qualità dell`aria

QUALITÀ DELL’ARIA
problematiche
soluzioni tecnologiche sostenibili
Relatore:
Aldo Volo
Resp. R & D. Periso
SA
Isone - CH
Sede SSIC Gordola, 26 gennaio 2011
Qualità dell‟aria
La QUALITÀ DELLA VITA
è
strettamente dipendente
dalla
QUALITÀ DELL‟ARIA
che respiriamo.
«Ci preoccupiamo dei 3 kg di cibo e bevande che
ingeriamo ogni giorno, ma paradossalmente,
trascuriamo i 15 kg che costituiscono
i 10.000 litri d’aria che respiriamo
nello stesso periodo di tempo.»
Dr. Herve ROBERT
1
Qualità dell‟aria
Requisiti
Composizione dell‟aria nell‟ambiente esterno
in assenza di sorgenti inquinanti:
COMPOSIZIONE DELL‘ARIA
N2
O2
C02
Ar
%
%
%
%
78.08
20.95
0.03
0.93
Ne
He
Kr
Xe
CH4
ppm ppm ppm ppm ppm
19
5.24
1.14
0.09
1.5
Qualità dell‟aria
in natura

Fonti di energia naturale come
fulmini, cascate, onde marine,
raggi solari
producono ioni positivi (cationi)
e negativi (anioni)
che hanno effetto rivitalizzante
sull'aria e verso chi la respira.

La qualità della vita
animale e vegetale
è strettamente dipendente dalla
corretto equilibrio ionico, e dalla
qualità dell’aria
2
Qualità dell‟aria
in natura
Valori misurati
Presenza di ioni negativi nell‟aria per cm3
nei vari ambienti:
a seguito di un temporale:
in montagna:
in campagna:
in piccoli centri abitati
in grandi centri abitati:
all‟interno dell‟abitacolo di una auto:
circa 2000
circa 1500
circa 750
circa 250
circa 50
circa 10
Qualità dell‟aria
in natura
Effetti sulle persone:
 Un ambiente caratterizzato dal corretto
bilanciamento ionico, può produrre un
sensibile benessere fisiologico e
ambientale.

Malesseri come emicrania, mal di testa,
bronchiti, asma, raffreddori da fieno e
malesseri generali possono essere
soppressi secondo il grado di
ionizzazione.

Il motivo della scarsa quantità di
ionizzazione in ambienti di lavoro e negli
uffici è, paradossalmente, anche dovuto
alla ventilazione e climatizzazione.
3
La bonifica degli impianti aeraulici
e
La qualità dell‟aria
OBIETTIVI:
igiene aeraulica
•
Garantire il raggiungimento, in ambiente indoor, di una
determinata quantità dell„aria sotto il profilo:
termico,
igrometrico,
di purezza,
di quantità e
di movimento della stessa.
4
FUNZIONI
impianti aeraulici
controllo della temperatura ambientale;
- controllo dell‟umidità relativa;
- apporto di una sufficiente quantità di aria rinnovata;
- diluizione degli inquinanti interni;
- filtrazione dell‟aria
MANUTENZIONE
impianti aeraulici
Compromettere l„idonea manutenzione,
significherebbe compromettere la condizione igienica e
causare un impatto fortemente negativo
sulla qualità dell„aria indoor!
5
DATI STATISTICI
qualità dell‟aria indoor
Concentrazioni inquinanti
(da 1 a 5 volte superiore)
60
50
40
%
- Batteri (Staphylococcus Aureus, Legionella
Pneumophila).
- Virus (Rhinovirus, Virus influenzali A e B, Virus
parainfluenzali, Coronavirus, Adenovirus).
- Miceti (Aspergillus, Cladosporium, Penicillium,
Paecylomyces, Cephalosporium, Fusarium,
Streptomyces,
Tricoderma).
