MERV 13 frente a la tecnología de filtración NanoMax

Establecido por la Sociedad Americana de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado (ASHRAE), el sistema de Valor Mínimo de Eficiencia (MERV) es una abreviatura común para evaluar la eficacia con la que los filtros de aire pueden capturar las partículas suspendidas en el aire.

Las clasificaciones MERV se han convertido en un elemento central del debate sobre cómo hacer que los espacios públicos compartidos, como las escuelas y las oficinas compartidas, sean más seguros para los estudiantes, los empleados y otras personas frente a los peligrosos contaminantes del aire interior y las infecciones transmitidas por el aire.

ASHRAE recomienda MERV 13 como mínimo para ayudar a mitigar la transmisión de aerosoles infecciosos. Existen pruebas que demuestran que MERV 13 no puede filtrar suficientes contaminantes infecciosos peligrosos transportados por el aire, incluidos virus y otras partículas ultrafinas.

Latecnología de filtración NanoMax es una alternativa mucho más eficaz que MERV 13 para la implementación de la filtración integrada de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC).NanoMax supera incluso a los filtros de aire MERV 16 en términos de eficacia de filtración, pero con bajas caídas de presión comparables a las de los filtros MERV 8, lo que hace que NanoMax sea compatible con muchos sistemas HVAC. Además, NanoMax ofrece muchas otras ventajas, como una mayor eficiencia energética y una reducción de los intervalos de sustitución del filtro.

Cómo funcionan las clasificaciones MERV

El sistema MERV clasifica los filtros de aire en una escala del 1 al 20 en función de su capacidad para capturar partículas contaminantes en el aire.¹ Cuanto mayor es la clasificación MERV, mayor es la eficacia de filtración.

La norma MERV de ASHRAE evalúa la eficacia de filtración para tres rangos distintos de tamaño de los contaminantes del aire. Cada clasificación MERV implica la eficiencia total de un filtro en la captura de partículas que caen dentro de cada rango de tamaño.

A un filtro se le asigna una clasificación MERV de 1 a 20 en función de su eficacia total para filtrar estas partículas en suspensión en el aire (véase la Figura 1 para conocer la eficacia de filtración de los filtros MERV de 1 a 16).

Figura 1: Tabla de eficiencia de clasificación MERV para tres categorías de tamaño de partículas - Norma ASHRAE 52.2-2017.

Cada clasificación MERV también está asociada a una caída de presión. Esto se refiere al cambio en la presión del aire que se produce cuando el aire pasa a través de un filtro al otro lado del conducto, medido utilizando pulgadas de agua (en _H2O) o pascales (Pa).

La caída de presión se utiliza para evaluar cuánto se restringe el flujo de aire cuando éste pasa a través del filtro. Los filtros de aire MERV 13 pueden introducir una gran resistencia al aire en los sistemas HVAC, lo que hace que no sean aptos para su uso en muchos sistemas HVAC.

Los filtros de aire NanoMax superan a los filtros MERV 16 en cuanto a eficacia de filtración y consiguen caídas de presión similares a las de los filtros MERV 8. Esto significa que un sistema HVAC compatible con MERV 8 también será compatible con NanoMax, garantizando una baja caída de presión junto con un alto rendimiento de filtración.

El tamaño de las partículas es fundamental para saber lo peligrosa que es una partícula: cuanto más pequeña es, más peligrosa puede ser.^2,3 Las clasificaciones MERV más altas proporcionan una protección cada vez mejor frente a las partículas pequeñas.

Haga clic aquí para ver por qué es importante el tamaño de las partículas...

MERV 1-7: Captura partículas gruesas de 3-10 micras

Las partículas gruesas son las menos peligrosas del aire. Las partículas de este rango se denominan a veces PM10 (partículas con un diámetro igual o inferior a 10 micras) porque tienen un diámetro inferior a 10 micras.

