I filtri HEPA sono una soluzione sicura per il COVID-19?

Da quando è iniziata la pandemia dovuta al virus SARS-CoV-2 (Covid-19), i filtri antiparticolato, soprattutto quelli come gli HEPA, si sono fatti notare molto dai media. Quando l’industria aeronautica ha iniziato a basare il suo discorso di sicurezza contro questo temuto virus sui sistemi di ricircolo dell’aria degli aerei, questi erano sicuramente dotati di filtri antiparticolato di questo tipo.

Partiamo dall’inizio: Cos’è un filtro HEPA? HEPA è l’acronimo inglese di “High Efficiency Particulate Air” In realtà, possiamo dire che i filtri HEPA sono filtri meccanici con una capacità di setacciare le piccole particelle ad un tasso molto più alto di qualsiasi altro filtro convenzionale.

Oltre ai filtri HEPA, possiamo anche trovare, sotto, l’EPA “Efficient Particulate Air” e sopra l’ULPA “Ultra Low Penetration Air”. Questi tre tipi di filtri sono anche conosciuti come “filtri assoluti” e sono regolati dalla norma UNE-EN 1822-1: 2020.

Oltre che negli aerei, questi filtri sono usati nelle sale operatorie, in altre camere bianche sterilizzate, all’interno di aspirapolvere, condizionatori d’aria, frigoriferi, maschere, respiratori e, naturalmente, inclusi negli asciugamani elettrici ad alta velocità per assicurarsi che quelle piccole particelle siano catturate e non soffiate indietro nelle mani di una persona dopo il lavaggio.

Filtrare particelle molto piccole, in teoria, è abbastanza semplice: basta mettere un setaccio con fori abbastanza piccoli da impedire il passaggio delle particelle che vogliamo bloccare. Potremmo anche mettere un setaccio senza alcun foro, evitando così il passaggio di qualsiasi particella, non importa quanto piccola.

“I filtri HEPA permettono il blocco di particelle molto piccole continuando a far passare l’aria senza sforzo”

Mentre questo può sembrare semplice, nella pratica è molto più complesso. Se non mettiamo dei fori nel setaccio, blocchiamo tutte le particelle, sì, ma blocchiamo anche l’intero passaggio dell’aria, impedendo il suo ricircolo all’interno del dispositivo. Nel caso di un aspirapolvere, ciò gli impedirebbe di aspirare le particelle di polvere e lo sporco dal pavimento. In un sistema di aria condizionata, non avremmo il ricircolo dell’aria nella stanza. In un asciugamani elettrico, non soffierebbe aria e quindi non asciugherebbe le nostre mani. È per questo motivo che dobbiamo essere in grado di progettare filtri HEPA con fori abbastanza piccoli perché le particelle che vogliamo fermare non passino, ma abbastanza grandi perché l’aria necessaria passi attraverso il filtro per far funzionare l’unità in modo efficace ed efficiente.

Per riassumere, se i fori sono troppo piccoli, ci vuole molto per far fluire l’aria attraverso quel filtro. Questo è ciò che è noto come head-loss o pressure-loss/drop: il motore cerca di muovere molta aria, ma il filtro non glielo permette. I filtri HEPA permettono il blocco di particelle molto piccole pur continuando a far passare l’aria senza sforzo.

I filtri HEPA hanno di solito il materiale filtrante pieghettato che massimizza la superficie totale del filtro. In una maschera FFP2 o FFP3, il materiale filtrante si trova sulla superficie della maschera; nel caso dei filtri utilizzati negli asciugamani, il materiale filtrante è piegato a forma di fisarmonica. Se allunghiamo il materiale, otteniamo una lunghezza di circa 10 volte la dimensione del filtro originale. Avere questo materiale in eccesso ci permette di ridurre notevolmente i fori del setaccio senza compromettere le prestazioni dell’asciugamani

Ora ecco la domanda dell’anno: Questi filtri HEPA sono in grado di bloccare particelle piccole come un virus, e più precisamente il virus Covid-19? Secondo la norma EN-1822, i filtri devono essere testati con la particella di dimensione massima di penetrazione (MPPS – Most Penetrating Particle Size). La dimensione della particella più critica (MPPS) per ogni filtro è in una finestra che va da 0,12 a 0,25 micron. I coronavirus sono virus di grandi dimensioni (nella gamma di dimensioni di un virus). Nel caso del Covid-19, la sua dimensione è stimata tra 0,12 e 0,16 micron. Fortunatamente, i virus non si muovono autonomamente e generalmente si legano ad altri tipi di particelle (soprattutto acquose), comprese le goccioline respiratorie, che sono il principale meccanismo di trasmissione uomo-uomo descritto in questo documento dell’Organizzazione Mondiale della Sanità. Queste particelle respiratorie sono più grandi di 5 micron. Quindi, vediamo che in questo caso, la dimensione è ben al di sopra della dimensione minima filtrata da un filtro HEPA (da 0,12 a 0,25 micron) ed è qui che i filtri HEPA fanno davvero il loro lavoro: intrappolano le goccioline di infezioni respiratorie (o altre particelle) a cui i virus si sono attaccati e impediscono loro di rimanere nell’abitacolo, sia su un aereo, in una stanza, in una casa o in un bagno pubblico.

“Un filtro HEPA H13 è in grado di bloccare fino al 99,95% delle particelle di dimensione massima di penetrazione (MPPS).”

Finalmente, dovremmo sapere quale percentuale di particelle il filtro HEPA è in grado di bloccare e quale percentuale di particelle lo attraversa. Ora tenete a mente che il 100% di filtrazione è impossibile, ma questi tipi di filtri ci sono abbastanza vicini: un filtro HEPA H13 è in grado di bloccare il 99,95% delle particelle di dimensione massima di penetrazione (MPPS). Solo lo 0,05% delle particelle di quella dimensione è in grado di sfuggire al filtro. Se un filtro è in grado di fare questo con la particella alla massima dimensione di penetrazione, con particelle più grandi – come quelle respiratorie – la percentuale di blocco sarà ancora più alta.

Un sistema di ventilazione dell’aereo, un sistema di aria condizionata, un aspirapolvere o un asciugamani elettrico muove l’aria nell’abitacolo, ma se dotiamo questi prodotti di un sistema di filtraggio eccezionale, otterremo che la grande maggioranza delle particelle che vengono assorbite dalle unità siano intrappolate nel filtro e non ritornino nell’abitacolo. Non possiamo dire che le unità hanno ucciso il virus, ma possiamo dire che una grande quantità di particelle che lo trasportano si sono accumulate nel filtro e, quindi, sono state fatte sparire dalla zona in cui gli utenti respirano. Per questo motivo, una buona manutenzione dei filtri è essenziale, soprattutto ora che stiamo soffrendo di questa terribile pandemia.

Finora abbiamo parlato di filtri ad alta efficienza che intrappolano particelle molto piccole e anche la stragrande maggioranza dei virus e dei batteri. Ora ci chiediamo: e se il filtro fosse in grado di eliminare i virus che vi sono intrappolati? Non mancheremo di parlarne nel nostro prossimo post… stay tuned
Antoni Travesa
Technical Office Manager at Mediclinics S,A.