Quando se trata de cabines de biossegurança (BSCs), o filtro é um dos elementos mais cruciais do sistema porque desempenha um papel fundamental para garantir que os requisitos de segurança ocupacional, o ambiente local e a qualidade do ar interior não sejam afetados negativamente.A escolha do filtro, quanto tempo durará e com que frequência precisará ser substituído também são algumas das decisões mais importantes quando se trata de determinar o custo do ciclo de vida de um CSB.
Os filtros de ar particulado de alta eficiência (HEPA) são os filtros preferidos de muitos CSBs e são regularmente encontrados na classe mais comum de CSB – o CSB Classe II.Os filtros HEPA são compostos por uma série de fibras ultrafinas que coletam partículas e as removem do ar.Os filtros HEPA são sistemas muito eficientes e podem reter até 99,7% das partículas do ar com 0,3 mícron ou menos de diâmetro e podem ser usados para reter partículas perigosas (incluindo bactérias e vírus).
Compreender como um filtro HEPA se comportará e permanecerá funcional é fundamental para garantir a segurança e para fins de cálculo de custos.No entanto, saber quanto tempo o filtro vai durar não é uma resposta direta.Há uma série de fatores que podem afetar a vida útil de um filtro HEPA e a vida útil do filtro será diferente dependendo do ambiente de laboratório em que o CSB é usado. Isso significa que a vida útil do filtro será diferente para cada instalação e poderia, teoricamente, durar para sempre se as condições fossem adequadas.
Do ponto de vista da segurança, os filtros HEPA precisam estar em conformidade com os padrões NSF, e os filtros precisam ser trocados se os requisitos de uso – os requisitos NSF/ANSI 49 – não forem atendidos para o BSC.Os filtros podem ser testados usando testes em aerossol para determinar a eficiência de um filtro em tamanhos específicos, mas se os testes mostrarem que um filtro BSC não está de acordo com o padrão, ele precisará ser trocado.Portanto, embora esta seja uma forma definitiva de determinar se um filtro precisa ser trocado, saber o que esperar em termos de troca de filtros antes de comprar um BSC é um recurso útil na jornada de compra, bem como na manutenção geral do BSC.
Os fatores que governam a vida útil do filtro HEPA
Existem muitos fatores que podem afetar e impactar a vida útil de um filtro HEPA em uma CSB.Se um filtro HEPA for instalado numa sala limpa, teoricamente pode durar para sempre, mas se estiver num ambiente com muito material particulado, a sua vida útil será muito mais curta.O filtro HEPA médio dentro de uma CSB Classe II normalmente dura cerca de 7 anos em um laboratório normal.
Ao longo dos anos, diferentes certificações foram implementadas para determinar a vida útil média de um filtro HEPA.Embora as diretrizes tenham mudado ao longo dos anos para acompanhar os avanços tecnológicos, as diretrizes continuam a oferecer uma base para qual deveria ser a vida útil do filtro.
Muitas das áreas consideradas para a especificação envolvem os diferentes fluxos de ar no gabinete, o desempenho do ventilador e do motor na CSB, as quedas de pressão dentro da CSB e a capacidade de carga do próprio filtro (quanta matéria particulada pode ser retida no filtro).Todos estes factores de especificação, especialmente os níveis de partículas, a eficiência do motor, a velocidade e o fornecimento do fluxo de ar, e a capacidade de suportar quedas de pressão dentro do CSB, têm um impacto na duração de um filtro HEPA.
Quanto tempo deve durar um filtro?
Não há uma resposta definitiva sobre quanto tempo um filtro deve durar.Conforme mencionado anteriormente, há uma série de fatores que determinam quanto tempo um filtro deve durar.No entanto, a quantidade de material particulado que é utilizado e a quantidade de material particulado que passa através dele têm uma influência importante sobre se um filtro dura o período de tempo teorizado estabelecido nas especificações da NSF.
Num laboratório padrão, 7 anos é a média;isso foi determinado usando as especificações em vigor e pressupõe que a CSB não sofrerá uma redução superior a 10% no fornecimento total de ar quando houver um aumento de 180% na queda de pressão/pressão estática dentro da CSB.No entanto, a capacidade de um sistema de fornecimento de ar BSC suportar quedas de pressão mais elevadas sem perder mais de 10% do fornecimento de ar pode prolongar a vida útil do filtro.
