Stabilire i criteri di sostituzione dei filtri medi confrontando la caduta di pressione attuale con quella registrata quando il filtro era pulito per quella specifica batteria, allo stesso punto di misurazione e con la stessa portata d’aria di esercizio, e intervenire quando il valore raggiunge il primo limite che si verifica tra: il limite operativo applicabile indicato dal produttore del filtro, il margine di pressione utilizzabile del ventilatore o il punto in cui il processo perde la portata d’aria necessaria. La caduta di pressione è la differenza di pressione attraverso la superficie del filtro e aumenta man mano che la polvere si accumula sul materiale filtrante e restringe i percorsi dell’aria. Il criterio è valido solo se il confronto avviene a parità di condizioni; pertanto, il punto di misurazione, le condizioni della portata d’aria e l’identificazione del filtro devono essere fissati prima che un valore di soglia possa avere significato.

Definire il contorno di pressione e la linea di base pulita

Una lettura della pressione non ha alcun valore come criterio di sostituzione finché non si specifica esattamente quale intervallo copre. Una coppia di punti di prelievo su un banco di filtri medi, una lettura su un singolo stadio di filtrazione e una lettura sull’intera unità di trattamento aria descrivono ciascuna una restrizione diversa: il valore dell’unità di trattamento aria comprende serpentine, serrande, silenziatori e filtri finali, mentre la lettura del banco isola gli elementi che si intende sostituire. Se il valore di riferimento in condizioni di pulizia è stato rilevato sul banco e un successivo controllo di manutenzione viene effettuato sull’unità, i due valori non sono comparabili e l’andamento ricavato da essi è privo di significato. Stabilite i punti di prelievo, registrateli nelle istruzioni di manutenzione e mantenete la stessa configurazione di manometri o trasmettitori per tutta la durata del banco.

La seconda parte del limite è rappresentata dalle condizioni del flusso d’aria. La perdita di carico attraverso un filtro varia in base al volume d’aria che lo attraversa, pertanto un valore di riferimento rilevato durante il bilanciamento in fase di messa in servizio a una determinata velocità del ventilatore non è rappresentativo dello stesso gruppo in funzione a un regime diverso. Definire il flusso d’aria nominale per l’impianto, indicarlo insieme al valore di riferimento e specificare la modalità operativa a cui appartiene qualora l’unità funzioni a più di una impostazione.

Una volta stabiliti i limiti e i requisiti, registrare la caduta di pressione a filtro pulito del banco così come installato, utilizzando gli elementi effettivi e la disposizione effettiva delle celle. Il valore di resistenza a vuoto riportato nel catalogo descrive un modello di filtro testato a una determinata velocità frontale in un banco di prova; il banco installato potrebbe presentare una profondità degli elementi diversa, un numero diverso di celle, piastre di chiusura o una geometria del telaio che comporta una propria perdita. Il valore di riferimento da considerare è quello con cui il team di manutenzione potrà effettuare i confronti nei prossimi anni, il che significa che appartiene a questo progetto e a questo banco, non a un valore pubblicato che si presume valga per ogni dimensione di filtro, portata d’aria e disposizione di misurazione.

L'identità del filtro completa la registrazione. Prendere nota del modello, della classe, delle dimensioni, della profondità, del numero di elementi per banco e della disposizione dei rack insieme alla lettura di pulizia, poiché un elemento sostitutivo con profondità o area del mezzo diversa sposterà la linea di base di pulizia e invaliderà silenziosamente il trigger. Quando il configurazione del filtro di ricambio Una volta selezionato, dovrebbe essere abbinato al rack installato e al regime di funzionamento, piuttosto che basarsi esclusivamente sulla dimensione nominale.

Impostare il punto di azione in base ai filtri e ai vincoli di sistema

Il punto di intervento per la sostituzione è determinato dal primo dei tre limiti che viene raggiunto, non solo dalla resistenza finale dichiarata del filtro. Il limite operativo specificato dal produttore del filtro protegge l’elemento stesso: oltre tale limite, si rischia la deformazione del materiale filtrante, la distorsione del telaio o lo stress delle guarnizioni. Tale limite indica la pressione massima che il filtro è in grado di sopportare; non fornisce tuttavia alcuna indicazione sulla capacità del resto dell’impianto di continuare a funzionare correttamente a quella resistenza.

