Cosa sono i purificatori d’aria con filtro HEPA, ULPA e EPA? Ogni giorno conviviamo con i gas emessi dai veicoli, il fumo delle industrie, gli aerosol, gli acari della polvere, il polline, le spore di muffa, i batteri e molti altri agenti ambientali. Questi possono trovarsi sia in strada che nelle nostre abitazioni. Per combattere […]

Ogni giorno conviviamo con i gas emessi dai veicoli, il fumo delle industrie, gli aerosol, gli acari della polvere, il polline, le spore di muffa, i batteri e molti altri agenti ambientali. Questi possono trovarsi sia in strada che nelle nostre abitazioni. Per combattere questo lungo elenco di particelle esistono i filtri dell’aria, in particolare i filtri ULPA e HEPA, la cui funzione principale è purificare l’aria filtrando questi agenti contaminanti.
Entrambi i filtri basano la loro efficacia sull’uso di fibre intrecciate incaricate di setacciare le particelle e lasciar passare solo l’aria. Questi processi di cattura delle particelle possono essere di diverso tipo: cattura per intercettazione, impatto per inerzia, cattura per diffusione o filtrazione, attrazione elettrostatica.
La differenza principale tra questi due filtri, oltre alla denominazione — HEPA (High Efficiency Particle Air) e ULPA (Ultra Low Penetration Air) — riguarda la capacità di filtrare particelle di dimensioni diverse. Il 99% delle particelle che respiriamo durante un’espirazione misurano 10 µm o meno, potendo rimanere trattenute nei polmoni e provocare effetti negativi per l’organismo. Ciascuno dei due filtri possiede la seguente designazione minima e, quindi, la chiave delle loro differenze:
HEPA (H13): 99,99% di efficienza per la filtrazione di particelle di 0,3 micron di diametro o superiori. ULPA (U15): 99,9995% di efficienza per la filtrazione di particelle MMPS (0,1 – 0,25 micron).
Questo tipo di filtri è presente sia nella nostra vita quotidiana che in quasi tutti i settori industriali, e le loro principali applicazioni sono: inceneritori di rifiuti ospedalieri, gestione dei rifiuti nucleari di basso livello e miscele di rifiuti, sistemi di ventilazione e di sicurezza nucleare, sale bianche, laboratori, industria alimentare, produzione di prodotti farmaceutici, produzione di prodotti microelettronici, uso domestico (in condotti di ventilazione centrale o purificatori d’aria).
Questi filtri svolgono inoltre un ruolo fondamentale nella costruzione di cappe o cabine a flusso laminare, poiché insieme all’impulso d’aria, al distributore, all’illuminazione e al misuratore di pressione, consentono la ventilazione direzionata di aria pulita. Secondo la normativa, in queste installazioni è obbligatorio l’uso di filtri ULPA (più efficaci) o HEPA (più comuni).
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Attualmente, la classificazione dei filtri ULPA e HEPA si basa sulla normativa EN 1822 (in Spagna si applica la UNE-EN 1822-1:2020), che tratta dei “Filtri assoluti (EPA, HEPA e ULPA)” e che, nella sua prima parte, si concentra sulla “Classificazione, principi generali di prova e marcatura”. L’obiettivo della normativa EN 1822 è stabilire la classificazione dei filtri assoluti, nonché la loro designazione e i criteri di rendimento per la selezione dei filtri e i requisiti di prova di laboratorio.
Fin dalla sua concezione, la EN 1822 ha unificato linee guida e requisiti, sostituendo al contempo le molteplici norme nazionali esistenti fino a quel momento, come la DIN 24184, la BS 3928 e la AFNOR 44013.
Approvata dal CEN (Comitato Europeo di Normazione) il 14 gennaio 2019, la nuova normativa EN 1822 si occupa di stabilire le prove di rendimento dei filtri d’aria per particelle, come il filtro HEPA o l’ULPA, nei settori legati alla ventilazione e al condizionamento dell’aria, generalmente applicabili ad ambienti che richiedono determinati processi tecnologici, come quelli dell’industria sanitaria, applicandosi ai filtri d’aria assoluti utilizzati nei dispositivi di protezione respiratoria e negli impianti di condizionamento e trattamento dell’aria.
Come sappiamo, esistono spazi in cui mantenere un controllo della qualità dell’aria e della concentrazione di particelle potenzialmente contaminanti è di fondamentale importanza. Tuttavia, non tutti gli spazi richiedono lo stesso tipo di filtro, a seconda, ad esempio, dei processi che vi verranno svolti o della normativa del settore. Era quindi necessario disporre di una classificazione concreta dei diversi tipi di filtro (EPA, HEPA, ULPA) e delle differenze esistenti tra loro.
Supportata da una serie di norme ISO, la nuova normativa include anche le prove di funzionamento dei filtri e le limitazioni d’uso, nonché i diversi standard da rispettare per una corretta categorizzazione, soprattutto in relazione all’indice di efficienza e penetrazione. Sostituisce inoltre alcune norme nazionali, come la DIN 24184 o la AFNOR 44013.
In ogni caso, sia la EN 1822 che le precedenti normative si basano sulla norma Eurovent 4/4, che stabiliva 5 tipi in base alla capacità di filtrazione. La normativa attuale aggiunge a queste 5 classi iniziali altre tre, con l’intento di rispettare le esigenze dell’alta tecnologia. Tenendo conto anche del rendimento, delle perdite e della porosità del filtro, questi possono essere classificati in due gruppi:
Filtri HEPA: le classi EU 10, EU 11, EU 12, EU 13 e EU 14. Filtri ULPA: le classi U 15, U16 e U17.
