Norme Filtri Alta Efficienza

®
Norme Filtri Alta Efficienza
USA
EUROPA
ANNO
NBS
Eurovent
Italia
Germania
Gran Bretagna
Francia
1950
1952
1953
1954
1955
AFI
1956
1957
BS 2831
1958
1959
1960
1961
1962
1963
1964
1965
1966
1967
ASHRAE 52/68
1968
1969
1970
1971
1972
1973
1974
1975
ASHRAE 52/76
1976
1977
1978
1979
1980
UNI 7832
EUROVENT 4/5
DIN 24185
1981
1982
AFNOR X44-012
1983
1984
1985
BS 6540
1986
1987
1988
1989
1990
1991
ASHRAE 52.1.92
1992
EUROVENT 4/9
1993
1994
CEN EN 779
1995
ASHRAE 52.2 P
1996
EUROVENT 4/10
1997
1998
1999
2000
2001
2002
CEN EN 779 - 2002
filtrazione
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255
®
Norme Filtri Assoluti
USA
EUROPA
ANNO
Eurovent
Italia
Germania
Gran Bretagna
Francia
1950
1952
1953
1954
1955
Mil.Std 282
1956
1957
1958
1959
1960
1961
1962
1963
1964
1965
1966
1967
1968
1969
BS 3928
1970
1971
1972
AFNOR X44-011
1973
1974
DIN 24184
1975
1976
EUROVENT 4/4
1977
1978
UNI 7833
1979
1980
1981
1982
IEST-RP-CC-001-83-T 1983
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
IEST-RP-CC-007.1
IEST-RP-CC-001.3
1992
1993
1994
1995
1996
UNI 10339
DIN 24183
1997
1998
IEST-RP-CC-001.3
1999
2000
CEN EN 1822
filtrazione
256
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Metodi di prova
dei filtri d’aria
Classificazione dei filtri d’aria
La classificazione dei filtri d’aria è oggi
regolata da svariate norme, molto rigorose,
che permettono di definire con precisione
le caratteristiche del filtro in relazione
alla propria classe di efficienza ed impiego.
La conoscenza di queste norme è necessaria per il progettista e l’installatore al fine
di poter proporre in modo consapevole
il tipo di filtro che meglio risponde
ai requisiti del progetto.
Di seguito sono descritte le norme principali
in uso con una serie di tabelle che riportano
le classi di efficienza dei filtri.
Ricordiamo, prima di iniziare, che i filtri
d’aria contemplati dalle norme sono
suddivisi in 3 fondamentali categorie:
• grossolani
• fini
• assoluti: questi a loro volta sono suddivisi
in due classi differenti:
HEPA (High Efficiency Particulate Air filters)
ULPA (Ultra Low Penetration Air filters).
I depolveratori industriali, e altri prodotti
analoghi, non sono contemplati dalle norme
riportate di seguito. Per essi sono state
create delle opportune tabelle guida basate
sull’esperienza dell’industria, riportate
al termine di questa sezione.
Come si è detto, la prova comprende due
metodi: uno di tipo gravimetrico, adatto per
filtri grossolani, l’altro di tipo frazionario per
filtri con efficienze medio-alte.
Il metodo di tipo gravimetrico fa uso
di polvere sintetica standard mentre quello
frazionario è svolto con il contaparticelle
misurando la concentrazione del tracciante
(DEHS-LATEX) a monte e a valle del filtro,
nella granulometria 0,4 µm dopo aver caricato il filtro con polvere sintetica (ASHRAE
52.2).
Il primo risulta perciò più adatto, entro certi
limiti, per rilevare le prestazioni di filtri
destinati a trattare in prevalenza aria di
ricircolo, di solito più ricca di filacce e fibre.
Le prove permettono di stabilire
l’arrestanza dei filtri grossolani e l’efficienza
dei filtri medi e fini; in aggiunta, consentono
di determinare:
• andamento delle perdite di carico
a filtro pulito
• andamento delle perdite di carico
in funzione dell’accumulo di polveri
L’arrestanza o l’efficienza di separazione
non rimane costante con il progressivo
accumulo delle polveri sul filtro:
può aumentare o diminuire o presentare
un andamento misto secondo le sue
caratteristiche.
Nella tab. 2 è riportata l’equivalenza tra le
classi CEN EN 779 e le classi UNI 10339.
Normativa CEN EN 779-2002
Tab. 2 Equivalenza tra CEN EN 779-2002
Classe
del filtro CEN
EN 779-2002
Classe
del filtro
UNI 10339
Efficienza
di filtrazione
grossolano
e UNI 10339
G1
G2
G3
G4
1
2
3
4
M
M
M
M
fine
Questa norma, è la revisione
della precedente EN 779.
Essa è intesa a determinare: l’arrestanza
dei filtri grossolani con polvere sintetica
mediante un metodo gravimetrico,
l’efficienza dei filtri fini mediante metodo
contaparticellare. La Norma CEN ha un
doppio sistema di classificazione che fa uso
di lettere e numeri: G e F, rispettivamente,
per i filtri grossolani e fini, seguiti da numeri
da 1 a 9. Vedi tab.1
Essa accoglie dalla precedente e superata
Norma Eurovent 4/9 la suddivisione dei filtri
in classi differenti da EU1 a EU9, secondo
la rispettiva arrestanza ed efficienza.
F5
F6
F7
F8
F9
5
6
7
8
9
A
A
A
A
A
Tab. 1 Classificazione dei filtri grossolani e fini secondo CEN EN 779 - 2002 e EU 4/5
Tipo di filtro
grossolano
G1
fine
CEN EN 779
Arrestanza
media
con polvere
sintetica
Am %
G2
65 < Am < 80
G3
80 < Am < 90
G4
90 < Am
Am < 65
F5
F6
F7
F8
F9
Efficienza
media
opacimetrica
Perdita di
carico finale
Classe*
Em%
Pa
Eurovent 4/9
EU 2
EU 3
EU 4
250
250
250
250
EU 1
40 < Em < 60
60 < Em < 80
80 < Em < 90
90 < Em < 95
95 < Em
450
450
450
450
450
EU 5
EU 6
EU 7
EU 8
EU 9
LEGENDA
Am = Arrestanza media riferita al metodo
Ponderale / Gravimetrico
Em = Efficienza media riferita al metodo
Colorimetrico / Opacimetrico
* Secondo la classificazione EUROVENT 4/5
che non specifica la perdita di carico finale
filtrazione
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257
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Metodi di prova
dei filtri d’aria
Standard ANSI / ASHRAE 52.2P
Questo standard determina l’efficienza
frazionale di tutti i tipi di filtri e l’arrestanza
per i filtri grossolani.
E’ presente, in appendice allo standard,
una classificazione, che tuttavia non fa
parte dello stesso ma può essere utilizzata a discrezione. La principale differenza
rispetto alla norma Eurovent 4/9 riguarda:
• il campo dei diametri delle particelle
• il tipo di aerosol
• il sistema di classificazione.
Per i filtri grossolani la prova viene effettuata
con polvere sintetica per determinarne
l’arrestanza e con aerosol per determinarne
l’efficienza. Per i filtri medi e fini la prova
viene effettuata unicamente mediante
aerosol per stabilirne l’efficienza frazionale.
Il campo di particelle generato dall’aerosol
è compreso da 0,3 a 10 micron.
