La classificazione dei filtri statici

Classificazione dei filtri statici

L’importanza di classificare i filtri statici è fondamentale per il progettista al fine di effettuare la scelta del filtro corretto in presenza dell’applicazione. La necessità di filtrare polveri grossolane, medie o fini con una efficacia ed efficienza sempre maggiore, è fondamentale per garantire la corretta continuità produttiva e di processo di molte aziende.

Granulometria vs. efficienza dei filtri statici: la EN 779-2012

La classificazione dei filtri per l’aria è oggi regolata da numerose norme che permettono di definire con precisione le caratteristiche del filtro in relazione alla propria classe di efficienza ed impiego. 

Al fine di rendere omogenee anche le metodologie per valutare l’efficienza, è stata realizzata una normazione specifica a riguardo, anche relativamente agli impianti di prova e di test dei setti filtranti.

I filtri statici per l’aria sono normati, invece i depolveratori a secco o i depolveratori a umido non lo sono,a meno che non vi siano indicazioni generiche relative ad esempio alle BREF della Unione Europea o alle BAT italiane. 

Per quanto riguarda i filtri statici per l’aria, fino a poco tempo fa la normativa di riferimento era la EN 779-2012.

Questa normativa di fatto realizza una distinzione dei vari setti filtranti in base alla loro efficienza di filtrazione per particelle il cui diametro è di 0,4 micron. Fondamentale è da sottolineare che questa normativa era da applicare per filtri la cui efficienza arriva fino al 98%, quindi per filtri definiti dal G1 al F9. Oltre a questo, per i filtri più performanti, si valutava l’efficienza minima su particella di 0,4 micron di diametro. 

Riassumendo quindi secondo la EN 779-2012 il quadro dell’efficienza di filtrazione dei vari setti filtranti era così strutturato:

GruppoClassePerdite di carico finali [Pa]Arrestanza media (AM) [%]Efficienza media (EM) su particelle di 0.4 mm [%]Efficienza minima su particelle di 0.4 mm [%]
GrossolaniG125050 ≤ AM < 65
GrossolaniG225065 ≤ AM < 80
GrossolaniG325080 ≤ AM < 90
GrossolaniG425090 ≤ AM
MediM545040 ≤ EM < 60
MediM645060 ≤ EM < 80
FiniF745080 ≤ EM < 9035
FiniF845090 ≤ EM < 9555
FiniF945095 ≤ EM70
Tabella efficienza EN 779-2012

Oltre al livello di efficienza F9 si deve utilizzare un’altra normativa di riferimento, la EN 1822, che identifica le efficienze dei filtri assoluti:

  • EPA(Efficiency Particulate Air filter) 
  • HEPA (High Efficiency Particulate Air filter) 
  • ULPA (Ultra Low Penetration Air filter)

Da queste normative si comprende come sia assolutamente correlata al livello di efficienza da raggiungere, la conoscenza dello spettro granulometrico della polvere da trattare. 

In viaggio verso la EN 16890

Un ulteriore passo avanti verso l’integrazione tra lo spettro granulometrico e la valutazione dell’efficienza dei filtri, viene fatta con l’introduzione della normativa sulla classificazione dei filtri per aria, oggi in corso di validità, ovvero la EN 16890.

Questa normativa valuta quindi l’efficienza non più fine a se stessa (correlata con particelle di 0,4 micron come la precedente norma) ma su range dimensionali delle particelle, le mitiche PM10, PM2,5 e PM1. 

Con questa indicazione si vuole sottolineare che si considerano non solo solidi ma anche aerosol che abbiano quelle dimensioni.

Utilizzando quindi il parametro dei PMx, risulta essere più intuitiva la scelta del filtro corretto per l’applicazione in questione. 

La ISO 16890 divide i filtri statici in:

  • filtri statici per polvere fine
  • filtri statici per polvere grossolana

La condizione minima per la categorizzazione è che i vari filtri catturino almeno il 50% della classe di PM scelta per la valutazione. Quindi se per esempio un filtro riesce a catturare particelle PM1 per un valore superiore al 50%, questo setto filtrante verrà definito ISO ePM1.

L’efficienza di filtrazione viene poi arrotondata al 5% più vicino per classe di filtrazione. Questo significa che se dal banco prova di un setto filtrante questo riesce a filtrare il 68% di PM1, la sua efficienza ufficiale sarà del 70%. Al contrario se la sua efficienza è del 61%, la sua efficienza ufficiale sarà del 60%. Quindi ATTENZIONE!!!

