El mejor purificador de aire para humos de impresoras 3D y otros contaminantes

La impresión 3D tiene un potencial increíble para la fabricación. A medida que la tecnología madura y los precios bajan, ahora es posible tener impresoras 3D en nuestros talleres domésticos y aulas escolares, lo que permite que más personas se involucren en la impresión 3D como pasatiempo o incluso como negocio.
Desafortunadamente, las impresoras 3D también pueden afectar negativamente la calidad del aire interior debido a los humos y otros contaminantes que emiten. Para saber qué purificador de aire es el mejor para contrarrestar el efecto de las impresoras 3D, examinaremos los contaminantes que emiten las impresoras y qué dispositivos son adecuados para eliminar esos contaminantes del aire.
En un entorno industrial, a menudo se instalan filtros y potentes sistemas de ventilación para mantener la calidad del aire interior adecuada, que se puede medir con los estándares del lugar de trabajo establecidos por el gobierno. Sin embargo, ninguno de estos está disponible para los usuarios domésticos o escolares de impresoras 3D. Debido a que esta tecnología es relativamente nueva, las regulaciones apenas existen y nadie está realizando inspecciones en el taller de su casa para asegurarse de que las emisiones de su impresora 3D cumplan con los estándares de OSHA. Esto significa que depende de usted mantener la calidad del aire interior segura y saludable. Una forma de hacer esto es usar un purificador de aire.

¿Los purificadores de aire funcionan para humos y partículas de impresoras 3D?

Las impresoras 3D utilizan una variedad de métodos para producir formas tridimensionales, pero la mayoría de las impresoras 3D vendidas comercialmente para individuos u organizaciones más pequeñas utilizan un método llamado deposición de polímero fundido (MPD). Este proceso también se denomina modelado de deposición fundida (FDM). Las impresoras MPD extruyen plástico a través de una boquilla, derritiendo plásticos a temperaturas de hasta 320 ° C y depositándolos en capas delgadas que se acumulan para formar el objeto deseado. Cuando los plásticos se calientan a temperaturas tan altas, sus componentes comienzan a degradarse y se liberan al aire en forma de humos y contaminantes muy finos. Un purificador de aire debe ser capaz de reducir este tipo de contaminantes en el aire.
Aquí nos centraremos en la impresión MPD 3D. Las populares impresoras MakerBot entran en esta categoría. Es probable que otros tipos de impresoras 3D produzcan diferentes tipos de contaminantes, pero casi todas se basan en polvos, agentes aglutinantes o fusión de materiales base, por lo que los sistemas de purificación de aire deben considerarse independientemente del tipo específico de impresora que utilice.