Fino a 10 micron, che rappresenta il limite
superiore, le particelle sono considerate
respirabili. L’aerosol per le prove
dell’efficienza frazionale è costituito
da cloruro di potassio (KCl), che produce
particelle solide in modo da rendere
possibile la misura dell’effetto di rimbalzo,
ossia il distacco delle particelle dal filtro
e il successivo attraversamento.
Si tratta di un fenomeno comune per i filtri
grossolani e per le particelle di grande
diametro.
Il banco di prova dello standard
ANSI / ASHRAE 52.2P è costituito
essenzialmente da: un ventilatore, due serie
di filtri situati a monte e a valle del filtro
in prova, un generatore di aerosol,
un sistema di campionamento dell’aerosol
con dispositivo di misura opacimetrico
ed un ugello tarato.
Durante la prova il filtro deve venire caricato
con polvere sintetica composta da:
• 93,5% di SAEJ-726 Fine
(equivalente alla polvere Arizona road)
• e 6,5% di fibre di cotone.
Il nerofumo, utilizzato nello standard 52-76,
è stato eliminato poiché esso è conduttore
di elettricità nella prova dei filtri elettrostatici.
I filtri a fibre vengono caricati con la polvere
sintetica fino al raggiungimento della perdita
di carico finale raccomandata, mentre i filtri
elettrostatici vengono alimentati
con un quantitativo di polvere prestabilito.
Il criterio per la classificazione dei filtri
è quello della minor efficienza durante
la prova.
Per i filtri grossolani e quelli elettrostatici
l’efficienza può diminuire nel corso della
prova. Secondo i risultati, i filtri vengono
suddivisi in quattro categorie:
• grossolano
da 1 a 4
• bassa efficienza
da 5 a 8
• media efficienza
da 9 a 12
• alta efficienza
da 13 a 16
Ciascun gruppo contiene 4 sottogruppi
identificati da numeri, per un totale perciò
di 16 differenti classi di filtri.
Mentre i filtri grossolani sono provati solo
con polvere sintetica secondo il precedente
standard 52.1, i filtri L, M e H sono provati
in un campo di particelle da 0,3 a 10 micron
suddiviso in tre fasce di diametri:
• 0,30 - 1,14 micron
• 1,14 - 3,46 micron
• e 3,46 - 10,0 micron.
La tab. 3 rappresenta la classificazione
dei filtri contenuta nell’appendice
dello standard 52.2P.
La perdita di carico finale dei filtri è il doppio di quella iniziale o almeno pari al valore
riportato in tabella. Le caratteristiche
del filtro vengono espresse per mezzo
di un apposito indicatore.
ESEMPIO
M 10 / 93 / 0.94
significa che il filtro appartiene alla classe:
M 10
ed ha un’efficienza di filtrazione del:
93% (per particella tra 3,46 ÷ 10,0 µm)
a 0,94 m³/s.
Tab. 3 Classificazione dei filtri secondo lo Standard ANSI / ASHRAE 52.2 P
Pa
EN 779 2002
Aavg < 65
65 < Aavg < 70
70 < Aavg < 75
75 < Aavg
-
150
150
150
150
G1
G2
G3
G4
150
150
150
150
-
grossolana
%
MERV 1
MERV 2
MERV 3
MERV 4
-
-
Emin.< 20
Emin.< 20
Emin.< 20
Emin.< 20
bassa
efficienza
Perdita di
carico finale
MERV 5
MERV 6
MERV 7
MERV 8
-
-
20 < Emin.< 30
30 < Emin.< 45
45 < Emin.< 65
65 < Emin.< 80
media
efficienza
Classe
Arrestanza
std. 52.1
MERV 9
MERV 10
MERV 11
MERV 12
-
Emin.< 30
30 < Emin.< 45
45 < Emin.< 65
65 < Emin.< 90
80 < Emin.
80 < Emin.
80 < Emin.
80 < Emin.
-
250
250
250
250
F5
F5
F6
F6
alta
efficienza
Categoria
Minima efficienza % nel campo
di diametri di particelle micron
µm
µm
µm
0,30 - 1,14
1,14 - 3,46
3,46 - 10,0
MERV 13
MERV 14
MERV 15
MERV 16
Emin.< 65
65 < Emin.< 85
85 < Emin.< 95
95 < Emin.
90 < Emin.
90 < Emin.
90 < Emin.
90 < Emin.
90 < Emin.
90 < Emin.
90 < Emin.
90 < Emin.
-
350
350
350
350
F7
F8
F9
F9
filtrazione
258
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Metodi di prova
dei filtri d’aria
DOP MIL. STD 282
Questo metodo di tipo fotometrico è stato
messo a punto per la prova dei filtri
contraddistinti da rendimenti molto elevati della classe HEPA (High Efficiency
Particulate Air Filters) e ULPA (Ultra Low
Penetration Air Filter).
Il DOP Penetration Test è il metodo
fondamentale seguito negli USA e nei paesi
nella loro sfera di influenza.
La prova è volta a determinare il rendimento
di filtrazione del filtro ed è finalizzata
a determinare la penetrazione percentuale
attraverso il filtro da parte delle particelle
di tracciante usate nella prova.
La prova si effettua di solito per due valori
di portata d’aria: quello nominale, dichiarato
dal fabbricante, e per un valore pari al 20%
di quello nominale.
La sostanza “tracciante” impiegata è il
dioctilphtalato, un liquido oleoso ad elevato
punto di ebollizione.
La sua caratteristica importante, ai fini
della prova, è l’uniformità del diametro
delle goccioline che si ottengono in seguito
ad evaporazione e successiva condensazione
del vapore. Le goccioline che si producono
hanno un diametro uniforme di 0,3 micron.
La concentrazione è mantenuta intorno
a 80 mg/m3. La nube di goccioline viene
trascinata verso il filtro in prova. Si effettua
un prelievo dell’aria immediatamente
a monte del filtro ed un secondo prelievo
a valle dello stesso.
Il prelievo a valle è effettuato in un punto
di rimescolamento dell’aria, affinché
le particelle che hanno attraversato il filtro
risultino uniformemente distribuite.
L’aria prelevata a monte e a valle del filtro
passa attraverso un fotometro a diffusione
luminosa, in grado di determinare
la concentrazione delle goccioline.
Dal rapporto tra la concentrazione a valle
e quella a monte del filtro, si determina
il valore di penetrazione percentuale:
P = N x 100
M
dove: P = penetrazione percentuale;
N = concentrazione goccioline
a valle del filtro;
M = concentrazione goccioline
a monte del filtro.
Dal valore di penetrazione determinato,
si può risalire al corrispondente valore
di rendimento di filtrazione:
E = (100 - p) in percentuale
dove: E = rendimento di filtrazione;
P = penetrazione del filtro.
A titolo di esempio, riportiamo le corrispondenze tra alcuni valori di penetrazione
percentuale e i valori di rendimento:
Penetrazione
5%
0,05 %
0,01 %
0,003 %
Rendimento
95 %
99,95 %
99,99 %
99,997 %
Per valori di rendimento molto prossimi
al 100% le cifre relative risultano poco
significative. Invece la penetrazione
percentuale consente una maggior
estensione degli ordini di grandezza.
Un’applicazione particolare del metodo
DOP, è quella relativa alla determinazione
di eventuali “perdite” dovute a fori molto
piccoli “pin-holes” nel media filtrante,
oppure di difetti di tenuta tra il media
e il telaio.
Tale prova è detta “Leakage (Scan) Test”
e si effettua pressoché con la medesima
tecnica seguita per il DOP Test.
