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Cosa rende un filtro un filtro HEPA?

OK, quindi se i filtri HEPA sono stati inventati negli anni ’40, e non sono niente di speciale, allora cosa rende un qualsiasi vecchio filtro un filtro HEPA? Si scopre che usare il termine “HEPA” ha una serie di requisiti rigorosi. In Europa, i filtri HEPA devono rimuovere il 99,95% (ISO) delle particelle. Negli Stati Uniti, devono rimuovere il 99,97% delle particelle.

Standard	Tasso di filtrazione di MPPS
ISO / Europeo (ISO29463 / EN 1822)	≥ 99.95%
Standard USA (MIL-STD-282)	≥ 99.97%

Quando si seguono le regole ISO o europee, i filtri che catturano ≥85% delle particelle ma meno del 99,95% sono chiamati “filtri EPA” o “efficient particulate air filter”. Questi filtri d’aria non soddisfano il requisito di filtrazione per essere considerati un “filtro d’aria HEPA”.

D’altra parte, i filtri che superano i requisiti di un “filtro d’aria HEPA” e catturano più del 99,999% delle particelle sono chiamati “filtri ULPA” o “filtro d’aria a penetrazione ultra bassa”.

Designazione	Tasso di filtrazione
EPA (efficient particulate air filter)	85% – 99.95%
HEPA (filtro aria particolato ad alta efficienza)	99.95% – 99.999%
ULPA (filtro aria a bassissima penetrazione)	≥99.999%

OK, ma cosa significa “particelle”? Tutte le particelle? Una particolare dimensione di particelle? Si scopre che gli HEPA sono testati contro la “dimensione delle particelle più penetranti” (MPPS) – ne riparleremo tra poco.

Come funzionano i filtri HEPA?

La risposta a questa domanda è la cosa più affascinante dei filtri HEPA. La maggior parte di noi potrebbe iniziare a pensare che i filtri HEPA funzionano come una rete, come questa.

Se una particella è più piccola dei fori della rete, passa. Ha senso!

Metodo 1 del filtroHEPA: particelle grandi

Questa intuizione è vera per le particelle grandi. Per “grandi”, stiamo parlando di particelle tipicamente più grandi di 1 micron. Per confronto, un capello umano è largo circa 50 micron. Quindi 1 micron è in realtà abbastanza piccolo.

Ma queste particelle “grandi” volano in un filtro HEPA, sono troppo grandi per passare, quindi rimangono bloccate. Gli scienziati hanno un nome per questo. Quando le particelle rimangono bloccate tra due fibre, lo chiamano “straining”.

Metodo 2 del filtro HEPA: particelle più piccole

Cosa succede per le particelle più piccole di 1 micron? Guardiamo la gamma di dimensioni successive: 0,3 – 1 micron. Stiamo parlando delle dimensioni di un batterio.

Particelle di queste dimensioni possono inserirsi tra le fessure del filtro. Ma hanno un problema. Cercheranno di seguire l’aria intorno a una fibra del filtro HEPA, ma sono un po’ pesanti. Così alcune di loro non si muovono abbastanza velocemente e quindi finiscono per rimanere bloccate. Gli scienziati chiamano questo “intercettazione”.

Metodo 1 del filtro HEPA: Particelle veramente piccole

OK, quindi le particelle di dimensioni inferiori passano? Per le particelle veramente piccole (meno di 0,3 micron), la scienza diventa più strana. Queste particelle così piccole hanno così poca massa che vengono effettivamente rimbalzate come un flipper quando colpiscono le molecole di gas (questo si chiama moto browniano). Quindi si muovono in schemi casuali a zig zag.

Queste particelle sono così piccole che potrebbero facilmente passare attraverso i filtri HEPA. Ma purtroppo (per la loro libertà) e per fortuna (per i nostri polmoni), non volano in linea retta. Poiché volano a zig zag, finiscono per colpire le fibre e rimanere bloccate. Gli scienziati la chiamano diffusione.

Ecco come funzionano le tre meccaniche di cattura:

E ecco come funzionano le tre diverse meccaniche per particelle di dimensioni diverse. Lo stiramento e l’impatto catturano le particelle grandi; l’intercettazione cattura le particelle medie; e la diffusione cattura le particelle più piccole.

Qual è la dimensione delle particelle più penetranti per un filtro dell’aria HEPA ?

Quindi più grande è la particella, meglio un filtro HEPA la filtra? Non così in fretta! Hai notato il calo nell’ultimo grafico? Questo accade perché la diffusione funziona molto bene sotto circa 0,3 micron. La filtrazione e altre meccaniche più intuitive funzionano molto bene al di sopra di 0,3 micron.

Dove queste due meccaniche si intersecano è la dimensione delle particelle più difficile da catturare. Questo perché non è abbastanza piccola perché la diffusione lavori con tutta la sua forza, e non è abbastanza grande perché la deformazione lavori con tutta la sua forza. Chiamatelo il “punto debole” dei filtri HEPA. Questo avvallamento nel grafico è chiamato la dimensione delle particelle più penetranti.

L’avvallamento nel grafico si verifica più comunemente intorno al segno di 0,3 micron, che è il motivo per cui la gente menziona sempre 0..3 micron per tutto il tempo.

I filtri HEPA possono catturare le nanoparticelle

Vedi come la linea sale a sinistra del tuffo nel grafico.

Questo è movimento browniano e diffusione in azione. La diffusione è incredibilmente efficace nel catturare le nanoparticelle. Questo significa che anche i filtri HEPA sono incredibilmente efficaci nel catturare le nanoparticelle.

Leggi di più: I filtri HEPA possono catturare il Coronavirus?

I filtri HEPA possono catturare anche gas e COV?

Siccome i filtri HEPA sono così bravi a catturare le nanoparticelle, è ragionevole pensare che possano catturare anche COV e gas. Purtroppo non è così. Poiché i gas non sono particelle, si muovono e si comportano diversamente nell’aria. Per catturare i VOC e i gas avrai bisogno di un filtro al carbonio.

Leggi di più: di quale combinazione di filtri dell’aria ho bisogno per proteggermi da tutti gli inquinanti? “

Posso pulire un filtro HEPA?

Pulire i filtri HEPA con acqua, o aspirarli o picchiarli non è raccomandato, perché può danneggiare le fibre dei filtri HEPA. Smart Air ha testato il lavaggio dei filtri HEPA nel laboratorio Smart Air. Scoprite di più sui danni della pulizia del vostro filtro HEPA qui.

Fondo sui filtri HEPA

I filtri HEPA sono filtri ad alta efficienza che in genere catturano oltre il 99,5% di tutto l’inquinamento da particolato. Sono fatti di plastica (PP+PET) o fibra di vetro, e possono catturare cose come polline, virus, batteri, muffe e PM2.5. La diffusione significa anche che sono molto efficaci nel catturare anche le nanoparticelle.

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