Il margine di pressione utilizzabile del ventilatore rappresenta il secondo vincolo. Ogni sistema viene selezionato prevedendo un margine tra la pressione totale in condizioni di pulizia e la capacità del ventilatore alla portata di progetto; il gruppo di filtri medi è uno dei fattori che incide su tale margine, insieme ai filtri finali, all’intasamento della serpentina e al bilanciamento dei condotti. Se il ventilatore si trova vicino al punto massimo della propria curva, o sta già funzionando ad alta velocità per mantenere la pressione nell’ambiente, i filtri medi devono essere sostituiti ben prima che raggiungano il proprio limite operativo. Questo margine va ricavato dai registri di messa in servizio e dalla curva del ventilatore relativa alla girante e al motore installati, non dalle specifiche di progetto riportate sulla carta.

Il terzo vincolo è la portata d’aria effettivamente necessaria al processo. In una camera bianca servita da un impianto a velocità costante o con rapporto di regolazione limitato, l’aumento della resistenza del filtro riduce la portata, il che si manifesta con un calo dei tassi di ricambio d’aria, un indebolimento dei differenziali di pressione nella stanza o uno stadio HEPA terminale che non riceve più la portata per cui era stato bilanciato. Un'unità con controllo a velocità variabile può mantenere la portata mentre il filtro si carica; in tal caso, la perdita si manifesta con un aumento della velocità del ventilatore e del consumo energetico piuttosto che con una diminuzione della portata; il vincolo è quindi rappresentato dal margine di velocità residuo. In entrambi i casi, il fabbisogno di flusso d'aria può imporre un intervento prima che si raggiunga qualsiasi limite di pressione.

Una volta individuato il vincolo limitante, stabilire un punto di allerta al di sotto del punto di intervento, in modo da poter predisporre filtri, permessi di accesso e manodopera prima che il sistema sia costretto a subire una modifica non pianificata. Laddove la modifica riguardi uno spazio classificato, la decisione di rimettere in servizio la stanza al termine dei lavori spetta alla procedura approvata del progetto e al responsabile designato, non solo alla lettura della pressione. ISO 14644-4:2022 considera la progettazione, la costruzione, la messa in funzione e la verifica delle camere bianche come un processo integrato; per questo motivo, la sostituzione di un filtro in una struttura classificata viene considerata nell’ambito della relativa riveraficazione, anziché come un’operazione meccanica isolata. La definizione del fattore scatenante e dell’ambito della modifica definisce anche quanto costerà la sostituzione, in modo da potersi organizzare di conseguenza.

Interpretare l'aumento della pressione a parità di portata d'aria

Un aumento della caduta di pressione indica un intasamento del filtro solo quando la portata d’aria attraverso la batteria è paragonabile a quella di riferimento. Poiché la perdita di pressione attraverso un filtro aumenta con il volume d’aria che lo attraversa, un sistema che è stato ribilanciato verso l’alto, in cui è stata aperta una serranda, che è passato da una modalità notturna ridotta a quella a piena occupazione, o in cui è stata aumentata la velocità del ventilatore, registrerà valori più elevati sulla stessa batteria senza alcun cambiamento nel materiale filtrante. È necessario interpretare qualsiasi aumento in relazione al punto di funzionamento in cui è stato rilevato prima di attribuirlo alla presenza di polvere.

Ciò significa che il registro delle tendenze deve includere i dati operativi associati. Un valore di pressione da solo non costituisce una tendenza; lo è invece un valore di pressione accompagnato dal flusso d’aria, dalla velocità del ventilatore o dal setpoint di controllo al momento della lettura. Laddove l’unità utilizza un controllo a velocità variabile per mantenere un volume di mandata fisso, la portata d’aria rimane costante e l’aumento di pressione riflette effettivamente il carico, ma la velocità del ventilatore e la potenza diventano l’indicatore secondario utile per capire se il margine di riserva si sta esaurendo. Laddove l’unità funziona a velocità fissa, sia la pressione che la portata variano di pari passo, e le due grandezze devono essere interpretate come un unico punto di funzionamento.

