Cos'è un filtro HEPA

Alessandro Nodari
Alessandro Nodari
Cos'è un filtro HEPA

L'inquinamento dell'aria non si esaurisce una volta chiusi i finestrini dell'auto, anzi. Chiudendosi nell'abitacolo, e peggio ancora attivando il ricircolo non può che peggiorare una situazione già grave per i nostri polmoni che devono respirare tutto il giorno i residui di scarico di auto, riscaldamento e industrie. 

Ecco perché è importante sapere cos'è un filtro HEPA, uno di quei componenti che viene spesso sottovalutato e che potrebbe migliorare non solo la qualità dell'aria che respiriamo, ma anche l'efficienza del veicolo. Andiamo a scoprire perché, quali veicoli lo posseggono e in cosa differisca rispetto ai filtri convenzionali.

Indice

Cos'è un filtro HEPA

Se sentendo la parola HEPA vi è venuto in mente un aspirapolvere, sarete scusati. Esatto, i filtri HEPA sono utilizzati negli aspiratori più recenti per evitare che quello che aspiriamo vada in giro e lo respiriamo, oltre che dai filtri per l'aria per purificare i nostri appartamenti.

Ma cos'è un filtro HEPA?

Il filtro HEPA (high-efficiency particulate air), noto anche come filtro di assorbimento del particolato ad alta efficienza, è uno standard di efficienza dei filtri dell'aria introdotto negli anni '50 e utilizzato in applicazioni che richiedono il controllo della contaminazione, come la produzione di dischi rigidi, dispositivi medici, semiconduttori, prodotti nucleari, alimentari e farmaceutici, nonché negli ospedali.

In realtà i filtri HEPA sono nati durante la seconda guerra mondiale, quando gli alleati trovarono un pezzo di carta in una maschera antigas tedesca e avevano scoperto che aveva una capacità di protezione molto maggiore delle loro. Negli anni '40 lo sviluppo poi ebbe un miglioramento sostanziale con il progetto Manhattan, per prevenire la diffusione di contaminanti radioattivi presenti nell'aria.

Oggi lo standard richiede che siano in grado di rimuovere almeno una certa percentuale di particelle il cui diametro è pari a 0,3 μm. Questa percentuale è il 99,95% secondo lo standard europeo ISO, mentre secondo lo standard americano ASME deve essere almeno il 99,97%.

Ma cosa sono in grado di filtrare, ovvero trattenere, i filtri HEPA? I contaminanti bloccati dal dispositivo sono diversi, e vanno da polline, sporco, polvere (che contiene batterioidi, clostridia e bacilli), umidità, batteri (0,2-0,0 μm), virus (0,02–0,3 μm) e aerosol liquido submicrono (0,2-0,5 μm. Alcuni microrganismi, invece, sono catturati dai filtri HEPA con ossidazione fotocatalitica (PCO), mentre gas o molecole di odore non vengono filtrati.

Per permettere questa ampia gamma di applicazioni, i filtri HEPA presentano una struttura piuttosto particolare. Il materiale, infatti, fasci di polipropilene o fibra di vetro disposti casualmente e con diametri compresi tra 0,5 e 2,0 μm, crea un percorso piuttosto contorto attraverso il quale passa l'aria.

Quando le particelle più grandi passano attraverso questo percorso, i fasci di fibre si comportano come un setaccio che ne blocca fisicamente il passaggio, mentre se arrivano particelle più piccole, queste passano con l'aria ma non riescono a tenerne il passo, e quindi a un certo punto si scontrano con le fibre.

Lo spazio d'aria tra le fibre del filtro HEPA è in genere molto maggiore di 0,3 μm: come fanno quindi a bloccare particolato di dimensioni inferiore

cos'è un filtro hepa

Fonte: Wikipedia

Tre sono i meccanismi. Diffusione, che ha effetto soprattutto su particelle sotto 0,1 μm e sfrutta la collisione tra queste e le molecole di gas. Il fenomeno, che diventa dominante con un flusso di aria basso, è simile al movimento browniano e le particelle così messe in movimento si scontrano con le fibre del mezzo filtrante, che le blocca.

