La norma EN 1822 nos indica que existen 3 categorías principales de filtros o clases denominadas filtro EPA, HEPA y ULPA variando la eficacia de retención de partículas de menor EPA a mayor capacidad de retención en los filtros ULPA (estos últimos utilizados esencialmente en hospitales y laboratorios médicos).

La tabla siguiente muestra las varias clasificaciones de filtros de alta eficiencia según EN 1822:

Dentro de cada categoría de filtro nos encontramos con diferentes capacidades para retener partículas, las clases E10 a E12 son filtros de aire de partículas eficientes (EPA), H13 y H14 son filtros HEPA, y U15 a U17 son filtros de aire de penetración ultra baja (ULPA). Estas clases están cubiertas por la norma europea EN 1822, que evalúa el rendimiento de filtración del filtro para el MPPS. De acuerdo con esta norma, un filtro HEPA debe eliminar al menos el 99,95% de las partículas con un tamaño de 0,3 μm o mayor. Las normas del gobierno de EE.UU. requieren que un filtro elimine el 99,97% de las partículas de tamaño 0,3 μm para calificar como HEPA. Dicho de otra forma, por cada 10.000 partículas de 0,3 micrones (o micras) de diámetro, sólo tres de ellas pueden pasar.

Tamaño de partícula más penetrante (MPPS)

Los filtros HEPA (del inglés «High Efficiency Particle Arresting») son muy eficaces para capturar un porcentaje extremadamente alto de hasta el 100% de los contaminantes de nanopartículas, así como las partículas más grandes de más de 0,3 μm. Para las partículas de alrededor de 0,3 μm hay una pequeña caída en la eficiencia; este tamaño es por lo tanto llamado el tamaño de partícula más penetrante «Most penetrating particle Size» (MPPS) en los estándares para los filtros HEPA.

Eficiencia de los filtros HEPA

Para efectuar la clasificación de los filtros de aire como los HEPA se debe considerar el tamaño de la partícula más penetrante MPPS, el tamaño de esta partícula se encuentra entre los 0,1 μm y los 0,3 μm si bien la norma EN 1822 se calcula para unos niveles de eficiencia para la captura de partículas de un tamaño mayor a los 0,3 micrones. Al contrario de lo que se pueda pensar, los filtros HEPA son extremadamente eficientes en la captación de partículas inferiores a los 0,1 micrones y es en partículas de entre 0,1 y 0,3 micras donde realmente se ve la eficacia en la captación de partículas.

La forma de funcionamiento de un filtro HEPA es la siguiente en función del tamaño de las partículas:

• Partículas de tamaño mayor a 0,3 micras se retienen por impacto, es decir estas partículas no caben por un poro cuyo tamaño es inferior al de la partícula.
• En partículas de tamaño inferior o muy inferior a las 0,1 micras, las partículas son atrapadas por las fibras gracias al movimiento browniano de éstas, su peso es tan pequeño que este tipo de partículas no se mueven en línea recta y quedan atascadas en las fibras del filtro.
• El problema, y donde se la juega un filtro HEPA, está en las partículas de entre 0,1 y 0,3 μm, es en este rango de tamaños donde se calcula la verdadera efectividad de un filtro HEPA o ULPA (Si se requiere una eficacia mayor en la retención de partículas del aire).

¿Ofrece un filtro de aire de partículas de alta eficiencia (HEPA) una protección completa contra la contaminación cruzada de los virus?

Las partículas que flotan en el aire, tanto en forma sólida como líquida, pueden afectar a nuestra salud. A tal efecto son especialmente importantes las partículas con un tamaño inferior a las 2,5 micras (o micrómetros μm), con este tamaño son un peligro porque pueden entrar directamente al torrente sanguíneo. Las nanopartículas pueden tener tamaños desde 0,1 hasta 0,001 μm, y dentro de este grupo se encuentran la mayoría de los virus, como el tristemente conocido SARS-CoV-2.

Los filtros HEPA son muy eficaces en la retención de partículas inferiores a los 0,1 micrómetros (micras) y superiores a las 0,3 micras, desgraciadamente en tamaños entre 0,1 y 0,3 micras la eficacia de retención de este tipo de filtros es algo inferior que en tamaños superiores e inferiores, y es importante saber que justo en estos tamaños son los que tienen algunos virus como el SARS-CoV-2 causante de la Covid-19. Sin embargo los virus no suelen encontrarse en el aire flotando por si mismos sino embebidos en gotículas o agregados con agua y otras sustancias, en este caso el tamaño es bastante más grande y la eficacia del filtrado por HEPA aumenta mucho, tanto más si contamos con un filtro HEPA H14 o si entramos en categorías utilizadas en centros sanitarios como son los filtros ULPA.

Tamaños de algunos virus conocidos:

• Virus de la gripe A: 0,08 – 0,12 μm
• VIH: 0.08 μm
• Los coronavirus como el SARS-CoV-2 causante de la COVID-2019, MERS-CoV y SARS-CoV varían en tamaños de entre 0,06 a 0,2 μm.
• Virus de la hepatitis C: 0,05 μm
• Mycobacterium tuberculosis 1.0 μm
• Estafilococos como el staphylococcus aureus, constituyen células con forma de esfera de en torno a 1 μm

Metodología en la Norma EN 1822

A) Evaluar la eficiencia del medio filtrante. Mediante el uso de un contador de partículas se determina el número y las dimensiones de las partículas retenidas por el filtro; sucesivamente, a partir del procesamiento de dichos datos, se puede determinar la dimensión de las partículas para la que la eficiencia del medio es mínima. Dicha dimensión se conoce como MPPS, acrónimo inglés de “dimensiones de las partículas más penetrantes”.
B) Verificar las pérdidas del elemento filtrante. Dicha prueba se realiza con una sonda que produce aerosol; dicha sonda se puede desplazar por toda la superficie del filtro para recoger una serie de datos sobre la eficiencia local que, luego, se usan para determinar la eficiencia total; de esta forma se puede determinar también la tasa de pérdida para un área específica del filtro. El cálculo de la eficiencia total suele definirse como un valor integral mientras que la tasa de pérdida se define como un valor local.
C) Determinación de la eficiencia integral del elemento filtrante. Primero, se mide la pérdida de carga del filtro con un caudal volumétrico del aire correspondiente al caudal nominal y luego, con un generador de aerosol, se determina la eficiencia del filtro en correspondencia de las partículas MPPS. Según el valor de dicha eficiencia se procede a la clasificación en función de la tabla antes indicada.