121risca

ldam

ento

clim

atizz

azio

ne

idro

nica

RCI n.3/2008120ris

cald

amen

tocli

mat

izzaz

ione

id

ronic

a

RCI n.3/2008121ris

cald

amen

tocli

mat

izzaz

ione

id

ronic

a

RCI n.3/2008120ris

cald

amen

tocli

mat

izzaz

ione

id

ronic

a

RCI n.3/2008

Controllo della IAQ nelle sale operatorieLa diffusione di aria sterile nelle sale operatorie rappresenta un fattore

fondamentale per garantire la necessaria qualità dell’aria. Le prestazioni effettive

di un sistema di ventilazione e filtrazione possono essere verificate mediante

prove condotte con procedure e strumenti specifici.

Il problema dell’inquinamento indoor ha as-

sunto una notevole importanza sia in termini

di impatto della qualità dell’aria sulla salute,

sia per quanto riguarda le implicazioni pro-

gettuali degli edifici. In ambito sanitario una

particolare attenzione è rivolta agli ambienti

ove la qualità dell’aria può minare la salute

degli operatori e dei pazienti: emblematico

è il caso delle sale operatorie.

I possibili rischi a cui sono esposti gli occu-

panti di una sala operatoria possono essere

distinti in tre categorie:

rischio fisico: discomfort termico del per-

sonale ospedaliero, dei pazienti e dei visi-

tatori, derivante da un livello inadeguato

dei parametri microclimatici;

rischio chimico: alterazione dei meccani-

smi metabolici derivante dalla contami-

nazione ambientale provocata da sostan-

ze tossiche, nocive o cancerogene;

rischio microbico: alterazione dei mec-

canismi d’organo, tissutali, cellulari ed

immunitari derivanti dalla contamina-

zione ambientale qualitativamente e/o

quantitativamente inadeguata di micror-

ganismi.

Risulta quindi evidente l’importanza di misu-

rare i parametri che possono rilevare il gra-

do di rischio a cui l’operatore, il paziente o

il processo possono essere costantemente

esposti. Tra i sistemi e gli impianti presenti in

un ospedale, assume grande importanza (ai

fini del controllo del microclima termoigro-

metrico e della depurazione dell’aria dagli

odori, dai vapori, dagli inquinanti gassosi,

dalle impurità solide e/o particellari) l’im-

pianto di ventilazione. Dopo numerosi an-

ni di ricerche scienziati ed esperti di settore

hanno infatti individuato le seguenti cause

responsabili del livello della qualità dell’aria

nelle sale operatorie:

efficienza di ventilazione;

filtrazione dell’aria immessa;

■

■

■

■

■

Vittorio Re

ProgettAzIone

climatizzazioneRTS

RCI_2008_003_INT@120-126.indd 120 19-02-2008 16:18:39

121risca

ldam

ento

clim

atizz

azio

ne

idro

nica

RCI n.3/2008120ris

cald

amen

tocli

mat

izzaz

ione

id

ronic

a

RCI n.3/2008121ris

cald

amen

tocli

mat

izzaz

ione

id

ronic

a

RCI n.3/2008120ris

cald

amen

tocli

mat

izzaz

ione

id

ronic

a

RCI n.3/2008

gestione e manutenzione degli impianti;

comportamento del personale.

Tali cause generano un’alterazione delle

prestazioni del sistema impianto/ambien-

te che si possono identificare nei seguenti

parametri :

inquinamento da gas e vapori tossico-

nocivi;

contaminazione particellare e microbica;

discomfort termico globale.

La verifica di tali parametri può essere ef-

fettuata in continuo mediante l’impiego di

un impianto di monitoraggio ambientale,

lasciando agli operatori il solo compito di ot-

temperare, nel pieno rispetto dei protocolli

di comportamento, alla propria attività spe-

cifica. L’utilizzo e la gestione on-line dei dati

raccolti, elaborati in formato grafico e tabu-

lare, consentono agli addetti alla sicurezza

un’interpretazione sicura ed immediata delle

cause di eventuali anomalie.

Un impianto modulare

Un impianto di monitoraggio ambientale

per sale operatorie risulta composto da una

serie di moduli, ognuno dedicato ad una

specifica funzione.

Monitoraggio dei gas

Il monitoraggio in continuo dei gas anesteti-

ci (protossido di azoto, alogenati, alcoli, ani-

dride carbonica) viene realizzato mediante

un monitor multi-gas (figura 1).

