هل تساءلت يومًا عن كيفية حفاظ المستشفيات والمختبرات والبيئات الأخرى التي تتطلب جودة هواء نقية على مثل هذه الظروف النظيفة؟ غالبًا ما تكمن الإجابة في بطل مجهول: فلتر HEPA. تعمل هذه الأعجوبة التكنولوجية كمكون أساسي لأنظمة تنقية الهواء وحاجز حيوي يحمي صحة الجهاز التنفسي.
تمثل فلاتر HEPA (هواء الجسيمات عالي الكفاءة) أكثر من مجرد فلاتر هواء عادية - فهي تخضع لشهادة صارمة لتلبية المعايير الدقيقة لالتقاط الجسيمات المحمولة في الهواء المجهرية. وفقًا لمتطلبات وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA)، يجب أن تحبس فلاتر HEPA الأصلية ما لا يقل عن 99.97% من الجسيمات التي يبلغ قطرها 0.3 ميكرون. تمتد هذه الفعالية إلى PM2.5 وحبوب اللقاح وعث الغبار والبكتيريا وحتى بعض الفيروسات.
من المثير للاهتمام أن فلاتر HEPA تُظهر كفاءة أكبر مع الجسيمات الأصغر حجمًا. تؤكد أبحاث ناسا أن هذه الفلاتر تلتقط الجسيمات التي يقل حجمها عن 0.3 ميكرون، بما في ذلك الفيروسات التي يبلغ متوسطها 0.1 ميكرون فقط، بمعدلات نجاح أعلى. ينبع هذا الأداء غير البديهي من آليات الترشيح المتطورة لـ HEPA.
تقوم الجمعية الأمريكية لمهندسي التدفئة والتبريد وتكييف الهواء (ASHRAE) بتقييم أداء الفلتر باستخدام قيم الإبلاغ عن الحد الأدنى من الكفاءة (MERV). تشير تصنيفات MERV الأعلى إلى قدرات ترشيح فائقة للجسيمات الأصغر حجمًا.
تستخدم فلاتر HEPA ثلاثة مبادئ فيزيائية متميزة لحبس الملوثات المحمولة في الهواء:
تخضع الجسيمات التي يقل حجمها عن 0.1 ميكرون لحركة براونية - وهي حركة غير منتظمة ناتجة عن الاصطدامات مع جزيئات الغاز. تزيد هذه الحركة العشوائية من فرصتها في الاتصال بألياف الفلتر والالتصاق بها.
يتم التقاط الجسيمات متوسطة الحجم (حوالي 0.3 ميكرون) التي تتبع مسارات تدفق الهواء بالقرب من الألياف عندما تلامس أسطح الألياف.
تحافظ الجسيمات الأكبر حجمًا (أكثر من 1 ميكرون) على زخم كبير جدًا بحيث لا يمكنها اتباع تيارات الهواء المنحنية حول الألياف، وبدلاً من ذلك تصطدم بها مباشرة.
يتيح هذا النهج متعدد الآليات لفلاتر HEPA إزالة جميع الملوثات الجسيمية تقريبًا من تيارات الهواء.
تعمل الفلاتر الأولية كخطوط دفاع أولى، حيث تلتقط الحطام الأكبر حجمًا مثل الغبار والشعر قبل وصوله إلى فلتر HEPA. تتوفر هذه الطبقات الواقية بمواد وكفاءات مختلفة (عادةً MERV 1-8)، مما يطيل بشكل كبير من عمر خدمة فلتر HEPA.
لتحسين أداء فلتر HEPA:
ستقوم الفلاتر من الجيل التالي تلقائيًا بضبط معدلات الترشيح بناءً على مراقبة جودة الهواء في الوقت الفعلي والاندماج مع أنظمة المنازل الذكية.
تعد المواد والتصميمات المبتكرة بتقليل مقاومة تدفق الهواء مع التقاط الجسيمات الأصغر حجمًا.
يقوم المصنعون بتطوير فلاتر مستدامة باستخدام مواد قابلة للتحلل الحيوي وطرق إنتاج أنظف.
مع تزايد الوعي بجودة الهواء على مستوى العالم، يستمر ترشيح HEPA في التطور لتلبية معايير الصحة والبيئة المتزايدة الصرامة.
