Diferencias entre filtros ULPA y HEPA

Especialmente después de la pandemia por el Covid-19 toda la población se vio familiarizada de manera forzosa con términos como “prueba PCR”, “cuarentena” o “antígenos”. Uno de esos términos que pasó la frontera de la medicina y pasó al imaginario colectivo fue la de los filtros. Filtros EPA, HEPA, filtros ULPA e incluso más. Pero, ¿cuál es la diferencia entre estos diferentes filtros? Hoy revisamos la normativa UNE-EN-1822, la norma encargada de establecer una clasificación para los denominados filtros absolutos y las características que destacan en cada uno.

Tabla de contenidos

¿Qué son los purificadores de aire con filtro HEPA, ULPA y EPA?

Cada día convivimos con los gases que emiten los vehículos, el humo de las industrias, los aerosoles, los ácaros de polvo, el polen, las esporas de moho, las bacterias y otros tantos agentes ambientales. Estos pueden encontrarse tanto en la calle como en nuestros hogares. Para combatir esta gran lista de partículas existen los filtros de aire, en particular los filtros ULPA y HEPA, cuya función principal es la de purificar el aire, filtrando estos agentes contaminantes.

Ambos filtros basan su eficacia en el uso de fibras trenzadas encargadas de cribar las partículas y dejar pasar solo el aire. Estos procesos de captación de las partículas pueden ser de distinto tipo:

  • Captura por interceptación
  • Impacto por inercia
  • Captura por difusión o filtración
  • Atracción electrostática

Aun así, la diferencia principal que poseen estos dos filtros, a parte de su denominación, HEPA (High Efficiency Particle Air) y ULPA (Ultra Low Penetration Air), se centra en la capacidad de filtrar partículas de un tamaño u otro por parte de cada uno.

El 99 por ciento de las partículas que respiramos durante una exhalación miden 10 µm o menos, pudiendo quedar retenidas en los pulmones y provocar efectos negativos para el organismo. Cada uno de los dos filtros poseen la siguiente designación mínima y, por lo tanto, la clave de sus diferencias:

  • HEPA (H13): 99,99% de eficiencia para la filtración de partículas de 0,3 micras de diámetro o mayores.
  • ULPA (U15): 99,9995% de eficiencia para la filtración de partículas MMPS (0,1 – 0,25 micras).

Este tipo de filtros se encuentra presente tanto en nuestro día a día como para casi todas las industrias, y sus principales aplicaciones son:

  • Incineradores de residuos de Hospitales.
  • Gestión Residuos nucleares de bajo nivel y mezcla de residuos.
  • Sistemas de ventilación y de seguridad nuclear.
  • Salas limpias.
  • Laboratorios
  • Industria de alimentos.
  • Manufactura de productos farmacéuticos.
  • Manufactura de productos micro-electrónicos.
  • Uso domiciliario (en ductos de ventilación central o purificadores de aire).

Estos filtros cumplen además un papel primordial en la construcción de campanas o cabinas de flujo laminar, puesto que junto al impulsor de aire, el distribuidor, la iluminación y el medidor de presión; permiten la ventilación direccionada de aire limpio. Según la normativa, en estas instalaciones es obligatorio el uso de filtros ULPA (más eficaces) o HEPA (más habituales).

 

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El papel de la normativa EN 1822

En la actualidad, la clasificación de los filtros ULPA y HEPA está basada en la normativa EN 1822 (en España, la aplicable es la UNE-EN 1822-1:2020), que trata sobre los “Filtros absolutos (EPA, HEPA y ULPA)” y que, en su primera parte, se centra en la “Clasificación, principios generales del ensayo y marcado”. El objetivo de la normativa EN-1822 se basa en establecer la clasificación de los filtros absolutos, así como su designación y los criterios de rendimiento para la selección de filtros y los requisitos de prueba de laboratorio.

Desde su concepción, la EN 1822 vino a unificar directrices y requerimientos y, al mismo tiempo, remplazar a las múltiples normas nacionales existentes al respecto hasta la fecha, tales como la DIN 24184, la BS 3928 y la AFNOR 44013.

