Com que frequência os filtros BSC precisam ser substituídos?
Quando se trata de gabinetes de biossegurança (BSCs), o filtro é um dos elementos mais importantes do sistema, pois desempenha um papel fundamental para garantir que os requisitos de segurança ocupacional, o ambiente local e a qualidade do ar interno não sejam afetados adversamente. A escolha do filtro, quanto tempo ele 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 BSC.
Os filtros HEPA (High Efficiency Particulate Air) são o filtro de escolha para muitas BSCs e são regularmente encontrados na classe mais comum de BSC - a Classe II BSC. Os filtros HEPA são compostos por várias fibras ultrafinas que coletam o material particulado e o removem do ar. Os filtros HEPA são sistemas muito eficientes e podem reter até 99,7% das partículas com 0,3 mícron ou menos de diâmetro do ar e podem ser usados para reter partículas perigosas (incluindo bactérias e vírus).
Compreender como um filtro HEPA vai se comportar e permanecer funcional é fundamental para garantir a segurança e para fins de custo. No entanto, saber quanto tempo o filtro vai durar não é uma resposta direta. Existem vários 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 BSC é usado. Isso significa que a vida útil do filtro será diferente para cada instalação e pode 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 de 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 essa seja uma maneira definitiva de determinar se um filtro precisa ser trocado, saber o que esperar em termos de troca de filtro 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 BSC. Se um filtro HEPA for instalado em uma sala limpa, teoricamente pode durar para sempre, mas se estiver em um ambiente com muito material particulado, sua vida útil será muito menor. O filtro HEPA médio dentro de um BSC 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 se adequarem aos avanços tecnológicos, as diretrizes continuam a oferecer uma linha de base para qual deve 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 no BSC, as quedas de pressão dentro do BSC e a capacidade de carga do próprio filtro (quanto de material particulado pode ser retido no filtro). Todos esses fatores de especificação, especialmente os níveis de material particulado, a eficiência do motor, a velocidade e a entrega do fluxo de ar e a capacidade de suportar quedas de pressão dentro do BSC, têm impacto sobre a durabilidade de um filtro HEPA.
Quanto tempo deve durar um filtro?
Não há uma resposta definitiva para quanto tempo um filtro deve durar. Como mencionado anteriormente, há uma série de fatores que determinam quanto tempo um filtro deve durar. No entanto, quanto ele é usado e quanto material particulado é passado por ele tem uma influência importante sobre se um filtro dura o período de tempo teorizado estabelecido nas especificações da NSF.
Em um laboratório padrão, 7 anos é a média; isso foi determinado usando as especificações em vigor e pressupõe que o BSC não sofrerá uma redução de mais de 10% no fornecimento total de ar quando houver um aumento de 180% na queda de pressão/pressão estática dentro do BSC. No entanto, a capacidade de um sistema de fornecimento de ar BSC de suportar quedas de pressão mais altas sem perder mais de 10% do fornecimento de ar pode prolongar a vida útil do filtro.
A linha de base para as especificações usa uma redução de 10% na entrega total de ar (como a perda máxima permitida de fluxo de ar) para medir a vida útil do filtro, e a menor queda de pressão medida nas diretrizes é de 50%. Se um sistema BSC não puder suportar uma queda de pressão de 50% sem perder mais de 10% do fluxo de ar, ele não atenderá aos requisitos padrão. Portanto, na extremidade 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 agora se tornou padrão da indústria.
Por outro lado, se o sistema de filtragem puder suportar um maior grau de queda de pressão, enquanto perde 10% ou menos do fluxo de ar, a vida útil do filtro pode ser estendida além da média. Por exemplo, se você tiver 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 a esse respeito baseia-se principalmente no design do motor dentro do BSC e em sua eficiência. Então, como você calcula quanto tempo um filtro vai durar? Existem testes que podem determinar os níveis de queda de pressão que uma BSC pode suportar. Tomando esses dados e o projeto do motor, uma comparação pode ser feita com dados históricos para dar uma ideia aproximada de quanto tempo o filtro vai 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 de 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
Como discutimos na última seção, o projeto do motor tem um grande impacto na capacidade de uma BSC 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 de seu projeto padrão dentro de uma BSC é empregar um projeto de motor mais eficiente. Novas tecnologias de motores, como motores DC ECM, estão agora disponíveis para usuários de BSC para, entre outras coisas, melhorar a vida útil do filtro HEPA.
Os novos motores DC ECM 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 CC não têm um torque aumentado (portanto, não melhoram a capacidade de carga dessa maneira, como a maioria dos avanços do motor), mas utilizam um sistema de controle de loop de feedback do 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 uma ventoinha específica curvada para a frente para caber na largura do BSC em que é usado. O aumento na capacidade de carga do filtro, graças a uma velocidade aumentada, significa que as maiores quedas de pressão (250%) são possíveis com esses motores ao contrário de muitos dos motores convencionais usados, permitindo que esses filtros tenham vida útil mais longa. De todos os motores usados em BSCs, incluindo PSCs AC mais antigos e outros motores DC, o DC ECM 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 vai durar meu filtro?” Pode haver uma grande diferença na vida útil do filtro HEPA com base no nível de material particulado que será exposto ao filtro, na eficácia do motor usado para fornecer o fluxo de ar do gabinete e no nível de queda de pressão que um BSC pode suportar sem perder muito muito desempenho do fluxo de ar.
No entanto, ter uma ideia - mesmo que seja grosseira - das vidas realistas de um filtro HEPA (e quantas vezes 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 custo 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 BSC e no ambiente de laboratório no qual o BSC será utilizado. O padrão médio da indústria 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.