Ambiente
outdoor
30
Ambiente
indoor
20
Esposizione a contaminanti
(da 10 a 50 volte superiore)
10
0
(Environmental Protection
Agency - USA)
Concentrazioni
elementi inquinanti
Esposizione a
contaminanti
Problematiche ambientali
Sindrome da edificio malato “SBS” possibili cause:
Ambiente
Casa
Fonte
Inquinanti
Fumo di tabacco
Particelle respirabili (PM10) Monossido di carbonio (CO)
Composti organici volatili (COV)
Fornelli a gas
Ossido nitroso (NO2)
Monossido di carbonio (CO)
Forni a legna e camini
Particelle respirabili (PM10) Monossido di carbonio (CO)
Idrocarburi policiclici aromatici
Materiali da costruzione
Radon (gas radioattivo)
Formaldeide
Suolo sottostante i fabbricati
Radon (gas radioattivo)
Mobili e prodotti per casa
Composti organici volatili Formaldeide
Riscaldamento a gas
Ossido nitroso (NO2) Monossido di carbonio (CO)
Riscaldamento a kerosene
Ossido nitroso (NO2) Monossido di carbonio (CO) Anidride
solforosa (SO2)
Isolanti
Composti organici volatili (COV) Formaldeide
6
Problematiche ambientali
Sindrome da edificio malato “SBS” possibili cause:
Ambiente
Ufficio
Mezzi di
trasporto
Fonte
Inquinanti
Fumo di tabacco
Particelle respirabili (PM10) Monossido di carbonio (CO)
Composti organici volatili (VOC)
Materiali da costruzione
Composti organici volatili (VOC) Formaldeide
Arredamento (mobili in truciolato)
Composti organici volatili (COV) Formaldeide
Composti organici volatili (COV)
Formaldeide
Composti organici volatili (COV) Ozono
Condizionatori
Agenti biologici (funghi, batteri, muffe, virus)
Aria ambiente
Ozono in aereo Monossido di carbonio (CO) in automobile
Idrocarburi policiclici aromatici in automobile
Condizionatori
Agenti biologici (funghi, batteri, muffe, virus)
Problematiche ambientali
Sindrome da edificio malato “SBS” possibili cause:
Sintomi
Manifestazioni correlate
Irritazioni delle mucose e delle prime vie aeree, secchezza oculare
Reazioni acute fisiologiche
e
sensoriali
Reazioni nervose riflesse, lacrimazione, rinorrea
Cefalea, difficoltà di concentrazione
Ridotta capacità lavorativa
Reazioni aspecifiche di ipersensibilità delle mucose secchezza o irritazione della pelle
lievi sintomi di tipo asmatico o allergico
Percezione di odori o sapori sgradevoli
Riduzione della produttività, assenteismo
Reazioni psicosociali
Più frequente ricorso a medicazioni o al medico di famiglia
Iniziative per modificare l'ambiente interno
Modificazioni subacute
della sensibilità
agli agenti ambientali
aumento di fondo della reattività ad allergeni e sostanze chimiche
7
Ordinanza
Contro l„inquinamento
Atmosferico
(OIAt)
814.318.142.1
Allegato 7
Valori limite di emissioni
Nella nuova normativa ISO 14644/1 * Clean Room ad associated controlled Enviroments. Part. 1) sono state definite 9
classi di purezza dell„aria riferite a 6 grandezze di particelle con dimensioni comprese tra 0,1 e 5 μm e, per ogni classe,
alla loro concentrazione, massima ammessa, espressa in numero di perticelle per m3 di aria, Nr/m3:
ISO
0,1μm
0,2μm
0,3μm
0,5μm
1 μm
5 μm
ISO 14644-1
Nr./m3
Nr./m3
Nr./m3
Nr./m3
Nr./m3
Nr./m3
ISO 1
10
2
ISO 2
100
24
10
4
ISO 3
1000
237
102
35
8
ISO 4
10000
2370
1020
352
83
ISO 5
100000
23700
10200
3520
832
29
ISO 6
1000000
237000
102000
35200
8320
293
ISO 7
352000
83200
2930
ISO 8
3520000
832000
29300
ISO 9
35200000
8320000
293000
8
Perché intervenire?
