Difusión: las partículas más pequeñas en el fluido, especialmente aquellas en el rango de tamaño nanométrico, exhiben un movimiento browniano aleatorio debido a la energía térmica. A medida que estas partículas se mueven a través de la red del filtro, chocan con las fibras. Algunas partículas pueden quedar atrapadas cuando chocan con una fibra y se adhieren a su superficie debido a fuerzas moleculares. La difusión juega un papel importante en la captura de partículas ultrafinas.
Intercepción: Las partículas más grandes que son más grandes que los espacios entre las fibras pueden capturarse a través del mecanismo de interceptación. A medida que estas partículas se mueven a través del fluido y se acercan a las fibras, pueden entrar en contacto con las fibras y ser interceptadas, como una mosca que vuela hacia una telaraña. La trayectoria de la partícula se ve alterada por la presencia de la fibra, lo que lleva a su captura.
Impactación: este mecanismo es particularmente efectivo para partículas de mayor tamaño y mayor impulso. Cuando el fluido fluye a través de la red filtrante, las partículas con suficiente impulso continúan su camino y chocan con las fibras, donde quedan atrapadas. Las partículas son esencialmente "impactadas" sobre las fibras por el flujo de fluido.
Adhesión: algunas partículas pueden adherirse a las fibras debido a fuerzas electrostáticas u otras interacciones de atracción. Por ejemplo, si las fibras del filtro están cargadas o tienen una determinada química superficial, pueden atraer y retener partículas con cargas opuestas o propiedades químicas complementarias.
Filtración en profundidad: una característica clave de muchas redes de filtrado de fibra es la filtración en profundidad. Esto significa que las partículas no sólo quedan atrapadas en la superficie de las fibras sino que también penetran en la profundidad de la matriz filtrante. Las fibras interconectadas crean una estructura similar a un laberinto por la que las partículas deben navegar, lo que aumenta las posibilidades de captura y previene la obstrucción.
Tamaño y distribución de los poros: el tamaño y la distribución de los espacios o poros entre las fibras desempeñan un papel fundamental a la hora de determinar qué tamaño de partículas se pueden capturar. Los poros más pequeños capturarán eficazmente partículas más pequeñas, mientras que los poros más grandes permitirán el paso de partículas más grandes.
Dinámica del flujo: el caudal del fluido que pasa a través de la red de filtrado también influye en el proceso de filtración. Un caudal moderado permite un tiempo de contacto suficiente entre las partículas y las fibras, lo que mejora la eficiencia de captura.
La combinación de estos mecanismos, junto con las propiedades de las fibras utilizadas y el diseño general de la red filtrante, determina su eficiencia y eficacia de filtración. Vale la pena señalar que las redes de filtrado a menudo están diseñadas para optimizar mecanismos específicos según la aplicación prevista. Por ejemplo, algunos filtros podrían estar diseñados para sobresalir en la captura de partículas finas, mientras que otros podrían priorizar la captura de partículas más grandes o la capacidad de flujo de aire.