La particolarità del sistema risiede nella tecni-

ca di misura della strumentazione utilizzata,

■

■

■

■

■

la Spettroscopia Fotoacustica all’Infrarosso

(Photo Acustic Spettroscopy, P.A.S.), che ga-

rantisce un’elevata sensibilità consentendo

la misura di un grande numero di sostanze

anche se presenti a bassissime concentra-

zioni. Inoltre il sistema assicura un range di

misura molto elevato (circa 100.000 volte il

minimo valore rilevabile) e una totale assen-

za di materiale di consumo.

L’utilizzatore può impostare on-line la se-

quenza e la frequenza dei punti di cam-

pionamento, il calcolo dei valori Medio

TLV-TWA, Massimo TLV-Ceiling e Minimo,

la deviazione standard, l’attivazione delle

soglie di allarme, la visualizzazione dei dati

concernenti ogni punto di campionamento

tramite grafici e/o tabelle numeriche e l’ar-

chiviazione dei report.

Monitoraggio delle particelle

Il sistema di controllo del particolato aerodi-

sperso è stato ideato e progettato per evi-

tare l’accumulo di particelle fini (0,5 μ) non

visibili dall’occhio umano, ma pericolose per

la salute umana (veicoli portatori di batteri e

infezioni). La tipologia del sensore utilizzato

garantisce la massima precisione nella lettu-

ra, essendo stato concepito per l’utilizzo in

ambienti a contaminazione controllata (ca-

mere bianche). Il contatore portatile presen-

ta dimensioni ridotte ed è di facile installa-

zione. È dotato di una sonda isocinetica per

il campionamento per la misura in continuo

della concentrazione ed è collegabile in pa-

rallelo con altri sensori.

Controllo della carica batterica

Il sistema di campionamento biologico (figura

2) utilizza la tecnica di classificazione granulo-

metrica per impatto delle particelle in sospen-

sione. Esso permette una valutazione ogget-

tiva dello stato di contaminazione biologica

associato alle particelle in sospensione. All’in-

terno del dispositivo il fluido viene mantenuto

in regime laminare; in relazione al diametro

aerodinamico delle particelle e alle condizioni

fluidodinamiche è quindi possibile determina-

re in termini fisico-matematici la probabilità di

cattura della particella in esame.

Studio della ventilazione

Utilizzando la tecnica dei gas traccianti si

inietta il gas nell’ambiente e si campiona in

modo sequenziale, consentendo di valutare

il numero di ricambi/ora, il grado di efficienza

di ventilazione e l’effettivo indice di ventila-

zione in condizioni di lavoro (figura 3).

Il sistema utilizza un monitor multi-gas in ab-

binamento con un campionatore e dosatore

multipunto.

Controllo della pressione differenziale Il sistema utilizza un idoneo sensore di pres-

sione per il controllo della pressione differen-

ziale ambientale. Tale metodo risulta efficace

per eliminare o almeno ridurre il rischio di

contagio tra ambienti confinanti. In alcuni

casi particolari (pazienti affetti da tubercolosi

o che hanno subito un trapianto, l’esposizio-

ne di tessuti durante un’operazione) i germi

veicolati dall’aria possono comportare perico-

1 Monitor fotoacustico multi-gas (Airnova).

2 Il sistema di campionamento biologico utilizza la tecnica di classificazione granulometrica per impatto delle particelle in

sospensione (Airnova).

RCI_2008_003_INT@120-126.indd 121 19-02-2008 16:18:49

TMrisca

ldam

ento

clim

atizz

azio

ne

idro

nica

RCI n.3/2008122ris

cald

amen

tocli

mat

izzaz

ione

id

ronic

a

RCI n.3/2008

li molto seri. Lo scopo è quello di mantenere

sempre un gradiente di pressione (positivo

o negativo) affinché l’aria fluisca dalle zone

pulite verso quelle a più alta contaminazione

per prevenire la diffusione di cariche infettive

(gradiente positivo).

Software applicativo e telegestione

Mediante il software applicativo, personaliz-

zabile dall’utilizzatore tramite file di configu-

razione user friendly, è possibile effettuare il

controllo a distanza tramite PC, effettuando

l’archivio on-line dei dati raccolti, la visualiz-

zazione istantanea dei dati in formato grafico

e tabulare, il calcolo dei valori medi, minimi

e massimi e l’impostazione e gestione degli

allarmi di superamento delle soglie media,

minima e massima.

