Unoeng sviluppa una tecnologia anti-Covid 19 per la sanificazione dell’aria in ambienti indoor

La sindrome respiratoria acuta grave Coronavirus-2 (SARS-CoV-2) si è diffusa molto velocemente in tutto il mondo causando da inizio pandemia milioni di decessi e contagi.

Da ormai un anno è cambiato il nostro modo di vivere e di stare con gli altri e oggi è più che mai fondamentale garantire in ambienti di lavoro, locali e negozi, una sanificazione attiva sugli impianti di condizionamento/climatizzazione e mantenere l’aria che circola negli ambienti quanto più salubre e sana possibile.

Eliminare i vettori di virus e patogeni come polveri e particolato, significa ridurre drasticamente il rischio di contagio: a questo proposito Unoeng Srl, con il suo gruppo di esperti, ha messo a punto una soluzione tecnologica innovativa efficace, basata sulla combinazione di tecniche “fisiche” ad effetto immediato sull’aria trattata.

Come si trasmette SARS-CoV2-2?

Il virus SARS-CoV2-2 si trasmette da persona a persona con tre modalità: 

1. Per contatto ravvicinato e diretto con una persona infetta; 
2. Per inalazione di goccioline prodotte dalla persona infetta – droplet e aerosol (contatto diretto); 
3. Tramite contatto con superfici e oggetti contaminati dal virus (contatto indiretto).

Generalmente, gli spazi chiusi e affollati sono i luoghi dove il virus può propagarsi con una maggiore rapidità e facilità rispetto ai luoghi all’aperto dove, la dispersione e distruzione del virus grazie all’azione dei raggi UV è maggiore. 

Recentemente, è stato anche dimostrato che il virus può essere veicolato tramite il particolato sospeso, ma questa condizione si verifica in ambienti esterni (contatto indiretto).

Per evitare il contagio causato da un contatto diretto o indiretto, l’unica soluzione è il distanziamento sociale ovvero mantenere la distanza di almeno un metro dalle altre persone, lavarsi spesso le mani con acqua e sapone e indossare dispositivi di protezione individuale come mascherine. Il rischio di contagio e diffusione del virus all’interno di spazi chiusi (come nel caso degli uffici) può essere ridotto anche diminuendo il numero di persone presenti, ad esempio distanziando le postazioni di lavoro e diminuendo la densità dei lavoratori per m2.

Per quanto riguarda le modalità di trasmissione (punto 2) e (punto 3) è necessaria, la presenza nell’aria di un vettore in grado di veicolare il virus da un corpo all’altro o sulle superfici.

Nel caso di tosse o starnuti, le persone possono emettere delle goccioline (definite comunemente droplets o goccioline) composte per lo più da acqua che possono arrivare direttamente su altre persone vicine. Spesso però accade che queste possano rimanere in sospensione nell’aria anche per diverse ore (comunemente definite come bio-aerosol) anche in combinazione con altre particelle solide sospese, sulle quali i virus possono depositarsi e viaggiare.

In effetti, tutti i virus si possono “muovere” solamente attaccandosi, con un processo di coagulazione, a queste particelle solide e liquide che rimangono nell’aria. La pericolosità del virus (che non è un organismo vivente ma ha bisogno di una cellula vera e propria in cui penetrare) ha una durata generalmente di alcune ore e il tempo di inattivazione dipende da diversi fattori quali la temperatura, l’umidità, il tipo di materiale/vettore su cui aderisce, ecc. 

È proprio da queste ultime considerazioni che nasce l’esigenza di ridurre la diffusione di virus come il SARS-CoV-2 e di altri microorganismi che possono essere presenti nell’aria (es. batteri, funghi) attraverso l’eliminazione di quei vettori che lo trasportano e dunque purificando l’aria negli ambienti chiusi, con un’azione efficace anche nei confronti di altri inquinanti gassosi presenti, quali i composti organici volatili (VOC) e gli ossidi di azoto (NOx).

La letteratura scientifica ha infatti dimostrato ampiamente che vi sono tecnologie di sanificazione dell’aria in grado di ridurre drasticamente la presenza di microorganismi che possono essere ora utilizzate in modo estremamente semplice e con garanzia di lunga durata.

La tecnologia di UNOENG per la sanificazione dell'aria

Unoeng Srl e il suo gruppo di esperti, hanno studiato diverse soluzioni per la sanificazione dell’aria e per l’eliminazione dei vettori del virus tenendo in considerazione le caratteristiche e la tipologia degli impianti di climatizzazione valutando, le migliori tecnologie applicabili. Dopo numerosi studi e test e valutando numerose soluzioni anche in combinazione fra di loro, si è arrivati a proporre l’uso combinato di filtri elettrostatici e di filtri con azione ossidativa fotocatalitica.

