Como testar filtros HEPA de forma correta

Padronize a certificação de filtros HEPA/ULPA com medições reprodutíveis e conformes às normas — pensado para fabricantes, laboratórios, salas limpas e indústrias reguladas.

Do laboratório ao campo: a história que mudou um processo

Na terça-feira, 7h12, Lucas Ribeiro ajustava o fluxo de um gerador de aerossol numa bancada de testes para filtros. O cliente, um fabricante que fornecia filtros HEPA para uma sala limpa ISO 5, havia falhado em uma auditoria por inconsistência entre laudos de eficiência e desempenho em operação. A divergência: contagem de partículas pós-instalação mostrava picos, enquanto os certificados diziam 99,995%.

Lucas, consultor técnico da Pituã Brasil Business, pediu os registros. Encontrou testes fora de norma, aerossol de teste instável, ausência de espectrômetro de aerossol e apenas um contador portátil com amostragem única. A pressão diferencial variava mais de 12% durante as medições. Sem controle do MPPS e sem dados fracionários, a decisão técnica era, na prática, um palpite caro.

Duas horas depois, com neutralização do aerossol, amostragem isocinética e verificação de vazão com primário, a curva de eficiência fracionária desenhou o quadro real: o meio filtrante era ótimo em 0,3 µm, mas caía em 0,12 µm; um microponto na vedação explicava os picos no campo. Ajuste de torque, reteste, certificação restabelecida. O que parecia problema de produto era, na verdade, gargalo de medição.

O gargalo técnico que sabota a performance

O ponto que mais limita resultados em testes de filtros HEPA e ULPA não é o filtro — é a capacidade de medir corretamente. Quando o sistema de teste não entrega estabilidade, traçabilidade e reprodutibilidade de medições, o processo trava.

Onde o gargalo aparece

• Falta de controle do aerossol de teste (concentração e distribuição de tamanho).

• Ausência de espectrômetro de aerossol para medir eficiência fracionária e MPPS.

• Contagem de partículas com amostragem fora de isocineticidade ou sem diluição adequada.

• Pressão diferencial sem registro, gerando variação de carga e de eficiência aparente.

• Bancada de testes para filtros sem calibração ou sem conformidade com normas de ensaio.

• Procedimentos que usam apenas eficiência global, ignorando vazamentos localizados e falhas de vedação.

O resultado é conhecido: decisões erradas por falta de dados, retrabalho, reprovação em auditorias e prazos perdidos na qualificação de filtros. Se você fabrica, certifica ou valida, esse é o elo mais fraco.

A prova: medições que tiram a incerteza da mesa

A boa engenharia começa nos fundamentos de aerossóis e termina em dados reprodutíveis. Testar filtros de forma correta significa controlar todas as variáveis críticas.

Princípios que importam

• Eficiência fracionária e MPPS: a pior eficiência ocorre na faixa de 0,1–0,2 µm para muitos meios filtrantes. Medir apenas em 0,3 µm mascara vulnerabilidades.

• Aerossol de teste: geração estável (por exemplo, DEHS/PAO), com neutralização e verificação de distribuição de tamanhos.

• Contagem de partículas e espectrometria: upstream e downstream simultâneos, com diluição e amostragem isocinética.

• Pressão diferencial: faixa e estabilidade definidas, para comparar filtros e identificar entupimento prematuro ou problemas de meio filtrante.

Normas de ensaio e boa prática

• Adote normas de ensaio reconhecidas para filtros HEPA/ULPA e ensaios de vazamento e eficiência. Isso garante rastreabilidade e aceitação regulatória.

• Registre vazão, temperatura, umidade, pressão diferencial e concentração do aerossol de teste em todos os pontos de medição.

• Implemente planos de calibração para a bancada de testes para filtros, incluindo gerador de aerossol, rotâmetros/medidores de vazão e sensores de pressão.

Comparando tecnologias de medição

• Contadores ópticos de partículas (OPC): robustos para vazamentos e verificações em campo, porém limitados para MPPS e eficiência fracionária.

• Espectrômetro de aerossol: permite construir curva de eficiência por tamanho, localizar a MPPS e comparar meios filtrantes.

• CPC/Condensation Particle Counter: sensibilidade elevada para concentrações baixas downstream de filtros ULPA.

• Sistemas de varredura (leak test): essenciais para detectar falhas de vedação e defeitos pontuais.

Como sistemas TOPAS reduzem incertezas

• Geradores de aerossol com controle de concentração e distribuição de tamanho, estáveis ao longo do tempo.

• Módulos de neutralização e diluição que preservam a integridade da medição upstream/downstream.

• Bancos de teste modulares, com canais independentes e controle fino de vazão e pressão diferencial.

• Integração com espectrômetro de aerossol e rotinas automáticas para curvas de eficiência fracionária e certificação de filtros.

O benefício imediato é a reprodutibilidade de medições: a mesma equipe, em turnos distintos e até em laboratórios diferentes, obtém resultados alinhados. Sem isso, não há certificação de filtros confiável.

A história aplicada: quando o processo destrava

Um laboratório de P&D de um cliente utilizava apenas OPC portátil e gerador simples para testar protótipos de meio filtrante. O time assumia que 0,3 µm era a pior condição, e tomava decisões com base nessa leitura única. As amostras iam bem no laboratório, mas falhavam na qualificação de filtros em campo.

