los recomienda porque liberan ozono, señalando que estudios han comprobado que los iones vienen asociados con ozono y pueden dañar la salud de las personas, sin importar si son iones positivos o negativos. Por último, no requieren de mantenimiento y son económicos.
- Precipitadores Electroestáticos. Son dispositivos que atrapan eficazmente partículas finas, microorganismos, alérgenos, y polvo, mediante su ionización, atrayéndolos por una carga electrostática mediante un proceso de placas cargadas. Son muy eficientes, pero difíciles de desmontar y de limpiar. El recolector debe mantenerse siempre limpio para mantener una alta eficacia y el arco eléctrico puede generar ozono, que es perjudicial para las personas.
- Oxidadores Fotocatalíticos (PCO). Estos sistemas combinan la luz ultravioleta y la oxidación mediante radicales hidroxilos por fotocatalizadores base Titanio (TiO2) y los de última generación que incluyen también Zirconio (ZrO2), para degradar por completo COVs, así como todo tipo de microorganismos en el aire (virus, mohos y levaduras, bacterias, hongos) y alérgenos. El fotocatalizador tiene vida indefinida y se considera auto-limpiable. Cuando el fotocatalizador absorbe la luz UV, los electrones se excitan y se produce la ausencia de un electrón en las bandas de valencia, creando pares huecos positivos y electrones negativos en el catalizador. El hueco positivo del TiO2 forma gas hidrógeno y radicales hidroxilos. El electrón-negativo reacciona con la molécula de oxígeno para formar anión superóxido, en un ciclo indefinido. Los microorganismos y moléculas orgánicas reaccionan en cascada con los radicales libres generados en la superficie del fotocatalizador, descomponiéndose, generando Dióxido de Carbono (CO2) y Agua (H2O) en cantidades traza, sin residuos orgánicos. La eficacia de estos equipos es de +99,9%. Requieren de un mantenimiento anual para sustitución de lámparas.
Fuente: EPA, US. “US Environmental Protection Agency“