Tipos de contaminantes de las impresoras 3D

Debido a que son tan comunes, la mayoría de las pruebas de laboratorio se han realizado en impresoras MPD 3D. Estas impresoras producen dos tipos de contaminantes: compuestos orgánicos volátiles (COV) y partículas ultrafinas (UFP).
Humos de plástico (COV)
El plástico utilizado en las impresoras 3D suele ser acrilonitrilo butadieno estireno (ABS) o ácido poliláctico (PLA). Ambos plásticos emiten una variedad de COV cuando se calientan a temperaturas tan altas, que incluyen estireno, formaldehído, metacrilato de metilo y cianuro de hidrógeno. También se puede producir monóxido de carbono. La tecnología de purificador de aire adecuada debería abordar los COV, y no todos lo hacen. Los filtros de aire tradicionales, como los filtros HEPA o los ionizadores, solo están diseñados para partículas, no para gases, lo que los hace ineficaces contra la mezcla dañina de COV que se emiten durante el proceso de impresión 3D.
El plástico ABS es potencialmente más dañino porque se derrite a una temperatura más alta que el PLA, y un punto de fusión más alto tiende a provocar la liberación de compuestos más tóxicos (Stephens et al., 2013). Sabemos que los vapores de plástico derretidos son tóxicos para ratas, ratones y otros mamíferos (Schaper, Thompson y Detwiler-Okabayashi, 1994). Además, muchos materiales base de impresoras 3D tienen aditivos incluidos para agregar color, flexibilidad, conductividad eléctrica u otros atributos. Estos aditivos pueden agregar COV aún más tóxicos al aire cuando se calienta.
Plásticos y partículas ultrafinas
Las partículas ultrafinas (UFP) son otra área de preocupación que proviene del calentamiento de plásticos a temperaturas tan altas. Al igual que los COV, estas partículas son un subproducto de los materiales fundidos de la materia prima. Estas partículas pueden tener un diámetro inferior a 0,1 micrómetros, que se pueden inhalar fácilmente en los pulmones e incluso entrar en el torrente sanguíneo. Las pruebas en ratas revelaron efectos inmediatos a corto plazo sobre la presión arterial y la salud cardiovascular (Pelley, 2018). Los efectos a largo plazo de la inhalación de UFP de las impresoras 3D son poco conocidos en este momento, pero probablemente sea una apuesta justa que la acumulación de UFP en los pulmones no es buena para usted. Debido a su tamaño minúsculo, los filtros de aire existentes necesitarían tener tecnología especial para cuidar este tipo de contaminantes. Los filtros de aire tradicionales generalmente pueden ocuparse de partículas de cierto tamaño (a menudo prometen ser más eficientes para partículas de 0,3 micrómetros de ancho), pero el tamaño de UFP suele ser más pequeño que esto.
Estos dos tipos de contaminantes hacen que las impresoras 3D sean un problema especialmente complicado para los purificadores de aire, porque el purificador debe ser capaz de lidiar con dos tipos muy diferentes de contaminantes: COV y UFP.

¿Qué tipo de purificador de aire es mejor para la contaminación de las impresoras 3D?

Cada tecnología de purificación de aire tiene sus propias fortalezas y debilidades, y no todos los purificadores de aire pueden manejar tanto partículas contaminantes como COV.
HEPA – Los filtros HEPA están diseñados según un estándar específico para eliminar el 99,97 por ciento de las partículas de 0,3 micrones de tamaño. Debido a que los UFP de las impresoras 3D pueden tener un tamaño tan pequeño como de 0,1 micrones, un filtro HEPA no podrá eliminarlos todos del aire. Pero estas diminutas partículas tienden a adherirse entre sí oa otras partículas en el aire, aumentando su tamaño. Y los estudios han encontrado que encerrar la impresora en un gabinete con filtro HEPA redujo las concentraciones de UFP en la habitación en un 98 por ciento. Por lo tanto, un filtro HEPA puede ayudar a reducir la cantidad de UFP en la habitación, incluso si no puede eliminar todas y cada una. Sin embargo, los filtros HEPA no eliminan los COV ni los olores del plástico quemado.
Filtros de carbón – Los filtros de carbón utilizan carbón activado para eliminar los COV del aire. El carbono contiene numerosos espacios donde las moléculas de COV pueden adherirse, como una cerradura que encaja en un ojo de cerradura. Este proceso, conocido como «adsorción», puede eliminar eficazmente los COV y los olores del aire. El problema con los purificadores de aire de carbón es que pierden gradualmente su eficiencia a medida que el carbón se «llena» de moléculas de COV. Con el tiempo, el filtro no solo dejará de funcionar, sino que también comenzará a emitir esos mismos compuestos tóxicos al aire. Por lo tanto, deben reemplazarse con frecuencia. Además, los filtros de carbón no pueden filtrar ciertos compuestos, como el monóxido de carbono y otros tipos de gases. Debido a que los COV emitidos por las impresoras 3D están relacionados con la fusión del plástico, los filtros de carbón domésticos pueden no ser tan efectivos para eliminarlos. Finalmente, los filtros de carbón no capturan ningún contaminante de partículas, incluidos los UFP, en absoluto.
Generadores de ozono – Los generadores de ozono no solo tienen una eficacia limitada para eliminar gases, sino que también producen ozono nocivo, que irrita los pulmones. También se crean subproductos tóxicos durante este proceso, que se agregan a los productos químicos en el aire que ya están en el aire debido al plástico caliente en la impresora. Además, los generadores de ozono no eliminan partículas, por lo que los UFP potencialmente peligrosos no se ven afectados. Debido a estos factores, la EPA no recomienda el uso de generadores de ozono en espacios cerrados.
Ionizadores – Los ionizadores aplican una carga eléctrica a las partículas que lo atraviesan, lo que hace que se agrupen y se asienten en el aire. Pero este proceso produce ozono, lo que significa que tienen los mismos inconvenientes que los generadores de ozono. Los ionizadores también son ineficaces contra los COV, por lo que no eliminarán los subproductos tóxicos del plástico fundido producido por las impresoras 3D. Algunos purificadores de aire tienen una sección especial de «ionización» para complementar la tecnología principal contenida en el dispositivo.
PCO – Los purificadores de aire PCO afirman que pueden eliminar los COV del aire mediante una reacción fotoquímica. Sin embargo, los subproductos de estas reacciones son impredecibles y pueden ser tóxicos. Además, los purificadores de aire PCO emiten algo de ozono y no son eficaces contra las partículas contaminantes.