I componenti di un sistema HVAC si sporcano in uno dei tre modi
seguenti:
􀁺 La polvere penetra o by-passa i componenti filtranti di cui è dotato il
sistema. Una maggior qualità della filtrazione limita l‟accumulo di
sporcizia; una minor qualità della filtrazione permette un più grande e
rapido accumulo di sporcizia.
􀁺 La crescita microbica e la sua amplificazione avviene quando
l‟umidità viene a contatto con le superfici contenenti spore o microbi. La
crescita può essere maggiore quando è presente la polvere, ma si verifica
anche su superfici apparentemente pulite.
􀁺 Lo sviluppo microbico è trasportato dal flusso d'aria ad altre
superfici e componenti (e in spazi occupati).
Pericolo del particolato
Il particolato, o PM, è una miscela di particelle solide e di micro
gocce sospese nell‟aria.
Alcune particelle come polvere, sporco, fuliggine, sono grandi
abbastanza da poter essere viste ad occhio nudo. Altre sono cosi‟
piccole che possono essere individuate solo con il microscopio.
Molti batteri, virus, particelle solide e VOC possono avere
dimensioni inferiori a 0,5 μm.
Talvolta le specifiche di progetto degli impianti di ventilazione e
condizionamento ( HVAC ) per quanto concerne, ad esempio, gli
ambienti ospedalieri, arrivano, a richiedere un livello ISO 5 e, piu‟
spesso, ISO 7 per le aree critiche (sale operatorie, immunologia,
etc.)
In base alla tabella, viene, quindi, accettato il fatto che vi potrà
essere inquinamento da parte di particelle con diametro inferiore
a 0,5 μm anche per quegli ambienti con i più alti livelli di pulizia e
sterilità.
9
Pericolo del particolato
Le normative di progetto per gli impianti HVAC richiedono una serie di sistemi
di filtrazione classici (da polvere grossa fino agli HEPA ) che non possono
garantire l‟abbattimento di micro-organismi.
Anche se i filtri meccanici possono arrestare
inquinanti e microorganismi, questi andranno a
proliferare, rimanendo nei filtri, con il rischio di
passarvi attraverso e di contaminare l‟intero
sistema fino a rilasciarli negli ambienti a meno
che non si mettano dei costosi filtri HEPA prima
della distribuzione dell‟aria in ambiente.
I micro-organismi possono rilasciare
endotossine, pericolose per la salute, identificate
negli ospedali come le cosiddette infezioni
( batteriemie ) nosocomiali.
Problemi
La sporcizia associata con la crescita
batterica è particolarmente difficile da pulire.
Il metabolismo batterico rilascia un rifiuto appiccicoso, il quale crea un Biofilm
che fissa le particelle agli organismi in crescita.
I funghi come le muffe sviluppano lunghe ramificazioni o ife che aiutano
ulteriormente a cementare insieme la massa.
Più a lungo vanno i componenti tra un lavaggio e un altro, e più spessa e
resistente alla rimozione diviene la contaminazione.
I tecnici devono spesso ricorrere a prodotti di pulizia aggressivi e tossici e a
tecniche estreme per la rimozione della contaminazione.
10
Problemi
L‘umidità
crea un proliferazione batterica
11
Sistemi tradizionali
di manutenzione
Metodo 1
Soluzione tradizionale
Pulizia con Idrossido di sodio
12
Procedura di pulizia
􀁺
Come un incremento di alette per pollice trattiene più sporcizia?
􀁺 Perché l‟azione dell‟aletta diviene più leggera nelle batterie ad alta
efficienza?
􀁺 Perché la maggior parte dei prodotti per la pulizia a base di schiuma
corrodono la superficie delle alette?
