Sistemi di Filtrazione e Pressurizzazione NBC

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Pressurizzazione NBC
Caratteristiche
Le unità di filtrazione e pressurizzazione NBC (spesso denominate
COLPRO) sono usate per proteggere ambienti chiusi dall’entrata di agenti
NBC e per fornire aria completamente purificata. I Colpro sono formati da
filtri meccanici che estraggono dall’aria le particelle di agenti contaminanti
e da assorbenti chimici che trattengono i gas tossici tramite l’assorbimento
e la reazione chimica.
Gli aggressivi possono essere aerosol di agenti chimici organici ed
inorganici, agenti biologici (come batteri, spore ecc) e polvere radioattiva. I
gas tossici sono particelle volatili di agenti chimici o composti contenenti
atomi radioattivi che potrebbero essere assorbiti dal corpo umano
Utilizzi possibili dei Colpro
Secondo la concezione di guerra NBC, l’efficienza delle forze militari dipende
non solo dall’equipaggiamento personale NBC, ma anche dalla disponibilità
di ambienti protetti per applicazioni simili a quelle di seguito elencate.
Postazioni fisse: fortificazioni, hangar per velivoli, posti comando, centri
operativi e di comuincazione, caserme, officine, ospedali, magazzini
ecc.
Installazioni mobili: veicoli corazzati e blindati, shelter, tende a struttura
pneumatica ecc.
Installazioni navali: navi da guerra, navi per supporto logistico,
trasporto truppa, mezzi da sbarco, mercantili.
L’Esercito, l’Aeronautica, la Marina, la Polizia così come i sistemi di
comunicazione e i centri operativi governativi sono interessati in queste
applicazioni.
Principi operativi e lay-out di funzionamento
In tutte le aree chiuse abitate, c’è bisogno di una ventilazione che
garantisca l’apporto di ossigeno e l’eliminazione dell’anidride carbonica:
generalmente un’atmosfera confortevole in assenza di altri apporti è
garantita con l’uso di un’ampia ventilazione (circa 2-3 ricambi/ora con una
media di flusso di aria fresca di 15-85 m3/h per persona).
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Quando è necessaria una protezione NBC la ventilazione deve essere
ridotta al minimo con un flusso d’aria ridotto a 3-5 m3/h per persona.Inoltre
l’ingresso dell’area deve essere ben protetto contro i rischi presenti sul
campo di battaglia tramite l’utilizzo di valvole a prova di esplosione che
impediscono l’ingresso dell’onda d’urto prodotta da esplosivi convenzionali
o esplosione nucleare, per impedire che il sistema di filtrazione sia
danneggiato e si riduca o si annulli la sua efficacia. Il sistema di filtrazione
tutt’ora in uso viene collocato a valle della valvola. Il layout tipico di un
Colpro il primo stadio (pre-filtro) trattiene la polvere grossolana, impedendo
ai filtri successivi di essere ostruiti in breve tempo. Il secondo stadio filtra le
particelle liquide o solide di dimensione fino a 0.3 micron: la sua efficacia è
superiore al 99.995%. In tal modo si impedisce l’ingresso alla maggior
parte degli agenti chimici (che in genere sono in forma di aerosol), a tutti gli
agenti biologici a alla polvere radioattivi.
L’aria, purificata da qualsiasi agente solido liquido o gassoso, passa
attraverso il terzo stadio che comprende un assorbente chimico che
trattiene le particelle chimiche o nucleari allo stadio gassoso o di vapore.
L’aria purificata passa attraverso un ventilatore elettrico che viene la
resistenza prodotta negativa all’intera unità filtrante (al fine di prevenire
rischi di perdite), permette lo stabilirsi di una pressione positiva all’interno
della camera protetta (per lo stesso motivo) e fornisce un flusso regolare.
