Come funzionano i filtri HEPA?

Il termine "HEPA", o "high-efficiency particulate air" (aria particolata ad alta efficienza), è ampiamente considerato il gold standard della filtrazione dell'aria nel mondo della purificazione dell'aria. Molti consumatori cercano la certificazione HEPA quando acquistano un purificatore d'aria perché è una garanzia di efficacia, soprattutto per quanto riguarda la rimozione delle particelle fini dall'aria interna. Che cos'è esattamente un filtro HEPA? Qual è lo standard HEPA? Come funziona? Continuate a leggere per saperne di più.

Filtri HEPA H13 - cosa sono?

Secondo la definizione del NIOSH (Istituto nazionale per la sicurezza e la salute sul lavoro degli Stati Uniti), un filtro certificato HEPA rimuove il 99,97% delle particelle di dimensioni superiori o uguali a un diametro di 0,3 µm¹. Un filtro riceve la certificazione HEPA solo se raggiunge queste prestazioni in un unico passaggio. L'HEPA è una certificazione europea supervisionata dalle norme europee EN 1822 e EN ISO 29463.

Affinché un purificatore fornisca aria di qualità HEPA, il suo sistema di filtrazione deve essere completamente sigillato. Un filtro da solo può ottenere la certificazione HEPA, ma se la macchina non è sigillata, l'aria sporca può semplicemente aggirarla e rientrare nella stanza. Anche una microscopica perdita può compromettere la rimozione delle particelle a livello HEPA. I purificatori d'aria Eoleaf garantiscono aria pulita grazie alla progettazione dell'intera macchina per soddisfare lo standard HEPA H13, sigillando meticolosamente tutti i potenziali punti di perdita.

Per ottenere la certificazione HEPA, un filtro deve superare un test "DOP" (Dispersed Oil Particulate). Per valutare il tasso di filtrazione di un dispositivo, questa tecnica utilizza particelle di olio (0,3 µm). Quando il dispositivo supera il test, viene classificato in una delle seguenti cinque classi di filtri HEPA:

• H10
• Tasso di filtrazione: 85%
• Permette il passaggio di 15.000 particelle di 0,1 micron per litro d'aria.
• H11
• Tasso di filtrazione: 95%
• Permette il passaggio di 10.000 particelle da 0,1 micron per litro d'aria
• H12
• Tasso di filtrazione: 99.5%
• Consente il passaggio di 500 particelle di 0,1 micron per litro d'aria
• H13 (come utilizzato nei prodotti Eoleaf)
• Tasso di filtrazione: 99.95%
• Permette il passaggio di 50 particelle di 0,1 micron per litro d'aria
• H14
• Tasso di filtrazione: 99.995%
• Permette il passaggio di 5 particelle di 0,1 micron per litro d'aria.

I filtri dei prodotti Eoleaf sono esclusivamente filtri HEPA H13. Sebbene esistano filtri leggermente più efficienti, come l'HEPA H14 (con un aumento dell'efficacia dello 0,05%) o i filtri ULPA, questi filtri rallentano notevolmente il flusso dell'aria purificata. Rendono più difficile l'aspirazione di gocce e aerosol in modo rapido ed efficiente. Questi filtri sono utilizzati solo in ambiente ospedaliero (ad esempio, nelle sale operatorie). Il leggero guadagno in termini di efficienza avviene al prezzo di un trattamento dell'aria molto più lento. Il flusso d'aria rallentato li rende generalmente controproducenti.

I filtri HEPA sono stati utilizzati per decenni in diversi ambienti medici: laboratori, sale operatorie e camere bianche. Al giorno d'oggi, i filtri HEPA sono utilizzati per scopi molto più diversi nella nostra vita quotidiana: si possono trovare in alcuni aspirapolvere e nelle automobili.

Filtri certificati HEPA e filtri di "tipo HEPA

Attenzione all'acquirente! È sempre più frequente vedere l'acronimo HEPA su Internet o sulle confezioni di prodotti per la purificazione dell'aria che non sono certificati HEPA. Si possono trovare diciture come "tipo HEPA" o simili. Purtroppo, questi prodotti sono progettati per attirare i clienti e far loro credere che i loro filtri abbiano le stesse capacità dei filtri certificati HEPA. I prodotti di tipo HEPA non sono stati certificati da organizzazioni terze, il che rende la loro efficienza sospetta nel peggiore dei casi e non verificata nel migliore.

