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Nuova normativa ISO 16890 per la classificazione dei filtri dell’aria

07 Feb Nuova normativa ISO 16890 per la classificazione dei filtri dell’aria

Da Giugno 2018 la vecchia normativa europea EN779:2012 sarà sostituita dal nuovo standard UNI EN ISO 16890 che punterà a garantire, per i filtri aria in questione, una maggiore efficienza dei test e una classificazione direttamente collegata alle classi di particolato (PM1 – PM2,5 – PM10) andando così incontro alla sempre più impellente esigenza globale di analisi e miglioramento delle condizioni di qualità dell’aria.

Partiamo dalla definizione di PM:
Con la sigla PM vengono individuati gli inquinanti in sospensione nell’aria che possono essere di natura solida, liquida, organica e inorganica.
In funzione della dimensione delle particelle che lo compongono i PM si suddividono in:

  • PM10: particelle con diametro equivalente ≤ 10 μm
  • PM2,5: particelle con diametro equivalente ≤ 2,5 μm
  • PM1: particelle con diametro equivalente ≤ 1 μm

Nelle immagini possiamo notare alcuni esempi comuni di inquinanti con la dimensione delle particelle che li compongono e l’impatto che queste hanno sul nostro apparato respiratorio.
La correlazione tra polveri sottili e alcune patologie quali asme e allergie, tumori e malattie cardiovascolari è ormai comprovata da diversi studi.


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Appurato l’impatto del particolato sulla salute umana, che contributo potrà dare il nuovo standard UNI EN ISO 16890?
– Classificazione unica in tutto il mondo (Europa: EN779:2012, America: ASHRAE 52.5, Asia: EN779.2012 + ASHRAE 52.2 + regolamenti locali)
– Possibilità di dimensionare le sezioni filtranti partendo da dati esistenti o direttamente misurabili localmente per i valori di inquinamento outdoor
– Selezione del filtro o delle multiple sezioni filtranti con la corretta efficienza, in modo da immettere in ambiente aria con una concentrazione di contaminante controllata in funzione della qualità dell’aria esterna

Perché questo non era possibile prima con la vecchia normativa EN779:2012?
La vecchia normativa europea EN779:2012 presentava alcuni limiti che con l’introduzione della nuova ISO 16890 si andranno a colmare:
– Efficienza media misurata in laboratorio più elevata di quella misurata in servizio sia per i media in fibra di vetro che sintetico
– Valori di efficienza minimi solo per le classi F7, F8, F9, mentre per i gruppi M e G non ci sono prestazioni minime garantite (vedi tabella)
– Quali valori descrivono le prestazioni del filtro? L’efficienza media o minima?
– La classificazione si basa esclusivamente su dati raccolti con particelle da 0,4 μm non tenendo conto delle reali condizioni presenti in atmosfera
– La classe dei filtri F viene determinata dalla prova sul materiale e non sul filtro (alcuni materiali immersi in alcool isopropilico vengono alterati, pertanto la corrispondenza non è garantita)

Classificazione EN779:2012
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UNI EN ISO 16890
Le caratteristiche focali di questo nuovo standard che verrà introdotto sono:
– Utilizzerà solo l’efficienza iniziale e quella successiva al processo di scarica elettrostatica effettuata sull’intero filtro
– L’efficienza sarà espressa facendo riferimento ad alcune frazioni di massa del pulviscolo atmosferico: PM10, PM2,5 e PM1 e assumerà la nomenclatura di ePM10 – ePM2,5 – ePM1
– L’obiettivo sarà determinare un metodo per poter scegliere i filtri più adeguati mediante «calcoli» e formule ben precise
– La procedura di carico polvere è opzionale e non interferisce con i valori di efficienza
– Consentirà un confronto tra prodotti (EU8, F7, MERV13)
– Viene superato il concetto di classe (G3, M6, F8 o F9) in quanto l’efficienza sarà espressa da una percentuale
– Estenderà l’intervallo di misura fino a 10 μm per calcolare il valore ePM10 – Il limite minimo dell’intervallo di misura sarà pari a 0,3 μm (la misurazione al di sotto di tale valore è costosa ed ininfluente)
– Evidenzierà come la distribuzione e la concentrazione delle particelle sia importante per determinare il valore di ePMx del filtro ed indispensabile per fornire indicazioni relative all’applicazione e non solo al componente.

La nuova ISO 16890 fornirà, a differenza del passato, un approcciò alla realtà basato sui modelli di distribuzione delle particelle in atmosfera e andrà ad esaminare come la concentrazione, cioè la massa delle particelle per unità di volume d’aria, vari sensibilmente tra il modello urbano e il modello rurale.

