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Visualizzazioni di flussi aria per controllo di contaminazione

La visualizzazione di flussi in ambienti puliti è una pratica prescritta dalla norma ISO 14644-3 tra i metodi di controllo di camere bianche.

Metodi per la visualizzazione di flussi

La norma ISO 14664 prevede che per visualizzare flussi d’aria si possano usare diversi metodi che portano a considerazioni qualitative e quantitative.

Tra i metodi previsti si annoverano:

  • traccianti a filo di lana opportunamente disposti su griglie di sostegno o sulle superfici oggetto di indagine;
  • inseminazione del flusso con particelle traccianti a base acqua, glicole o alcool di dimensioni opportune da seguire accuratamente il flusso da analizzare;
  • misura di velocità locali tramite anemometri o velocimetri.

Visualizzazione tramite generatori di fumo

Il metodo più adatto e immediato per la visualizzazione di flussi in volumi ampi è quello tramite traccianti sotto forma di aerosol visibile disperso nell’aria attraverso generatori.

Una caratteristica imprescindibile per il successo di questi metodi è che l’aerosol generato consista in goccioline (droplet) di diametro sufficientemente piccolo da seguire fedelmente il flusso dell’aria e minimizzare ogni effetto di gravità o di inerzia che tenderebbe a falsare il risultato della visualizzazione.

Particelle troppo grandi e pesanti si depositano velocemente e non seguono il flusso d’aria in traiettorie curve.

Il fumo adatto alle visualizzazioni non deve contaminare l’ambiente e non deve disperdersi facilmente per non limitare il tempo e la distanza di visualizzazione.

Applicazione della visualizzazione di flussi a studi di diffusione di droplet contaminanti

Un recente studio del CDC (Center for disease control and prevention) si è occupato di caratterizzare un probabile caso di trasmissione di agente patogeno attraverso il flusso d’aria condizionata a grande distanza.

Lo studio prende in considerazione un presunto caso di contagio in un locale pubblico e identifica la probabile causa nel trasporto di droplet in un flusso d’aria condizionata.

Le analisi svolte evidenziano assenza di tracce di agente patogeno nel sistema di aria condizionata, ma identificano il trasporto diretto del virus nel flusso d’aria condizionata, senza passaggio attraverso condotti o filtri, come uno dei più probabili motivi di contagio.

Fenomeni di trasporto di particelle di dimensione inferiore al micron possono essere studiati a priori grazie a visualizzazioni con generatori di fumo che permettono di ottimizzare la disposizione dei punti di emissione dell’aria condizionata per minimizzare possibili cause di contagio.

Tabella di velocità di sedimentazione per goccioline di aerosol

Di seguito si riportano in forma di tabella le velocità di sedimentazione che mostrano l’importanza del diametro delle droplet per la diffusione in flussi d’aria.

Diametro della particella (µm): Velocità di sedimentazione (m/s): Velocità di sedimentazione (mm/hr)
0.05 3.85E-07 1.39
0.06 4.75E-07 1.71
0.08 6.69E-07 2.41
0.1 8.82E-07 3.18
0.15 1.50E-06 5.40
0.2 2.26E-06 8.14
0.3 4.21E-06 15.16
0.4 6.76E-06 24.34
0.5 9.91E-06 35.68
0.6 1.37E-05 49.32
0.8 2.30E-05 82.80
1 3.48E-05 125.28
1.5 7.47E-05 268.92
2 1.30E-04 468.00
3 2.85E-04 1026.00
4 5.00E-04 1800.00
5 7.76E-04 2793.60
6 1.11E-03 3996.00
8 1.96E-03 7056.00
10 3.06E-03 11016.00
15 6.84E-03 24624.00
20 1.21E-02 43560.00
30 2.72E-02 97920.00

Valida per particelle sferiche di densità standard a 293 K e 101325 Pa
“Aerosol Technology”, William C. Hinds, Wiley-Interscience, 1999

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