Por lo que se refiere a la prueba de elementos de filtros estáticos de diferentes formas (filtros de bolsillo, paneles filtrantes, filtros compactos y filtros de cartucho) en el campo de aplicación del filtrado del aire en entrada a turbinas de gas puede consultarse la norma ISO 29461 que, recientemente, fue actualizada con la versión ISO 29461-1: 2021. Esta norma define métodos y procesos para determinar el rendimiento de los filtros de aire en el campo de aplicación de máquinas rotativas como turbinas de gas estacionarias, compresores y otras máquinas de combustión estacionarias. Los principales cambios son un nuevo método de prueba para ISO 16890 e ISO 29463, así como nuevas clases de filtros para filtros de aire, que van desde ISO T1 hasta ISO T13.
La versión actualizada corrige la carencia de la norma anterior pues la antigua primera edición de la norma ISO 29461-1: 2013 no preveía una clasificación de los filtros y nunca fue, realmente, considerada entre los fabricantes de filtros y sus clientes en el segmento de mercado de turbinas de gas. La nueva segunda edición de la norma ISO 29461-1: 2021 (edición alemana DIN EN ISO 29461-1: 2021 - borrador) hace referencia a una clasificación independiente de los filtros de aire para el campo de las turbinas de gas, que se basa en los resultados de las pruebas según las normas ISO 16890 e ISO 29463.
La clasificación comprende las clases de filtros de ISO T1 a ISO T13, donde las clases de filtros de ISO T1 a ISO T9 se basan en el método de prueba según la norma ISO 16890 y las clases de filtros de ISO T10 a ISO T13 se basan en el método de prueba según la norma ISO 29463. Los resultados de la prueba se basan en las normas de prueba válidas para filtros en el campo de las técnicas generales de ventilación (serie de normas ISO 16890) y para filtros de partículas (serie de norma EN 1822 Parte 1 o norma ISO 29463).
La siguiente tabla ofrece una descripción general de las nuevas clases de filtros de acuerdo con la norma ISO 29461 y evidencia la relación con las otras dos normas.
| Clases de filtros según la norma ISO 29461 |
Grupos de filtros |
Resultados de la prueba según la norma EN 1822-1:2019 | Resultados de la prueba según la norma ISO 16890 | |||
| Eficiencia MPPS | ePM1,min | ePM2,5,min | ePM10 | Arrestancia gravimétrica inicial A100 |
||
| ISO T1 | Coarse |
20 % < A100 < 50 % |
||||
| ISO T2 | ≥ 50 % | |||||
| ISO T3 | ≥ 70 % | |||||
| ISO T4 | ≥ 85 % | |||||
| ISO T5 | ePM10 | ≥ 50 % | ||||
| ISO T6 | ePM2,5 | ≥ 50 % | ||||
| ISO T7 | ePM1 |
≥ 50 % | ||||
| ISO T8 | ≥ 70 % | |||||
| ISO T9 | ≥ 85 % | |||||
| ISO T10 | EPA |
≥ 85 % | ||||
| ISO T11 | ≥ 95 % | |||||
| ISO T12 | ≥ 99,5 % | |||||
| ISO T13 | HEPA | ≥ 99,95 % | ||||
La secuencia de prueba es la siguiente, dependiendo de la clase de filtro:
• Testear la caída de presión inicial
• Determinación de la eficiencia gravimétrica inicial contra la masa de polvo capturada en la prueba
• Medición de la eficiencia fraccional
• Método de acondicionamiento para determinar la eficiencia fraccional mínima del test
• Determinación de la separación de la eficiencia en MPPS para la rango de filtros de alta eficiencia en las clases de filtros ISO T10, ISO T11, ISO T12 e ISO T13
• Medición de la capacidad de retención de polvo
Para determinar la eficiencia del filtro, la prueba de los filtros de aire, según la norma ISO 29461, se basa en los métodos de prueba según las normas ISO 16890 e ISO 29463. Sin embargo, durante el transcurso de la prueba, existen unas diferencias, que explicaremos a continuación con más detalle, para los campos de aplicación de las clases de filtros de T1 a T4, de T5 a T9 y de T10 a T13.