Nuestras recomendaciones para los contaminantes de la impresión 3D

Purificador de aire PECO – El purificador de aire Molekule PECO es la mejor solución para impresoras 3D porque elimina tanto las partículas como los COV del aire. Los vapores tóxicos de las impresoras 3D se destruyen permanentemente, por lo que no se liberan al aire, como en el caso de un filtro de carbón, donde los COV quedan atrapados temporalmente en una superficie y pueden «despegarse» del filtro si las condiciones cambian. Lo que también es exclusivo de la tecnología PECO es que puede destruir las partículas de la impresora 3D basadas en carbono, que es lo que contienen esencialmente las moléculas de plástico: largas cadenas de materia orgánica que forman el petróleo o el plástico a base de maíz. La tecnología PECO es la única tecnología que puede destruir partículas orgánicas, mientras que los filtros HEPA simplemente intentan atraparlas.
Híbrido de filtración de carbón y HEPA – Alternativamente, si su situación personal o su presupuesto lo dicta, podría considerar una unidad híbrida con una cantidad adecuada de carbono Y un filtro HEPA porque puede ayudar a abordar tanto las partículas como los COV de una impresora 3D. Aunque las partículas orgánicas no se destruirán como en el caso de la tecnología PECO, el filtro HEPA seguirá ofreciendo cierto nivel de protección. Tenga en cuenta que la capa de carbón debe tener un peso adecuado (por ejemplo, más de 5 libras) para que sea lo suficientemente sustancial como para absorber los COV (una capa delgada se saturará rápidamente).

Otras formas de mejorar la calidad del aire al utilizar una impresora 3D

El paso más importante que debe tomar al usar una impresora 3D es usar una ventilación adecuada. Debido a que una tirada de impresión 3D puede llevar horas o incluso días, esto probablemente requiera algo más que una ventana abierta. Un ventilador de ventilación adecuado con escape al exterior extraerá los COV y las partículas de la casa, manteniendo el aire más limpio.
A medida que se desarrolla una mayor comprensión de los peligros potenciales del uso de impresoras 3D, se están desarrollando nuevos plásticos y materiales base que producen COV y UFP en cantidades más pequeñas. La elección de materiales base de bajas emisiones también puede ayudar con la calidad del aire interior.
Usar la impresora 3D dentro de un gabinete equipado con filtro HEPA es una forma probada de hacerlos más seguros. Sin embargo, actualmente se venden muy pocas impresoras 3D con carcasas incluidas. Agregar un gabinete HEPA a su taller es una excelente manera de prevenir muchos de los problemas de calidad del aire causados ​​por las impresoras 3D.
A medida que la tecnología de impresión 3D se vuelve más disponible y asequible, también lo es nuestra comprensión de sus efectos sobre la calidad del aire interior y nuestra salud. Por lo tanto, es crucial tomar una decisión informada al seleccionar un purificador de aire para ayudar a mantener un ambiente interior seguro si tiene una impresora 3D en su hogar o espacio de trabajo.

 

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