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.

Seconda Uscita – Controlli Ingegneristici: GEV, LEV e Fan

Principi di base per la ventilazione COVID-19 in un ambiente industriale

La ventilazione, se progettata e implementata correttamente, svolge un ruolo fondamentale nella mitigazione delle malattie riducendo le goccioline e gli aerosol nell’aria e la successiva trasmissione per via aerea. I due tipi di ventilazione che possono influire sulla concentrazione includono:

  • Ventilazione di scarico generale (GEV): sotto forma di ventilazione di diluizione: si verifica quando i contaminanti di interesse all’interno di uno spazio vengono ridotti rimuovendo l’aria contaminata e sostituendola con aria pulita. Ciò può essere ottenuto 1) sostituendo i pacchi d’aria della stanza con altri puliti (tappo o flusso laminare, 50 – 150 piedi al minuto), o 2) diluendo l’aria contaminata esistente con aria esterna pulita usando la miscelazione.
  • Ventilazione di scarico locale (LEV): si verifica quando i contaminanti generati all’interno di uno spazio vengono catturati utilizzando dispositivi di cattura dei gas di scarico (ad esempio cappe) in corrispondenza o vicino alla sorgente.

Per comprendere a pieno come funziona un sistema di ventilazione, è necessario condurre un audit per determinare dove e come l’aria entra ed esce dallo spazio in cui è possibile stimare un’idea generale sullo schema generale del flusso d’aria. Risulta di fondamentale importanza, per ogni blocco di aria rimosso attraverso un sistema di ventilazione, adottare un idoneo sistema di filtraggio utile a rimuovere la maggior parte del carico di virus presente nell’aria prima di reintrodurla nell’ambiente.

Ventilazione di scarico generale (GEV)

Per le tipiche applicazioni industriali, lo scopo della ventilazione di diluizione è sostituire i pacchi di aria contaminata o diluire quei pacchi con aria esterna pulita (o aria di ricircolo filtrata) per ridurre il livello di contaminante al di sotto di un valore soglia consigliato per evitare la sovraesposizione dei lavoratori ed i conseguenti effetti negativi sulla salute. Nel caso del COVID-19, in cui ogni lavoratore è una potenziale fonte di contaminanti, l’andamento del flusso d’aria è il problema più critico da determinare, modificare e controllare.

La ventilazione di diluizione è costituita da ventole di scarico, che aspirano l’aria attraverso delle aperture poste all’interno delle aree di lavoro, da aria di reintegro e da ventole di alimentazione che sostituiscono l’aria rimossa. L’aria di reintegro può provenire da ventole di alimentazione o da aperture nell’involucro dell’edificio come finestre, porte o prese d’aria.

Se le porte, le finestre o le prese d’aria aperte sono attualmente l’unica fonte di aria sostitutiva disponibile, è necessario prendere in considerazione l’installazione di un sistema di aria alimentato canalizzato, con flusso d’aria introdotto a livello del pavimento o vicino a esso in modo che l’aria di ricambio possa passare oltre e fino allo scarico senza sorpassare altri lavoratori (in combinazione con pratiche di distanziamento sociale). Se è presente un sistema di alimentazione dell’aria esistente, valutare la possibilità di modificare il sistema per canalizzare e fornire l’aria al livello del pavimento o vicino a esso. In Figura 1 si illustra un esempio di una disposizione appropriata del flusso d’aria di alimentazione/scarico.

Figura 1: Ventilazione a dislocamento

La ventilazione a diluizione sfruttando lo spostamento termico (aria più calda nella zona di respirazione che sale verso la fonte di scarico) dovrebbe ridurre efficacemente il rischio di esposizione dei lavoratori ad aerosol potenzialmente infettivi espirati o generati da altri lavoratori. Per comprendere la dinamica di aumento termico per un essere umano, si consideri il fatto che l’aria espulsa dai polmoni umani è significativamente più leggera e più galleggiante della maggior parte dell’aria a causa della sua umidità relativa intrinseca e del calore del corpo umano (vedi Figura 2). In generale, la sostituzione dell’aria a basse velocità è preferibile alla miscelazione di aria ad alte velocità quando è presente un contaminante ad alta tossicità. In alcune applicazioni, la miscelazione turbolenta può aumentare il potenziale di esposizione dei dipendenti.