La diversità sta nel fatto che la sonda
di prelievo, a valle del filtro, è posta
in prossimità di esso e viene mossa
lentamente attorno alle zone di contatto
media/telaio e attraverso l’intera superficie
del filtro stesso.
L’identificazione di un punto di perdita
permette la riparazione mediante
occlusione della zona sospetta con resine
particolari.
Questo test può essere effettuato anche
sull’impianto, a filtro installato.
Si impiega in tal caso un generatore
portatile di dioctilphtalato, ad aspirazione,
al posto del pesante generatore termico.
L’unica differenza sta nel fatto
che le goccioline componenti la nube
non presentano in questo caso un diametro
uniforme, e la loro dimensione media
è di 0,45 – 0,6 micron.
Tuttavia, per l’individuazione di “perdite”
la dimensione delle particelle è assai meno
critica rispetto a quanto richiesto
per rilevare il valore di penetrazione
del filtro.
Norma EUROVENT 4/4
A seguito della rilevante richiesta di filtri
assoluti, molte nazioni si sono organizzate
per normalizzare metodi di prova in grado
di verificare l’attendibilità dei prodotti.
Nel 1974 il Comitato Europeo EUROVENT
ha sostanzialmente adottato il sistema alla
fiamma di sodio (Sodium Flame Test - NaCl),
utilizzato in Gran Bretagna (British Standard
3928) denominandolo EUROVENT 4/4.
Questa normativa suddivide in 5 classi
i filtri d’aria quale limite superiore l’efficienza
E ≥ 99,999% Sodium Flame Test.
Vedi tab. 5
Sono stati comunque accettati altri metodi
di prova sviluppati in altre nazioni
e secondo altri principi, alcuni dei quali
sono riportati nella tab. 6.
L’equivalenza con la Norma UNI 10339 è
riportata nella tab. 7.
Allo stesso modo si possono determinare
eventuali difetti di tenuta tra il filtro
ed il relativo sistema di alloggiamento
e dello stesso sistema di alloggiamento
che deve avere le stesse qualità del filtro
installato (vedi EUROVENT 4/8).
filtrazione
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259
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Metodi di prova
dei filtri d’aria
Metodo EUROVENT 4/9
Per i filtri a media e alta efficienza, di impiego
normale negli impianti di climatizzazione,
il metodo di prova Eurovent 4/9, in modo
analogo allo Standard ANSI / ASHRAE
52.2P, consente di determinarne l’efficienza
frazionale, ossia l’efficienza per particelle
con gruppi diversi di granulometria.
Esso fornisce perciò una serie di valori
di efficienza in funzione del diametro delle
particelle nonché della perdita di carico
finale. Questo metodo viene a sostituire la
misura dell’efficienza con il normale metodo
opacimetrico ed effettua invece la misura
dell’efficienza del filtro per particelle
con diametro di 0,4 micron (particle test).
L’efficienza frazionale (fractional test)
viene invece misurata per particelle
con diametro da 0,2 a 5 micron mediante
un contatore laser.
Altra differenza rispetto al metodo
opacimetrico tradizionale sta nel fatto
che per la prova possono essere utilizzati
due differenti aerosol: Latex o DEHS.
Il primo, un acetato di vinile polimerico, è
costituito da particelle sferiche di materiale
plastico; il secondo invece, diethylhexyl
sebacato, è equivalente al ben noto
dioctilphtalato usato nel metodo DOP.
Il banco di prova per la determinazione
dell’efficienza secondo il metodo
Eurovent 4/9 è molto simile a quello usato
per le prove ASHRAE.
L’aria per la prova deve venire filtrata
attraverso un filtro HEPA; a valle di esso
un generatore di particelle di Latex o DEHS
eroga la necessaria quantità di aerosol.
Sono effettuati due prelievi d’aria, a monte
e a valle del filtro in prova, che alimentano
il contatore di particelle collegato
ad un computer.
Quest’ultimo controlla il campionamento
a monte e a valle del filtro comandando
una valvola a solenoide.
Il contatore laser di particelle consente
di misurare diametri fino a 0,1 micron.
Il comportamento del filtro viene determinato
dapprima a filtro pulito e poi, dopo l’aggiunta
di polvere, al raggiungimento di una perdita
di carico di 200 o 300 Pa.
E’ stato adottato un sistema di classificazione
dei filtri analogo a quello CEN EN 779, (che
costituisce l’appendice D dell’Eurovent 4/9).
In base a tale classificazione i filtri sono
raggruppati in due classi da EU1 ad EU9.
Dei filtri grossolani da EU1 ad EU4 viene
riportata l’arrestanza media con polvere
sintetica.
Dei filtri fini da EU 5 ad EU 9 viene indicata
l’efficienza percentuale riferita a particelle
con diametro di 0,4 micron.
La perdita di carico finale è di 250 Pa per
i filtri grossolani e di 450 Pa per i filtri fini.
La portata d’aria è di 0,944 m3/s
(3400 m3/h) quando non specificato direttamente dal costruttore.
Norma CEN EN 1822
Già da molti anni i costruttori di filtri d’aria
hanno realizzato e messo sul mercato
prodotti con caratteristiche di efficienza
superiori ai limiti espressi dalla classe EU14
(Eurovent 4/4), garantendo, di volta in volta,
le condizioni progettuali secondo innovativi
sistemi di controllo.
D’altro canto, anche molti clienti,
con particolare riferimento al settore
produttivo dei circuiti microintegrati, andava
chiedendo prodotti più sofisticati
con garanzia di prestazioni molto elevata.
L’insieme di queste situazioni portò
il Comitato Europeo di Normalizzazione
a sviluppare una nuova norma in grado
di razionalizzare la materia.
La nuova norma chiamata EN 1822 (basata
sulla DIN 24183) è suddivisa in cinque
paragrafi ognuno dei quali analizza
una parte della problematica, ne traccia
i confini e stabilisce le regole.
Verificato che ogni medium filtrante
presenta un punto:
• di massima penetrazione (o minor
efficienza) in rapporto ad una determinata
dimensione di particelle
• variabile in funzione:
- della velocità di attraversamento
del flusso
- della densità del medium
- del diametro delle fibre costituenti
il medium stesso,
è stato stabilito di certificare ogni filtro
su questo punto critico più penetrante
MPPS (Most Penetrating Particle Size).
La nuova norma suddivide inoltre i filtri
HEPA (High Efficiency Particulate Air Filters)
ULPA (Ultra Low Penetration Air Filters)
classificando i primi da H10 ad H14
ed i secondi da classe U15 ad U17 incluse
vedi tab. 4, individuando in modo specifico,
l’attività per la realizzazione dei sistemi
di controllo, della verifica del materiale
filtrante, del filtro quale prodotto finito etc.
In sintesi il test consiste in un duplice
controllo: il primo, effettuato sul medium,
ricercherà la dimensione più penetrante
delle particelle generate (MPPS) accertando
che la velocità di attraversamento sia
uguale a quella cui verrà sottoposto
il prodotto in fase operativa.
Il secondo controllo è effettuato
sul prodotto finito individuando l’efficienza
globale MPPS.
Per filtri con efficienza globale superiore
al 99,95% è stabilito un’ulteriore controllo
puntuale, su tutta la superficie filtrante,
per la ricerca di eventuali perdite (microfori),
il cui valore di penetrazione locale non
dovrà eccedere 5 volte (classi H13 - U16)
e 20 volte (classe U17) quello globale.