La quantità necessaria di flusso d’aria si può ottenere con dampers o con
la regolazione elettrica della velocità del flusso d’aria. Se il rumore del
flusso d’aria costituisce un problema, questo si può risolvere mediante
l’uso di un silenziatore posizionato dietro il ventilatore. La ventilazione
serve ad espellere tanta aria dalla camera protetta quanto quella che entra
dall’esterno, ed è quindi necessario assicurarsi che durante la fuoriuscita,
non rientri aria contaminata dall’esterno sia in condizioni normali che in
presenza di un’esplosione. Per questo scopo l’ambiente da proteggere
deve essere a tenuta stagna (infissi, muri, porte ecc) e dotata di valvole di
sovrapressione che controllino la pressione interna (20-50 mm H20 max) e
siano dotate di una unità a prova di esplosione simile a quella che controlla
l’ingresso dell’aria. Nella maggior parte della applicazioni l’unità di
filtrazione NBC è separata dall’unità di condizionamento (Enviromental
Control System) sia per motivi di maggiore sicurezza sia per la differenza
nella capacità di flusso d’aria tra i due sistemi. AeroSekur è attualmente
impegnate nello sviluppo di un sistema completo di supporto che include
nella stessa unità sia i sistemi Colpro che gli ECS.
Componenti di un Colpro
Prefiltro contro la polvere grossolana
1) Il filtro statico consiste di una schiuma lavabile sintetica che si può
facilmente sostituire ed assicurare la massima vita del sistema in
condizioni normali. Efficacia filtrante: 85-98% (metodo gravimetrico
ASHRAE). Per uso navale si possono fornire prefiltri speciali che
trattengono anche vapori di NaCI.
2) Il prefiltro dinamico è formato da un ciclone compatto che ha la stessa
performance di quello descritto nel punto 1.
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Esso richiede un ulteriore ventilatore per espellere l’aria satura di
polvere e di conseguenza occorre aumentare leggermente la potenza
dell’impianto ma assicura una vita illimitata ed una efficacia filtrante
costante.La polvere grossolana viene espulsa: di conseguenza i cicloni
sono consigliati in presenza di polvere radioattiva o di grandi quantità.
Unità filtrante per aerosol
L’unità filtrante per aerosol trattiene tutte le particelle di dimensioni
maggiori dei 0.3 micron; la sua efficacia è almeno del 99.995%. Questi filtri
sono formati da una carta in fibra di vetro speciale che ha un’alta
resistenza a calore e corrosione da agenti chimici. La carta è pieghettata
(pleated) per fornire la massima superficie e la minima resistenza al flusso
d’aria (5-10 mm H20 ossia 50-100 Pa). L’unità filtrante per aerosol è
fondamentale per una buona protezione NBC, poiché la maggior parte
degli agenti (Yperite, cloropicrina, gas nervini, agenti biologici, polvere
radioattiva) sono formati da particelle aerosol. L’efficacia protettiva di
questo filtro rimane inalterata o aumenta leggermente durante l’uso.
L’aspettativa di vita dipende dall’aumento massimo accettabile in termini di
resistenza, dovuto alla graduale ostruzione da parte delle particelle (max
valore tollerabile: 2-3 volte la resistenza di un filtro nuovo).
Filtro chimico a carbone attivo
Questo filtro chimico trattiene agenti allo stadio gassoso o di vapore:
sostanze chimiche come il cloro o l’acido cianidrico, le piccole particelle
gassose della maggior parte degli agenti chimici organici ed inorganici (es.
gas nervini), gas contenenti atomi radioattivi (es. iodio) provenienti da
reazioni nucleari. Il filtro è formato da celle riempite con granuli di carbone
attivo trattato con ossidi di metallo che fanno si che esso trattenga gas
tossici. Il carbone trattato opera in modo complesso sia tramite filtrazione
fisica che reazione chimica.