Una volta separato un carico di flusso più elevato dalla resistenza effettiva, l’andamento della curva risulta indicativo. Un aumento graduale e costante nel corso dei mesi è tipico di un normale accumulo di polvere e consente di prevedere quando verrà raggiunto il punto di intervento. Un salto improvviso senza variazioni nel carico suggerisce un evento improvviso, come polvere da cantiere, un prefiltro guasto o rimosso, oppure un filtro spostato nel telaio. L’eccezione a questa interpretazione paziente è rappresentata da prove indipendenti: danni visibili al mezzo filtrante, al telaio o alla guarnizione, o qualsiasi altro criterio di sostituzione definito dal progetto, richiedono un intervento specifico indipendentemente da ciò che mostra l’andamento della pressione.

Indagare su cali di pressione imprevisti e sui danni

Una caduta di pressione che si verifica mentre l'impianto è in funzione è un segnale che richiede un'indagine, mai un motivo per prolungare l'intervallo di sostituzione. Il materiale filtrante intasato non si pulisce da solo, quindi un valore più basso indica che o l'aria che passa attraverso il filtro è minore, o lo strumento non misura più i valori precedenti, oppure una parte dell'aria sta bypassando il materiale filtrante.

Controllare innanzitutto il flusso d’aria, poiché un volume ridotto abbassa la pressione lungo la batteria anche se il filtro continua a caricarsi. Il calo di flusso può derivare da una serranda chiusa o fuori posto, da un guasto alla cinghia del ventilatore o alla trasmissione, da una modifica al controllo della velocità o da un forte intasamento più avanti nel percorso dell’aria. Il secondo controllo riguarda la misurazione stessa: tubi di rilevamento ostruiti, attorcigliati o scollegati, un punto di prelievo che perde, un manometro sregolato o azzerato e un trasmettitore che ha perso alimentazione o è fuori calibrazione: tutti questi casi danno letture basse senza che l’aria subisca alcuna variazione.

La terza possibilità è un nuovo percorso di bypass, ed è quella che comporta le conseguenze maggiori per lo spazio a valle. Un elemento lacerato, un filtro fuori sede nel telaio, una guarnizione difettosa, un meccanismo di serraggio allentato o una fessura in una piastra di chiusura consentono all’aria di passare oltre il mezzo filtrante anziché attraversarlo, riducendo così la resistenza e, al contempo, l’efficacia della filtrazione. In un banco di filtri medi, l’effetto pratico è che i filtri finali a valle ricevono aria più sporca di quanto previsto e si intasano più rapidamente. Ciascuna di queste tre constatazioni richiede una correzione diversa — ripristinare il funzionamento, riparare lo strumento oppure sostituire e reinserire l’elemento — pertanto l’indagine deve individuare la causa prima di prendere qualsiasi decisione sull’intervallo di sostituzione.

Scrivere l'istruzione di sostituzione e il record dell'azione

Le istruzioni di manutenzione trasformano il criterio in qualcosa che un tecnico può mettere in pratica senza doverlo reinterpretare, e devono contenere cinque elementi: le condizioni normali di misurazione, il punto di allerta, il punto di intervento, i criteri di danno indipendenti e la persona o il ruolo responsabile dell’intervento.