Tab. 4 Classificazione dei filtri ad alta e altissima efficienza
ULPA
(U)
HEPA
(H)
secondo EN 1822 (e DIN 24183)
Classe
CEN EN
1822
efficienza globale
MPPS
%
efficienza puntuale
Perdite localizzate
%
Metodi di prova a cui devono
essere sottoposti
i singoli elmenti filtranti
DIN 24183
H 10
H 11
H 12
H 13
H 14
U 15
U 16
U 17
85
95
99,5
99,95
99,995
99,9995
99,99995
99,999995
99,75
99,975
99,9975
99,99975
99,9999
prova di tipo (EN 1822-4/EN 1822/5)
prova di tipo (EN 1822-4/EN 1822/5)
prova di tipo (EN 1822-4/EN 1822/5)
MPPS scan method / oil thread method
MPPS scan method / oil thread method
MPPS scan method (EN 1822-4)
MPPS scan method (EN 1822-4)
MPPS scan method (EN 1822-4)
EU 10
EU 11
EU 12
EU 13
EU 14
EU 15
EU 16
EU 17
filtrazione
260
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Metodi di prova
dei filtri d’aria
Tab. 5 Classificazione dei filtri ad altissima efficienza secondo EUROVENT 4/4
Classe
del filtro
EU 10
EU 11
EU 12
EU 13
EU 14
Efficienza iniziale
EI
95 < EI < 99,9
99,9 < EI < 99,97
99,97 < EI < 99,99
99,99 < EI <
99,999 < EI
Penetrazione
P
5 < P < 0,1
0,1 < P < 0,03
0,03 < P < 0,01
0,01 < P < 0,001
0,001 < P
Fattore di decontaminaz.
DF
20 < DF < 1000
1000 < DF < 3000
3000 < DF < 10000
10000 < DF < 100000
100000 < DF
NOTA
La classe del filtro deve essere accompagnata obbligatoriamente dalla portata d’aria (m³/h).
Tab. 6 Principali metodi di prova dei filtri assoluti
Metodo di prova
Aerosol
Grand. part. µm
Paese
DOP MIL Std 282
UNI 7833
BS 3928
EUROVENT 4/4
AFNOR X44-011
DIN 24 184 .1
DIN 24 183
CEN EN 1822
IES-RP-CC 001.3
IES-RP-CC 007.1
DOP monodisperso
DOP / DEHS polidisperso
NaCl
NaCl
Uranina
Olio di paraffina
DEHS
DEHS
DOP
Diversi
0,3
0,45
0,65
0,65
0,17
0,45
MPPS
MPPS
0,45
0,1-0,2
U.S.A.
Italia
Gran Bretagna
Europa
Francia
Germania
Germania
Europa
U.S.A.
U.S.A.
Tab. 7 Equivalenza tra EUROVENT 4/4 e UNI 10339
Classe del filtro
EUROVENT 4/4
EU 10
EU 11
EU 12
EU 13
EU 14
Classe del filtro
UNI 10339
10
11
12
13
14
Efficienza
di filtrazione
AS
AS
AS
AS
AS
filtrazione
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261
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Applicazione
dei filtri d'aria
Per una corretta applicazione dei filtri d’aria
è necessario conoscere il carico di polveri
e gli inquinanti, con le rispettive
concentrazioni, presenti nell’aria esterna
e nell’aria ambiente.
Ad esempio, nella tab. 8 sono riportate
le concentrazioni medie e le dimensioni
tipiche delle particelle di polveri contenute
nell’aria esterna, secondo le zone
e le condizioni meteorologiche.
Esistono speciali procedure di calcolo
per effettuare una scelta rigorosa
soprattutto per impieghi industriali.
Nelle applicazioni civili, con maggior
semplicità, pur con un buon margine
di sicurezza, ci si può riferire alla tab. 9,
contenuta nella norma UNI 10339,
riportata di seguito.
L’uso di questa tabella consente
di scegliere con tranquillità i filtri d’aria
più idonei per la maggior parte delle
applicazioni di benessere nel settore civile.
Tab. 8 Concentrazione di polvere nell’aria esterna in diverse località
Concentrazione
media
Località
tempo umido
Zone rurali
tempo asciutto
aree residenziali
Zone urbane
aree industriali
Distretti industriali e autostrade
ad alto scorrimento
mg/m³
0,01
0,15
0,4
0,75
3
e oltre
Dimensione
particellare
più frequente
micron
0,8
2,0
7,0
20,0
60
Dimensione
massima
delle particelle
micron
4
25
60
100
1000
Tab. 9 Classi di filtri ed efficienza di filtrazione per varie categorie di edifici
Classificazione degli edifici per categorie
Classe dei filtri
minima
massima
Efficienza di filtrazione
Edifici adibiti
a residenza
e assimilabili
- Abitazioni civili
- Collegi, luoghi di ricovero, case di pena, caserme, conventi
- Alberghi, pensioni
4
4
5
7
7
7
M*, M + A
M*, M + A
M+A
Edifici per uffici
e assimilabili
- Uffici in genere
- Locali riunione
- Centri elaborazione dati
5
5
6
7
7
9
M+A
M+A
M+A
Ospedali, cliniche,
case di cura
e assimilabili
- Degenze (2-3 letti)
- Corsie
- Camere sterili e infettivi
- Maternità, anestesia, radiazioni
- Prematuri, sale operatorie
- Visita medica
- Soggiorni, terapie fisiche
6
6
10
10
11
6
6
8
8
11
11
12
8
8
M+A
M+A
M + A + AS
M + A + AS
M + A + AS
M+A
M+A
Edifici adibiti
ad attività
ricreative,
associative
di culto
- Cinematografi, teatri, sale congressi
- Musei, biblioteche
- Luoghi di culto
- Bar, ristoranti, sale da ballo
• bar in genere
• sale pranzo ristoranti
• sale da ballo
• cucine
5
7
4
6
9
6
M+A
M+A
M*, M + A
3
5
3
2
5
6
5
4
M*, M + A
M+A
M*, M + A
M
Edifici
commerciali
e assimilabili
- Grandi magazzini
- Negozi in genere
- Negozi particolari
• alimentari
• fotografi
• farmacie
- Zona pubblico banche
- Quartieri fieristici
4
4
6
6
M*, M + A
M*, M + A
5
5
5
4
2
6
6
6
6
3
M+A
M+A
M+A
M*, M + A
M
Edifici adibiti
ad attività sportive
- Piscine, saune e assimilabili
- Palestre e assimilabili
4
2
6
4
M*, M + A
M
Edifici adibiti
ad attività
scolastiche
- Scuole materne ed elementari
- Aule in genere
- Altri locali
• aule musica e lingue
• laboratori
7
5
9
6
M+A
M+A
6
6
7
7
M+A
M+A
Da UNI 10339* = Da adottare per efficienza sino a 4
filtrazione
262
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Classificazione
degli ambienti
Norma Federal Standard 209 E
Sebbene la classificazione sia basata sulla
verifica del numero di particelle da 0,5 µm
è comunque possibile subordinare la classe
anche alla verifica di altre dimensioni
di particelle e cioè:
• Classe M3 (0,5 µm)
classe di pulizia con non più di 1.000
particelle da 0,5 µm per m3
• Classe M2 (0,3 e 0,5 µm)
classe di pulizia con non più
di 309 particelle da 0,3 µm e non più
di 100 particelle da 0,5 µm per m3.