Algunos ejemplos comunes de partículas gruesas son

• polen de árboles, plantas y gramíneas que puede provocar alergias y asma
• polvo compuesto de tierra, arena y células muertas de la piel
• esporas de moho liberadas por mohos tóxicos para su reproducción
• caspa de animales domésticos excrementos de gatos, perros, roedores y otros animales domésticos que pueden contener proteínas alergénicas procedentes de la orina y la saliva.
• partículas liberadas por antitranspirantes sólidos y otros productos de higiene doméstica

Los filtros con clasificación MERV 1-7 están diseñados principalmente para capturar partículas gruesas. Los filtros con clasificación MERV 1-4 capturan menos del 20% de las partículas gruesas, mientras que los filtros con clasificación 5-7 capturan entre el 20 y el 50% de estas partículas.

MERV 8-11: Captura

partículas gruesas

y finas de 1 a 10 micras

Los filtros con clasificación MERV 8-11 pueden capturar partículas gruesas de 3 a 10 micras, así como partículas finas de 1 a 3 micras, con bajas caídas de presión que la mayoría de los sistemas HVAC pueden manejar sin problemas.

Esta categoría de partículas finas incluye las PM2,5, partículas en suspensión de menos de 2,5 micras de diámetro que se consideran especialmente peligrosas.

Las

partículas gruesas y finas de este rango suelen proceder de las siguientes fuentes

• polvo doméstico compuesto por fibras de ropa, bacterias, microplásticos y otras partículas microscópicas transportadas por el aire
• excrementos y pieles de insectos domésticos comunes, como los ácaros del polvo
• polvo fino arrastrado por el viento desde obras de construcción, fábricas y plantas industriales
• polvo de carbón o petróleo liberado al quemarse como combustible
• partículas procedentes de la combustión y los gases de escape de los motores de los vehículos

Los filtros con clasificación MERV 8-11 capturan aproximadamente el 70-85% de las partículas gruesas y el 20-50% de las partículas finas de 1-3 micras. Los filtros MERV 11 también pueden capturar aproximadamente el 20% de las partículas menores de 1 micra.

MERV 12-16: Captura partículas gruesas y finas de 0,3-10

micras Los filtros con clasificación MERV 12 y superior pueden filtrar las partículas finas de 0,3 a 1 micra de tamaño.

Algunos ejemplos de partículas finas de tamaño inferior a 1 micra (a veces denominadas PM1) son:⁴

• procesos de combustión industrial en fábricas y centrales eléctricas
• humo de leña procedente de incendios forestales o de la calefacción de interiores
• humo de tabaco procedente del consumo de cigarrillos o puros
• metales pesados transportados por el aire procedentes de la combustión de carbón y otras fuentes de energía, como cobre, cromo y hierro
• iones inorgánicos solubles en agua que reaccionan químicamente con las partículas en suspensión, como el sulfato (SO4), el nitrato (NO3) y el amonio (NH4)
• reacciones químicas atmosféricas de las partículas con sustancias químicas transportadas por el aire, como óxidos de nitrógeno y dióxido de azufre
• una variedad de bacterias y virus aerosolizados, incluidos algunos aerosoles COVID-19

Los filtros con clasificación MERV 12-16 capturan

• 35-95% de las partículas de 0,3 a 1 micra
• 65-95% de las partículas de 1 a 3 micras
• 85-95% de las partículas gruesas de 3-10 micras

Los filtros MERV 13 capturan aproximadamente el 35-50% de las partículas finas de menos de 1 micra. Los filtros MERV 16 pueden capturar hasta el 95% de las partículas de 10 micras a 0,3 micras, pero puede resultar difícil utilizarlos en muchos sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado sin actualizarlos.

MERV 17-20: Medido según las normas ISO

Más allá del MERV 16, el ISO 16890 es el norma preferida para evaluar adecuadamente el rendimiento de un filtro de alta eficacia^.5

Mientras que los filtros MERV 16 pueden instalarse posteriormente en sistemas HVAC estándar para caídas de presión especificadas en la práctica, los filtros con una clasificación MERV 17-20 requieren un alto grado de ingeniería mecánica y fabricación para incorporarse a un sistema HVAC. Esto hace que su uso sea en gran medida insostenible en muchos sistemas comerciales de calefacción, ventilación y aire acondicionado.