Le condizioni di misurazione standard specificano i punti di prelievo, la modalità operativa e la portata nominale alla quale deve essere effettuata la lettura, insieme al valore di riferimento in condizioni di pulizia per quella serie e all’identificativo del filtro con cui è stata registrata. Il punto di allarme è il valore che fa scattare l’approvvigionamento e la pianificazione; il punto di intervento è la condizione limite concordata per l’impianto, che si tratti del limite operativo del filtro, della tolleranza di funzionamento del ventilatore o della portata minima richiesta dal processo. I criteri di danneggiamento indipendenti sono del tutto slegati dalla pressione: danni visibili al mezzo filtrante, al telaio o alle guarnizioni, danni causati dall’acqua o segni evidenti di bypass comportano la sostituzione indipendentemente dal valore indicato dal manometro. L’assegnazione di un responsabile dell’intervento evita che l’evento scatenante venga registrato e poi lasciato senza un incaricato.

La formulazione è più importante del formato. Un'istruzione formulata come "monitorare l'andamento in condizioni di funzionamento normale, indagare su cali imprevisti e sostituire al raggiungimento della condizione limite concordata" indica al personale come utilizzare i dati relativi alla pressione senza indurlo a inventare una soglia universale o un intervallo di tempo fisso che il produttore non ha mai giustificato. Ogni lettura dovrebbe essere registrata indicando la data, la portata d'aria o l'impostazione del ventilatore in cui è stata effettuata e qualsiasi osservazione relativa alla modalità di funzionamento dell'unità, in modo che il registro rifletta un andamento piuttosto che una sequenza di numeri non correlati.

Prima di rivolgersi a un fornitore per gli elementi di ricambio o per definire i criteri di una nuova batteria, occorre disporre del modello, della classe e delle dimensioni del filtro installato, della disposizione del rack e del numero di elementi, della caduta di pressione a filtro pulito registrata a una portata d’aria nominale specificata, della configurazione dei punti di prelievo utilizzata per tale lettura, della curva del ventilatore e dei dati di bilanciamento di messa in servizio, nonché della portata d’aria richiesta dallo spazio servito. Una volta in possesso di tali dati, è possibile definire la linea d’azione in base ai vincoli effettivi dell’impianto e abbinare i filtri di ricambio al rack in cui devono essere inseriti.

Domande frequenti

Q: È possibile copiare l'impostazione di sostituzione da un altro banco di filtri medi?
A: Solo dopo aver verificato che sia applicabile alla batteria installata e al suo funzionamento. Confrontare l’identificativo del filtro, la disposizione nella rastrelliera, il flusso d’aria e i limiti di misurazione della pressione, quindi verificare i limiti del filtro applicabili e i vincoli di sistema. Non si può dare per scontato che un’impostazione basata sull’intera unità di trattamento aria sia applicabile a una lettura effettuata su un singolo stadio del filtro.

Q: Un aumento della pressione a seguito di una variazione del flusso d'aria indica che è necessario sostituire i filtri?
A: L'aumento di pressione, di per sé, non è indicativo del carico del filtro. È necessario interpretarlo tenendo conto della variazione della portata d'aria prima di decidere se procedere alla sostituzione e verificare se il punto di funzionamento attuale soddisfa ancora la portata d'aria richiesta, tenendo conto dei limiti del filtro e del ventilatore. Registrare le condizioni della portata d'aria insieme ai dati relativi alla pressione, in modo che i confronti successivi rimangano significativi.

Q: Un valore di pressione più basso può giustificare il rinvio di una sostituzione programmata?
A: Non senza prima verificare il motivo per cui il valore è sceso. Prima di prolungare l'intervallo, verificare il flusso d'aria, i collegamenti dello strumento ed eventuali danni ai filtri o alle guarnizioni. Un flusso d'aria ridotto o un percorso di bypass possono determinare un valore più basso senza che ciò indichi che i filtri siano in condizioni migliori.

Q: Se un filtro o una guarnizione presentano danni visibili, è opportuno attendere che si verifichi il punto di azione della pressione?
A: No. I danni visibili devono essere considerati come una decisione di manutenzione a sé stante, anziché lasciare che sia il valore della pressione a determinare il momento in cui intervenire. Le istruzioni di sostituzione dovrebbero indicare i criteri di danneggiamento applicabili e chi è responsabile di intervenire in base ad essi, oltre alle indicazioni relative agli avvisi e agli interventi basati sulla pressione.