La importancia de la filtración molecular

Ni siquiera la filtración de partículas más eficiente elimina los gases y vapores ácidos que se encuentran en el aire; por ello, es de vital importancia conocer qué es la filtración molecular.

Araceli Guerrero

La filtración molecular es una solución altamente eficiente para eliminar contaminantes moleculares en el aire (gases) que generan malos olores, irritación y corrosión en el interior de edificios públicos, aeropuertos, museos, industrias de procesos ligeros y procesos limpios, así como en concentraciones pesadas o muy severas, como lo es el caso de las refinerías, plantas nucleares, las industrias de papel y de tratamiento de aguas residuales, por citar algunas.

La Chemical Abstract Service (CAS) es la organización responsable de registrar las sustancias químicas; posee más de 156 millones de sustancias químicas registradas en el mundo, agregando hasta 15 mil por día. Algunas de éstas sólo existen como gases en el aire; la mayoría han sido creadas por el hombre durante toda la era industrial como resultado de diversos procesos productivos.

Sin embargo, todas las sustancias químicas, incluidas las que normalmente encontramos en estado líquido o sólido, tienen en distintos grados, la capacidad de evaporarse; por ende, pueden ser transportadas en el aire en su forma molecular (gases o vapores). Asimismo, es un hecho irrefutable que hoy en día nos enfrentamos a retos cada vez más exigentes para mantener una óptima calidad del aire interior (CAI) y exterior, ya que las moléculas son hasta 20 mil veces más pequeñas que las partículas más finas.

Debido a su tamaño microscópico e imperceptible al ojo humano, las moléculas suspendidas en el aire pueden penetrar rápidamente en el torrente sanguíneo a través de los pulmones, ocasionando desde enfermedades respiratorias, insuficiencias de órganos e incluso hasta la muerte. Por esta razón, la Organización Mundial de la Salud (OMS), recomienda límites para reducir la exposición de algunas sustancias tóxicas, como óxido de nitrógeno, ozono y dióxido de azufre.

En las industrias, la filtración molecular es apremiante debido a que los contaminantes, como gases, son invisibles y pueden ocasionar irritación y malos olores, entre otros efectos.

CLASIFICACIÓN DE LAS MOLÉCULAS POR SU IMPACTO

Las moléculas transportadas por el aire se pueden clasificar según su efecto en los seres humanos. El impacto de los olores quizás es el más obvio, pues las células receptoras en la nariz y el cerebro humano son capaces de detectar y distinguir muchos tipos de olores diferentes. Algunas moléculas se clasifican como irritantes, pues además de crear una respuesta olfativa, estimulan una reacción involuntaria y negativa en el cuerpo. El ejemplo clásico de ello es la activación de los conductos lagrimales al cortar cebolla.

En casos extremos, las moléculas transportadas por el aire pueden ser tóxicas, o incluso letales si se respira una concentración determinada. Por este motivo, los agentes de las armas químicas se presentan en forma molecular, en lugar de partículas.

La cuarta categoría es la de los agentes corrosivos; su impacto negativo no se produce en el cuerpo humano. En lugar de ello, son responsables del fallo de equipos electrónicos delicados y de la disminución del rendimiento en los procesos de fabricación.

La presencia de moléculas transportadas a través del aire y su impacto negativo en la salud humana es un hecho ampliamente reconocido. Organismos como la OMS y el Comité Europeo de Normalización (CEN) han publicado directrices sobre los niveles de exposición a los contaminantes incluidos en el aire y los métodos para mitigarlos.

Cabe destacar que la norma europea UNE-13779 hace referencia al uso de filtros de gas (moleculares) para lograr los más altos niveles de calidad del aire en el interior de edificios en aquellas ciudades que reportan niveles de contaminación considerables.

La filtración molecular tiene aplicaciones y usos distintos, una de ellos es en los aeropuertos.

SOLUCIONES DISPONIBLES

Con el surgimiento de tantas sustancias químicas nuevas en nuestro mundo y las inevitables complicaciones que éstas producen, aparecen nuevas oportunidades para la filtración molecular efectiva, que acaben con los problemas en las industrias donde se presentan, así como para  mejorar el bienestar de la humanidad. De este modo, las empresas especialistas en filtración de aire ofrecen diversas soluciones a lo largo del mundo para mantener un aire limpio y seguro.

La filtración molecular es una de las alternativas con mayor eficacia para dar respuesta al mejoramiento de la CAI, especialmente cuando hay presencia de gases que generan un impacto negativo en la salud humana y en ciertos procesos industriales. Dentro del mercado existe una línea de filtros, purificadores y equipos que constituyen una solución para evitar la propagación de moléculas tóxicas y partículas dañinas transportadas a través de los sistemas de ventilación.

Su aplicación es diversa y fundamental para algunos procesos, como la generación de energía, la conservación del patrimonio cultural al interior de museos y galerías, el mejoramiento en la calidad del aire dentro de aeropuertos, así como la eliminación de gases y olores durante el tratamiento de residuos.

Para los propietarios, operadores y  colaboradores en edificios, oficinas y espacios donde se llevan a cabo procesos industriales ligeros o pesados, la implementación de la técnica de filtración molecular constituye una inversión que se traduce también en una recompensa. Los recursos humanos son el principal activo de la mayoría de las empresas y numerosos estudios confirman que una calidad del aire mejorada en interiores se traducirá en una mayor productividad y un menor absentismo.

Pero quizá el mayor desafío radique en informar y convencer a los gobiernos y los organismos normativos y de consulta acerca de los beneficios para la salud que implica el control del dióxido de nitrógeno, el ozono, el amoníaco y otros compuestos sulfurosos. La contaminación causada por dichas sustancias puede resolverse con las diferentes soluciones moleculares disponibles, asequibles y fáciles de implementar.

CÓMO FUNCIONAN LOS FILTROS MOLECULARES

Los filtros moleculares se basan en el principio de adsorción química. Este proceso consiste en la adhesión de una molécula (adsorbato) a la superficie de otro material (el adsorbente). Los adsorbentes se caracterizan por ser materiales porosos; aunque parecen materiales sólidos, a nivel microscópico toda su estructura es una gama compleja de fisuras y orificios interconectados de distintos tamaños, denominados poros. La superficie interna de los poros de pequeño diámetro es muy grande y en éstos es donde se produce el proceso de adsorción. Para llegar a los poros finos, las moléculas contaminantes se dispersan en el aire externo a través de los poros más grandes “de transporte”.

Los filtros moleculares se basan en el principio de adsorción química. Uno de los principales adsorbentes es el carbón activado.

COMPORTAMIENTO DE AMPLIO ESPECTRO

Muchos adsorbentes tienen una afinidad para adsorber una amplia gama de moléculas distintas y esto se denomina comportamiento de “amplio espectro”. Algunas moléculas difíciles no se pueden controlar mediante adsorbentes estándares y, en estos casos, las propiedades de la superficie del adsorbente se pueden manipular químicamente para aportar una adsorción muy específica o “dirigida”.

Cabe recordar que el adsorbente más utilizado en el mundo es el carbón activado, pero, de acuerdo con las propiedades químicas de los gases contaminantes, podemos encontrar también carbón o alúmina activados impregnados de diferentes medias químicas. El éxito fundamental para una solución de filtración molecular dependerá de conocer la naturaleza química de los gases contaminantes para seleccionar puntualmente el adsorbente adecuado.

 

Araceli Guerrero

Química Farmacéutica Bióloga, especialista en filtración molecular.

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