Il secondo meccanismo è chiamato Intercettazione, per cui le particelle di medie dimensioni che seguono una direzione nel flusso d'aria entrano in un raggio di una fibra e aderiscono ad essa. Il terzo meccanismo è chiamato Impatto, e ha effetto sulle particelle più grandi, che non sono in grado di evitare le fibre seguendo il flusso d'aria. Questo effetto aumenta con la diminuzione della distanza tra le fibre e una maggiore velocità del flusso d'aria.

La cosa curiosa è che i filtri HEPA hanno una migliore efficienza sotto 0,1 μm e sopra 0,3 μm, e questo è il motivo per cui si utilizza il limite superiore, 0,3 μm, per la classificazione dei filtri.

Quindi non tutti i filtri HEPA sono uguali, e sono classificati in base al Minimum Efficiency Reporting Value (MERV), che valuta la capacità di un filtro di rimuovere la polvere dall'aria. La scala MERV varia da 1 a 16 e misura la capacità di un filtro di rimuovere particelle da 0,3 a 10  μm di dimensioni. I filtri con valori più alti non solo rimuovono più particelle dall'aria, ma anche particelle più piccole. Ecco la classificazione con indicate le dimensioni delle particelle e l'efficienza:

  • 1-4: 3,0 - 10,0 μm - meno del 20%
  • 6: 3,0 - 10,0 μm - 49,9%
  • 8: 3,0 - 10,0 μm - 84,9%
  • 10: 1,0 - 3,0 μm - 50% - 64,9%, 3,0 - 10,0 85% o superiore
  • 12: 1,0 - 3,0 μm - 80% - 89,9%, 3,0 - 10,0 90% o superiore
  • 14: 0,3 - 1,0 μm - 75% - 84%, 1,0 - 3,0 90% o superiore
  • 16: 0,3 - 1,0 μm - 75% o superiore

Quali sono le applicazioni dei filtri HEPA? Come dicevamo in apertura, sicuramente li avrete sentiti a proposito degli aspirapolvere, dove sono utilizzati per espellere l'aria aspirata e purificarla da polline e feci degli acari della polvere.

Un filtro HEPA di alta qualità può intrappolare il 99,97% delle particelle di polvere, che hanno un diametro di 0,3 μm.

Poi ovviamente sono stati applicati negli impianti di areazione, riscaldamento e condizionamento, per poi passare nell'aeronautica commerciale e, oggetto di questo articolo, nei veicoli. Andiamo a vedere in che modo.

Filtri HEPA vs filtri tradizionali

cos'è un filtro hepa

A questo punto vi chiederete se la vostro auto sia dotata di filtro HEPA. La risposta, molto probabilmente, è no. Quasi tutti i veicoli infatti sono dotati di filtri dell'aria standard che funzionano in associazione con il sistema di condizionamento dell'aria.

Questi filtri, tipicamente realizzati in cotone multi-fibra e in alcuni casi dotati di uno strato di carbone attivo, aiutano a filtrare gli odori, lo smog e le particelle di polvere prima che entrino nella cabina, ma offrono una capacità di purificazione limitata a particelle più grandi. In genere è consigliato cambiarli ogni anno o ogni 24-32.000 km, a seconda dell'utilizzo e dell'ambiente.

Possiamo quindi intuire che rispetto a un filtro HEPA, in grado di rimuovere almeno il 99,97% di polvere, polline, muffe, batteri e qualsiasi particella dispersa nell'aria con una dimensione di 0,3 µm, i filtri standard montati nella nostra auto siano decisamente meno efficaci. 

La differenza ovviamente non è solo nelle prestazioni, ma anche nei costi, sia di acquisto che di installazione. I filtri HEPA infatti richiedono l'assistenza di un tecnico specializzato per la loro rimozione e installazione, cosa che invece può non essere necessaria per i filtri normali.

Inoltre i filtri HEPA possono essere da sostituire più di frequente, mediamente tra i 15.000 e i 24.000 km, e quando sono da cambiare potreste percepire una diminuzione delle prestazioni dell'aria condizionata, strani odori o un aumento della polvere all'interno della cabina.