Nonostante non siano conformi allo standard europeo EN1822, i filtri di "tipo HEPA" possono comunque essere in grado di filtrare il 99% delle particelle di dimensioni superiori o uguali a un diametro di 0,2 µm. Sebbene questo numero possa sembrare impressionante a prima vista, è importante tenere presente che i filtri certificati HEPA possono filtrare particelle molto più piccole, fino a 0,01 µm. Sono queste particelle ultrafini e nanoparticelle a essere particolarmente dannose per la salute umana.

Sfatare il mito dello 0,3 μm

Si trovano articoli e blog che sostengono che i filtri HEPA non filtrano le particelle più piccole di 0,3 micron (μm). Questa affermazione errata è stata diffusa a causa di una mancanza di ricerca e di un'incomprensione fondamentale del funzionamento dei filtri HEPA. Cerchiamo di chiarire le cose.

I valori minimi di efficienza riportati, o classificazione MERV, si riferiscono alla capacità di un filtro di catturare le particelle più grandi tra 0,3 e 10 µm. Come mostra il grafico sottostante, più alto è il valore MERV, migliore è la capacità del filtro di catturare specifici tipi di particelle. Lo standard europeo HEPA utilizza filtri da 0,3 μm come riferimento durante le procedure di certificazione per misurare l'efficacia dei dispositivi sottoposti a test. Utilizza particelle da 0,3 μm come dimensione di prova perché le particelle di questa dimensione sono le più difficili da filtrare. (denominate MPPS, "most penetrating particle size").². Sebbene possa sembrare contro-intuitivo, le particelle di 0,3 μm sono in realtà più difficili da filtrare rispetto alle particelle più piccole. Ciò ha una spiegazione semplice (per saperne di più si veda il paragrafo "Come funziona un filtro HEPA?"): queste particelle sono abbastanza piccole da passare attraverso le maglie del filtro, ma ancora abbastanza grandi da attraversare il filtro grazie alla velocità (che è proporzionale alla massa). Una combinazione perfetta. A titolo di esempio, 0,3 micron sono circa 300 volte più piccoli del diametro di un singolo capello umano.

In sintesi, la norma europea EN 1822 ha giustamente basato i suoi test sulla dimensione di 0,3 μm non perché sia la dimensione minima di filtrazione, ma perché è la dimensione più difficile da filtrare. Pertanto, questa norma garantisce di testare e certificare l'efficienza minima, basandosi sul peggiore scenario possibile.

Fonte ³

Uno studio condotto dalla NASA nel 2016 ha dimostrato che I filtri HEPA sono molto efficaci nella cattura di particelle di varie dimensioni. Catturano un'alta percentuale di nanoparticelle e di particelle di dimensioni superiori allo 0,3 μm, dalle particelle più grandi fino a una dimensione di 0,01 μ μm⁴.

Inoltre, i filtri certificati HEPA sono stati certificati, il che significa che sono stati testati da terzi per garantirne l'efficacia. Questo è molto raramente vero per i filtri di "tipo HEPA".

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Quali tipi di inquinamento filtrano i filtri HEPA?

I filtri HEPA sono noti per catturare un'ampia varietà di inquinanti atmosferici, in particolare il particolato e l'inquinamento biologico. Questi filtri di qualità superiore sono in grado di filtrare tutte le particelle fini (fino a PM0,01), germi (batteri, virus, muffae spore) e allergeni (polline, acari della polvere).

Sono stati condotti numerosi studi sull'efficacia dei filtri HEPA. Uno studio ha rilevato che, in presenza di candele e incenso, entrambe le fonti di particolato (noto anche come PM o inquinamento da particelle fini), l'uso di un filtro HEPA riduce drasticamente la concentrazione di PM. Lo studio raccomanda l'uso del filtro HEPA per scongiurare gli effetti negativi sulla salute causati dal PM. effetti negativi sulla salute causati dal PM (come le malattie respiratorie, le malattie cardiovascolari e diversi tipi di cancro), in particolare il PM2,5⁵.

Un altro studio sottolinea i benefici della rimozione degli allergeni e dell'inquinamento da polveri sottili dall'aria interna come mezzo per ridurre le malattie croniche legate all'inquinamento atmosferico. malattie croniche legate all'inquinamento atmosferico sintomisoprattutto asma e malattie cardiovascolari. Lo studio si spinge oltre, suggerendo che l'uso di un purificatore d'aria con filtro HEPA può prevenire la progressione della malattia in tutte le fasce d'età.⁶.

