Mecanismos de Filtración en Equipos de Protección Respiratoria
Los filtros en equipos de protección respiratoria utilizan principalmente tres mecanismos: filtración mecánica de partículas mediante fibras de polipropileno con carga electrostática (APR y PAPR), filtración HEPA de alta eficiencia (99.97% para partículas de 0.3 micrones), y cartuchos de vapor orgánico para agentes químicos, mientras que los equipos de línea de aire y SCBA suministran aire limpio independiente sin filtración del ambiente. 1
Mecanismos Fundamentales de Filtración
Filtración Mecánica y Electrostática (APR y PAPR)
Los respiradores purificadores de aire utilizan un sistema de filtración multicapa que captura partículas mediante cuatro mecanismos simultáneos 1:
- Difusión: Las partículas más pequeñas (<0.1 micrones) se mueven erráticamente y chocan con las fibras del filtro 1
- Intercepción: Las partículas que siguen líneas de flujo de aire entran en contacto directo con las fibras 1
- Impacto: Las partículas más grandes (>1 micrón) no pueden seguir el flujo de aire alrededor de las fibras y chocan directamente con ellas 1
- Atracción electrostática: Las fibras de polipropileno con carga eléctrica atraen y capturan partículas cargadas o polarizables 1
La eficiencia de filtración varía según el tamaño de partícula, con un punto crítico de máxima penetración entre 0.1-0.3 micrones, donde los filtros N95 mantienen una eficiencia mínima del 95% 1.
Filtración HEPA (Alta Eficiencia)
Los filtros HEPA representan el nivel más alto de protección contra partículas 2:
- Clasificados como P-100 (o N-100, R-100) por NIOSH con eficiencia de 99.97% para partículas de 0.3 micrones 2
- Permiten una penetración máxima de solo 0.03%, comparado con 5% de los N95, haciéndolos más de 100 veces más efectivos 2
- Cuando se usan en respiradores purificadores de aire, la eficiencia del filtro HEPA es tan alta (efectivamente 100%) que la fuga a través del filtro no es una consideración práctica 2
- Prácticamente toda la fuga de contaminantes ocurre en el sello facial, no a través del filtro 2
Cartuchos de Vapor Orgánico y Gases Ácidos
Para protección química, los APR utilizan cartuchos especializados 3:
- Cartuchos de vapor orgánico: Proporcionan altos niveles de protección contra organofosforados y agentes similares a armas químicas nerviosas 3
- Filtros de gases ácidos: Ofrecen protección apropiada contra cloro y otros gases ácidos liberados frecuentemente 3
- Los cartuchos de vapor orgánico previenen adecuadamente la exposición secundaria por inhalación a agentes vesicantes y cianuro 3
- Los filtros HEPA combinados con cartuchos de vapor orgánico también atrapan material particulado contaminado radiológicamente 3
Diferencias Críticas Entre Sistemas
APR (Respiradores Purificadores de Aire Simples)
- Dependen del esfuerzo inspiratorio del usuario para mover aire a través de los filtros 3
- Requieren pruebas de ajuste obligatorias debido a que cualquier fuga alrededor de la máscara reduce significativamente la efectividad 3
- Los respiradores desechables con forma de copa tienen entre 0-20% de fuga en el sello facial 3
- La fuga puede reducirse a menos del 10% con mejoras en diseño, mayor variedad de tamaños, y pruebas de ajuste apropiadas 3
PAPR (Respiradores Purificadores de Aire Motorizados)
- Utilizan motores pequeños en lugar del esfuerzo inspiratorio para mover aire a través de los filtros 3
- Reducen el riesgo de entrada de aire contaminado alrededor de los bordes de la máscara al crear presión positiva 3
- Los PAPR con pieza facial ajustada tienen menos del 2% de fuga en el sello facial bajo condiciones rutinarias 3
- Los PAPR con piezas faciales holgadas, capuchas o cascos tienen menos del 4% de fuga 3
- Un PAPR común con capucha pasó el 100% de pruebas gubernamentales con un factor de protección de 20,000 3
- La variedad con capucha no requiere pruebas de ajuste 3
Línea de Aire y SCBA (Aparatos Autónomos de Respiración)
Estos sistemas no utilizan filtración del aire ambiente 3:
- Suministran aire respirable independiente del ambiente contaminado
- Requieren pruebas de ajuste del empleado al equipo específico 3
- El ajuste apropiado es crítico porque cualquier fuga alrededor de la máscara reduce significativamente la efectividad del equipo de protección personal 3
Consideraciones Prácticas Críticas
Limitaciones Fundamentales
Advertencia importante: Los respiradores solo atrapan agentes patógenos transportados por aire, no los destruyen ni inactivan 2. No existen niveles de exposición seguros conocidos para aerosoles biológicos; los respiradores pueden reducir exposiciones por inhalación pero no pueden eliminar el riesgo de infección 2.
Factores que Comprometen la Protección
La efectividad de los filtros puede verse comprometida por 3:
- Uso, ajuste y procedimientos de colocación inadecuados
- Falta de ajuste apropiado de la capucha interior en el traje de protección química
- Barbas y bigotes que interfieren con el sello facial 3
- Tamaño único de algunos respiradores desechables que produce mayor fuga en personas con caras más pequeñas o difíciles de ajustar 3
Riesgos del Uso de Equipo de Protección
El uso del equipo de protección personal conlleva riesgos significativos para la salud de los respondedores 3:
- Niveles más altos de protección confieren mayor riesgo potencial por estrés térmico y restricciones físicas
- Se han reportado dos convulsiones relacionadas con calor y una fractura de muñeca durante entrenamiento 3