Filtri ULPA vs HEPA: qual è la differenza e perché è importante?

Capire quando e perché scegliere HEPA o ULPA.

Il filtro HEPA viene spesso citato in questo blog perché è una tecnologia efficace che è al centro della missione di Coocasz: proteggere i pazienti negli ospedali e in altri ambienti pericolosi da polveri e agenti patogeni.

Tutti i filtri HEPA (High-Efficiency Particulate Air) soddisfano gli standard ASME e DOE di 99,97 %, ma alcuni sono più efficienti. Ad esempio, il nostro filtro HEPA ha un'efficienza del 99,99 %. Noi chiamiamo questa filtrazione HEPA "di grado medico".

Hepa	ULPA
99,97 % di particelle fino a 0,3 micrometri di dimensione	99,999 % di particelle fino a una dimensione di 0,12 micrometri

Forse sapete che esiste un filtro che rimuove particelle ancora più piccole: il filtro ULPA (Ultra-Low Particulate Air). Lo standard ULPA prevede la rimozione del 99,999 % di tutte le particelle di dimensioni fino a 0,12 micron. Questo sembra molto più efficace dell'HEPA, quindi sorge una domanda valida: quando si confrontano i filtri ULPA e HEPA, perché scegliere l'HEPA?

Per usare le parole di Ricky Ricardo: Abbiamo delle spiegazioni da dare.

Come funziona la filtrazione?

Facciamo prima una digressione per capire il comportamento delle particelle che si muovono attraverso i filtri dell'aria. Sia i filtri HEPA che quelli ULPA sono costituiti da innumerevoli minuscoli filamenti di microfibre di vetro borosilicato disposti in modo casuale.

Quando le particelle scorrono attraverso questo enorme labirinto di fibre, vengono trattenute da vari meccanismi fisici. I tre più importanti sono l'intercettazione, la separazione inerziale e la diffusione.

Lungi dal funzionare come un semplice setaccio, un filtro dell'aria in fibra sfida in realtà il senso comune, intrappolando le particelle più piccole e più grandi in modo più efficace rispetto a quelle di medie dimensioni. La dimensione peggiore delle particelle è di 0,3 micrometri e questo fatto è stato decisivo per i parametri di progettazione del filtro HEPA.

Sistemi di filtraggio ULPA vs. HEPA

Ok, ma se l'ULPA è migliore dell'HEPA e cattura un numero maggiore di particelle più piccole (come i piccoli virus), perché usiamo ancora l'HEPA?

Perché "migliore" in questo caso si applica solo in senso stretto. Sebbene i filtri ULPA catturino un maggior numero di particelle nell'elusivo intervallo 0,12-0,4, sono necessari solo per applicazioni specializzate come la produzione di microelettronica o i laboratori medici, per rimuovere le particelle dalle camere bianche o per filtrare i fumi chirurgici tossici prodotti durante le procedure elettrochirurgiche.

I filtri HEPA, invece, sono molto più utilizzati in quanto considerati ottimali per la maggior parte delle applicazioni biologiche, comprese quelle sanitarie. Un esempio del perché i filtri HEPA funzionano così bene negli ospedali è il fatto che i virus più piccoli di 0,3 micron, che potrebbero teoricamente passare attraverso un filtro HEPA, sono di solito trasportati da particelle più grandi come la saliva o il sudore e vengono quindi intrappolati.

In breve, ecco alcuni degli svantaggi dell'uso dei filtri ULPA.

Flusso d'aria limitato: Il motivo principale per cui non è possibile sostituire semplicemente un filtro ULPA con un filtro HEPA è che il filtro ULPA è più restrittivo. Come abbiamo discusso in questo blog qualche anno fa, il flusso d'aria è una differenza fondamentale tra HEPA e ULPA. Il materiale più denso del filtro ULPA riduce il flusso d'aria di 20-50 % per filtri delle stesse dimensioni. Questa maggiore caduta di pressione ridurrebbe un importante parametro, i ricambi d'aria all'ora, a un livello inaccettabilmente basso, con conseguente peggioramento della qualità dell'aria in una stanza.

Costi più elevati: Poiché i filtri ULPA hanno un mezzo filtrante più denso e sono più difficili da produrre rispetto ai filtri HEPA, costano circa il 35% in più rispetto a questi ultimi. E il costo dei filtri è solo una parte della storia. Per sviluppare un sistema ULPA che fornisca le stesse prestazioni ACH di un sistema HEPA, sarebbe necessario un filtro più grande per compensare il flusso più limitato e possibilmente una soffiante più potente, rendendo l'intero sistema di filtrazione più grande e più costoso.

Vita utile più breve: Un'altra ragione che rende i filtri ULPA più costosi è la loro durata di vita più breve, che si aggira in media tra i cinque e gli otto anni rispetto ai circa 10 anni dei filtri HEPA per un uso simile. Inoltre, i pre-filtri sono spesso utilizzati per proteggere i filtri più fini a valle, quindi potrebbe essere necessaria una pre-filtrazione aggiuntiva per proteggere il filtro ULPA.

Conclusione

Sebbene inizialmente possa sembrare una buona idea sostituire semplicemente il filtro HEPA con un filtro ULPA, ci auguriamo che ora comprendiate perché questo non funziona. Un sistema di filtrazione progettato per un flusso d'aria specifico deve essere progettato per tenere conto della resistenza al flusso dell'elemento filtrante, e un filtro ULPA sarebbe troppo restrittivo in un sistema progettato per HEPA. Inoltre, la filtrazione ULPA sarebbe troppo costosa per la maggior parte delle applicazioni, se utilizzata al posto dell'HEPA.

Troppo spesso le procedure falliscono, anche quando vengono utilizzate le attrezzature corrette. Pertanto, è estremamente importante seguire le precauzioni per il controllo delle infezioni descritte nella matrice ICRA, come l'installazione corretta di barriere temporanee, la creazione di un ambiente a pressione negativa con macchine a filtrazione HEPA e la pulizia con aspirapolvere con filtro HEPA.

Per coloro che hanno il compito di ridurre al minimo le polveri e gli agenti patogeni trasportati dall'aria nei lavori di costruzione di strutture sanitarie, i filtri HEPA sono ancora lo standard raccomandato.