 Figura 1 – Tecnologie utilizzabili per la purificazione dell’aria

Come mostrato in Figura 1, il confronto tra tecnologie evidenzia i punti di forza della fotocatalisi e dei filtri elettrostatici.

In particolare, l’utilizzo dei filtri elettrostatici, può raggiungere percentuali di abbattimento delle polveri >90%. La loro installazione negli impianti di climatizzazione centralizzata genera basse perdite di carico garantendo quindi il mantenimento di un’elevata efficienza energetica. La fotocatalisi invece, si differenzia da tutte le altre tecnologie per la vastità di inquinanti che riesce ad abbattere: VOC, particolato atmosferico (di tipo organico), funghi, microbi, batteri, virus e muffe.

Unoeng ritiene che non esista un'unica tecnologia in grado di essere utlizzata per il trattamento globale dell’aria e pertanto ha adottato il sistema misto basato sulla filtrazione elettrostatica e sulla fotocatalisi.

I filtri elettrostatici per il trattamento dell'aria

Attraverso l’uso dei filtri elettrostatici, l’aria viene trattata prima della sua immissione negli ambienti interni.

Molto spesso, infatti, gli impianti di ventilazione utilizzano aria esterna per la circolazione della stessa nei locali immettendo negli spazi chiusi aria contaminata che presenta elevate concentrazioni di polveri inquinanti (particolato). Come detto, proprio il particolato è uno di quei vettori attraverso il quale può avvenire la diffusione del virus. 

I filtri elettrostatici, dunque, vanno ad agire sulle polveri eliminandole secondo questo meccanismo di azione:

• Conferimento di carica elettrica a particelle e microrganismi trasportati dall’aria (ionizzazione); 
• Precipitazione elettrostatica di particelle/microrganismi. 

Il filtro elettrostatico è dunque costituito da due sezioni separate: 

• Sezione ionizzante; 
• Sezione di raccolta/precipitazione. 

Nella sezione ionizzante l’aria passa attraverso elettrodi che caricano le particelle ed i microrganismi. Quando le particelle arrivano nella sezione di raccolta, vengono catturate dal campo elettrico generato dalle piastre parallele che le attirano sulla loro superficie. In questo modo le molecole del virus eventualmente presenti assieme alle particelle vengono bloccate.

Con questa soluzione, si ha un'elevata efficienza di raccolta delle particelle (>90%), sicuramente utile a contribuire alla filtrazione e sanificazione dell’aria, che però deve essere integrata, soprattutto nei riguardi degli inquinanti gassosi e delle particelle non trattenute, inclusi i microorganismi residui.

La fotocatalisi per la purificazione dell'aria

La tecnologia della fotocatalisi ossidativa (in inglese, Photocatalytic Oxidation - PCO), è stata sviluppata da molti anni per l’efficace capacità degradativa di inquinanti presenti in aria e in particolare è stata utilizzata in ambito aerospaziale per la sanificazione degli ambienti destinati alle esplorazioni spaziali, dove una delle prerogative principali è la qualità e la salubrità dell’aria respirata. 

La Tecnologia PCO imita e riproduce ciò che avviene in natura attraverso la fotocatalisi, un processo che grazie alla presenza di un composto attivo (catalizzatore) mediante l’azione combinata dei raggi ultravioletti (UV) del sole e dell’umidità presente nell’aria, genera ioni ossidanti, radicali e composti reattivi dell’ossigeno in grado di distruggere la maggior parte delle sostanze inquinanti e tossiche e dei microorganismi. 

La reazione fotochimica è locale, avviene ad altissima velocità a poca distanza dalla superficie ove è presente il fotocatalizzatore.  Fra le sostanze attive che si generano localmente, il perossido d’idrogeno (H2O2), più comunemente noto come acqua ossigenata, possiede un’efficacia molto elevata nella distruzione della carica microbica.

La Figura 2 schematizza il meccanismo della fotocatalisi che, per avvenire, deve necessariamente avere: la superficie fotocatalitica, la luce solare di tipo UV-A, l’ossigeno e l’umidità. A seconda della quantità e della tipologia di questi elementi contemporaneamente presenti, si potrà attivare un processo di fotocatalisi e quindi di abbattimento degli inquinanti più o meno efficace.

Figura 2 - Schema di funzionamento della fotocatalisi (G.L. Guerrini, ingenio-web.it)

La tecnologia Unoeng utilizza come fotocatalizzatore il biossido di titanio (TiO2) e risulta essere una delle migliori soluzioni attuali applicabili in ambito di sanificazione dell’aria, con proprietà disinquinanti e deodorizzanti.

