L’efficienza del filtro elettrostatico

In un precedente articolo ho introdotto l’argomento relativo ai filtri nella ventilazione meccanica controllata e negli impianti ad aria.

Abbiamo potuto constatare che, anche scegliendo sul mercato un’unità di ventilazione di altissima qualità e dotata dei filtri più efficienti, è praticamente impossibile evitare che le particelle molecolari più piccole (ePM1≤1 micrometro), dell’ordine di grandezza dei virus, possano entrare all’interno degli ambienti abitati insieme al flusso di aria nuova.

Ma in nostro aiuto esiste un filtro particolare, chiamato filtro elettrostatico, che ha la capacità di trattenere qualunque particella… perfino i virus!

Questo filtro, adottato soprattutto negli impianti di ventilazione degli ospedali, sale operatorie e strutture di degenza, non è installato all’interno della macchina (come tutti gli altri filtri che abbiamo analizzato nell’articolo precedente) ma direttamente sul canale principale di immissione aria nuova, come evidenziato nell’immagine iniziale e nell’immagine seguente:

Trattandosi di un filtro che ha un’efficienza quasi assoluta, circa ePM1 99,99% (rimando all’articolo precedente per la comprensione delle sigle di efficienza), va da sé che in caso di una sua installazione è sufficiente installare a bordo macchina dei semplici filtri ISO COARSE per la normale protezione dello scambiatore di energia.

Ma come funziona il filtro elettrostatico?

Cerchiamo di spiegarlo con l’aiuto dell’immagine seguente:

L’aria viene fatta passare all’interno di una “batteria”. Qui subisce una ionizzazione tramite delle “bacchette verticali ionizzanti” (n°1 = sezione di ionizzazione). Anche le particelle contenute nell’aria subiscono la stessa ionizzazione, cioè si caricano elettricamente in modo positivo. Successivamente l’aria viene fatta passare tra una successione di lamine (n°2 e n°3 = sezione di captazione): le lamine 2 hanno la stessa carica elettrica positiva (+), mentre le lamine 3 hanno la stessa carica elettrica ma negativa (-). Tutte le particelle sospese nell’aria, essendo caricate positivamente, vengono respinte dalle lamine caricate positivamente e attratte dalle lamine caricate negativamente (un po' come succede per due calamite, quando le avviciniamo: poli opposti si attraggono… poli identici si respingono).

Il video seguente aiuta a capire meglio il meccanismo appena spiegato:

Con il passare del tempo e dei mesi, le lamine che hanno la carica elettrica negativa (n°3) raccolgono tutte le particelle indesiderate e le impurità presenti nell’aria. Sulla loro superficie si vengono a formare dei veri e propri depositi e incrostazioni. Diventa molto importante, quindi, effettuare un lavaggio periodico della batteria filtrante: come per tutti gli altri filtri, almeno 2 volte all’anno, ad inizio stagione invernale e ad inizio stagione estiva; in ogni caso i filtri elettrostatici sono normalmente dotati di apposita spia luminosa che segnala la necessità di lavaggio.

Come si effettua il lavaggio del filtro elettrostatico?

Tramite le seguenti operazioni:

• Si estrae la batteria filtrante e la si immerge per un po' di tempo (almeno 10 minuti) in acqua calda (60-70°) con aggiunta di uno speciale “detergente sgrassante”, agitando e smuovendo di tanto in tanto la batteria immersa per facilitare il distacco della sporcizia

• Si risciacqua la batteria in acqua corrente. Si può ricorrere anche all’idropulitrice, ma la pressione di utilizzo dev’essere la minima possibile.

• Si torna ad immergere la batteria (almeno 5 minuti) in acqua calda (60-70°) con aggiunta di uno speciale “detergente passivante” (serve a creare una specie di patina protettiva sulla superficie metallica), agitando e smuovendo di tanto in tanto la batteria immersa.

• Si risciacqua la batteria in acqua corrente. Si può ricorrere anche all’idropulitrice, ma la pressione di utilizzo dev’essere la minima possibile.

• Si lascia asciugare la batteria in posizione verticale, fino a completa asciugatura. Ci si può eventualmente aiutare con un getto d’aria calda a bassa pressione. Attenzione… ricordiamoci che il filtro è alimentato elettricamente e non rispettare la completa asciugatura può comportare il danneggiamento permanente del dispositivo!

Qual è il consumo elettrico di un filtro elettrostatico?

Questo dispositivo di filtrazione deve prevedere ovviamente un collegamento elettrico. Anche se il voltaggio per il funzionamento del filtro è molto elevato (solitamente 5.000-10.000 volt), l’assorbimento elettrico è molto contenuto: 10-40 watt (anche meno di una lampadina).

Quali sono i vantaggi del filtro elettrostatico?

• Massima capacità filtrante: ePM1 99,99%. Riesce a trattenere qualunque impurità: pollini, allergeni, polvere, batteri, funghi, spore di muffe, polvere di toner, virus, nanoparticelle, gas di scarico.

• Perdite di carico praticamente assenti. Le perdite di carico (resistenza che incontra l’aria al suo passaggio) sono di molto inferiori rispetto a quelle generate dai filtri tradizionali. Questi ultimi, soprattutto quelli di elevata efficienza, tendono ad “intasarsi” in breve tempo, ostacolando la portata d’aria nell’impianto VMC e aumentando i consumi elettrici dei ventilatori. Nel filtro elettrostatico l’aria deve passare semplicemente tra una serie di lamine metalliche: la portata d’aria è di conseguenza sempre costante.

• Consumo elettrico trascurabile

Conclusioni

Ho sempre cercato di evidenziare la validità e l’importanza dell’impianto di ventilazione meccanica controllata. Nelle abitazioni di nuova costruzione e ad elevata classe energetica è diventato un impianto obbligatorio. A mio parere l’obbligo andrebbe esteso a tutta un’altra serie di strutture… in primo luogo gli edifici scolastici! A questo punto dovrebbe diventare automatica anche l’adozione di un filtro elettrostatico, non solo negli edifici scolastici ma anche in tutti quegli ambienti che sono soggetti ad un determinato affollamento (uffici, supermercati, ecc…). Ne ricaveremmo enormi benefici, sia in termini di salute che in termini di produttività stessa.

Purtroppo, in Italia, molti degli edifici scolastici sono di vecchia data e risulta impensabile poter realizzare un impianto VMC centralizzato e dotato di filtro elettrostatico. In casi come questi, la tecnologia ci viene incontro con alcune soluzioni alternative che meriterebbero sicuramente una maggiore attenzione:

• Le unità di ventilazione meccanica puntuale a doppio flusso continuo (vedi articolo dedicato). Non sono dotate di filtro elettrostatico… ma perlomeno riescono a garantire un ricambio continuo dell’aria ambiente, anche quando non è possibile aprire le finestre, con un sensibile recupero energetico.

• I dispositivi professionali compatti di filtrazione elettrostatica e purificazione dell’aria. La filtrazione elettrostatica garantisce la cattura di tutte le particelle indesiderate, compresi i virus. Questi dispositivi possono essere installati a parete o a soffitto, oppure si possono semplicemente spostare da un ambiente all’altro in base alle necessità. Riuscite ad immaginare l’utilità di simili dispositivi all’interno di strutture di ricovero, magari allestite in situazioni di emergenza, per contenere i contagi da batteri e virus?

N.B. Fonte di alcune immagini: web