Ventilazione

Appassionato del Metodo KAIZEN (改善), il mio obiettivo principale è trasmettere i concetti di miglioramento continuo, uscendo quindi fuori dallo standard di traguardo fisso o punto di arrivo e aprendo gli orizzonti ad un concetto di obiettivo dinamico. Il raggiungimento di tale status risulterà essere tanto più semplice, tanto più si riuscirà nel tempo a mantenere costante il livello di curiosità verso il perenne cambiamento.

Terza Uscita – Controlli Ingegneristici: Filtrazione, Pressurizzazione e UVGI

Filtrazione

Se utilizzata correttamente, la tecnica della filtrazione può essere in grado di condizionare l’aria e portare la concentrazione di contaminante ad un livello accettabile, uguale o ragionevolmente pulito, come l’aria esterna o “fresca”. La sostituzione dell’aria è importante ed è misurata in ricambi d’aria all’ora (ACH) o aria totale erogata all’ora in uno spazio divisa per il volume dello spazio stesso. Sia la ventilazione miscelata (flusso turbolento) che la ventilazione dislocante (flusso razionalizzato o plug) trovano applicazione negli schemi di ventilazione a diluizione secondo le esigenze dell’applicazione. La figura 1 mostra entrambi questi concetti. (Il rettangolo bianco, riportato nell’angolo in basso a destra, è un diffusore di alimentazione non turbolento a bassa velocità).

ACH = CADR (ACFM) × 60 (min/h) / volume stanza

CADR = portata d’aria (ACFM) × efficienza di rimozione

Figura 1 – Miscelazione e Ventilazione a dislocamento

Filtrare il 99+% delle particelle richiede un particolare sistema di filtrazione ad elevata efficienza di fluidi, o ad efficienza migliorata HEPA (High Efficiency Particulate Air filter), ed un sistema di aria di reintegro. Generalmente i sistemi di ricircolo esistenti non sono in grado di gestire questo sistema a causa dell’elevata caduta di pressione dovute alla densità e ai vincoli dimensionali della tipologia di filtro.

Pertanto, un recente studio dell’ASHRAE, dimostra che i filtri a carica elettrostatica del tipo MERV 13 o 14 sono in grado di offrire elevate efficienze di filtrazione sulle particelle virali (tra l’89% ed il 97%) con filtri di dimensioni simili ai MERV 5 – 8 “usa e getta” comunemente usati nelle applicazioni HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning, ovvero “riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell’aria”). La figura 2 mostra le efficienze di vari filtri con classificazione MERV (Minimum Efficiency Reporting Value) dove le aree ombreggiate in blu indicano la dimensione delle particelle create dall’uomo.

Figura 2 – Efficienza di filtrazione per diverse dimensioni di particelle per diverse efficienze MERV (ACGIH ® 2019)

Si evidenzia che filtri a tessuto convenzionale ed a precipitatori elettrostatici sono in grado di fornire efficienze simili e che, in particolare, filtri a tessuto “stagionato” mostrano tipicamente un’efficienza simile ad un filtro HEPA. Questi filtri in stile collettore di polveri ridurranno anche il rischio di distribuzione e trasmissione del COVID-19 a condizione che l’aria venga reintrodotta nell’impianto in modo non turbolento e in un modo che stabilisca la direzione del flusso d’aria preferita.

Le unità di filtrazione HEPA portatili potrebbero essere utili se collocate in prossimità di lavoratori che rimangono fissi sul posto durante la loro giornata lavorativa. Queste unità hanno un’area di influenza limitata e molte non soddisfano la loro efficienza dichiarata, in particolare le unità elettrostatiche. Questi fattori devono quindi essere valutati attentamente prima dell’acquisto e dell’uso. Il sistema di filtraggio HEPA portatile esistente non dovrebbe essere disattivato, ma si dovrebbe considerare il potenziale di esposizione degli individui a valle, in particolare se un lavoratore infetto si trova nel mezzo tra l’unità ed altri individui nella stessa stanza.

I datori di lavoro dovrebbero studiare l’uso di sistemi di filtraggio ad efficienza migliorata che possono essere disponibili e compatibili, o potenzialmente adattati, ai loro sistemi di trattamento dell’aria esistenti. Buoni esempi sono i filtri “elettrete” e i precipitatori elettrostatici (ESP). Entrambe queste tecnologie di filtrazione sono state utilizzate efficacemente per molti anni e rimuovono le particelle fini e ultrafini con successo. Posizionati in serie all’interno di un sistema di trattamento dell’aria, potrebbero essere efficaci nella cattura e riduzione del COVID-19 nell’aria. Si raccomanda comunque di affidarsi ad un professionista prima di modificare qualsiasi sistema di trattamento dell’aria.