Mientras que de acuerdo con el contenido actual de la norma ISO 16890, los filtros de aire del grupo ISO Grueso se clasifican en función de un grado de separación inicial gravimétrico en correspondencia de una masa de polvo añadida de 30 gramos de polvo fino ISO (también conocido como polvo L2 según la norma ISO 15957 o como A2 según la norma ISO 12103-1), en cambio, según la norma ISO 29461-1 está prevista una masa de polvo de 100 gramos. Debido a ello, los filtros del grupo de filtros de polvo grueso, a diferencia de la clasificación según la norma ISO 16890, no son agrupados como ISO Grueso, sino que son divididos en las cuatro clases de filtros ISO T1, ISO T2, ISO T3 o ISO T4.
Según la nueva norma ISO 29461-1 todos los filtros del grupo ISO ePM 10 según la norma ISO 16890 reciben la clasificación ISO T5 y los del grupo ISO ePM2.5 reciben la clasificación ISO T6. Dentro del grupo ISO ePM1 según la norma ISO 16890, la nueva norma ISO 29461-1 solo diferencia más detalladamente y define las clases de filtro ISO T7, ISO T8 e ISO T9. También debe tenerse en cuenta que la diferenciación más detallada según la norma ISO 16890, dentro de los tres grupos ISO ePMx, se basa en las eficiencias redondeadas de separación de PMx en un total de 5 fases de prueba, que se basan en un promedio de los grados determinados de separación de fracciones, en el filtro sin tratar y en el filtro acondicionado con vapor de isopropanol. El proceso de filtrado de aire, en el filtro acondicionado, tiene en cuenta la posible contribución de las cargas electrostáticas en las fibras del medio filtrante.
Todo ello porque, dependiendo del tipo de medio, la propiedad de una carga electrostática puede permitir una alta eficiencia de separación en el banco de pruebas, mientras que, en aplicaciones reales, se lograría un grado de eficiencia de separación mucho menor.
La subdivisión, según la norma ISO 29461-1, dentro del grupo ePM1 en las tres clases asociadas de ISO T7 a ISO T9, por otro lado, se basa en una distinción entre los valores de ePM1,min y, por lo tanto, solo en la eficiencia de separación fraccional determinada en el filtro de aire una vez acondicionado, para evaluar también la influencia sin considerar la posible carga electrostática del filtro.
Los filtros de partículas EPA y HEPA de las clases de ISO T10 a ISO T13 según la norma ISO 29461-1, a probar según la norma ISO 29463, corresponden a las clases de filtros de E10 a H13 según la norma EN 1822-1.
Con la clasificación según la norma ISO 29463-1 no existe una clase correspondiente a ISO T10 o a E10. Las clases ISO T11, ISO T12 e ISO T13 corresponden a las clases de filtros ISO 15E, ISO 25E e ISO 35H según la norma ISO 29463-1.
En relación con la carga de polvo, la norma ISO 29461-1 asigna una pérdida de carga final de 375 Pa para filtros del grupo concebido para polvo grueso, y una pérdida de presión final de 625 Pa para filtros de los grupos ePMx y para filtros EPA y HEPA.
Por otro lado, la norma ISO 16890-3 prevé una pérdida de carga final de 200 Pa para filtros del grupo concebido para polvo grueso y una pérdida de carga final de 300 Pa para filtros de los grupos ePMx, donde la carga de polvo es opcional para filtros del grupo ISO ePMx. La norma ISO 29463 no prevé ninguna carga de polvo para los filtros de partículas.
Con respecto a los valores finales previstos de las pérdidas de presión, también debe tenerse en cuenta que la norma ISO 16890 especifica, en realidad, un rango de valores de caudal volumétrico entre 900 m³/h y 5.400 m³/h. Si el fabricante del filtro no especificase un caudal volumétrico nominal diferente la prueba, normalmente, la prueba, se realizaría en correspondencia de un valor del caudal de 3.400 m³/h.