Una implementazione nell’espressione
della classe può essere data
dall’introduzione dell’indicatore “U”
(U indicator) segnalato nelle Fed. Std. 209 E.
Questo indicatore rappresenta il numero
di particelle ultrafini, da 0,02 a 0,1 µm,
presenti in un m3 di aria.
Pertanto è possibile indicare
la classe richiesta come:
• U (20)
classe di pulizia con non più
di 20 particelle ultrafini per m3.
• M 1,5 (0,3 µm) e U (2.000)
classe di pulizia con non più
di 106 particelle/m3 ≥ 0,3 µm e non più
di 2.000 particelle ultrafini per m3.
Questa norma è stata il più importante
standard di riferimento, a livello
internazionale, per la classificazione delle
“clean rooms” o ambienti a contaminazione
controllata.
Emessa negli Stati Uniti per la prima volta
nel 1963 è stata più volte revisionata fino
all’emissione Fed. Std. 209 E (1992)
attualmente in vigore.
L’ultima versione della classificazione è
basata sul S.I. (Sistema Internazionale), che
presuppone il sistema metrico
di misura; può in alternativa, essere
usato il sistema di misura anglo-sassone.
Le classi di pulizia dell’aria sono tredici,
come riportate in tab. 10, e sono date
come potenza di 10 dalla classe 1
alla classe 10.000.000.
Per un calcolo relativo alle classi intermedie
può essere utilizzata, con buona approssimazione, la seguente formula:
Particelle / m³ = 10M (0,5/d)².²
ove: M = classe in considerazione
d = grandezza della particella in µm
Tab. 10 Concentrazione massima delle particelle per classi di purezza
secondo Federal Standard 209 E
Classe 209E
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
Numero max di particelle per m³
Inglese
0,1 µm
0,2 µm
0,3 µm
0,5 µm
1
1
1.5
2
10
2.5
3
100
3,5
4
1000
4.5
5
5.5 10000
6
6.5 100000
7
350
1.240
3.500
12.400
35.000
-
75,7
265
757
2.650
7.570
26.500
75.700
-
30,9
106
309
1.060
3.090
10.600
30.900
-
10,0
35,3
100
353
1.000
3.530
10.000
35.300
100.000
353.000
1.000.000
3.530.000
10.000.000
S.I.
5,0 µm
-
247
618
2.470
6.180
24.700
61.800
La norma specifica inoltre le condizioni alle
quali possono essere effettuati i collaudi:
• as built:
Clean rooms o clean zones pronte
ad entrare in funzione con tutti i servizi
connessi, ma priva di equipaggiamenti
di produzione e di personale.
• at rest:
Clean rooms o clean zones complete
con relative macchine di processo,
ma senza personale.
• operational:
Clean rooms o clean zones in normale
attività lavorativa con personale
e macchine di processo in funzione
La stessa precisa anche le caratteristiche
del flusso, distinguendo tra flusso unidirezionale (invece di laminare) e flusso
non unidirezionale (invece di turbolento).
Prescrive le condizioni per effettuare
le misure di particelle e gli strumenti
da impiegare. La Norma è stata sostituita
dalla ISO 14644.1.
ISO 14644.1
(International Standards Organisation)
Nel 1996 la ISO ha emesso una normativa,
atta anch’essa a fornire i limiti
di accettabilità per particolato aerodisperso
in camere e zone pulite (ISO 14644.1).
I numeri di riferimento al particolato
nella classificazione ISO 14644.1
vedi tab. 11 sono simili alla tabella
delle FS 209 E, l’unica variante degna
di nota è l’introduzione di un nuovo campo
riferito al particolato di 1µm, rendendo
così più completa la classificazione
degli ambienti puliti
Differenze interessanti tra le due normative
sono a livello di verifica e monitoraggio:
infatti, in rapporto alla grandezza del locale
o zona a contaminazione controllata i punti
di verifica sono maggiori o minori
in funzione della normativa adottata.
Ulteriori differenze concettuali
contraddistinguono le due norme;
è dunque indispensabile individuare già in
fase progettuale, i parametri e le normative
di riferimento per un corretto controllo
dei risultati ottenuti.
Tab. 11 Classificazione secondo ISO 14644.1
Classificazione
ISO 14644.1
ISO
ISO
ISO
ISO
ISO
ISO
ISO
ISO
ISO
Class 1
Class 2
Class 3
Class 4
Class 5
Class 6
Class 7
Class 8
Class 9
N° max part./m³ di aria di dimen. uguali o maggiori di quelle indicate
0,1 µm
0,2 µm
0,3 µm
10
100
1.000
10.000
100.000
1.000.000
-
2
24
237
2.370
23.700
237.000
-
10
102
1.020
10.200
102.000
-
0,5 µm
1 µm
4
35
8
352
83
832
3.520
35.200
8.320
83.200
352.000
3.520.000 832.000
35.200.000 8.320.000
5 µm
29
293
2.930
29.300
293.000
filtrazione
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263
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Tipologie degli ambienti
a contaminazione
controllata
Esistono due fondamentali tipologie
esecutive degli ambienti a contaminazione
controllata con riferimento alla posizione
dei filtri d’aria: orizzontali a soffitto
o verticali a parete. Nel primo caso i filtri
possono coprire l’intero soffitto o solo parti
di esso secondo i requisiti di utilizzo.
Sotto l’aspetto funzionale la diffusione
dell’aria può essere di due tipi: a flusso
non unidirezionale o a flusso unidirezionale.
La diffusione a flusso non unidirezionale
consente di raggiungere classi di purezza
fino a 1000 (=M 4,5).
La diffusione a flusso unidirezionale
consente di raggiungere la classe
di purezza 1, la massima oggi possibile.
Ambienti a flusso
non unidirezionale (turbolento)
I filtri HEPA o ULPA sono installati a soffitto,
entro opportuni diffusori distribuiti
al di sopra dello spazio occupato
in corrispondenza delle zone di lavoro.
Talvolta si utilizzano elementi di mandata
a parete, e anche in tal caso il diffusore
è affacciato direttamente sul locale.
In entrambe le applicazioni si produce in
ambiente un flusso d’aria non unidirezionale
che, seppur filtrato, non è in grado di
assicurare un lavaggio uniforme del locale.
La ripresa dell’aria è di solito realizzata
a piede di parete. Gli ambienti a flusso non
unidirezionale consentono di raggiungere
classi di purezza fino a 1000 (=M 4,5).
Ambienti a flusso
unidirezionale (laminare)
In questi ambienti si realizzano interi soffitti
o pareti filtranti, con flusso d’aria
rispettivamente verticale od orizzontale.
Con flusso verticale la ripresa avviene da
griglie sulle pareti o dal pavimento rialzato.
Con flusso orizzontale la ripresa è effettuata
da una finta parete opposta a quella
filtrante. I filtri HEPA o ULPA impiegati
sono del tipo a pannello, assiemati
tra loro su speciali telai capaci di assicurare
la tenuta all’aria e di impedire ogni minimo
by-pass di aria.
Nuove Linee Guida
ISPESL per i reparti
operatori
Da un punto di vista generale, e facendo
astrazione dai requisiti di sicurezza,
le nuove linee guida ISPESL possono
essere così riassunte:
• Architettura generale del reparto
operatorio realizzata in modo tale da poter
garantire una gerarchia del controllo,
ovvero utilizzo di bussole dedicate
al personale, ai pazienti, ai materiali,
cioè di un’architettura conforme ai dettami
della tecnologia dei reparti
a contaminazione controllata.