􀁺
Possono essere pulite tutte le batterie evaporative?
􀁺 Perché contaminiamo la fibra di vetro circostante quando puliamo la batteria
sul posto?
􀁺
Che certificazioni sono necessarie per occuparsi dei refrigeranti?
􀁺
Quante volte in 1 ora l‟intera aria della casa passerà attraverso la batteria?
Procedura di pulizia
Perchè la filtrazione non può mantenere un livello di pulizia della batteria?
􀁺 Perchè le micro particelle della vasca di raccolta della condensa entrano nel
flusso d‟aria?
􀁺
Qual è la differenza tra i prodotti di pulizia acidi e quelli alcalini?
􀁺
Tubi UV e l‟erosione delle alette d‟alluminio
􀁺
Cosa è la “Dirty Sock Syndrome”?
􀁺
Come lavorano i tensioattivi della batteria?
􀁺 Come può una linea di drenaggio impropria causare lo sviluppo sulla
batteria?
13
Precauzioni per la sicurezza
nella pulizia delle batterie
I requisiti di formazione in materia di sicurezza nella pulizia
della batteria sono basati sui regolamenti dell‟OSHA, ma non
si limitano ad essi.
􀁺
􀁺
􀁺
􀁺
􀁺
􀁺
29 CFR 1910.146 Permesso Richiesto per gli Spazi Limitati
29 CFR 1910.134 Protezione per la Respirazione
29 CFR 1910.1200 Comunicazione di Rischio
29 CFR 1910.147 Controllo dell‟Energia Pericolosa
29 CFR 1926 Subpart M – Protezione dalla Caduta
29 CFR 1910 Subpart 1 – Apparecchiatura Personale di
Protezione (1910.132 to 1910.139)
Sistemi tradizionali
di manutenzione
Metodo 2
14
Utilizzo lampade UV
Corrosione e
proliferazione batterica
Emettitori installato dietro
la batteria di raffreddamento
15
Radiazioni UV-A (onde lunghe) da 315 a 400 nm.
Radiazioni UV-B (onde medie) 280-315 nm.
Radiazioni UV-C (onde corte) da 100 a 280 nm.
I raggi UV-C a 254nm ha dimostrato di essere la lunghezza d'onda più efficace
per distruggere tutti i germi per via aerea e batteri. Dimostrato in studi scientifici,
questo livello di radiazioni elettromagnetiche è più efficace per abbattere le
proteine batteriche / pareti del DNA e delle cellule, in modo da uccidere i
microrganismi presenti nell'aria.
Utilizzo lampade UV
BENEFICI E VANTAGGI:
Disinfezione profonda e continua.
DANNI DA UV
Sulla base della letteratura scientifica,
l‟Oms ha identificato nove malattie strettamente legate all‟esposizione a radiazioni
ultraviolette:
•Melanoma cutaneo,
•cellule della pelle che producono il pigmento cutaneo (melanina)
•carcinoma squamoso della pelle,
•carcinoma basocellulare (basalioma),
•carcinoma squamoso della cornea o della congiuntiva,
•malattie croniche della pelle
•scottature
•cataratta corticale,
•riattivazione dell‟herpes labiale,
16
Soluzioni tecnologiche
sostenibili
Energia di ionizzazione

Per energia di ionizzazione
in chimica,
si intende la quantità
minima di energia necessaria
per liberare un elettrone
di un atomo.

Si parla di energia di “prima ionizzazione” per
l‟elettrone più esterno, “di seconda ionizzazione”
per il secondo elettrone, e così via.

per allontanarli, è necessario fornire dall‟esterno
una quantità di energia pari almeno a quella che
li lega.
17
Come agisce la ionizzazione sui VOC dell‟aria
C6
H6
Esempio su molecola di benzene:
Considerato dalla IARC (Agenzia Internazionale per la
Ricerca sul Cancro) come cancerogeno accertato, il
benzene è il più semplice e il più utilizzato tra i
composti organici aromatici.
