Filtri Assoluti: tutto quello che devi sapere
I filtri assoluti sono una componente essenziale degli impianti aeraulici che servono ambienti dove è richiesta un’elevata purezza dell’aria.
La filtrazione assoluta dell’aria immessa dall’esterno, infatti, rappresenta il massimo grado di filtrazione raggiungibile oggi.
La filtrazione di tipo assoluto è di fondamentale importanza in alcuni contesti lavorativi ad alto rischio, dove la massima priorità è la salute e la sicurezza di lavoratori e frequentatori.
Basti pensare alle sale operatorie degli ospedali, piuttosto che alle aziende farmaceutiche o le cosiddette camere bianche. Tutti ambienti indoor che necessitano un’efficace filtrazione per garantire la massima qualità dell’aria indoor possibile.
Un filtro assoluto, che può essere HEPA e ULPA, è in grado di trattenere elevate percentuali di sostanze inquinanti, ma anche di virus, allergeni e batteri.
Questo – come vedremo nell’articolo – ne rende indispensabile l’uso in molti settori, da quello chimico e farmaceutico, a quello alimentare ed elettronico.
Continua a leggere per conoscere tipologie, funzioni e applicazione della filtrazione assoluta.
Tipologie di filtri assoluti
I filtri aria vengono suddivisi normalmente in filtri primari (detti anche filtri sgrossatori o pre-filtri), filtri intermedi o di classe Media (che appartengono alle famiglie ISO ePM10 ed ePM2,5) e filtri intermedi o finali di classe “Fine” (che appartengono alle famiglie ISO ePM2,5 ed ISO ePM1).
Vi sono poi i filtri semi-assoluti di classe EPA, ovvero filtri ad alta efficienza, identificati nelle classi E10, E11 ed E12, e i filtri assoluti.
Questa categoria si suddivide a sua volta in:
- Filtri HEPA;
- Filtri ULPA.
Il termine filtro HEPA è l’acronimo di High Efficiency Particulate Air Filter, il cui significato in Italiano corrisponde a filtro ad altissima efficienza o assoluto per gas e fluidi (quindi anche aria).
Questo tipo di filtro, identificato nelle classi H13 e H14, è composto da foglietti filtranti di microfibra in borosilicato o fibra di vetro idrorepellente, separati da setti in alluminio, che hanno il compito di bloccare le particelle di particolato.
ULPA è invece l’acronimo di Ultra Low Penetration Air. Questo filtro, identificato nelle classi U15, U16 e U17, è simile alla tipologia HEPA, ma con un potere filtrante ancora maggiore.
Se i filtri assoluti HEPA hanno un’efficienza di filtrazione tra l’85% (H10) e il 99,995% (H14), i filtri ULPA hanno invece un’efficienza filtrante compresa tra il 99,9995% (U15) e il 99,999995% (U17), quasi il 100%, dunque.
Classificazione dei filtri assoluti: la normativa EN 1822
La classificazione dei filtri di tipo assoluto è definita con la norma EN 1822 che, oltre a definire le caratteristiche principali dei filtri EPA, HEPA e ULPA, sottende anche alle prove per determinarne l’efficienza di filtrazione nei confronti di particelle di dimensioni critiche (0,3 mm).
In base ai metodi di prova esplicitati in tale norma sono stati classificati 8 diversi gradi di efficienza filtrante. La tabella mostra le varie classificazioni dei filtri epa, hepa e ulpa.
EN 1822 | |||||
Valore Integrale | Valore Locale | ||||
Filtri / Classe | Efficienza globale MPPS E (%) | Penetrazione MPPS P (%) | Efficienza MPPS E (%) | Penetrazione MPPS P (%) | |
Epa | E 10 | 85 | ≤ 15 | – | – |
E 11 | 95 | ≤ 5 | – | – | |
E12 | 99,5 | ≤ 0,5 | – | – | |
Hepa | H 13 | 99,95 | ≤ 0,05 | 99,75 | ≤ 0,25 |
H 14 | 99,995 | ≤ 0,005 | 99,975 | ≤ 0,025 | |
Ulpa | U 15 | 99,9995 | ≤ 0,0005 | 99,9975 | ≤ 0,0025 |
U 16 | 99,99995 | ≤ 0,00005 | 99,99975 | ≤ 0,00025 | |
U 17 | 99,999995 | ≤ 0,000005 | 99,9999 | ≤ 0,0001 |
Filtro assoluto per aria: qual è la sua funzione?
La funzione dei filtri aria di tipo assoluto è quella di filtrare l’aria immessa dall’esterno e l’aria di ricircolo, in modo da rendere più pura l’aria interna di un ambiente, come quelli di lavoro.