Più in dettaglio, l’architettura del reparto
deve essere strutturata in modo tale che
non sia possibile passare da un locale a
minor grado di pulizia ad uno con requisiti
di pulizia maggiori e che le porte
delle bussole di comunicazione non
vengano aperte contemporaneamente.
• Predisposizione di idonee aree ancillari
al reparto, sia tecniche che di servizio,
esterne ai reparti stessi, quali spogliatoi
generali d’accesso, servizi igienici,
zone di ispezione, vie di fuga.
Alcuni modelli di filtri sono previsti
per essere alimentati individualmente
per mezzo di un condotto flessibile
da un canale collettore, essendo dotati
di apposito canotto di attacco sul plenum
superiore.
Il flusso unidirezionale che si ottiene
con tali tecnologie è costituito da una serie
fittissima di filetti d’aria paralleli che sono
in grado di effettuare un lavaggio uniforme
e capillare in tutto l’ambiente.
La velocità dell’aria è mantenuta intorno
a 0,45 m/s.
Il flusso d’aria verticale che effettua
il lavaggio dell’intero ambiente offre
condizioni di purezza su tutto il piano
di lavoro dell’ambiente.
D’altra parte, nel caso di superfici estese,
il suo costo iniziale e di esercizio risulta
notevole.
Il flusso d’aria orizzontale mantiene
le volute condizioni su un piano verticale
corrispondente al punto di lavoro.
Tutto ciò che si trova a valle di tale piano
risentirà dell’inquinamento prodotto
dall’operatore, dai materiali lavorati ecc.
Si può tenere conto di ciò posizionando in
ordine opportuno lavorazioni che richiedono
condizioni di purezza progressivamente
minori. Il costo di questa soluzione,
sia iniziale sia di esercizio, è solitamente
inferiore al precedente.
Negli ambienti a flusso unidirezionale,
verticale od orizzontale, si può raggiungere
la classe di purezza 1(=M 1,5).
• Realizzazione degli ambienti tale
da garantire la pulibilità dei medesimi,
ovvero utilizzo di angoli arrotondati,
superfici lisce, lavabili, resistenti
agli agenti chimici e fisici e pavimenti
antisdrucciolo.
• Obbligo di predisporre piani di pulizia
programmati sia per gli ambienti
che per le apparecchiature.
• Obbligo di predisporre piani
di manutenzione programmata per tutti
gli impianti.
Dal punto di vista del controllo
della contaminazione, nelle linee guida
si trovano tutti i requisiti realizzativi
e di controllo previsti dal G.M.P. europeo
per gli ambienti adibiti alla preparazione
dei farmaci.
Un paragrafo è dedicato agli impianti
di ventilazione e condizionamento.
Le indicazioni fornite prendono come base
di partenza quelle minime riportate nel
DPR 14 Gennaio 1997 con importanti
ampliamenti mutuati dall’industria
farmaceutica.
filtrazione
264
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Requisiti minimi degli impianti
L’impianto HVAC ha la funzione di garantire
adeguate condizioni igienico-ambientali
nel reparto operatorio e precisamente:
• Mantenere una “idonea” aerazione
degli ambienti in grado di contenere le
concentrazioni ambientali di gas anestetici
e/o di altri inquinanti gassosi,
anche nel caso di emissioni anomale.
• Mantenere condizioni termoigrometriche
corrette per l’utente ed il personale.
• Mantenere una concentrazione
di particolato totale aeroportato al di sotto
di limiti prefissabili per gli ambienti
mediante adeguata filtrazione dell’aria
immessa, il mantenimento di stabili
e misurabili sovrappressioni,
stabilite in modo tale che l’aria transiti
dagli ambienti più puliti a quelli meno
puliti. La differenza minima di pressione
tra due locali comunicanti deve essere
per lo meno di 5 Pa.
Le caratteristiche funzionali minime che
l’impianto deve garantire nei vari ambienti
sono riportate nella tab.12.
La geometria degli impianti di ventilazione
e filtrazione deve essere tale da garantire
nel tempo le prestazioni per mezzo
di interventi programmati di gestione
e manutenzione.
In particolare si richiedono:
• Impianti facilmente ispezionabili,
prevedendo idonee sezioni di misura
dei parametri critici tali da permettere
l’utilizzo di attrezzature ausiliarie
per il controllo delle prestazioni,
della strumentazione fissa
o per certificazione.
• Canalizzazioni realizzate in materiali
anticorrosione, dotate di coibentazioni
esterne, e aventi perdite d’aria inferiori
al 5% quando provati ad 1,5 volte
la pressione nominale d’esercizio.
• Dispositivi di allarme acustici/ottici
che avvertano immediatamente
se i parametrici critici sono al di sotto
dei limiti di sicurezza.
(Esempio: manometri con allarmi,
pressostati per le pressioni ambiente,
dispositivi di misura delle portate immesse
con allarme per portata minima etc.)
• Filtri ad altissima efficienza quale ultimo
elemento della distribuzione dell’aria
e montati direttamente nei soffitti
o controsoffitti dei locali ventilati.
Per filtri ad altissima efficienza (HEPA)
si intendono filtri aventi efficienza media
superiore al 99,97% riferita al metodo
DOP Test o paragonabili con altri sistemi:
DIN 24183, BS 5296, EUROVENT 4/4 o,
secondo gli ultimi aggiornamenti
normativi, UNI EN 1822.
• Una procedura programmata di gestione
e manutenzione per verificare
la funzionalità e le prestazioni
degli impianti e garantirne la funzionalità
nel tempo.
• Poter isolare ogni singola sala operatoria
per l’esecuzione di cicli di sanificazione
ambientale.
• Allo scopo di contenere il consumo
energetico, è necessario ridurre la quantità
d’aria in circolo, in condizioni non
operative, fermo restando il mantenimento
delle pressioni ambiente, garanzia contro
le infiltrazioni di aria non filtrata.
• La geometria delle immissioni e
delle espulsioni dell’aria dagli ambienti
deve essere ottimizzata al fine
di minimizzare effetti dannosi quali
cortocircuiti tra immissione ed aspirazione,
la formazione di sacche non ventilate,
i sottoraffreddamenti locali causati
da una troppo elevata velocità residua
dell’aria immessa.
I sistemi di immissione dell’aria debbono
essere scelti in funzione degli utilizzi
delle varie sale del reparto. Per le sale di
pre/post intervento, lavaggio, preparazione
chirurghi e sub-sterilizzazione, sistemi
idonei possono essere rappresentati
da terminali filtranti con filtri ad altissima
efficienza (HEPA) muniti di diffusori
ad effetto coanda o ad alta induzione,
così da ottenere una distribuzione dell’aria
turbolenta. Per le sale operatorie dedicate
a chirurgia generale o similare, sistemi
di diffusione possono essere rappresentati
da sistemi a flusso unidirezionale verticale/
orizzontale parzialmente sul campo operatorio (sistema a flusso misto).
Per le sale operatorie dedicate ad ortopedia, trapianti, cardiochirurgia, artoprotesi,
neurochirurgia, chirurgia vascolare etc.
sistemi idonei di distribuzione possono
essere rappresentati da sistemi a flusso
unidirezionale verticale/orizzontale,
totalmente su tutta la sala operatoria
(sistema a flusso unidirezionale).
