## 1. Introduzione alla segmentazione termosanitizzante negli impianti HVAC italiani
a) La segmentazione termosanitizzante rappresenta una strategia avanzata per controllare la dispersione degli aerosol in ambienti chiusi, separando fisicamente le zone in base alla qualità dell’aria e alla pressione differenziale. Questo approccio supera la semplice ventilazione tradizionale, riducendo la ricircolazione di particelle sospese e garantendo flussi d’aria controllati, particolarmente cruciale in ospedali, scuole e uffici pubblici italiani dove la qualità dell’aria interna influisce direttamente sulla salute.
b) Gli aerosol, particelle di dimensioni variabili da PM0.3 a PM10, persistono nell’aria per ore, accumulandosi in zone con scarsa dinamica fluida come angoli, cunicoli tra pareti o soffitti, aumentando il rischio di trasmissione di patogeni come virus e batteri. In Italia, dove molti edifici storici presentano geometrie complesse e sistemi HVAC non sempre ottimizzati, la gestione attiva di questi flussi diventa imperativa.
c) L’obiettivo specifico è la riduzione quantificabile dei residui aerosol tramite la combinazione di controllo dinamico dei flussi d’aria e trattamenti superficiali fotocatalitici, conforme alle linee guida del D.Lgs. 81/2008 per la protezione dalla contaminazione biologica negli ambienti chiusi.
d) A differenza della segmentazione tradizionale, che si basa su compartimenti statici e flussi fissi, il metodo termosanitizzante prevede zone con trattamento attivo, capacità di monitoraggio continuo e interventi dinamici basati su feedback in tempo reale.
## 2. Analisi tecnica del comportamento degli aerosol negli impianti HVAC
Gli aerosol si disperdono seguendo la legge di Stokes per particelle piccole (<1 µm), con un tempo di permanenza medio in aria che varia da minuti a ore a seconda della dimensione e della densità. In ambienti HVAC, la velocità del flusso d’aria ( tipicamente 0.2–0.5 m/s in zone occupate) determina il grado di diluizione: un flusso insufficiente causa stagnazione e accumulo, mentre un flusso eccessivo genera ricircolazione turbolenta, favorendo la dispersione.
La temperatura e l’umidità relativa influenzano la densità e la velocità di sedimentazione: alte umidità riducono la sedimentazione naturale, prolungando la sospensione. La modellazione CFD permette di simulare con precisione queste dinamiche: in un laboratorio italiano di riferimento, una simulazione ha mostrato che gradienti termici di 3–5°C tra pavimento e soffitto possono deviare flussi locali del 40%, creando zone morte dove gli aerosol si accumulano.
Le tecniche di validazione includono traccianti aerosol fluorescenti (es. solfato di magnesio) e contatori ottici laser a tempo di volo, che rilevano depositi in aria e identificano zone critiche. Un caso studio in un ospedale di Bologna ha dimostrato che l’analisi CFD combinata a tracciamento ha individuato zone con residui aerosol fino al 68% superiori a quelli misurati con sonde statiche.
| Parametro | Valore Tipico in HVAC | Impatto | Metodo di Misura |
|---|---|---|---|
| Velocità Flusso d’Aria | 0.2 – 0.5 m/s | Diluizione e ricambio minimo | Anemometri a filo caldo |
| Tempo di Permanenza Aerosol | 15 min – 4 ore | Accumulo in zone statiche | CFD e traccianti fluorescenti |
| Umidità Relativa | 40–60% | Ottimale per sedimentazione e fotocatalisi | Sensori di umidità integrati |
## 3. Fondamenti della segmentazione termosanitizzante: principi operativi
La segmentazione termosanitizzante si basa sulla suddivisione funzionale degli ambienti in compartimenti con controllo indipendente del flusso d’aria e trattamento. Ogni zona è progettata per mantenere condizioni aerodinamiche e chimiche ottimali: pressione positiva per aree critiche (stanze operatorie, aule), pressione negativa per ambienti potenzialmente contaminati (servizi, laboratori), evitando la migrazione incrociata di aerosol.
I circuiti d’aria sono configurati in configurazioni a pressione controllata, con valvole di bilanciamento automatico e sistemi BMS (Building Management System) che integrano sensori e attuatori. L’uso di filtri HEPA e lamine UV-C integrate nei condotti neutralizza patogeni aerea, mentre rivestimenti fotocatalitici a base di TiO₂ degradano composti organici volatili (VOC) e batteri su superfici interne.
Parametri chiave da ottimizzare includono la portata minima per zona (0.3–0.5 aria/ora/persona), velocità di ricambio (0.4–0.6 volte/ora), tempo di residenza (almeno 15 minuti per rinnovo completo) e controllo dinamico dell’umidità tra 40–60% per massimizzare l’efficienza della fotocatalisi.
## 4. Fasi dettagliate per l’ottimizzazione passo-passo del sistema HVAC
Fase 1: Audit termosanitario e fluidodinamico
Utilizzare termocamere a infrarossi e anemometri a ultrasuoni per mappare temperature, flussi locali e zone morte in un edificio esistente (es. scuola primaria di Firenze). Identificare aree con bassa velocità e accumulo di aerosol, registrando dati in almeno 5 punti strategici per costruzione.
Fase 2: Progettazione modulare della segmentazione
Definire compartimenti funzionali con porte a tenuta ermetica, canali di distribuzione modulari e zone di trattamento. Adottare un layout a “cubetti” separati, con accesso controllato e isolamento fisico tra aree.
Fase 3: Installazione di trattamenti attivi
Posizionare diffusori UV-C a doppio asse in corridoi e aree di passaggio, nebulizzatori termosensibili integrati in plafoni, e venturi fotocatalitici lungo condotti. I dispositivi devono essere orientati per evitare ombre termiche e interferire con i flussi naturali.
Fase 4: Calibrazione parametri operativi
Impostare temperatura tra 22–24°C, umidità 40–60%, portata d’aria 0.4–0.5 aria/ora/persona, con controllo automatico basato su sensori. Regolare cicli di fotocatalisi notturna per massimizzare degradazione.
Fase 5: Validazione e verifica
Eseguire contatori aerosol laser in modalità continua per 72 ore, confrontando le concentrazioni pre e post-ottimizzazione. Obiettivo: riduzione residui aerosol >85%, con riduzione PM2.5 e VOC.
| Fase | Azioni Chiave | Strumenti/Tecniche | Output Atteso |
|---|---|---|---|
| Audit Termosanitario |