La norma ISO 16890 tiene esto en cuenta con amplias especificaciones de eficiencia de filtración que pueden dar cuenta de sistemas más robustos, incluyendo:⁶

• un sistema de clasificación simplificado para PM10, PM2,5 y PM1, que tiene en cuenta las eficiencias medias y mínimas
• utiliza un polvo más fino para las pruebas que el utilizado en el sistema de clasificación MERV que tiene en cuenta una amplia variedad de condiciones a las que se enfrentan los filtros sobre el terreno
• procedimientos avanzados de descarga de filtros para garantizar una gran precisión de las mediciones de filtración
• tiene en cuenta las distribuciones de contaminación por partículas urbanas frente a las rurales, ya que las partículas más pequeñas tienden a ser más comunes en las zonas urbanas

La tecnología NanoMax filtra partículas

ultrafinas (UFP) Las partículas ultrafinas (UFP) son las partículas en suspensión más pequeñas que existen, con un tamaño que oscila entre 0,1 micras y 0,003 micras. También suelen encontrarse en concentraciones mucho mayores (en número de partículas) en el aire que las PM10, PM2,5 y PM1, y suelen tener su origen en:⁷

• hollín diésel
• los gases de escape de los vehículos
• el humo de los incendios forestales y del tabaco
• emisiones industriales

Los sistemas de clasificación MERV e ISO para filtros de aire no comprueban la presencia de UFP en este rango. Sin embargo, se ha comprobado que los filtros NanoMax filtran al menos el 90% de los UFP.⁸

El diminuto tamaño de los UFP les permite entrar en los pulmones y pasar al torrente sanguíneo a través de los alvéolos, lo que provoca inflamación y daños en el tejido pulmonar, así como la acumulación de placas arteriales que pueden provocar enfermedades cardiacas.

Los UFP también pueden entrar en el cerebro desde el torrente sanguíneo a través de la barrera hematoencefálica.⁹ En consecuencia, la exposición a largo plazo a los UFP también puede causar

:

• tumores cerebrales
• pérdida de memoria
• confusión
• deterioro cognitivo
• trastornos permanentes del aprendizaje en niños y adultos jóvenes
• demencia
• Alzheimer

Gran parte de la materia infecciosa transportada por el aire también entra en la categoría de UFP. Por ejemplo, los aerosoles del coronavirus SARS-CoV-2 (por coronavirus 2 del síndrome respiratorio agudo severo) responsables de las infecciones por

COVID-19

tienen un diámetro de entre 0,05 y 0,13 micras.^10,11

Estas partículas proceden de aerosoles respiratorios que se propagan al respirar, hablar, susurrar, reír y cantar, penetrando en el tracto respiratorio a través de las mucosas de las vías respiratorias y provocando a menudo COVID-19. Los aerosoles del coronavirus SARS-CoV-2 pueden permanecer en el aire durante horas en ausencia de filtración o ventilación.

Incluso la filtración MERV 13, que tiene eficiencias del 35-45% para los UFP, es sustancialmente más baja en eficiencia que la tecnología NanoMax.

MERV 13

frente a la tecnología NanoMax

Los filtros MERV 13 tienen algunas ventajas clave que los hacen ventajosos para una amplia variedad de aplicaciones:

• producto ampliamente disponible suministrado por muchos proveedores
• muy familiar para la mayoría de los profesionales de instalaciones y HVAC, capaz de ser instalado y mantenido con una curva de aprendizaje mínima
• vienen en 1-pulgada tamaños que encajan en la mayoría de los sistemas HVAC

Sin embargo, los filtros MERV 13 también presentan varias desventajas importantes

:

• baja eficacia de filtración de ≤ 50% para las partículas más pequeñas y peligrosas, como los UFP y los virus
• elevadas caídas de presión que pueden aumentar la resistencia del aire, desgastar los componentes del sistema de climatización y reducir la eficiencia a medida que el material de filtración se carga de partículas
• necesidad de un funcionamiento más prolongado y más ventilación de aire exterior para dispersar las concentraciones interiores de partículas suspendidas en el aire mediante la apertura de ventanas o puertas, lo que reduce la eficiencia energética del edificio
• intervalos frecuentes de sustitución del filtro (normalmente cada 3 meses) que resultan en un mantenimiento costoso con el tiempo