Si raccomanda inoltre di consentire ai sistemi GEV e LEV di funzionare continuamente o abbastanza a lungo da consentire diversi cambi d’aria completi dopo l’uscita di tutti gli occupanti dell’edificio. Se il sistema viene spento o ripristinato durante la notte (tra i turni di lavoro), tornare alle condizioni operative complete prima del ritorno degli occupanti. Se sono presenti cappe da laboratorio a volume d’aria variabile, lasciare l’anta della cappa in posizione sollevata per consentire il massimo flusso d’aria e il massimo volume d’aria da scaricare quando non in uso.

Se un sito industriale dispone di un sistema HVAC ai fini della diluizione generale e del controllo del comfort, può essere opportuno:

  • Aumentare la quantità di aria esterna fornita dal sistema alla capacità massima consentita dal sistema stesso. Ulteriori considerazioni includono il clima e la qualità dell’aria locale (ad esempio, l’umidità).
  • Se l’aria viene ricircolata, è consigliato un filtro MERV 13 (o superiore) per migliorare la cattura degli aerosol infettivi.
  • Consultare un ingegnere per assicurarsi che il sistema di ventilazione funzioni correttamente, sia ben mantenuto e possa sopportare la caduta di pressione aggiuntiva causata da un filtro MERV 13 (o superiore).
  • A seconda dell’effettivo tasso di ricambio d’aria e del numero di occupanti, può essere appropriato far funzionare il sistema HVAC per un periodo di tempo prolungato dopo che tutti gli occupanti sono partiti, per garantire un’adeguata eliminazione delle particelle infettive.

Nei bagni, si raccomandano le seguenti pratiche:

  • I ventilatori dei bagni dovrebbero essere azionati continuamente e dovrebbero aspirare direttamente all’esterno.
  • Per ridurre al minimo l’aerosol delle particelle infettive non rimosse dal lavaggio delle mani, per l’asciugatura delle mani dovrebbero essere usati asciugamani di carta usa e getta, piuttosto che essiccatori all’aria.

Pressurizzazione

Un’ulteriore tecnica di controllo della ventilazione è la pressurizzazione della stanza. Regolando i volumi d’aria in entrata e in uscita, uno spazio può essere bilanciato per diventare pressurizzato positivamente, negativamente o neutro. Gli spazi leggermente pressurizzati tendono a impedire all’aria di entrare dall’esterno per controllare i contaminanti dallo spazio adiacente. Gli spazi con pressione negativa tendono a limitare la fuga di contaminanti generati all’interno dello spazio (come le stanze di isolamento delle infezioni trasportate dall’aria e le stanze delle autopsie). Queste condizioni devono essere tenute in considerazione in quanto possono essere applicate a tutti gli schemi di ventilazione citati in precedenza. Nei siti industriali si raccomanda che il professionista della ventilazione consideri la pressurizzazione della stanza positiva o negativa per controllare la potenziale diffusione del COVID-19 nelle varie strutture.

Inoltre, un’intera struttura o un ampio spazio di lavoro può essere pressurizzato positivamente, eliminando così le correnti d’aria che possono causare un flusso d’aria imprevisto da un dipendente all’altro. Portare un impianto sotto pressione positiva (rispetto alla pressione atmosferica) fa sì che l’area abbia un fattore di miscelazione (mi o fattore K) di 1.

Irradiazione Germicida Ultravioletta

L’irradiazione germicida ultravioletta (UVGI) è stata utilizzata come il controllo ingegneristico supplementare (la ventilazione rimane la tecnica di controllo primaria) della contaminazione microbica aerodispersa negli spazi interni. È stato più comunemente usato nei rifugi e negli ospedali per senzatetto. I sistemi UVGI sono stati applicati per la disinfezione e l’inattivazione di microrganismi fungini e batterici per sessanta anni o più.

Prima della seconda guerra mondiale, molte ricerche furono condotte sulla capacità di distruggere i germi della luce UV, che in seguito diminuì con l’avvento degli antibiotici. Recentemente, tuttavia, a causa della pandemia una ripresa di interesse per l’uso di UVGI ha riportato questa tecnologia come un valido trattamento di inattivazione virale per grandi quantità di aria che può essere prontamente applicato al luogo di lavoro di produzione. È necessario eseguire la ricerca per determinare se il fornitore UVGI abbia veramente i requisiti per un’efficace inattivazione dei virus.

L’efficacia degli UVGI richiede la capacità del progettista del sistema di soddisfare le condizioni specifiche, considerando la lunghezza d’onda della luce, il tempo di contatto e la distanza dalla sorgente (intensità), che sono i criteri primari per una disinfezione efficace mediante UVGI. È stato determinato che UVGI fornisce una tecnologia di controllo supplementare e praticabile per le applicazioni di contrasto del COVID-19. Tuttavia, un trattamento approfondito di questo argomento va oltre lo scopo di questo articolo; ulteriori informazioni sono disponibili nello standard ASHRAE 62.1-2019 .

Di Mattia Zita

“Da non perdere la Quarta Uscita dove entreremo nel campo dei Controlli Amministrativi utili al contrasto della pandemia da COVID-19 nei siti industriali”

Fonti:

  1. ACGIH® Industrial Ventilation Committee, Ventilation for Industrial Settings during the COVID-19 Pandemic, august 2020

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