A linha de base para as especificações utiliza uma redução de 10% no fornecimento total de ar (como a perda máxima de fluxo de ar permitida) para medir a vida útil do filtro, e a menor queda de pressão medida nas diretrizes é de 50%.Se um sistema BSC não consegue suportar uma queda de pressão de 50% sem perder mais de 10% do fluxo de ar, então ele não atenderá aos requisitos padrão.Portanto, no limite inferior, se um sistema de filtro perder mais de 10% do fornecimento de ar com uma queda de pressão de 50%, as diretrizes são de que ele durará apenas cerca de 3 anos.É por isso que ter um sistema de filtro que pode suportar até 180% de queda de pressão tornou-se agora o padrão da indústria.
Por outro lado, se o sistema de filtro puder suportar um maior grau de queda de pressão, enquanto perde 10% ou menos de fornecimento de ar, então a vida útil do filtro pode ser estendida além da média.Por exemplo, se você tiver um BSC que pode suportar uma queda de pressão de até 250%, o filtro provavelmente durará cerca de 10 anos em vez de 7 (dependendo dos níveis de partículas).
O desempenho do BSC nesse aspecto baseia-se principalmente no projeto do motor dentro do BSC e em sua eficiência.Então, como você calcula quanto tempo um filtro durará?Existem testes que podem determinar os níveis de queda de pressão que uma CSB pode suportar.Tomando estes dados e o projeto do motor, uma comparação pode ser feita com dados históricos para dar uma ideia aproximada de quanto tempo o filtro irá durar.Não é um valor absoluto, porque a vida útil real dependerá da carga do filtro, mas lhe dará uma ideia se é provável que o filtro dure 3 ou 10 anos - e se você estiver tentando calcular um custo do ciclo de vida de um BSC, então ter uma diretriz aproximada, mas geralmente precisa, da vida útil do filtro pode ser um recurso útil.
Como a vida útil de um filtro pode ser melhorada
Conforme discutimos na última seção, o projeto do motor tem um grande impacto na capacidade de um CSB sofrer uma queda de pressão maior e prolongar a vida útil do filtro.A principal maneira de melhorar a vida útil de um filtro acima do seu projeto padrão dentro de um CSB é empregar um projeto de motor mais eficiente.Novas tecnologias de motores - como motores DC ECM - estão agora sendo disponibilizadas aos usuários do BSC para, entre outras coisas, melhorar a vida útil do filtro HEPA.
Os motores DC ECM mais recentes aumentam a capacidade de carga e a vida útil de um filtro HEPA e também reduzem simultaneamente o consumo de energia do BSC em comparação com motores mais antigos – até uma redução de 50%.Esses motores DC não têm um torque aumentado (portanto, não melhoram a capacidade de carga desta forma, como a maioria dos avanços de motor), mas utilizam um sistema de controle de loop de feedback de fluxo de ar ou um sistema de controle de feedback do motor para aumentar a velocidade (em rpm) do ventilador.Esses sistemas de controle e velocidades aumentadas do ventilador podem ser usados para reduzir a capacidade de carga do filtro do sistema, mas o motor e o ventilador ainda podem atender aos requisitos da NSF em termos de desempenho aceitável.
O motor DC ECM possui um ventilador curvado para frente específico para se ajustar à largura do BSC em que é usado. O aumento na capacidade de carga do filtro, graças ao aumento da velocidade, significa que maiores quedas de pressão (250%) são possíveis com estes motores ao contrário de muitos dos motores convencionais usados, permitindo a obtenção de vida útil mais longa do filtro.De todos os motores usados em BSCs, incluindo PSCs CA mais antigos e outros motores CC, o ECM CC tem o menor custo de ciclo de vida em termos de energia, capacidade de carga do filtro e confiabilidade.
Conclusão
Não há respostas únicas para as perguntas “quando devo trocar meu filtro?” e “quanto tempo meu filtro durará?” Pode haver uma grande diferença na vida útil do filtro HEPA com base no nível de material particulado que irá ser exposto ao filtro, a eficácia do motor usado para fornecer o fluxo de ar do gabinete e o nível de queda de pressão que um CSB pode suportar sem perder muito desempenho do fluxo de ar.
No entanto, ter uma ideia - mesmo que seja aproximada - da vida útil realista de um filtro HEPA (e com que frequência você terá que trocá-lo) é crucial se você estiver procurando calcular o custo do ciclo de vida e a proposta de valor de um BSC para o seu laboratório.Sem ele, você perderá uma parte fundamental do custeio quando se trata de manutenção e substituição de peças.
Métodos foram desenvolvidos usando esses fatores (em particular, capacidades de queda de pressão) para fornecer uma estimativa aproximada da vida útil de um filtro com base no desempenho do motor dentro do CSB e no ambiente de laboratório em que o CSB será utilizado. é de cerca de 7 anos, mas pode ser tão baixo quanto 3 anos com base no nível mais baixo de desempenho aceitável, ou tão alto quanto 10 anos se uma nova tecnologia de motor for usada.