Figura 2: Pennacchio termico nella ventilazione a dislocamento

Ventilazione di scarico locale (LEV)

La tecnologia LEV utilizza ventilatori e condotti di scarico dedicati per catturare i contaminanti alla fonte, impedendo loro di creare potenziali esposizioni. Esempi di LEV in ambienti industriali includono boccagli fissi o portatili per la cattura dei fumi di saldatura o tavoli downdraft per catturare le particelle di molatura nelle applicazioni di lavorazione dei metalli. La ventilazione di scarico locale offre il vantaggio di flussi d’aria molto più bassi e un volume minore di aria di reintegro. Il principale svantaggio del LEV è che il punto di cattura è fisso e non sempre si trova nel punto di generazione del contaminante (nel caso del COVID-19, il volto del lavoratore). Per proteggere il lavoratore dagli agenti contaminanti sul posto di lavoro, il lavoratore dovrebbe essere posizionato a monte del contaminante, quando possibile, e non posizionato a valle di un altro lavoratore potenzialmente infettivo.

Ventilazione a soffitto (Fan)

Grandi ventilatori a soffitto causeranno il deflusso dell’aria intorno ai lavoratori e potenzialmente restituiranno particelle virali galleggianti verso le zone di respirazione dei lavoratori. Si dovrebbe prendere in considerazione l’idea di mettere offline i grandi ventilatori a soffitto durante una pandemia. Idealmente, è preferibile il ricambio dell’aria in corrispondenza o vicino al pavimento dell’edificio con lo scarico del tetto per promuovere la ventilazione a dislocamento e stabilire la direzione ottimale del flusso d’aria. Tuttavia, dove non è possibile stabilire la ventilazione a dislocamento, la miscelazione dell’aria utilizzando ventilatori a soffitto con ventilazione a diluizione può essere l’unica alternativa pratica.

Le ventole di raffreddamento personali sono un’altra fonte di movimento dell’aria. Senza il beneficio della traspirazione/raffreddamento evaporativo, molti lavoratori dell’industria potrebbero subire danni a causa di malattie legate allo stress termico. Pertanto, le ventole di raffreddamento personali NON dovrebbero essere rimosse in ambienti industriali senza riguardo per la salute dei lavoratori. Queste ventole possono fornire un flusso d’aria di raffreddamento sicuro se si assicura che la sorgente d’aria abbia origine dalla fonte raffreddamento e la ventola provenga da un’area più pulita e non vicino a un altro lavoratore. È importante, quindi, assicurarsi che un ventilatore non soffi aria da un lavoratore all’altro. La disposizione preferita del flusso d’aria è lo spostamento verticale con l’alimentazione che entra sopra il livello del battiscopa del pavimento e viene scaricata in corrispondenza o vicino al soffitto.

Uno studio di una recente epidemia di COVID-19 in un ristorante (Jianyun Lu, 2020) indica che una corrente d’aria HVAC ad alta velocità ha indotto un vettore di flusso infetto in controcorrente che sembra aver diffuso efficacemente il virus a un numero elevato di altri clienti che erano in prossimità dell’andamento del suddetto flusso d’aria, ma ancora vicino all’individuo infettivo primario. I professionisti della ventilazione dovrebbero tenere a mente il potenziale di correnti parassite e altri disturbi del flusso d’aria per evitare la trasmissione del virus.

Di Mattia Zita

“Da non perdere la Terza Uscita dove approfondiremo i principali sistemi di filtraggio rimanendo nell’ambito dei Controlli Ingegneristici.”

Fonti:

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

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