Un ultimo studio finanziato dal governo francese durante la pandemia di COVID ha convalidato l'efficacia dei depuratori d'aria con filtro HEPA nell'eliminare il COVID dall'aria con un'efficienza del 99,9%.⁷.

Limiti del filtro HEPA

Pur essendo un ottimo mezzo per intrappolare un'ampia varietà di particelle fini, i filtri HEPA non sono soluzioni perfette e complete. Non sono in grado di rimuovere i composti organici volatili (VOC) perché tendono a rimbalzare sui supporti in fibra del filtro. Inoltre, non sono in grado di rimuovere ozono a livello del suolo dall'aria perché l'ozono è una molecola molto piccola e semplice che non si attacca alle fibre HEPA. Infine, anche se catturano i germi, non sono in grado di ucciderli perché non hanno capacità sterilizzanti. Per questo motivo è importante acquistare un dispositivo che combini diverse tecnologie di filtrazione, tra cui un filtro HEPA.

In Eoleaf, i nostri filtri contengono 8 diverse tecnologie di purificazione. Utilizziamo un'innovativa tecnologia multistrato, progettata in modo da consentire a ogni strato di compensare le debolezze dello strato precedente. Questo garantisce uno spettro d'azione molto ampio contro tutte le forme di inquinamento. Utilizziamo diverse tecnologie che combattono i VOC e l'ozono (in particolare, i nostri filtri ai filtri a carbone attivo e la tecnologia di fotocatalisi) e i germi (sterilizzazione UVC).

Come funziona un filtro HEPA?

I filtri HEPA hanno una composizione simile a quella delle maschere FFP2, con le loro varie fibre naturali intrecciate. Le maschere FFP2 filtrano almeno il 94% degli aerosol, nonché le particelle con un diametro medio di 0,6 μm (con una variazione da 0,1 a 1 μm). Pertanto, i filtri HEPA H13 offrono una filtrazione significativamente migliore rispetto a una maschera FFP2.

I filtri HEPA possono intercettare le particelle utilizzando quattro diversi meccanismi di filtrazione:

1. Impatto inerziale
• Le fibre del filtro raccolgono le particelle e le goccioline di dimensioni sufficienti, in particolare quelle più grandi di 1μm.
• Queste particelle d'aria più grandi si incastrano direttamente nelle fibre del filtro.
2. Intercettazione diretta
• La forza di Van der Waals, altrimenti nota come forza di attrazione intermolecolare, intercetta le particelle e le goccioline più grandi di 0,1 μm. μm.
• Queste particelle passano attraverso il filtro quando vengono aspirate dal purificatore d'aria e si attaccano alle fibre del filtro.
3. Diffusione browniana
• Le particelle di dimensioni inferiori a 0,1 μm (come gli aerosol), alcune delle più piccole particelle conosciute, hanno una cosiddetta traiettoria browniana (uno schema di movimento casuale).
• Questo le rende facili da catturare attraverso la forza di Van der Waals quando urtano contro le fibre del filtro.
• In un filtro HEPA, quando le molecole di dimensioni inferiori a 0,1 micron si scontrano tra loro, vengono rallentate.
• La diffusione browniana allunga ulteriormente il tempo di passaggio delle molecole attraverso il filtro, aumentando così le possibilità di cattura.
4. Forze elettrostatiche
• Si tratta di forze di attrazione che attirano gli aerosol virali verso le fibre del filtro, dove vengono poi catturati attraverso i meccanismi precedenti.

Vale la pena notare che i depuratori d'aria Eoleaf sono dotati di pre-filtri in aggiunta ai filtri HEPA H13, come mostrato di seguito. I pre-filtri intrappolano le particelle più grandi prima che le altre tecnologie di filtrazione entrino in azione, garantendo una maggiore durata del filtro del purificatore d'aria.

Mantenere un purificatore d'aria funzionale ed efficiente con Eoleaf

(L'articolo continua sotto)

[PRODOTTI]

In qualità di esperti di purificazione dell'aria, comprendiamo perfettamente come i prodotti presenti sul mercato odierno possano variare in termini di qualità e, quindi, di prezzo. I nostri prodotti sono stati progettati tenendo conto dell'alta qualità e dell'efficienza in ogni fase del processo di progettazione.