Applicazioni della fotocatalisi negli impianti di climatizzazione 

La tecnologia dell’ossidazione fotocatalitica può trovare molteplici applicazioni nell’ambito degli impianti di ventilazione e climatizzazione dell’aria.

1 - UTA (unità trattamento aria)

La prima soluzione che è stata individuata si basa sull’installazione di un dispositivo fotocatalitico all’interno dei condotti di aerazione a valle delle unità trattamento aria (UTA) in modo che il flusso d’aria che lo investe permetta la sanificazione costante dei canali d’aria con un unico intervento iniziale, che non deve essere periodicamente ripetuto ma che costituisce un intervento ad effetto continuativo nel tempo.

I canali d’aria, oltre all’adesione fisica di polvere e sporco (Figura 3), sono infatti facilmente soggetti a proliferazione batterica e virale e anche alla deposizione di polveri e muffe sulle superfici che diventano un ideale terreno di coltura, in quanto si stabiliscono delle condizioni microclimatiche favorevoli all’attecchimento e allo sviluppo per le varie specie micotiche e batteriche.

 Figura 3 - Accumulo di polvere nei condotti di aereazione

Il modulo fotocatalitico non si consuma, l’unica operazione di manutenzione ordinaria indispensabile per garantire un’elevata efficacia è la pulizia della superficie e la sostituzione delle lampade a raggi UV-A che solitamente avviene con cadenza biennale. 

Questa applicazione tecnologica permette, dunque, una diminuzione delle operazioni di sanificazione e bonifica dei canali, garantendo un’azione continua durante il funzionamento dei sistemi di climatizzazione.

2 - Fan coils/ventilconvettori

Una delle applicazioni più innovative studiate da Unoeng consiste nell’installazione della fotocatalisi nei terminali di distribuzione dell’aria come i fan coils/ventilconvettori. Anche i ventilconvettori, come le UTA, sono infatti ricettacolo di polveri, batteri, virus, muffe e pollini.

Come nel caso delle unità di trattamento aria, l’installazione avviene inserendo il dispositivo di sanificazione nel ventilconvettore in modo che esso venga investito direttamente dal flusso d’aria che circola. L’irraggiamento della lampada UV è schermato, pertanto il dispositivo di sanificazione è innocuo e senza alcun effetto dannoso sulle persone che ne occupano gli ambienti. Anche in questo caso, la manutenzione è analoga a quanto accade con i sistemi tradizionali, con pulizia dei filtri e sostituzione periodica solitamente biennale delle lampade UV. 

Installare questo tipo di sistema significa ridurre in maniera drastica il rischio di contagio da parte di specie microbiche e virali tra cui il SARS-CoV-2.

Il valore aggiunto di Unoeng: monitoraggio di impianti e della qualità dell’aria 

Attraverso l’installazione di sistemi BeMS (Building Energy Management Systems), Unoeng Srl si diversifica dalla concorrenza in quanto, la tecnologia adottata, oltre alla sanificazione, provvede alla gestione degli impianti da remoto ed il monitoraggio continuo e storicizzato dei dati della qualità dell’aria. 

Tale monitoraggio permette di regolare l’accensione e lo spegnimento dei singoli dispositivi di sanificazione, programmandone i giorni e le fasce orarie di funzionamento e di verificarne con costanza l’efficacia e le percentuali di abbattimento degli inquinanti. 

Le concentrazioni di PM10, PM 2,5, PM1, FORMALDEIDE, VOC, CO2 vengono acquisite attraverso appositi sensori di qualità dell’aria che sono opportunamente installati negli ambienti oggetto di sanificazione. Nella Figura 4, si osserva ad esempio una prova sperimentale di solo trattamento fotocatalitico (no filtrazione polveri) in un ufficio, nell’arco di una giornata lavorativa.

 Figura 4 - Monitoraggio di polveri sottili in un ufficio

A titolo esemplificativo, il grafico della Figura 4 mostra i dati relativi alle concentrazioni di particolato atmosferico (µg/m3) rilevati dal sistema di monitoraggio della qualità dell’aria di Unoeng prima e dopo l’accensione dei dispositivi di sanificazione dell’aria in un ufficio test. È evidente dai dati registrati l’efficacia della fotocatalisi sull’abbattimento delle polveri ed è interessante notare come esse comincino a crescere nuovamente in concentrazione nell’aria, al momento dello spegnimento dell’apparato installato.

La storicizzazione continua dei dati di qualità dell’aria consente di analizzare le concentrazioni degli inquinanti (polveri e gas) in tempo reale permettendo così di regolare l’accensione/ spegnimento dei dispositivi di sanificazione a seconda della qualità dell’aria rilevata all’interno degli spazi chiusi.

>>> Prosegui la lettura nel PDF allegato per scoprire le altre sperimentazioni