Collegando l’unità Web Server alla centrale di

controllo ed alla rete Lonwork è possibile am-

pliare ed integrare il sistema di monitoraggio

svolgendo le seguenti funzioni:

integrare i parametri di misura, valu-

tando anche temperatura ed umidità

dell’aria.

collegare dei sensori di presenze;

interfacciare le Unità Trattamento

Aria regolandone il funzionamento o

l’eventuale percentuale di ricircolo;

collegare dei Pannelli Operatore a

Touch Screeen posizionati nei pressi

di ogni sala monitorata in modo da

visualizzarne in tempo reale le condi-

zioni ambientali;

accedere da qualsiasi PC dotato di

connessione Ethernet o Internet, per

verificare l’andamento di tutto il siste-

ma da postazione remota;

■

■

■

■

■

inviare i messaggi di allarme a dispo-

stivi mobili, tramite SMS e/o E-mail;

interfacciare l’impianto di monitorag-

gio ambientale al sistema di super-

visione dell’edificio, aumentando le

prestazioni della Building Automation.

Il servizio di convalida

Unitamente al Monitoraggio in continuo, è

fondamentale eseguire con cadenza alme-

no annuale un servizio di convalida, ovvero

l’insieme di tutti i test primari da effettuare

al fine di eseguire una valutazione delle pre-

stazioni del sistema di distribuzione dell’aria

all’interno delle sale. Le misure consentono

di stabilire la capacità del sistema ambiente/

impianto di abbattere e contenere i conta-

minanti di origine interna tramite l’immissio-

ne di aria esterna opportunamente filtrata.

I fattori critici da controllare sono i seguenti:

Efficienza di ventilazione

Grado di benessere termoigrometrico

Livello di concentrazione di contaminanti

chimici (gas anestetici)

Classificazione ambientale particellare

Classificazione ambientale micro-

biologica

Contaminazione microbiologica delle su-

perfici

Verifica pressione differenziale tra am-

bienti confinanti

Leak test filtri assoluti

■

■

■

■

■

■

■

■

■

■

Dinamica dei flussi di aria

Calcolo delle portate e del numero dei

ricambi d’aria

Le misure di ventilazione

Le prove e le misure di ventilazione vengono

realizzate utilizzando un sistema di acquisi-

zione in grado di misurare con precisione

la concentrazione di un gas dosato in am-

biente mediante un massimo di sei punti

di prelievo. Le prove di efficienza vengono

condotte utilizzando un gas tracciante non

presente in atmosfera. Tale gas (SF6) viene

opportunamente dosato in modalità con-

trollata e misurato in ambiente in punti op-

portunamente stabiliti.

Le prove a dosaggio costante con successivo

decadimento vengono realizzate seguendo

la seguente procedura:

Si predispongono dei punti di campio-

namento a diverse altezze nei quali si in-

tendono misurare il numero dei ricambi

ora dati dalla variazione del tasso di con-

centrazione del tracciante in funzione del

tempo (punto in zona critica e punto in

zona laterale o di ristagno).

Si predispone un terzo punto di campio-

namento nel canale di ripresa dell’im-

pianto di ventilazione, al fine di calcolare

i valori di età dell’aria media locale e con-

frontarli con i valori di età dell’aria media

ambiente, ottenendo il coefficiente di ef-

ficienza della ventilazione.

Si predispone il punto di dosaggio del

tracciante nel canale di mandata dell’im-

pianto di ventilazione al fine di ottenere

una perfetta miscelazione con l’aria im-

messa in ambiente.

In condizioni At Rest si avvia la fase di

campionamento e dosaggio fino a rag-

giungere le condizioni di regime del siste-

ma impianto/ambiente/tracciante; quindi

si ottengono i dati notevoli per l’elabora-

zione dello studio della ventilazione.

Al termine dalla prova, si interrompe il do-

saggio del tracciante per ottenere le curve

di decadimento nei punti sopra indicati.

■

■

■

■

■

■

■

3 Sistema per lo studio della ventilazione (Airnova).

4 La verifica delle condizioni termoigrometriche viene effettuata mediante una centralina microclimatica (Airnova).

RCI_2008_003_INT@120-126.indd 122 19-02-2008 16:18:51

TMrisca

ldam

ento

clim

atizz

azio

ne

idro

nica

RCI n.3/2008124ris

cald

amen

tocli

mat

izzaz

ione

id

ronic

a

RCI n.3/2008

I parametri rappresentativi sono i seguenti:

tempo stimato di abbattimento di un

fattore 100 della concentrazione di

un contaminante, valore locale estra-

polato dalle curve di decadimento, in-

dicato come T100;

numero di rinnovi ora: rapporto tra la

portata espressa in m3/h e il volume

dell’ambiente stesso; se associato ad

una misura puntuale assume il signi-

ficato locale di numero di rinnovi che

il locale avrebbe se tutti i punti dello

stesso fossero serviti allo stesso modo

del punto indagato.