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La nuova ISO 16890 svilupperà i suoi contenuti in 4 parti:
1. Definizione del sistema di classificazione
2. Descrizione delle modalità per la misurazione dell’efficienza e della perdita di carico in funzione della portata d’aria
3. Descrizione della misurazione dell’efficienza gravimetrica per filtri con ePM10 ≤ 50%
4. Descrizione del processo di eliminazione della carica elettrostatica sull’intero filtro

Andiamo a vedere nel dettaglio cosa comprenderà ognuna delle 4 parti:

1) DEFINIZIZONE DEL SISTEMA DI CLASSIFICAZIONE
Il nuovo standard prevederà quattro gruppi:
– ISO ePM1
– ISO ePM2,5
– ISO ePM10
– ISO Coarse

Nei primi tre gruppi i filtri verranno classificati in base all’efficienza spettrale, ognuno prendendo in considerazione un certo intervallo dimensionale delle particelle (come si può vedere dalla tabella sottostante), mentre l’ultimo analizzerà l’arrestanza gravimetrica.

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Per essere classificati come ePMx nel test dell’efficienza spettrale i filtri dovranno raggiungere un valore maggiore o uguale a 50%, inoltre per le classi ePM1 ed ePM2,5 questa soglia dovrà essere raggiunta anche nel test in assenza di carica elettrostatica.
Un filtro è facile che potrà appartenere a più di un gruppo, ma uno solo di essi dovrà essere riportato insieme alla percentuale di efficienza arrotondata per difetto al 5% più vicino.

Esempio RF92424
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Per i filtri che non raggiungeranno le condizioni per essere in ePMx sarà previsto un test di arrestanza gravimetrica con carico polvere ISO Fine e verranno classificati come ISO Coarse a seconda della percentuale di arrestanza.

Esempio S42424406
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2) DESCRIZIONE DELLE MODALITA’ PER LA MISURAZIONE DELL’EFFICIENZA E DELLA PERDITA DI CARICO IN FUNZIONE DELLA PORTATA D’ARIA
Per quanto riguarda la perdita di carico, il nuovo standard prevederà la misurazione della resistenza al flusso d’aria al 50%, 75% 100% e 125% della portata nominale a filtro pulito.
Il test per l’efficienza frazionale prevederà l’uso di due aerosol, ognuno con uno spettro dimensionale di particelle differente e scelti proprio per ragioni fisiche legate alla loro natura. Una volta calcolata la curva di efficienza frazionale il filtro verrà scaricato elettrostaticamente e verrà sottoposto allo stesso test svolto in precedenza.

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Le due curve ottenute serviranno per calcolare l’ePMx del filtro per poi classificarlo, come descritto nel punto 1, al proprio gruppo di appartenenza.

3) DESCRIZIONE DELLA MISURAZIONE DELL’EFFICIENZA GRAVIMETRICA PER FILTRI CON ePM10 ≤ 50%
Secondo il nuovo standard i test dovranno essere effettuati nello stesso circuito utilizzato precedentemente. Il filtro verrà pesato e posizionato all’interno del condotto di prova e come prima cosa si determinerà la resistenza al flusso d’aria. Successivamente si procederà al caricamento progressivo della specifica polvere e dopo ogni 30 g di incremento si misureranno i cambiamenti di resistenza al moto. Infine il filtro verrà pesato nuovamente per determinare la quantità di polvere accumulata e calcolare l’efficienza gravimetrica.

4) DESCRIZIONE DEL PROCESSO DI ELIMINAZIONE DELLA CARICA ELETTROSTATICA SULL’INTERO FILTRO
In questo punto il nuovo standard spiegherà il processo da effettuare per ottenere il corretto scarico elettrostatico del filtro prima della seconda parte del test per la misurazione dell’efficienza frazionale. Per lo scarico elettrostatico si utilizzerà del vapore di Isopropanolo, una volta fatto questo si procederà al test provando il filtro sia al 100% che al 50% della portata nominale per verificare l’effettiva neutralizzazione delle cariche elettrostatiche e per ottenere il nuovo valore di ePMx.

CONCLUSIONI
Il nuovo standard UNI EN SO 16890 porterà finalmente una classificazione unica in tutto il mondo con una uniformità di linguaggio tecnico in tutte le aree. Il suo altro punto di forza sarà il dimensionamento dei sistemi filtranti in funzione delle effettive necessità di ciascuna applicazione con lo scopo di raggiungere la richiesta concentrazione di particolato indoor cercando di trasmettere un segnale forte per il miglioramento della IAQ.
I possibili limiti dei questa nuova normativa potranno essere principalmente di natura tecnica legati al fatto che non esiste un legame preciso tra EN779 e ISO 16890 e questo potrà essere fonte di confusione (andando a perdere i vecchi riferimenti su cui si è stati abituati in passato a lavorare). Lo stravolgimento del sistema di test dei filtri richiederà da parte dei costruttori un notevole sforzo per adeguarsi ai nuovi standard, questo con il rischio che si continui a scegliere i filtri secondo la vecchia norma sia per comodità che alludendo a motivi economici.
Le opportunità per cercare di migliorare il sistema tecnico e operativo sono evidenti, per non parlare della forte spinta che si vuole dare lavorando sul miglioramento della qualità dell’aria che respiriamo ogni giorno. Solo il tempo ci potrà dare indicazioni su come sarà recepita questo nuovo standard e sugli effettivi benefici che si promette di dare.