Per fare un esempio, molti produttori forniscono al consumatore solo informazioni sull'efficienza teorica del filtro di un purificatore d'aria, ma non sull'efficienza dell'intero dispositivo. I depuratori d'aria a basso costo spesso lasciano filtrare l'aria attraverso piccole fessure tra il filtro e il dispositivo. Si tratta di un difetto di fabbricazione: di conseguenza, non tutta l'aria passa attraverso le fibre del filtro HEPA e una parte fuoriesce attraverso la piccola fessura senza essere stata filtrata.

Pertanto, l'efficienza di un purificatore d'aria dipende in larga misura dal modo in cui il filtro HEPA è integrato e dalla qualità della costruzione del dispositivo. Noi di Eoleaf ci assicuriamo che non ci siano perdite tra il filtro e il suo alloggiamento durante il processo di produzione, né tra l'alloggiamento e il purificatore d'aria stesso.

Sostituzione dei filtri

L'importanza di sostituire i filtri a intervalli regolari non può essere sottovalutata! Se il purificatore d'aria non viene sottoposto a regolare manutenzione, perde la sua efficacia e può diventare esso stesso una fonte di inquinamento atmosferico. Un filtro saturo di sostanze inquinanti non può e non deve proteggervi dall'inquinamento atmosferico.. Inoltre, può rilasciare l'inquinamento nell'aria circostante.

Ecco alcuni consigli per la manutenzione dei filtri e per mantenere il dispositivo in condizioni ottimali di funzionamento:

• Il prefiltro deve essere pulito una volta al mese.
• Il filtro deve essere sostituito almeno una volta all'anno. Eoleaf ha un unico filtro multistrato, il che significa che è sufficiente una semplice sostituzione del filtro ogni anno.
• Proteggetevi quando cambiate i filtri, perché gli inquinanti si disperdono facilmente! Indossate una maschera e dei guanti durante la sostituzione e lavatevi le mani dopo averli cambiati.
• Si raccomanda alle persone con elevata sensibilità agli allergeni e agli asmatici di non maneggiare i filtri.

Risorse

¹ Centri per il controllo e la prevenzione delle malattie. (1996, gennaio). Guida NIOSH alla scelta e all'uso dei respiratori per particolato.. Istituto nazionale per la sicurezza e la salute sul lavoro (NIOSH). https://www.cdc.gov/niosh/docs/96-101/default.html

² Vero filtro Hepa vs. filtro HEPA: Qual è la differenza? Sanalife. (2022, 2 settembre). https://www.sanalifewellness.com/blog/true-hepa-vs-hepa-filter-whats-the-difference

³ Purificatori d'aria ISO-Aire. (2023). Che cos'è un filtro dell'aria Merv e come si confronta con un filtro HEPA?. ISO. https://www.iso-aire.com/blog/what-is-a-merv-rating-and-how-does-it-compare-to-hepa

⁴ Perry, Jay & Agui, Juan & Vijayakumar, Ra. (2016). Rimozione di materiale submicronico e nanoparticolato da parte di filtri a mediazione HEPA e letti impaccati di materiali granulari.

⁵ Dubey, S., Rohra, H. e Taneja, A. (2021). Valutazione dell'efficacia dei depuratori d'aria (HEPA) per il controllo dell'inquinamento da particolato negli ambienti interni. Heliyon, 7(9). https://www.cell.com/heliyon/fulltext/S2405-8440(21)02079-X?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS240584402102079X%3Fshowall%3Dtrue

⁶ Vijayan VK, Paramesh H, Salvi SS, Dalal AA. Migliorare la qualità dell'aria interna - Il vantaggio del filtro dell'aria. Lung India. 2015 Sep-Oct;32(5):473-9. doi: 10.4103/0970-2113.164174. Erratum in: Lung India. 2016 Nov-Dic;33(6):705. PMID: 26628762; PMCID: PMC4587002.

⁷ Mazzola, D. (2021, 15 marzo). Covid : L'efficacia dei depuratori d'aria contro le sars-cov-2 validata da uno studio lionese. France 3 Auvergne-Rhône-Alpes. https://france3-regions. francetvinfo.fr/auvergne-rhone-alpes/covid-l-efficacite-des-purificateurs-d-air-contre-le-sars-cov-2-validee-par-une-etude-lyonnaise-1999534.html