In questo caso è utile tenere presente che:
• La quantità d’aria necessaria è superiore
ai 15 rinnovi/h
• Le velocità residue dell’aria sugli
operatori/paziente sono più elevate
rispetto ad una diffusione ad induzione,
quindi necessitano di un grado
di sottoraffreddamento dell’aria immessa
molto basso (2 - 3 °K).
• Elevate quantità di aria in gioco potrebbero
richiedere l’utilizzo di dispositivi locali
di ventilazione a ricircolo, sala per sala,
per il contenimento del consumo
energetico.
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Parametri di controllo consigliati
per la gestione dell’impianto
La valutazione periodica delle prestazioni
dell’impianto garantisce il controllo
della sua funzionalità anche ai fini
del mantenimento dei requisiti minimi
previsti per i parametri ambientali.
I parametri critici da prendere in esame
e da verificare su base routinaria secondo
un programma di gestione sono:
• Pressione positiva degli ambienti,
misurata e registrata con idoneo
manometro, posto in luogo facilmente
visibile, almeno una volta al giorno.
• Portata d’aria immessa misurata
e registrata almeno una volta ogni 6 mesi.
Tale valore può essere misurato
direttamente sui filtri terminali o nei canali
secondo quanto riportato nelle norme
UNI, IES RPCC-006, ISO 14644/3,
BS 5276.
Nel caso che l’impianto sia a tutta aria
esterna (tipico della distribuzione
turbolenta) il numero dei rinnovi ambiente
è valutabile con la formula:
N = Portata aria immessa/Volume ambiente
Nel caso di distribuzioni a flusso
unidirezionale, parte dell’aria può essere
localmente ricircolata, quindi il rapporto
Portata immessa/Volume ambiente non
fornisce più il numero dei rinnovi bensì
quello dei ricircoli.
La valutazione dei rinnovi andrà fatta
misurando la portata d’aria esterna
nei canali di adduzione.
E’ ovvio che anche in questo caso
i rinnovi devono risultare superiori
al requisito minimo.
• Perdita di carico dei sistemi filtranti,
misurata e registrata almeno una volta
al mese.
• Carica microbica totale, dei microrganismi
opportunistici e dei patogeni nell’aria
dopo ogni sterilizzazione,
misurata sia mediamente negli ambienti
sia direttamente sulle bocchette
di immissione.
• Verifica dell’efficienza dei sistemi filtranti
terminali da eseguirsi per lo meno
in fase di accettazione dell’impianto
(DOP Leak Test, IES-RP-CC-006,
ISO 14644-3, EUROVENT 4/8 o similari),
e ad ogni sostituzione dei filtri.
Per le camere operatorie è inoltre
opportuno verificare le seguenti
caratteristiche aggiuntive:
• Verifica delle condizioni
termoigrometriche da farsi
su base giornaliera.
• Classe di contaminazione ambientale
riferita al particolato totale aeroportato
da eseguirsi almeno ogni 6 mesi ed
al momento dell’accettazione dell’impianto.
Per sistemi a flusso misto o unidirezionali
il valore della classe in condizioni di riposo deve essere per lo meno pari a M 3,5
Federal Standard 209 E o ISO 5.
Ciò significa che la massima quantità
di particelle contenute in un metro cubo
di aria aventi diametro maggiore o uguale
a 0,5 micrometri è di 3520.
E’ bene notare che per ottenere questi
valori è necessario che le ricircolazioni
ambiente di aria filtrata con filtri HEPA
siano superiori a 30 Volumi/h.
Per sale a flusso turbolento, la classe
in condizione di riposo deve essere per lo
meno pari a M 5,5 Federal Standard 209 E
o ISO 7.
In questo caso, il numero massimo
di particelle contenute in un metro cubo
di aria aventi diametro maggiore o uguale
a 0,5 micrometri è di 352.000.
Le concentrazioni di particolato aeroportato, sia microbico sia inerte, presente in
una camera a contaminazione controllata,
oltre che dai valori di portata aria, efficienza
di filtrazione, sovrappressioni, architettura
del reparto, dipendono dalle geometrie
di immissione e estrazione dell’aria, quindi
dal percorso che questa compie all’interno
degli ambienti.
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Tab. 12 Caratteristiche funzionali minime che l’impianto
deve garantire ambiente per ambiente
I
In sala operatoria
Efficienza minima di filtrazione:
Carica microbica totale nell’aria immessa:
Sovrappressione rispetto all’esterno del reparto:
n° ricambi aria esterna:
Temperatura estate / inverno compresa tra:
Umidità relativa estate / inverno:
II
III
IV
> 99,97% DOP Test
< 1 CFU**/m³
positiva
15 Volumi/h
20-24 °C
40-60 %
Pre/post, lavaggio-preparazione chirurgi
n° ricambi aria esterna:
Temperatura/umidità:
Sovrappressione rispetto all’esterno del reparto:
Sovrappressione rispetto alla sala operatoria:
6 Volumi/h
benessere
positiva
negativa
Lavaggio strumentazioni chirurgiche, substerilizzazione
n° ricambi aria esterna:
Temperatura/umidità:
Sovrappressione rispetto all’esterno del reparto:
Sovrappressione rispetto alla sala operatoria:
15 Volumi/h
benessere
positiva
negativa
Nei rimanenti locali del reparto chirurgico
n° ricambi aria esterna:
Temperatura/umidità:
Sovrappressione rispetto all’esterno del reparto:
Sovrappressione rispetto alla sala operatoria:
2 Volumi/h
benessere
positiva
negativa
Tab. 13 Suddivisione del reparto operatorio
Camere operatorie a totale flusso laminare
Camere a flusso misto
Camere a flusso turbolento
Spogliatoio equipe chirurgica
Preparazione/risveglio paziente
Lavaggio strumentazione
Sub sterilizzazione
Corridoi di reparto
Deposito materiali sterili
Sala riposo
Bussola di accesso al reparto
Spogliatoio generale di accesso
Servizi igienici
ECC GMP Annex 1
Da un punto di vista generale le prescrizioni
della guida sono contenute nelle più
generali prescrizioni del GMP europeo
dedicato alla preparazione di farmaci.
Per una più accurata definizione
classe A
zone critiche (campo operatorio) in classe A,
zone circostanti in classe B
classe B
primo stadio in classe C,
secondo stadio in classe B
classe C/B
classe D
generalmente classe C
classe D
classe B
esterna al reparto
non classificata
non classificato
dedicati ma esterni al reparto
dei parametri ambientali si può, senza
dubbio, fare riferimento a quest’ultimo
sicuri di fare cosa conforme allo spirito
con cui la guida è stata elaborata, fermo
restando l’osservanza dei requisiti minimi
imposti dal decreto legge qualora
in contrasto con le prescrizioni GMP.
Possiamo quindi dividere il reparto
operatorio in zone, definite A,B,C,D.
Si avrà una situazione riportata in tab. 13.
I requisiti per le varie zone sopra identificate
e i valori di contaminazione batteriologica
sono riportati in tab. 14 e sono riferiti
a campionamenti in ambiente.
Tab. 13 Requisiti delle varie zone
Grado
A
B
C
D
a riposo
Pt* / m³ > 0,5 µm
3.500
3.500
35.0000
350.0000
a riposo
Pt */ m³ > 5 µm
0
0
2.000
20.000
in attività
Pt */ m³ > 0,5 µm
3.500
35.0000
350.0000
N.C.
in attività
Pt* / m³ > 5 µm
0
2.000
20.000
N.C.
in attività
CFU** / m³
<1
10
100
200
* Pt = Particelle
** CFU = Unità Formanti Colonia, ovvero tutte quelle particelle presenti nell’aria
che depositate su idoneo strato di coltura batterica possono sviluppare colonie.
filtrazione
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Filtri e depolveratori
industriali
Il settore della depolverazione industriale,
e del controllo delle emissioni di tipo
gassoso, è notevolmente esteso e si
ramifica in numerose branche specializzate.