Los filtros NanoMax ofrecen varias ventajas sobre la filtración MERV 13, entre ellas

• eficacia mucho mayor que MERV 13 para todos los rangos de partículas: hasta el 100% para partículas gruesas (3-10 micras), el 99% para 1-3 micras y el 96% para 0,3-1 micras
• probados para filtrar UFP con una eficacia de hasta el 90%, mientras que los filtros MERV 13 no están probados para UFP
• consigue caídas de presión comparativamente bajas a pesar de su alta eficacia (normalmente asociada a caídas de presión prohibitivamente altas)
• mayor eficiencia energética: no requiere un funcionamiento más prolongado del sistema de calefacción, ventilación y aire acondicionado ni más ventilación mecánica de la que exige el código de edificación
• intervalos de sustitución de filtros reducidos, ya que los filtros pueden sustituirse aproximadamente una vez cada 12 meses

Algunas desventajas de los filtros NanoMax incluyen

:

• sólo están disponibles como filtros de 2 pulgadas que pueden requerir actualizaciones del bastidor del filtro del sistema HVAC antes de su instalación
• requieren una instalación experta que los profesionales de HVAC o de instalaciones pueden no ser capaces de proporcionar
• mayor coste inicial (aprox. 100 dólares por filtro) que los filtros MERV 13 (10-40 dólares cada uno)
• el tipo de filtro de alta demanda no está ampliamente disponible

Eficacia de filtración

Los filtros MERV 13 son cada vez menos eficaces a medida que las partículas son más pequeñas, llegando a filtrar tan sólo el 35% de las partículas ultrafinas suspendidas en el aire. NanoMax filtra normalmente entre el 96% y el 100% de todas las partículas de 10 micras hasta 0,3 micras o menos.

He aquí una comparación de lo bien que los filtros MERV 13 y NanoMax pueden capturar estos diferentes tipos de contaminantes del aire.

Filtros MERV 13 35-45% de los más pequeños partículas, incluidas las bacterias y los virus transportados por el aire, que son las mayores preocupaciones en las aulas y los espacios de trabajo compartidos.

Con MERV 13, más de la mitad de los contaminantes transportados por el aire en el espacio pueden quedar sin filtrar, exponiendo a los ocupantes a peligrosos contaminantes transportados por el aire. Además, los filtros HVAC a menudo permiten que hasta un 30% del aire se filtre a través del filtro alrededor de los bordes no sellados, lo que significa que incluso menos del aire está pasando realmente a través del material de filtración. La eficiencia del filtro MERV 13 también disminuye drásticamente con el tiempo, con eficiencias a veces incluso inferiores al 35% a medida que el material filtrante se carga de partículas.

Los filtros de aire NanoMax HVAC superan a los MERV 13 e incluso a los MERV 16 para partículas finas y ultrafinas como las PM2,5 y los virus, con eficiencias de filtración de hasta el 96% hasta 0,3 micras y del 90% de las UFP. Esto se consigue mediante una combinación de

• hasta 60 pies cuadrados de superficie de material filtrante
• diseños de filtro plisado que maximizan el flujo de aire incluso cuando los filtros se cargan de partículas
• diseño de material de microfibra avanzada (AMF) que utiliza fibras 10 veces más finas que las utilizadas normalmente en los filtros de aire HVAC estándar
• Protección contra fugas WedgeSeal que garantiza que no pase aire contaminado alrededor del filtro, asegurando que se filtre todo el aire que pasa por el sistema HVAC

Caída

de presión La elevada caída de presión asociada a los filtros MERV 13 hace que los motores de los sistemas de climatización trabajen más para impulsar el aire a través del material de filtración MERV 13 denso y altamente resistente.

Las caídas de presión iniciales de los filtros MERV 13 oscilan entre 0,25 y 0,5 pulgadas de _H2O(62 y 124 Pa), y normalmente deben sustituirse antes de alcanzar 1,0 pulgadas de _H2O(249 Pa). Estas caídas de presión también pueden requerir actualizaciones del sistema HVAC, como

por ejemplo

• aumento del tamaño de los conductos de aire para permitir que el sistema HVAC funcione con mayores caudales de aire
• mejora del motor para adaptarse al aumento de presión en el sistema HVAC

Los filtros de aire NanoMax consiguen bajas caídas de presión comparables a las de los filtros MERV 8, a la vez que ofrecen una mayor eficacia de filtración que los filtros MERV 16 típicos.