Aprobado por el CEN (Comité Europeo de Normalización) el 14 de enero de 2019, la nueva Normativa EN-1822 se ocupa de establecer las pruebas de rendimiento de filtros de aire de partículas, como el filtro HEPA o el ULPA, en aquellos campos relacionados con la ventilación y el acondicionamiento del aire, generalmente dependientes de entornos que requieran de determinados procedimientos tecnológicos, como los que tienen que ver con la industria de la salud, al aplicarse sobre los filtros de aire absolutos usados en equipos de protección respiratoria y en equipos de aire acondicionado y tratamiento de aire.

Normativa aplicable a los filtros ULPA y HEPA

Cómo sabemos, existen espacios en los que mantener un control de la calidad del aire y la concentración de partículas potencialmente contaminantes en el aire es de vital importancia. Sin embargo, no todos los espacios requieren del mismo tipo de filtro dependiendo de, por ejemplo, los procesos que van a llevarse a cabo en su interior o la normativa del sector. De esta forma, era necesario contar con una clasificación concreta de los diferentes tipos de filtro (EPA, HEPA, ULPA) y las diferencias existentes entre ellos.

Apoyada por una serie de normas ISO, la nueva normativa recoge también las pruebas de operación de los filtros y las limitaciones de uso, así como los diferentes estándares que se deben cumplir para su correcta categorización, sobre todo en lo relativo a índice de eficiencia y penetración. Asimismo, sustituye a algunas normas de ámbito nacional, como la norma DIN 24184 o la AFNOR 44013. Veamos ahora cuáles son los criterios que emplea esta norma para establecer, por ejemplo, qué diferencia a un filtro epa y uno ulpa.

En cualquier caso, tanto la EN 1822 como las anteriores normativas, se basan en la norma Eurovent 4/4, que establecía 5 tipos según su capacidad de filtración. En cambio, la actual normativa añade a estas 5 clases iniciales otras tres más con la intención de respetar las exigencias de la alta tecnología. De este modo y teniendo también en cuenta el rendimiento, fugas y porosidades del filtro, se podrían clasificar en dos grupos:

  • Filtros HEPA: los de clase EU 10, EU 11, EU 12, EU 13 y EU 14.
  • Filtros ULPA: los de clase U 15, U16 y U17.

Como hemos visto, y aunque cuentan con ciertas diferencias entre sí, los filtros ULPA y HEPA son de vital importancia en tareas de purificación de aire y, como tales, los reconoce la normativa vigente y así hemos de tenerlos en cuenta los profesionales en el diseño, instalación y mantenimiento de salas blancas y áreas estériles.

Criterios de clasificación de filtros según la normativa EN-1822 

La normativa EN-1822 establece la división de tres categorías de filtros, que en este caso se corresponden con las siglas EPA, HEPA y ULPA. Esta clasificación responde al rendimiento de filtración, el cual se basa, a su vez, en la eficiencia de paso y la eficiencia de filtración.

Partiendo de esta premisa, los filtros EPA se enmarcan dentro del grupo E y hacen alusión a los filtros de aire de partículas de alta eficiencia. Mientras que los filtros HEPA, que se incluyen en el grupo H, son los filtros de alta eficiencia. Dentro del grupo U nos encontramos con los filtros ULPA y son aquellos destinados a filtrar el aire de partículas de alta eficiencia. Veamos cada grupo con un poco más de detalle:

Los filtros EPA según la clasificación 

Cada uno de estos de filtros, (grupos E, H y U), cuentan con subdivisiones que sirven para concretar el rendimiento de determinados tipos de filtros. Así, el grupo E (EPA) dispone de tres clases de filtros, E10, E11 y E12, cuyo nivel de eficiencia y penetración en valor integral oscila entre el 85 y el 15% de la clase E10 hasta el 99,5 y el 0,5% de la clase E12. 

Los filtros HEPA 

El grupo H (HEPA) incluye las clases H13 y H14 y opera con valores integrales de entre el 99,5 y el 0,05% de eficiencia y penetración de la clase más baja hasta el 99,995 y el 0,005 de la más alta. Estos son sin duda los filtros más famosos entre el público general debido al papel fundamental que tuvieron, especialmente en hospitales y centros médicos y farmacéuticos durante la pandemia.

