La conciencia de la necesidad de una buena calidad del aire ha aumentado enormemente en los últimos años. Por diversas razones, se están realizando estudios para investigar la influencia de la calidad del aire en el respectivo campo de investigación. A raíz de la pandemia de COVID-19, se ha prestado una mayor atención a la calidad del aire interior en particular, además de la investigación del aire exterior. Sin embargo, el virus del SARS-CoV-2, con un tamaño de aproximadamente 0,06 a 0,14 µm,1 no suele ser transportado individualmente, sino a través de partículas sólidas o líquidas más grandes. En este contexto, el término aerosol se ha hecho más familiar, pero desgraciadamente el término se define a menudo de forma errónea y, por tanto, se interpreta erróneamente como una mezcla de partículas. Por otra parte, si se tiene en cuenta que un ser humano adulto inhala una media de aproximadamente cien mil millones de partículas al día,2 merece la pena examinar más detenidamente los términos aerosol y partícula en lugar de interpretar estos términos de forma idéntica en una respiración.
Fig. 1: Representación de un aerosol y de las partículas sólidas y/o líquidas que contiene Fuente: Representación propia i.A.a. GAeF (2020): p. 9
El término aerosol se compone de la palabra griega antigua ἀήρ (aēr) para aire y la palabra latina para solución solutio. Según la norma DIN EN ISO 29464:2020 - Purificación del aire y otros gases - un aerosol es un sistema de partículas sólidas y líquidas disueltas en el gas.3
Un aerosol es, por tanto, un sistema de sustancias. Nuestro aire ambiente, por ejemplo, es un aerosol. Un litro de aire puede contener millones de partículas. Las partículas pueden permanecer en el aire durante horas o incluso días y estar presentes tanto en forma sólida como líquida. 4 La distribución de las partículas en el aerosol es extremadamente ágil. Constantemente se forman nuevas partículas, y su estado de agregación, tamaño y comportamiento de hundimiento pueden cambiar continuamente.
1Cf. Drewnick, F. (2020): p. 6.
2Cf. GAeF (2020): p. 8.
3Cf. DIN EN ISO 29464: p. 10.
4Cf. McNeill, V. (2017): p. 428.
La distribución del tamaño de las partículas distribuidas en el aerosol puede especificarse en el rango de micrómetros y nanómetros.5 Sin embargo, esta distribución de partículas se comporta de forma extremadamente dinámica dentro de un aerosol. Un cambio continuo en la distribución de tamaños influye a su vez en el movimiento de las partículas y, por tanto, en su separación, que se basa en diversos efectos de filtración. Pero, cómo y por qué medios se influye en el ambiente de un aerosol?
Por ejemplo, las partículas líquidas esparcidas oralmente por los seres humanos pueden encogerse por evaporación. Exhalar, hablar, toser o estornudar produce aerosoles, que tienen muchas gotas en el rango de 0,5 µm a 100 µm.6 El 80-90% de estas partículas tienen un diámetro de aproximadamente 1 µm y se evaporan en milisegundos. Las gotas de 10 µm se evaporan en menos de un segundo. En cambio, las gotas de más de 100 µm pueden durar más de un minuto y hundirse en el suelo antes de evaporarse.7
En cuanto al comportamiento de hundimiento, se puede afirmar que en el aire de baja movilidad, una partícula de aerosol de tamaño 100 µm y densidad de agua [1 g/cm³] se hunde aproximadamente 25 cm/s a una altura de caída de 2m. Suponiendo condiciones idénticas, la velocidad de hundimiento se reduce para las partículas más pequeñas, de modo que las partículas con un diámetro de 1 µm necesitarían aproximadamente 16 horas para hundirse hasta el suelo.8
5Fissan (2021): P. 1.
6Ripperger (2020): P. 330.
7Lelieveld et al. (2020): P. 4.
8Cf. Drewnick, F. (2020): P. 7.
Sin embargo, las partículas pueden permanecer en el aire mucho más tiempo debido al flujo de aire. Por ejemplo, una velocidad de flujo de 0,1 m/s se presenta típicamente para las partículas en el interior, 9 que puede conducir a un tiempo de residencia de las partículas más largo que en el ejemplo anterior. Y como se ha descrito anteriormente, el tamaño de las partículas líquidas de un aerosol puede disminuir rápidamente debido a la evaporación. Por ejemplo, las partículas sólidas de tamaño 50 µm tardan unos 30 segundos en llegar al suelo desde una altura de 2 m en condiciones de calma. 10 En cambio, una gota de agua de idéntico diámetro se evapora en menos de 3 segundos con una humedad relativa del 50 %. 11 Ergo, una gota de agua se evaporaría antes de que una partícula en forma sólida con un diámetro inicial idéntico llegue al suelo.
9GAeF (2020): p. 11.
10Drewnick, F. (2020): p. 7.
11Cf. Vuorinen, Ville et al. (2020): p. 6.
En algunas publicaciones, los términos aerosol y partícula se definen erróneamente de forma idéntica. Sin embargo, un aerosol es un sistema de partículas sólidas o líquidas disueltas en gas. Nuestro aire ambiente, por ejemplo, es una mezcla heterogénea en la que las partículas pueden estar presentes tanto en forma sólida como líquida.
Incorrectamente, se suele decir que las partículas y las gotas tienen un comportamiento de movimiento diferente. Sin embargo, las partes líquidas de una partícula se evaporan muy rápidamente a baja humedad, lo que cambia el comportamiento de hundimiento. A su vez, cuando la humedad es alta, las partículas pueden absorber la humedad, aumentando así su tamaño y hundiéndose más rápidamente. En este sentido, la distribución de tamaños, entre otras cosas, es decisiva para analizar el comportamiento del movimiento de las partículas. Esto se debe a que los cambios en el tamaño de las partículas alteran tanto las propiedades de movimiento de las mismas como los efectos de filtración que tienen lugar, lo que debe tenerse en cuenta a la hora de seleccionar los filtros de aire adecuados para la separación de partículas. El equipo de EMW® estará encantado de ayudarle a seleccionar los filtros de aire adecuados para su área de aplicación y cualquier condición general.