Por término medio, los filtros NanoMax tienen caídas de presión iniciales tan bajas como 0,38 pulg. de _H2O(95 Pa) cuando se instalan por primera vez y pueden alcanzar caídas de presión de 1,0 pulg. de _H2O(249 Pa) antes de que sea necesario sustituirlos, al tiempo que pierden muy poca eficacia de filtración.

Esta baja caída de presión a menudo permite que los filtros NanoMax se utilicen incluso en sistemas HVAC compatibles con MERV 8. Esto puede facilitar la integración de NanoMax en sistemas HVAC en los que, de otro modo, los filtros de aire de alto rendimiento podrían requerir costosas actualizaciones o sufrir desgaste o daños debido a las altas caídas de presión.

Los pliegues de los filtros Nanomax también están dispuestos de forma que el aire pueda seguir pasando a través de ellos prácticamente sin restricciones, incluso cuando el material filtrante se carga de partículas con el tiempo, lo que ayuda a mantener una baja caída de presión (véase la figura 2 para ver un primer plano).

Figura 2: primer plano de los pliegues de los filtros NanoMax y MERV 13. Se trata de una superficie cuadrada comparable de 5" x 2,75" (pulgadas).

Ventilación

Los filtros MERV 13 suelen eliminar menos del 50% de las partículas más pequeñas transportadas por el aire, que van de 0,3 a 1 micra. Esto significa que a menudo deben utilizarse junto con ventilación de aire exterior, realizada abriendo puertas y ventanas, para reducir significativamente la concentración de contaminantes transportados por el aire.

El uso de ventilación de aire exterior junto con filtración de aire MERV 13 tiene varias desventajas

importantes:

• aumento de la contaminación interior procedente del aire exterior: la apertura de puertas y ventanas puede introducir la contaminación del aire exterior en los espacios interiores
• exponer a los ocupantes a temperaturas exteriores: en gran parte del mundo, las temperaturas pueden alcanzar máximos o mínimos extremos que hacen inviable la ventilación exterior
• reducir la eficiencia energética: debido a la menor eficiencia de la filtración, los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado con filtración MERV 13 requieren más ventilación mecánica, lo que supone una gran carga para los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado y genera emisiones de carbono por el uso de energía.

Los filtros NanoMax ayudan a reducir la necesidad de ventilación del aire exterior de las siguientes maneras

:

• Las instalaciones deben cumplir los requisitos del código de edificación en materia de ventilación mecánica. Los filtros NanoMax capturan una cantidad significativa de las partículas más pequeñas y peligrosas.
• Los sistemas HVAC con filtros NanoMax sólo necesitan funcionar cuando el espacio interior está ocupado debido a la alta eficacia de filtración asociada a NanoMax.
• La reducción del funcionamiento y de la ventilación de aire exterior ahorra energía y prolonga la vida útil del filtro. Esto disminuye el impacto medioambiental del funcionamiento del HVAC debido a la reducción del uso y ayuda a reducir el coste de sustitución y mantenimiento de los filtros.

Sustitución

del filtro Los fabricantes de filtros de aire MERV 13 suelen sugerir la sustitución del filtro cada 3 meses. Como resultado, la sustitución de los filtros de aire MERV 13 en toda una escuela o edificio de oficinas puede llegar a ser prohibitivamente lenta y costosa.

Los filtros de aire NanoMax deben sustituirse una vez cada 12 meses por término medio y contienen unos 60 pies cuadrados de medio filtrante. Esto ahorra tiempo, que de otro modo se emplearía en extensos procedimientos de instalación, y reduce los elevados costes asociados a la sustitución frecuente de filtros en edificios de todos los tamaños.

Consulte la tabla siguiente para obtener una ilustración de las sustituciones de filtros estimadas, los costes de mantenimiento anuales y los costes de los filtros para una instalación que utilice, por ejemplo, 50 filtros.