Com a atualização da bancada de testes para filtros — gerador de aerossol estável, neutralizador, espectrômetro de aerossol, CPC downstream, amostragem isocinética e registro de pressão diferencial — a equipe mapeou a MPPS real em 0,13 µm. Ajustou gramatura do meio filtrante e distribuição de fibras, otimizou o tratamento de ligação e corrigiu a vedação do quadro.

Em 45 dias, a taxa de reprovação caiu 70%, o lead time de certificação reduziu em 32% e o índice de variação entre lotes ficou abaixo de 3%. O gargalo não era o produto; era a medição. Ao removê-lo, P&D, QA e produção passaram a falar a mesma língua.

Solução prática e irresistível: o plano em 4 passos

1) Defina o equipamento certo

• Aerossol de teste: gerador estável com controle de concentração; inclua neutralizador e diluidores.

• Medição: espectrômetro de aerossol para eficiência fracionária + CPC para filtros ULPA; OPC para varredura de vazamentos.

• Fluxo e pressão: medidor primário de vazão e sensores de pressão diferencial com calibração anual.

• Interface: bancada de testes para filtros com amostragem isocinética upstream/downstream e controle de temperatura/umidade.

2) Interprete resultados com critério

• Construa a curva de eficiência fracionária, identifique a MPPS e compare com o requisito de classe declarada.

• Relacione pressão diferencial com queda de eficiência em diferentes faixas de tamanho para prever vida útil.

• Distingua vazamento pontual (vedação) de desempenho do meio filtrante.

3) Garanta reprodutibilidade de medições

• Padronize aerossol, tempos de estabilização e pontos de amostragem.

• Implemente amostras de referência e estudos R&R.

• Calibre instrumentos e valide procedimentos periodicamente.

4) Conte com apoio técnico

• A Pituã orienta a seleção de sistemas, integrações e valida o protocolo de ensaio.

• Treinamento de operação, análise de dados e suporte pós-venda para garantir que a performance do equipamento vire resultado de negócio.

Oferta técnica: acelere sua decisão

• Solicite uma orientação técnica personalizada para o seu cenário — fabricação, laboratório, QA/Validação ou sala limpa.

• Peça uma cotação detalhada baseada na sua aplicação: vazão, classe do filtro, alvo de eficiência e normas de ensaio aplicáveis.

• Agende uma demonstração com curva de eficiência fracionária e relatório completo.

Seção extra: referências práticas para acerto de primeira

Métricas que importam em testes de filtros

• Eficiência fracionária (%): por faixas de tamanho e MPPS.

• Penetração (%): complemento da eficiência em cada fração.

• Pressão diferencial (Pa): a diferentes vazões; curva ΔP x Q.

• Concentração upstream/downstream: estabilidade do aerossol de teste.

• Taxa de vazamento local (% ou p/área): integridade do conjunto.

Ferramentas essenciais

• Gerador de aerossol com controle de tamanho e concentração.

• Espectrômetro de aerossol e CPC.

• Contador de partículas para varredura.

• Sensores de pressão diferencial e medidor primário de vazão.

• Bancada de testes para filtros com amostragem isocinética.

Erros comuns que prejudicam ensaios

• Avaliar apenas 0,3 µm, ignorando a MPPS.

• Não neutralizar o aerossol, causando leituras distorcidas.

• Coletar upstream/downstream em pontos sem isocineticidade.

• Desconsiderar efeito da temperatura/umidade no meio filtrante.

• Executar leak test sem mapa de varredura e sem controle de velocidade.

FAQ técnico

1. Por que preciso de espectrômetro se já tenho contador portátil?Porque o contador portátil não entrega eficiência fracionária nem identifica a MPPS com precisão. Sem curva por tamanho, você pode aprovar filtros vulneráveis.

2. Como definir o aerossol de teste ideal?Escolha um aerossol estável e compatível com a norma e com o material do filtro. Controle concentração, distribuição de tamanho e neutralização elétrica.

3. Qual a frequência de calibração recomendada?Geralmente anual para medidores primários de vazão, sensores de pressão e instrumentos ópticos, com verificações intermediárias de campo.

4. Como garantir reprodutibilidade entre plantas?Padronize procedimento, equipamentos e amostras de referência; use bancos de teste equivalentes e faça estudos interlaboratoriais.

5. Pressão diferencial alta é sempre melhor?Não. ΔP excessivo aumenta consumo energético e pode indicar entupimento precoce. Busque o equilíbrio entre eficiência e perda de carga.

Conclusão: teste bem feito é negócio protegido

Quando o gargalo de medição é removido, o ciclo inteiro flui: P&D acelera, QA decide com confiança, a certificação de filtros passa sem sustos e a operação de sala limpa ganha previsibilidade. O caminho é claro: controle do aerossol de teste, eficiência fracionária com espectrômetro de aerossol, contagem de partículas adequada, pressão diferencial sob vigilância — tudo em uma bancada de testes para filtros calibrada e reprodutível.

Se sua empresa precisa de equipamentos, soluções técnicas ou orientação especializada para testes de filtros e análise de partículas, fale conosco agora mesmo.

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