Por otro lado, la norma ISO 29463 no especifica un rango de valores de caudal volumétrico. La prueba debe realizarse en correspondencia del caudal volumétrico nominal. Por otro lado, la nueva norma ISO 29461-1 para filtros estáticos de aire de entrada, en el campo de turbinas de gas, especifica un rango de valores de caudal volumétrico comprendido entre 850 m³/h y 8.500 m³/h. Por lo tanto, si los filtros se prueban en correspondencia de un caudal volumétrico superior al que suele considerarse con la norma ISO 29461-1, también es lógico que se registren unos valores finales más elevados de pérdidas de presión. Sin embargo, el valor límite superior del caudal volumétrico de 8.500 m³/h, según la norma ISO 29461-1, constituye un valor muy alto que no es de considerarse realista para la mayoría de las aplicaciones, incluso en el campo de filtración del aire de entrada para turbinas de gas. Solo en el caso de aplicaciones de turbinas de gas para generar energía en plataformas de extracción de petróleo o gas en alta mar, pueden, ocasionalmente, registrase unos valores de caudal volumétrico altos en algunos elementos del filtro.
Entre los fabricantes de filtros y sus clientes, en el segmento del mercado de turbinas de gas, nunca se ha, realmente, considerado la norma ISO 29461-1: 2013. Esto puede haberse debido al hecho de que no estaba prevista la clasificación de filtros de aire y que, por lo tanto, era difícil distinguir entre diferentes filtros de aire.
Con la versión actualizada de la norma ISO 29461-1: 2021 está presente una clasificación. Las clases de filtros de ISO T1 a ISO T4 pueden dividirse en el ámbito de los grupos ISO Grueso, que también se conocen como filtros de polvo grueso. Las clases de filtros de ISO T5 a T9 cubren los grupos PM ePM10, ePM2,5 y ePM1. Las clases de filtros de ISO T10 a ISO T13 se deducen del grado de eficiencia por lo que se refiere a las partículas MPPS y, por lo tanto, incluyen los conocidos filtros de partículas EPA y los filtros de partículas HEPA.
La actualización de la norma ISO 29461 y la interpretación de la norma de prueba para el campo especial de aplicación de los sistemas de filtrado del aire de entrada de máquinas rotativas debería complacer a los usuarios de turbinas de gas estacionarias, compresores y otras máquinas de combustión estacionarias. En particular, la extensión de la norma para incluir características claras de clasificación simplifica el procedimiento para comparar más fácilmente los filtros de aire en función de sus clases de filtrado.
Sin embargo, la medición de la capacidad de almacenamiento de polvo conlleva el riesgo de considerar un parámetro que tiene poca relevancia práctica en el cálculo de evaluación en la selección del filtro.
Especialmente en el campo de las clases de filtros de T10 a T13, que afectan a los conocidos filtros de aire EPA y HEPA, los resultados del banco de pruebas serían difíciles de comparar con los resultados que se puedan conseguir en la uso real. La razón principal es: los filtros de aire de alta eficiencia en la etapa final siempre operan con etapas de prefiltración. La función principal de los filtros de alta eficiencia es separar principalmente partículas ultrafinas en un rango menor de 0,4 µm. Este espectro de partículas contribuye a aproximadamente más del 99% del número de partículas en nuestra atmósfera. Sin embargo, la masa normalmente proviene de partículas mayores de 1,0 µm. En consecuencia, estas partículas "en masa" son capturadas por las etapas de prefiltración. Con base a esto, la filtración de partículas de polvo más grandes y pesadas son en etapas de prefiltración, caso contrario en la filtración de alta eficiencia las partículas apenas tienen PESO! En relación con este tema de la industria de los filtros, también vale la pena relacionar los resultados con una concreta aplicación y con los objetivos concretos que se quieran conseguir durante el funcionamiento. Nos complacería proporcionarle un asesoramiento a medida sobre la norma ISO 29461 y otros temas relevantes relacionados al filtrado y luego actualizarlo a través de nuestro canal EMW en LinkedIn y Youtube o por medio de nuestro boletín informativo.
¿Qué clases de filtros incluye la clasificación según la norma ISO 29461-1: 2021?
