Analicemos los cinco principios básicos de la filtración de aire para ayudarle a comprender su lógica subyacente.
1. Efecto de intercepción: Las fibras de un filtro están dispuestas de forma compleja. Cuando las partículas de polvo en suspensión entran en contacto con la superficie de las fibras del filtro, quedan atrapadas directamente si se encuentran lo suficientemente cerca del material filtrante. Este fenómeno es especialmente evidente en materiales filtrantes densos, como la estructura de malla tridimensional formada por fibras ultrafinas en el tejido meltblown para mascarillas, que puede retener firmemente los aerosoles virales dentro de los espacios entre las fibras.
2. Efecto inercial: La compleja disposición de las fibras filtrantes en un filtro de aire provoca que el flujo de aire encuentre obstáculos y se desvíe al pasar a través del material filtrante. Las partículas de polvo en el aire, bajo la influencia de las fuerzas de inercia, se desprenden de la corriente y chocan con la superficie de las fibras filtrantes, depositándose allí. Cuanto mayor sea la partícula, mayor será la fuerza de inercia, mayor la probabilidad de que sea bloqueada por las fibras filtrantes y mejor la eficiencia de filtración.
3. Efecto de difusión: El efecto de difusión afecta a las partículas ultrafinas menores de 0,1 micrómetros. Estas partículas se mueven principalmente por movimiento browniano, con una trayectoria desordenada, lo que aumenta significativamente la probabilidad de contacto con las fibras del filtro; cuanto menor es la partícula, más fácil es eliminarla.
4. Efecto de la gravedad: Cuando la velocidad del flujo de aire es menor que la velocidad de sedimentación de las partículas, las partículas de mayor tamaño se sedimentan naturalmente por gravedad. Las torres de tratamiento de gases de combustión en las centrales térmicas amplían el espacio y reducen la velocidad del flujo, lo que permite que el polvo caiga en la tolva de recogida como la arena que se deposita en el fondo del agua. Este mecanismo es económico y eficiente para tratar altas concentraciones de polvo, pero su efecto sobre las partículas en suspensión es limitado, por lo que generalmente se utiliza como método de pretratamiento.
5. Efecto electrostático: La tecnología de electreto electrostático carga las fibras, lo que confiere al material filtrante la capacidad de capturar activamente partículas con cargas opuestas, de forma similar a como un imán atrae las limaduras de hierro. Este mecanismo es especialmente eficaz para las partículas cargadas en PM2.5, y los equipos industriales de eliminación de polvo realizan un tratamiento de electreto en la superficie del filtro.