Spero ti stia diventando sempre più chiaro mentre stai leggendo questo articolo che  la nuova normativa valuta le condizioni di funzionamento in maniera più completa ,considerando diversi range granulometrici ed in particolare da 0,3 micron a più di 10 micron (rispetto al solo 0,4 micron della EN 779) per lo stesso setto filtrante. Questo significa che un singolo setto può avere fino a 4 tipi di etichette con le relative efficienze, ovviamente se cattura più del 50% di quelle particelle per quella classe di PM, come detto precedentemente.

Cerco di farti capire meglio con questa tabella che se un filtro è in grado di filtrare per più del 50% particelle PM10, PM2,5 e PM1, potrà essere classificato come:

ClasseEfficienza minimaTipo di PM
ISO ePM1e(PM1), min >= 50%Virus, nanoparticelle, fumi
ISO ePM2.5e(PM2.5) min >= 50%Polvere di toner, funghi e spore, polline, batteri
ISO ePM10e(PM10), min >= 50%Polvere, pollini vari
ISO coarsee(PM10), min <50%sabbia, capelli

Come puoi notare nella tabella, i filtri che non raggiungono il 50% di efficienza per particelle PM10 ,vengono definiti ISO Coarse e corrispondono ai vecchi filtri grossolani.

In particolare se si volesse avere una tabella di confronto in base alle efficienze tra la vecchia EN779 e la nuova EN16890 si potrebbe considerare la seguente:

ClasseISO ePM1ISO ePM2.5ISO ePM10ISO Coarse
G1>40%
G2>70%
G3>80%
G4>90%
M55-20%10-35%>50%
M620-40%50-65%>60%
F750-65%65-80%>85%
F865-80%>80%>90%
F9>80>90%>95%
Tabella confronto efficienze EN779 vs. EN16890

Se vuoi invece entrare un poco più nel dettaglio il seguente grafico ti potrà sicuramente dare una risposta più diretta alla seguente domanda:

Quale classe di efficienza devo utilizzare se ho una particella di diametro X micron?

Grafico Efficienza vs. Granulometria polveri

I valori qui riportati risultano indicativi ma possono darti una idea abbastanza chiara del valore di efficienza e granulometria per i vari filtri classificati secondo la vecchia EN 779, che ancora oggi, in qualche caso, gli addetti ai lavori preferiscono. 

Ricorda: ogni produttore di setti filtranti dovrebbe darti delle curve simili per i suoi prodotti.

Quindi ora la domanda forse che più ti ronza nella testa:

ok ma quando li applico questi benedetti filtri? In quali applicazioni?

Cerco di darti alcune dritte con questo grafico qualitativo:

Range granulometrico particelle

Utilizza indicativamente queste tipologie di particelle per comprenderne il range granulometrico, una volta che hai questi valori utilizza il grafico efficienza-granulometria e quindi scegli il setto filtrante più opportuno. 

ATTENZIONE!!! Più i setti filtranti diventano efficienti e più facile è la loro capacità di intasarsi. Questo significa che più vasto è il range granulometrico delle tue particelle meno basterà utilizzare un unica tipologia di filtro, ma dovrai necessariamente utilizzarne diversi di efficienza via via crescente. 

A volte si utilizza un G2-G3 per poi installare un M5 e salire concludendo con  F7 . Oppure si va da un G4, M6/F7 ed infine F9. 

Ricorda che la scelta è solo in funzione del range granulometrico, di quanta polvere c’è per singolo range ed infine, come al solito, dell’applicazione. 

Bene, siamo quasi arrivati alla fine della nostra avventura sulla classificazione dei filtri per aria, l’ultima considerazione da fare riguarda il valore di perdite di carico finali considerate per raggiungere le efficienze richieste. 

EN 779-2012EN 16890 – 2017
Accumulo di polvereClassi da G1 a G4 fino a perdita di carico finale di 250 Pa Classi da M5 a F9 fino a perdita di carico finale di 450 PaPM10 < 50% – Perdita di carico finale di 200 Pa PM10 ≥ 50% – Perdita di carico finale di 300 Pa
Valori di efficienza vs. perdite di carico del setto filtrante

Con questo ho concluso per oggi. Se sei arrivato fino a qui, ti faccio i miei complimenti perchè è un argomento bello tosto ed impegnativo. 

Hai richieste specifiche o necessiti di ulteriori indicazioni o chiarimenti? Non preoccuparti, contattami e sarò ben felice di rispondere alle tue domande.

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