La grande dispersione dei materiali e la porosità dei granuli assicura
un’immediata e praticamente totale inattivazione dei gas tossici (*) in
qualsiasi concentrazione (entro i limiti posti dalla pratica comune); pertanto
l’efficacia non è espressa in termini percentuali come per le unità di
filtrazione dell’aerosol. Dopo essere passata attraverso il filtro chimico,
nell’aria sono presenti solo minime tracce dei gas entrati, in una quantità
che è ben al di sotto delle massime concentrazioni tollerate dal corpo
umano (TLV). La vita di un filtro a carbone attivo dipende dalla sua
saturazione, che causa perdita di efficacia, e dal tipo o tipi di gas tossici
assorbiti, concentrazione, temperatura ed umidità dell’aria. I filtri a carbone
attivo nei sistemi NBC sono ampiamente sovradimensionati rispetto alle
quantità di agenti che si possono trovare sul campo di battaglia, nel caso di
guerra chimica.
Naturalmente, sia i filtri chimici che le unità filtranti per aerosol, necessitano
di un immediata sostituzione una volta terminata l’emergenza.
(*) I filtri chimici attivi non trattengono il monossido di carbonio che non viene usato come arma in quanto è
più leggero dell’aria. Laddove sia necessario proteggersi da CO e NOx prodotto da esplosivi convenzionali,
si deve aggiungere all’unità NBC un ulteriore filtro speciale. Tale filtro è fornito con uno speciale catalyst .
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Contenitori
I contenitori in acciaio (*) contengono le unità filtranti e sono equipaggiati
con guarnizioni a tenuta stagna. I contenitori, come quelli che contengono i
componenti interni, sono fabbricati con acciaio inossidabile o acciaio
galvanizzato e rivestiti con un rivestimento che assicura una durata di vita
fino a 10 anni. La struttura del contenitore è designata in modo da
permettere una facile sostituzione dei filtri anche quando il sistema è
posizionato in uno spazio molto piccolo.
Ogni componente ha dimensioni e peso limitati per permettere ad uno o
due operatori di svolgere le attività di manutenzione. Le parti di ricambio
sono contenuti in involucri resistenti, a tenuta stagna e impermeabili che
garantiscono un lungo periodo di immagazzinamento.
Accessori
Gli accessori di seguito descritti spesso sono già presenti negli edifici o nelle
altre installazioni dove viene richiesta la protezione NBC e quindi non sono
forniti dalla AeroSekur a meno che non vengano espressamente richiesti.
Gli accessori disponibili sono:
Prese d’aria e tubi di aerazione
Valvole a prova di scoppio, resistenti all’onda d’urto fino a 1-3 Bar
Valvole di intercettazione
Valvola di uscita, regolabile per regolare la sovrapressione interna da
10 a 60 mm H20
Dampers del flusso d’aria
Ventilatori elettrici per la connessione ad impianti elettrici monofase o
trifase, in corrente alternata o continua. La loro scelta deve tener conto
dell’alta resistenza al flusso d’aria delle unità filtranti. I ventilatori
possono essere equipaggiati con due velocità (bassa capacità ed alta
prevalenza durante l’operatività in funzione di protezione NBC; alta
capacità e bassa prevalenza in normali condizioni operative)
Silenziatori che sono molto utili in stanze piccole dove ci sono limiti di
rumore. Sono collocati dietro il ventilatore elettrico e riducono il livello
medio di rumore fino a circa 20-30 dB (A)
Gli strumenti per controllare la resistenza del filtro, capacità di pipeline
e sovrapressione della stanza: manometri, flussometri e manometri
differenziali
Riscaldatori elettrici del pipeline dell’aria in ingresso per l’innalzamento
della temperatura dell’aria in entrata, in condizioni climatiche fredde o
umide, da 10° a 30°C. Il riscaldamento elettrico migliora le condizioni
operative del filtro fornendo una ritenzione degli agenti chimici migliore
e più duratura.
Attenzione
Laddove possibile l’unità di filtrazione dovrebbe essere installata all’esterno
della camera protetta al fine di evitare contaminazioni dovute alla radiazioni
gamma e beta della polvere radioattiva raccolta nel pre filtro (se di tipo
statico) o nei filtri aerosol.
* o leghe leggere quando è necessario contenere il peso
>] fine
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