La verifica del microclima

Questa tipologia di prova è atta a caratteriz-

zare le prestazioni del sistema relativamente

alle condizioni termoigrometriche e di velo-

cità dell’aria in ambiente. Le prove vengono

realizzate utilizzando un apposito sistema di

acquisizione dati (figura 4). Le grandezze lo-

cali, misurate e/o calcolate in condizioni sta-

bilizzate, sono la temperatura a bulbo secco

e di rugiada, la temperatura superficiale e

piana radiante, l’umidità relativa, la velocità

dell’aria, l’indice di turbolenza e la tempe-

ratura operativa. I punti in cui si effettua la

misura sono due: nelle immediate vicinanze

del tavolo operatorio e sotto flusso e nella

zona laterale e fuori dal flusso.

La misura dei contaminanti chimici

Questa prova ha lo scopo di verificare il gra-

do di esposizione professionale a contami-

nanti chimici quali i gas anestetici dispersi in

■

■

ambiente. Le concentrazioni locali che ven-

gono misurate sono quelle relative a protos-

sido d’azoto, componente alogenata, alcoli

e anidride carbonica.

I punti in cui si effettua la misura sono l’area

critica nelle immediate vicinanze del respira-

tore polmonare ad un’altezza di 1,5 m dal

pavimento ed un punto remoto opposto al-

l’area critica a 30 cm dal pavimento.

I parametri rappresentativi per tale valutazio-

ne sono gli indici TLV-TWA per ogni singolo

contaminante, calcolati per tutta la durata

degli interventi operatori in narcosi generale.

La classificazione ambientale

particellare

La verifica di classe, svolta preliminarmente

all’inizio delle attività (classificazione) e, suc-

cessivamente, secondo scadenze temporali

prestabilite (verifiche periodiche) e/o a se-

guito di importanti eventi (riqualifica), ten-

de sostanzialmente a dimostrare che la sala

operatoria opera in conformità ai requisiti

dell’utente inizialmente specificati, ovvero

che l’ambiente in oggetto abbia un conte-

nuto particellare, per dimensione di particel-

le su metro cubo, minore o uguale a quello

richiesto dalla classe di appartenenza.

Tramite un contatore di particelle è possibi-

le verificare la classe di pulizia dell’ambien-

te, campionando per almeno tre volte (ri-

petitività del dato) in almeno sei punti ad

un’altezza di almeno 100 cm dal pavimento

nell’area critica sotto il sistema di diffusione

dell’aria. I valori campionati vengono scelti

a 0,5 e 5 micron, mediando i risultati otte-

5 Il Leak Test consiste nella verifica dell’efficienza dei filtri HEPA e della tenuta dei plafoni filtranti (Airnova).

La normativa di riferimentoLe normative di riferimento per il

servizio di controllo della IAQ nelle sale

operatorie sono le seguenti:

ASHRAE STANDARD 129-

1977, Measuring Air Change

Effectiveness

ASHRAE STANDARD 111-1988,

Practices for measurement, testing,

adjusting and balancing of building

heating, ventilation, air-conditio-

ning and refrigeration systems

ASHRAE STANDARD 55P, Thermal

environmental conditions for hu-

man occupancy

ISO STANDARD 7726-1998,

Ergonomics of the thermal environ-

ment – instruments for measuring

physical quantities

ISO STANDARD 7730-1994,

Moderate thermal environments

– determination of the PMV and

PPD indices and specification of the

conditions for thermal comfort

ISPESL 1999, Linee guida per la de-

finizione degli standard di sicurez-

za e di igiene ambientale dei reparti

operatori

D. Lgs. 2 febbraio 2002, n. 25

Attuazione della direttiva 98/24/CE

sulla protezione della salute e della

sicurezza dei lavoratori contro i

rischi derivanti da agenti chimici

durante il lavoro.

EN ISO 14644-1 – 1999,

Classification of air cleanliness

EN ISO 14644-2 – 2000,

Specifications for testing and moni-

toring to prove continued compliance

with ISO 14644-1

Annex 1 - EC Guide To Good

Manufacturing Practice - 2003

EN ISO 14698-1 – 2003,

Biocontamination control – General

principles and methods

EN ISO 14698-2 – 2003,

Biocontamination control

– Evaluation and interpretation of

biocontamination data

■

■

■

■

■

■

■

■

■

■

■

■

RCI_2008_003_INT@120-126.indd 124 19-02-2008 16:19:17

TMrisca

ldam

ento

clim

atizz

azio

ne

idro

nica

RCI n.3/2008126ris

cald

amen

tocli

mat

izzaz

ione

id

ronic

a

RCI n.3/2008

nuti nelle tre prove nei 5 punti di misura.