In assoluto, soprattutto per chi vive nelle grandi città, è quindi consigliato installare un filtro HEPA, i cui benefici superano abbondantemente i costi, ma come dicevamo non sono molte le auto che li offrono integrati.

Auto con filtri HEPA integrati

Nel contesto dei veicoli, il filtro HEPA integrato nel sistema di ventilazione pulisce l'aria che entra nell'abitacolo, garantendo un ambiente più sano e confortevole per i passeggeri, in quanto trattengono allergeni, polvere, fumo e vari inquinant.

I filtri HEPA hanno iniziato a farsi strada nell'industria automobilistica solo negli ultimi anni. Nel 2016, Tesla ha annunciato di aver inserito nella sua nuova Model X il primo filtro HEPA-grade al mondo, e successivamente ha aggiornato anche la Model S per offrire la possibilità agli utenti di acquistarlo come optional. Successivamente, anche le Model Y lo hanno adottato e al momento l'unica auto di Tesla che non lo offre è la Model 3. 

E gli altri produttori? Mercedes Benz lo offre per alcuni modelli. Al momento a catalogo è indicato solo nella berlina elettrica EQE come parte del pacchetto Energizing Air Control Plus, mentre non sembra integrato nel sistema Air Balance System.

Per tutti gli altri, anche se potrebbe sembrare in teoria fattibile cambiare il filtro standard con un filtro HEPA, ci sono questioni tecniche piuttosto difficili da risolvere. Il problema è che essendo i filtri HEPA più densi, il flusso d'aria deve essere progettato per ospitarli, ed è il motivo per cui gli aspirapolvere con filtri HEPA sono più potenti, banalmente.

Per il futuro, è possibile che la tecnologia e la diffusione di questi prodotti permettano di abbattere i prezzi e renderli disponibili a tutti, ma per il momento forse potreste considerare una soluzione di terze parti. Vediamo quelle a disposizione.

Filtri HEPA portatili

cos'è un filtro hepa

Se il vostro veicolo non è dotato di filtro HEPA integrato, forse potreste prendere in considerazione un purificatore portatile dotato di filtro HEPA e in grado di purificare l'aria dell'abitacolo.

In sostanza, si tratta di purificatori come quelli per gli appartamenti, ma più piccoli e in grado di funzionare con la presa a 12 V del veicolo.

Fiat nel 2020 ne ha proposto uno di Philips come optional insieme al pacchetto D-Fence, ma ora non più. 

A differenza dei filtri HEPA integrati, che sono progettati specificamente per il veicolo, non occupano spazio aggiuntivo e non necessitano di fonti di alimentazione separate, quelli portatili sono meno efficaci, occupano spazio e necessitano di essere alimentati, ma offrono anche una maggiore versatilità (per esempio potete usarli anche in casa).

Inoltre mentre i filtri integrati necessitano di un tecnico per essere cambiati, e costano decisamente di più, i filtri dei purificatori portatili, essendo più piccoli, costano meno e possono essere cambiati da voi in pochi minuti. Detto questo, la maggior parte degli utenti potrebbe non avere scelta, quindi quello portatile è l'unica soluzione se si vuole un filtro HEPA in auto. 

Sul mercato ci sono diversi prodotti, e ovviamente dovrete scegliere in base alle vostre esigenze, senza considerare il fatto che la loro efficacia può variare in base alle condizioni d'uso.

Qui sotto vi mostriamo alcune soluzioni, oltre ad accennare a un purificatore di Philips, GoPure, progettato specificamente per auto ma non dotato di filtro HEPA.

Su alcuni dei link inseriti in questa pagina Mobility SmartWorld ha un'affiliazione ed ottiene una percentuale dei ricavi, tale affiliazione non fa variare il prezzo del prodotto acquistato. Tutti i prodotti descritti potrebbero subire variazioni di prezzo e disponibilità nel corso del tempo, dunque vi consigliamo sempre di verificare questi parametri prima dell’acquisto.

Gruppo Facebook

Community SmartWorld +15k
Confrontati con altri appassionati di tecnologia nel gruppo segreto
Entra