La qualità dell’aria indoor è un fattore chiave non solo per il benessere ambientale, perché risponde anche ad una specifica esigenza normativa di tutela della salute e della sicurezza dei lavoratori.
La filtrazione ad alta efficienza va quindi installata in tutti quegli impianti di ventilazione e condizionamento dell’aria che servono ambienti che richiedono un elevato grado di purezza dell’aria.
In sostanza, lo scopo dei filtri di tipo assoluto è quello di catturare e trattenere particelle di polvere e inquinanti aerodispersi, ma anche allergeni naturali, come spore, polline, virus e batteri, che altrimenti sarebbero liberi di fluttuare nell’aria con gravi conseguenze per la salute.
Vediamo ora quali sono i contesti in cui trovano maggiormente applicazione i filtri assoluti.
Filtri assoluti HEPA: principali contesti di utilizzo
I filtri di tipo assoluto sono impiegati nel campo della ventilazione e del condizionamento dell’aria, ma anche in quei processi tecnologici che riguardano una grande varietà di ambiti industriali e produttivi.
Più in generale questo tipo di filtro si utilizza nei terminali filtranti presenti in quegli ambienti a contaminazione controllata e locali sterili.
Un altro campo di applicazione diffuso riguarda quegli ambiti industriali dove, in virtù delle lavorazioni effettuate, c’è il rischio di immissione nell’aria di sostanze potenzialmente tossiche.
Alcuni dei tanti settori che richiedono rigidi requisiti di qualità dell’aria e che, dunque, si affidano a filtri ad alta efficienza sono:
- Alimentare;
- Chimico;
- Cosmetico;
- Elettronico;
- Farmaceutico;
- Meccanico;
- Siderurgico;
- Tessile.
In tutti questi ambiti, è estremamente vitale che l’aria filtrata – sia che venga espulsa all’esterno, sia che venga reintrodotta, come accade nelle camere bianche – sia totalmente priva di ogni residuo di sostanze inquinanti e di virus e batteri potenzialmente letali per i lavoratori o il prodotto finito.
In questo modo, sarà possibile evitare tanto l’inquinamento dell’ambiente esterno, che la contaminazione tossica e microbiologica dell’aria interna respirata dai lavoratori e potenzialmente inquinante.
Infatti, in un’industria alimentare la filtrazione assoluta contribuisce ad evitare la contaminazione microbiologica del prodotto alimentare lavorato.
In un laboratorio elettronico dove si producono componenti di precisione come i microchip, invece, la filtrazione assoluta ha lo scopo di limitare l’introduzione di particolato in ambiente e quindi il loro depositarsi sulle superfici.
Nei prossimi paragrafi ci concentreremo su due ambiti specifici in cui trovano applicazione questi filtri: sale operatorie e camere bianche.
Filtri assoluti per camere bianche
Le camere bianche, dall’inglese “clean room”, sono ambienti di lavoro a contaminazione controllata, in cui la presenza di particolato viene limitata da un sistema di filtrazione dell’aria altamente efficiente.
Tutta l’aria di mandata immessa in questi ambienti deve essere filtrata e decontaminata in base alla classificazione di pulizia richiesta, stabilita dalla norma ISO 14644-1 che definisce anche i livelli massimi di contenuto particellare previsto per ogni classe di pulizia (ISO 1-9).
Una camera bianca nasce dall’esigenza di alcuni settori industriali (soprattutto farmaceutico, chimico e alimentare) di avere ambienti puliti e sterili, con un’aria pura e priva di microparticelle in sospensione, al fine di evitare ogni possibile contaminazione dei processi produttivi.
Al di là della destinazione d’uso della camera bianca, si tratta di un’area di lavoro dove l’aria che si respira è dalle 10mila alle 50mila volte più pura e pulita dell’aria esterna.
Come viene garantito tutto ciò? Con l’utilizzo di sistemi di ventilazione dotate di filtri HEPA o di filtri ULPA in grado di intrappolare particelle di 0,3 micron o di dimensioni maggiori.
Nelle camere bianche il flusso d’aria può essere:
- Turbolento;
- Unidirezionale “laminare”.
Nel primo caso l’aria viene immessa con un flusso vorticoso che implica un mescolamento con l’aria interna, e una conseguente diluizione delle particelle in sospensione. Questo flusso viene impiegato nelle camere bianche di classe ISO 6-9.
A seconda della classe, varia la quantità di filtri: una camera bianca di classe ISO 9 utilizzerà ad esempio meno filtri rispetto a quella di classe ISO 6.
Nel gruppo ISO 8-9 i filtri di tipo assoluto si posizionano nelle Unità di Ventilazione Centralizzate (remota) o sul controsoffitto (terminale), con le griglie di ripresa posizionate nella parte bassa delle pareti o a soffitto. Nel gruppo ISO 6-7, invece, i filtri saranno installati in posizione terminale.