Come abbiamo visto, pur presentando alcune differenze tra loro, i filtri ULPA e HEPA sono di fondamentale importanza nelle operazioni di purificazione dell’aria e, in quanto tali, sono riconosciuti dalla normativa vigente e devono essere tenuti in considerazione dai professionisti nella progettazione, installazione e manutenzione di sale bianche e aree sterili.
La normativa EN 1822 stabilisce la divisione in tre categorie di filtri, corrispondenti alle sigle EPA, HEPA e ULPA. Questa classificazione risponde al rendimento di filtrazione, il quale si basa, a sua volta, sull’efficienza di passaggio e sull’efficienza di filtrazione.
Partendo da questa premessa, i filtri EPA rientrano nel gruppo E e fanno riferimento ai filtri d’aria per particelle ad alta efficienza. I filtri HEPA, inclusi nel gruppo H, sono i filtri ad alta efficienza. Nel gruppo U troviamo i filtri ULPA, destinati a filtrare l’aria da particelle ad alta efficienza.
Ciascuno di questi filtri (gruppi E, H e U) dispone di suddivisioni che specificano il rendimento di determinati tipi di filtro. Così, il gruppo E (EPA) comprende tre classi di filtri, E10, E11 e E12, il cui livello di efficienza e penetrazione in valore integrale varia tra l’85 e il 15% della classe E10 fino al 99,5 e lo 0,5% della classe E12.
Il gruppo H (HEPA) include le classi H13 e H14 e opera con valori integrali compresi tra il 99,5 e lo 0,05% di efficienza e penetrazione della classe più bassa fino al 99,995 e lo 0,005 della più alta. Questi sono senza dubbio i filtri più noti al grande pubblico, grazie al ruolo fondamentale che hanno svolto, in particolare negli ospedali e nei centri medici e farmaceutici durante la pandemia.
L’ultimo gruppo, secondo questa classificazione di filtri assoluti, è quello dei filtri ULPA, che comprende le classi U15, U16 e U17 e offre livelli di efficienza e penetrazione integrale del 99,9995% e 0,0005% della classe più bassa fino al 99,999995 e lo 0,000005% della più alta. In conformità con la norma EN ISO 29463-5:2018, la classificazione dei filtri è stabilita come indicato di seguito.
La normativa EN 1822 non si limita a fissare i criteri di classificazione delle diverse classi di filtri, ma stabilisce anche le metodologie necessarie per la valutazione della loro efficienza e percentuale di perdita. Come già accennato, l’efficacia di questi filtri è indispensabile quando si svolgono attività in installazioni a ambiente controllato, per cui disporre di un metodo per misurare se stanno svolgendo correttamente il loro compito è essenziale.
Le linee guida possono essere suddivise in tre parti o fasi: la generazione di aerosol per la realizzazione di statistiche di conteggio, la prova del mezzo filtrante, il calcolo delle perdite dell’elemento filtrante e la determinazione dell’efficacia di separazione di quest’ultimo.
Attraverso un contatore di particelle è possibile determinare sia la quantità che il volume delle particelle trattenute dal filtro. Per calcolare le dimensioni delle particelle, i dati ottenuti dal contatore vengono elaborati ricorrendo alle MPPS, acronimo di Most Penetrating Particle Size (Dimensioni delle Particelle Più Penetranti).
Per verificare le perdite del mezzo o elemento filtrante, si utilizza una sonda che si sposta su tutta la superficie e produce aerosol. In questo modo si ottengono dati sul livello di efficienza locale, che vengono successivamente utilizzati per calcolare il valore integrale di efficienza, poiché per stabilire il livello di perdita associato si ricorre a un valore locale. Effettuando la misurazione con la dimensione delle particelle al minimo di efficacia di separazione dell’elemento filtrante, si garantisce una stima accurata e affidabile.
Infine, la normativa UNE-EN 1822 stabilisce anche che, per calcolare l’efficienza integrale, si quantifica il livello di perdita di carico del filtro con un volume di portata d’aria corrispondente al nominale, per determinare mediante l’uso di un generatore di aerosol l’efficienza dei filtri in funzione delle dimensioni delle particelle. Questo processo viene eseguito rimuovendo le particelle dal lato discendente tramite la sonda per introdurle successivamente in un contatore di particelle. Il valore ottenuto da questo calcolo è quello che determina la classificazione nei diversi tipi di filtri e sottogruppi.
Con questo hai ora una panoramica della normativa UNE-EN-1822 e delle classificazioni dei filtri assoluti. Se hai bisogno di saperne di più sui filtri EPA, HEPA, ULPA, sulle differenze tra loro o su quale sia il più adatto alla tua sala bianca o installazione a ambiente controllato, non esitare a contattarci e, da Labsom, risponderemo a tutte le tue domande.
Che tipo di filtro devo scegliere?
Dipende dalle attività che intendi svolgere. Tenendo conto del settore di attività in questione, esistono norme specifiche da rispettare per garantire la sicurezza. In queste norme dovrebbero essere indicate le specifiche che il filtro deve soddisfare.
Cosa significano le sigle ULPA?
Le sigle ULPA corrispondono a Ultra-Low Particulate Air.

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