Qui ci si riferisce alle principali apparecchiature per il controllo dell’emissione di polveri
da impianti di processo o da cicli
di lavorazione.
In realtà l’esigenza di controllo di emissioni
industriali spesso ne comprende altre,
tra cui:
• rispondere a leggi e normative in vigore
contro l’inquinamento atmosferico;
• mantenere sotto controllo la qualità
del prodotto, impedendo inquinamenti
di quest’ultimo da parte di agenti
o sostanze emesse dalla lavorazione;
• mantenere il costo iniziale e di gestione
del sistema di depolverazione entro i limiti
tali da non comportare aumenti del costo
unitario del prodotto;
• prevenire danni o condizioni di disturbo
a persone o cose nel sito dell’impianto
o in zone ad esso esterne;
• prevenire la diffusione di inquinanti
negli ambienti di lavoro;
• consentire il recupero di energia,
materiali, calore, dagli aeriformi trattati;
• consentire il ricircolo di aria filtrata
negli ambienti di lavoro;
• ridurre i rischi di incendio, esplosione, ecc.
In relazione alle esigenze individuate
come primarie, si procede verso l’esame
delle caratteristiche del processo
o impianto e degli interventi possibili.
Non di rado possono ottenersi sostanziali
economie sui sistemi di filtrazione
o depolverazione intervenendo all’origine,
cioè sul processo fonte degli stessi
inquinanti.
Per un esame preliminare del problema
è necessario disporre di due serie di dati:
• caratteristiche dell’impianto che emette
gli inquinanti
• natura degli inquinanti
e loro caratteristiche.
Tab. 14 Prestazioni tipiche di sistemi di depolverazione
Tipo
Cartucce
Cicloni
Scrubber
(lavatori ad umido)
Separatori a maniche
Precipitatori
elettrostatici
Effic. di separazione
ponderale
%
100
85
90
Minimo
diametro polveri
µm
0,5
10
5
Carico di
polveri ammesso
mg/m³
5.000
2.000
2.000
99
95
1
2
500
200
Nella prima, rientrano le informazioni
relative alla climatologia del sito, presenza
di venti dominanti, pressione, temperatura,
umidità relativa, ecc. Quindi, informazioni
sull’impiego dell’energia e sui materiali
o sostanze impiegate nel processo
da cui originano gli inquinanti.
Infine, l’esame delle normative di tutela
personale e ambientale in vigore.
Per gli inquinanti di origine gassosa,
si richiede la conoscenza della natura
e concentrazione. Per le polveri, inoltre
è importante conoscere la distribuzione
delle dimensioni, la loro concentrazione
con i valori medi ed estremi; quindi, le loro
possibili caratteristiche in termini
di capacità di erosione, abrasione,
adesione, ecc., insieme con le proprietà
elettriche (resistività), non ché l’eventuale
solubilità.
Importante è conoscere il valore
di concentrazione per unità di volume,
ai fini di stime per il recupero.
Tossicità, infiammabilità, predisposizione
ad esplosione sono ulteriori fattori
da accertare.
Nella scelta del sistema di depolverazione
è molto importante la precisa conoscenza
della distribuzione delle dimensioni
delle polveri. Infatti, l’efficienza di tali
sistemi è fortemente influenzata
dal diametro delle particelle.
Se dati precisi non sono disponibili, è
necessario effettuare dei prelievi
con metodi e accorgimenti tali da produrre
risultati significativi.
La concentrazione, in peso, delle polveri
emesse da impianti industriali spazia
tra limiti di notevole ampiezza.
Si va da 20 mg/m3 fino a 40.000 mg/m3
ed oltre.
I sistemi di depolverazione disponibili
si configurano in pochi tipi fondamentali,
a seconda del principio o dei meccanismi
di intercettazione di base:
• separatori centrifughi
(cicloni, inerziali, a gravità)
• filtri a maniche / tasche
• precipitatori elettrostatici
• separatori a umido (torri a umido,
scrubber, cicloni a umido)
• filtri a cartucce
Soprattutto l’esperienza pratica
ha consentito di individuare, per i diversi
settori industriali, i tipi di depolveratori
più rispondenti.
Le prestazioni relative dei differenti sistemi
di depolverazione sono riportate
nella tab. 14.
La tab. 15 riassume le situazioni più
comuni nella realtà industriale.
filtrazione
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Filtri e depolveratori
industriali
Legenda:
O Impiego ottimo (consigliato)
B Impiego buono
D Impiego discreto
S Impiego scarso
Tab. 15 Impieghi più comuni di sistemi di depolverazione industriale
Separatore
centrifugo
o inerziale
Precipitatori
elettrostatici
Separatori
a umido
scrubber
cabine a velo
Filtri
a maniche /
a tasche
Filtri
a cartucce
200 ÷ 1000
50 ÷ 500
S
S
D
S
O
20 ÷ 50
2 ÷ 50
2 ÷ 20
200 ÷ 1000
300 ÷ 1000
100 ÷ 200
S
S
S
B
O
Chimica
• Miscelazione
• Macinazione
• Confezionamento
10 ÷ 100
5 ÷ 20
20 ÷ 100
100 ÷ 500
300 ÷ 1000
200 ÷ 1000
S
S
S
B
O
Lavorazione plastica
• Miscelazione
• Lavorazione a caldo
• Lavorazione a freddo
2 ÷ 20
0,5 ÷ 20
10 ÷ 100
100 ÷ 500
50 ÷ 200
200 ÷ 1000
D
S
S
B
B
Agricolo
• Lavorazione cereali
• Essicazione
• Confezionamento
10 ÷ 500
10 ÷ 100
50 ÷ 500
500 ÷ 2000
100 ÷ 500
500 ÷ 2000
B
S
S
B
D
Metallurgia
• Forni elettrici
• Alto forni
• Trasporto minerali
10 ÷ 50
20 ÷ 200
50 ÷ 500
500 ÷ 5000
300 ÷ 2000
500 ÷ 5000
B
B
D
D
O
Lavorazione meccaniche
• Laser / Plasma
• Saldatura
• Verniciatura
0,5 ÷ 10
0,5 ÷ 5
2 ÷ 30
10 ÷ 50
50 ÷ 20
100 ÷ 500
S
D
D
S
O
Lavorazione legno
• Taglio
• Finitura
• Verniciatura
50 ÷ 1000
20 ÷ 500
2 ÷ 30
200 ÷ 2000
50 ÷ 1000
100 ÷ 500
B
S
B
D/B
S
Ceramica
• Atomizzazione
• Confezionamento
• Verniciatura
2 ÷ 20
5 ÷ 100
2 ÷ 30
200 ÷ 2000
50 ÷ 1000
100 ÷ 500
S
S
D
S
O
Ø
Particelle
Concentrazione
polveri
µm
mg/m³
Farmaceutica
• Granulazione
• Rivestimento
10 ÷ 50
5 ÷ 10
Farmaceutica / Alimentare
• Confezionamento
• Macinazione
• Pesatura
Settore
e lavorazioni
filtrazione
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