A livello industriale, deriva da processi di raffinazione
del petrolio ed è utilizzato principalmente come
materia prima per molti composti secondari.
È anche un componente della benzina, della quale
incrementa il potere antidetonante.
Il benzene presente nell’aria ambiente proviene dai
processi evaporativi e di combustione incompleta di
natura sia antropica sia naturale.
Come agisce la ionizzazione sui VOC dell‟aria
Azione della Ionizzazione:
Le molecole di ossigeno attivate, positive ( O2+ ) e negative (O2ˉ ) causano l‟ossidazione di molti
composti Organici Volatili ( VOC ), con produzione di anidride carbonica ( CO2 ) ed acqua ( H2O ).
ionisiertes feld
IONizED FELD
-
-
+
+
-
-
-
-
+
-
+
-
-
+
e-
e-
O
O
O2(+)
carbonica
O
CO
C
O
2 = Anidride
O
carbonica
C
O
+
-
-
2
CO = Anidride
-
-
O2(-)
2
H O= Acqua
2
H O= Acqua
H O= Acqua
H
H
H
CO
O
H
2 = Anidride
O
carbonica
C
O
O
H
2
CO
O
H
2 = Anidride
O
carbonica
C
O
CO
2 = Anidride
carbonica
O
CO
C
O
2 = Anidride
O
carbonica
C
O
18
Come agisce la ionizzazione sui VOC dell‟aria
VOC / BENZENE
PARTICOLATO
Esempio su Composti Organici:
H2O
H2O
BATTERI / VIRUS
H2O
H2O
Esempio di come vengono inattivati
virus e
batteri tramite la ionizzazione bipolare:
H2O
H2O
Azione della Ionizzazione su Composti
Organici:
Ioni positivi H+ ( H2O)n e negativi O2ˉ( H2O)n
( cluster di ioni ) circondano la superficie esterna dei
contaminanti come funghi, muffe, batteri
,
reagendo rapidamente generando radicali idrossili
(OH-) che sono capaci di ossidare molecole organiche,
traendo idrogeno dalla parete esterna della
particella
per
formare
acqua
(H2O),
inattivandola, attraverso l’apertura di fessure
nella membrana .
Lo stesso meccanismo è presente con certi
virus
dove sono cluster di ioni che circondano
l’emaglutinina, ne prendono molecole di idrogeno e
formano
acqua
( H2O ) distruggendo la struttura della superficie ed
impedendo sia la connessione del virus che l’ingresso
del genoma virale .
H2O
+ -
-
+
+
+
-
-
+
-+
+
-
H2O
H2O
OH
OH
OH
Ioni Positivi
H+
H2O
H2O
H2O
Ioni Negativi
O2-
+
-
+
H
H
OH
H
H
OH
H2O
OH
H2O
Test da laboratorio
19
Test da laboratorio
Tabella 1C:
Valori medi rilevati di carica microbica totale e fungina
ambientale con ionizzatore ISO ION ACS mod. 6D
Laboratorio di
Ricerca e Sviluppo
Test da laboratorio
La curva viola evidenzia la situazione con l‟apparecchio ISO-ION NR-2 con
ionizzazione negativa e positiva con un ventilatore tangenziale da 180 mm.
Già dopo 260 minuti viene raggiunto un numero di particelle pari a 44‟200, come all‟inizio
del test.
Polluted Air
Coarse Powder Filter
Fine Powder Filter
Actived Carbon Filter
+
- +- -- --+ -- --- - - +
Ionization
- -+ - ++ + +
+
-- + -
Clean and Ionized Air
20
Laboratorio di
Ricerca e Sviluppo
Test da laboratorio
Ionizzazione Bipolare
Controllata
Settori
di
applicazione
21
22
GRAZIE
Periso SA
Isone – CH
www.periso.ch
23