Los filtros ULPA y su diferencia con los EPA y HEPA 

El último grupo, según esta clasificación de filtros absolutos, donde se encuentran los filtros ULPA, que cuenta con las clases U15, U16 y U17, ofrece niveles de eficiencia y penetración integral del 9,99995% y 0,0005% de la más baja hasta el 99,999995 y el 0,000005% de la más alta. De acuerdo con la norma EN ISO 29463-5:2018, la clasificación de filtros se establece de la siguiente manera:

Tipo de filtroValor integralValor local
 Porcentaje de eficienciaPorcentaje de penetraciónPorcentaje de eficienciaPorcentaje de penetración
Filtro EPA E10≥ 85≤ 15  
Filtro EPA E11≥ 95≤ 5  
Filtro EPA E12≥ 99,5≤ 0,5  
Filtro HEPA H13≥ 99,95≤ 0,05≥ 99,75≤ 0,25
Filtro HEPA H14≥ 99,995≤ 0,005≥ 99,975≤ 0,025
Filtro ULPA U15≥ 99,995≤ 0,0005≥ 99,9975≤ 0,0025
Filtro ULPA U16≥ 99,9995≤ 0,00005≥ 99,99975≤ 0,00025
Filtro ULPA U17≥ 99,99995≤ 0,000005≥ 99,9999≤ 0,0001

Evaluación de la eficiencia y las pérdidas de elementos filtrantes

La normativa EN-1822 no solo fija los criterios de clasificación de las diferentes clases de filtros, también establece las metodologías necesarias para la evaluación de su eficiencia y porcentaje de pérdida. Como ya hemos comentado, la efectividad de estos filtros son indispensables cuando se llevan a cabo trabajos en instalaciones de ambiente controlado, por lo que contar con una forma de medir si están haciendo tu trabajo de forma correcta es esencial.

Las directrices se pueden dividir en tres partes o fases: la generación de aerosoles para la realización de estadísticas de recuento, la prueba del medio filtrante, el cálculo de fugas y pérdidas del elemento filtrante y la determinación de la eficacia de separación de este último.

A través de un contador de partículas, se puede llegar a determinar tanto la cantidad como el volumen de las partículas retenidas por el filtro. Para calcular la dimensión de las partículas, se procesan los datos obtenidos por el contador, para lo que se recurre a MPPS, que no es más que un acrónimo de Dimensiones de las Partículas Más Penetrantes.

Para comprobar las pérdidas del medio o elemento filtrante, se recurre a una sonda que se desplaza por toda la superficie y que produce aerosol. Con ello, se obtienen datos del nivel de eficiencia local, los cuales se utilizan posteriormente para calcular el valor integral de eficiencia, puesto que para establecer el nivel de pérdida asociado se recurre a un valor local. Al realizarse con el tamaño de partícula en el mínimo de eficacia de separación del elemento filtrante, se garantiza una estimación certera a la vez que segura.

Por último, la normativa UNE-EN-1822 establece también que, para calcular la eficiencia integral, se cuantifica el nivel de pérdida de carga del filtro con un volumen de caudal de aire correspondiente al nominal para determinar mediante el uso de un generador de aerosol la eficiencia de los filtros en función de las dimensiones de las partículas. Este proceso se realiza retirando las partículas del lado que desciende por medio de la sonda para introducirse posteriormente en un contador de partículas. El valor obtenido de este cálculo es el que determina la clasificación en diferentes tipos de filtros y subgrupos.

Con esto ya sabes cuál es la normativa UNE-EN-1822 y cuáles son las clasificaciones de filtros absolutos. Si necesitas saber más sobre filtros EPA, HEPA, ULPA, que diferencias hay entre ellos o cuál es el más indicado para tu sala blanca o instalación de ambiente controlado, no dudes en ponerte en contacto con nosotros y, desde Labsom, resolverémos todas tus preguntas.

Preguntas sobre la normativa UNE-EN-1822

Depende de las actividades que vayas a llevar a cabo. Teniendo en cuenta el sector de actividad del que estemos hablando existen unas normas u otras que deben cumplirse para garantizar la seguridad. En estas normas debería encontrarse las especificaciones que el filtro debería cumplir.

Las siglas de los filtros ULPA se corresponden con Ultra-Low Particulate Air.

Raúl Fernández

Raúl Fernández

Ingeniero de proyectos con más de 19 años de experiencia. Experto en el diseño, cálculo y dirección de proyectos integrales de climatización de salas blancas en el ámbito de la investigación biológica y de l salud. Participó en proyectos significativos como la creación del Edificio Modular y animalario del Parc Cientific de Barcelona, el 3P Biopharmaceutical y el Sanofi Aventis Montpeller.

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