Nel secondo caso, ovvero flusso laminare, l’aria viene spinta nell’ambiente in modo uniforme seguendo la direzione dall’alto verso il basso, con lo scopo di effettuare un “lavaggio” dell’ambiente con il flusso dell’aria: il particolato è spinto dalla mandata in alto alla ripresa in basso.
I moduli filtranti possono dunque essere installati sul reticolo del controsoffitto (flusso unidirezionale verticale) oppure posizionati verticalmente su una parete (flusso unidirezionale orizzontale) con le griglie di ripresa poste sulla parete opposta.
Quest’ultima tipologia di flusso è molto utilizzata anche nelle sale operatorie, di cui parleremo approfonditamente nel prossimo paragrafo.
Filtri assoluti per sale operatorie ed ospedali
In ambito ospedaliero, i parametri che definiscono la qualità dell’aria indoor variano da reparto a reparto e, talvolta, anche da stanza a stanza.
Un’attenzione particolare, soprattutto a livello di filtrazione, meritano le sale operatorie, ambienti che per destinazione d’uso devono necessariamente essere puliti e assolutamente asettici e sterili.
Le statistiche sulle infezioni nosocomiali dimostrano che spesso proprio i blocchi operatori sono una fonte di infezione, soprattutto a causa della non adeguatezza degli impianti di ventilazione e condizionamento a contaminazione controllata (VCCC).
Questo impianto gioca un ruolo fondamentale nel mantenere l’ambiente interno sterile. E, a tale scopo, è indispensabile l’utilizzo di una filtrazione assoluta con flusso unidirezionale laminare orizzontale, in modo da assicurare l’eliminazione di batteri e contaminanti dal tavolo operatorio (effetto lavaggio anche sulla ferita chirurgica).
Le Linee Guida Ispesl per le sale operatorie prevedono 3 stadi di filtrazione:
- Filtrazione primaria (efficienza G3/G4) dell’aria esterna;
- Filtrazione secondaria (efficienza F8/F9) dell’aria in circolo;
- Filtrazione finale (efficienza H13/H14) di tutta l’aria in circolo.
I filtri di tipo assoluto maggiormente impiegati in una sala operatoria, dunque, devono essere filtri HEPA con efficienza H13/H14 tali da garantire una filtrazione dell’aria del 99,97% (Norma UNI EN ISO 7730:2006).
Le unità filtranti devono essere poste sempre a livello terminale del canale aeraulico, nei soffitti o nei controsoffitti, in prossimità dei diffusori di immissione dell’aria di rinnovo. L’aria viene ripresa dall’ambiente mediante griglie da posizionare a parete.
Manutenzione dei filtri aria assoluti: perché è importante non trascurarla
Parlando di filtrazione ad alta efficienza per ambienti che richiedono un certo grado di sterilità, è naturale toccare un argomento come l’importanza della manutenzione dei filtri.
La premessa da fare è che un filtro assoluto non può essere mai rigenerato. Cosa significa questo? Che quando si inizia a verificare una perdita del carico è necessario procedere alla sostituzione.
Inoltre va verificata l’integrità dei filtri HEPA e ULPA periodicamente, perché basta anche un piccolo foro nell’apparato filtrante per ridurre la sua efficienza di filtrazione e, dunque, la qualità complessiva dell’aria indoor.
Le sale operatorie e le camere bianche richiedono, ovviamente, un controllo molto accurato della integrità e della durata di esercizio dei filtri, per evitare la presenza di un’alta concentrazione di microrganismi patogeni e contaminanti nell’aria.
La sostituzione filtri assoluti nelle sale operatorie e nelle clean room dovrà avvenire:
- Al raggiungimento delle perdite di carico limite indicate nella scheda tecnica del filtro;
- Alla scadenza indicata dal produttore nella scheda tecnica anche con perdite di carico nei limiti consentiti.
- In caso di danneggiamento.
Per manutenzione, invece, dobbiamo riferisci alla verifica regolare della corretta installazione e della tenuta dei filtri, in seguito alla loro sostituzione, ma anche alla pulizia di ogni componente di un impianto VCCC (indagini come Emery Test o Leak Test possono aiutarci molto in questo caso).
L’obiettivo della filtrazione assoluta è migliorare il comfort e il benessere all’interno di luoghi chiusi, come gli ambienti sterili e i luoghi di lavoro.
Ma un’adeguata filtrazione non basta.
La riduzione del rischio di contaminazione ambientale mediante i canali aria richiede una regolare ed accurata opera di bonifica, svolta nel massimo rispetto della normativa vigente e della salute dei lavoratori.