Successivamente si procede al test di recu-

pero delle condizioni ambientali (Recovery

Time) per verificare se l’ambiente è in grado

di rientrare nella specifica classe di pulizia in

un tempo finito, dopo essere stato breve-

mente esposto ad una sorgente di particelle

nella forma di aerosol o di un fumo.

La classificazione ambientale microbio-

logica

Il controllo microbiologico, in accordo con

le normative europee, prevede la scelta dei

punti in base alla radice quadrata dell’area

dell’ambiente in oggetto e del volume di

aria campionata in ciascun punto, pari a

1.000 l. Per questo tipo di indagine viene

utilizzato un campionatore di tipo attivo con

utilizzo di piastre TSA.

I punti in cui si effettua la misura sono i se-

guenti:

uscita dei filtri assoluti;

griglie di ripresa dell’impianto di ventila-

zione;

■

■

testa del paziente;

piedi del paziente.

Successivamente si procede alla verifica

di contaminazione microbiologica delle

superfici, mediante il metodo “Contact

Plates” per le superfici delle pareti e dei

pavimenti.

La posizione dei punti da campionare viene

decisa in base alle caratteristiche strutturali,

alle finiture dei locali (prossimità griglie ri-

presa aria, maniglie porte, ecc.) e ai flussi del

personale e dei materiali.

La verifica della pressione differenziale

Il rilevamento delle pressioni differenziali tra

ambienti confinanti mediante un sensore di

pressione permette di verificare che gli im-

pianti di ventilazione dedicati ai locali del-

l’area oggetto della qualifica mantengano

appropriate pressioni differenziali in condi-

zioni statiche.

Il Leak Test dei filtri assoluti

Grazie all’utilizzo di un fotometro è pos-

sibile verificare l’integrità e l’efficienza

dei filtri HEPA e della tenuta dei plafoni

filtranti (figura 5).

Prima dell’esecuzione del test si misura la

perdita di carico del filtro da testare, mi-

surando la pressione differenziale a monte

ed a valle del filtro, quindi si passa la sonda

di prelievo del fotometro lungo il perime-

tro di tenuta con velocità inferiore a 5 m/s

e successivamente lungo la superficie del

■

■

filtro, muovendo la sonda ad una veloci-

tà non superiore a 5 m/s a circa 1 cm dal

filtro. Il risultato di tale prova deve dimo-

strare un’efficienza di trattenimento di par-

ticelle maggiore del 99,99% per tutti i filtri

in oggetto.

La dinamica dei flussi di aria

Utilizzando un generatore di fumi ed una

videocamera è possibile monitorare l’anda-

mento dei flussi in prossimità dei dispositivi

di mandata dell’impianto di ventilazione,

della zona critica circostante il letto ope-

ratorio, delle porte di comunicazione con

l’ambiente circostante, in modo da poter

verificare visivamente la corretta direzio-

nalità dei flussi e delle pressioni ambientali

(figura 6).

Il calcolo delle portate

Questo test è eseguito per determinare l’en-

tità e l’uniformità dei volumi d’aria forniti al

locale da ciascun filtro HEPA. Nel caso d’uti-

lizzo di un anemometro a ventolina si calco-

la il numero di punti di misura in funzione

delle dimensioni del filtro come indicato nel-

la tabella 2.

Successivamente si misurano i valori di velo-

cità dell’aria in uscita dai filtri, a circa 15 cm

di distanza dal setto filtrante e si calcola la

portata per ogni filtro espressa in m3/h.

La relazione finale

La relazione finale del servizio di convalida

include tutti i dati raccolti durante le verifi-

che ed ogni altro documento di importan-

za rilevante ai fini di una completa caratte-

rizzazione del sistema in esame, nonché i

certificati di taratura validati di ogni singola

apparecchiatura utilizzata.

A corredo viene inoltre rilasciata una descri-

zione grafica dell’ambiente oggetto delle

verifiche e del posizionamento di tutti i punti

di misura esaminati per ogni singolo test.

Si ringrazia la società Airnova per la collabora-

zione fornita nella stesura dell’articolo.

Tab. 2 - Numeri di punti di misura della portata dell’aria in funzione della dimensione del filtro HEPA.

Dimensioni filtro HEPA Numero di punti di misura

300 x 300 mm 2 punti

300 x 600 mm 2 punti

600 x 600 mm 4 punti

600 x 900 mm 6 punti

600 x 1.200 mm 8 punti

6 La validazione prevede la verifica della dinamica dei flussi d’aria all’interno della sala operatoria.

RCI_2008_003_INT@120-126.indd 126 19-02-2008 16:19:36