Sommario
Gli APVR filtranti sono dei dispositivi che purificano l’aria ambiente utilizzando filtri che rimuovono i contaminanti nell’aria. L’azione filtrante può essere meccanica e/o chimica.
Sono utilizzati per filtrare:
- Polveri – particelle fini generate dalla frantumazione di materiali solidi;
- Nebbie – minuscole goccioline liquide che si creano da operazioni di spruzzo;
- Fumi – particelle solide molto fini che si formano quando si fonde o vaporizza un metallo che si raffredda in modo veloce;
- Microorganismi – virus e batteri;
- Gas – sostanze allo stato aeriforme a pressione e a temperatura ambiente;
- Vapori – forma gassosa di sostanze che, a temperatura ambiente, si trovano allo stato liquido o solido.
Gli APVR filtranti possono essere semplici facciali monouso oppure sistemi complessi con un apparato sul quale vengono montati dei filtri intercambiabili.
A loro volta, i filtri intercambiabili si dividono in filtri per particolati e filtri per gas.
I filtri per particolati filtrano polveri, nebbie, fumi e microorganismi.
L’azione è meccanica ed elettrostatica. L’aria inspirata passa attraverso uno strato di carta filtranteche trattiene le sostanze inquinanti. Più alto è il grado di protezione e maggiore è la quantità delle particelle filtrate.
I test della norma EN 149 sono eseguiti con un composto di NaCl (cloruro di sodio), con particelle di dimensioni medie di 0,6 micron. Particolati più piccoli di 0,6 micron, come ad esempio i virus che hanno una dimensione massima di 0,16 micron, sono fermati dall’azione elettrostatica del filtro.
Esistono 3 classi:
- P1 – 80%;
- P2 – 94%;
- P3 – 99 %;
Particolati più piccoli di 0,6 micron, come ad esempio i virus che hanno una dimensione massima di 0,16 micron, sono fermati dall’azione elettrostatica del filtro.
Riguardo in particolare a Virus o batteri, è da far notare che questi non viaggiano liberamente nell’aria come moscerini e pertanto l’utilizzo del filtro serve principalmente a bloccare i vettori del virus, che possono essere particelle di saliva o altri particolati ai quali i microrganismi sono attaccati.
Facciamo qualche esempio.
Assieme alle classi P1, P2 e P3 si possono trovare anche alcuni indici aggiuntivi:
- S – contro aerosol solidi;
- L – contro aerosol liquidi;
- C – è stata effettuata la prova di intasamento con polvere di carbone;
- NR – indica i facciali filtranti utilizzabili per un singolo turno di lavoro;
- R – indica invece quelli che sono riutilizzabili;
- D – dopo NR significa che i dispositivi hanno superato il test di intasamento con polvere di dolomite (carbonato di magnesio e calcio). Questa prova indica che il dispositivo può essere impiegato in ambienti molto polverosi.
Nel caso diAPVR filtranti facciali ovvero le classiche mascherine, è anteposto l’indice FF.
Infatti, le classi delle mascherine rispondenti alla EN 149 saranno pertanto FFP1, FFP2 e FFP3.
Siccome si possono trovare mascherine con certificazioni diverse dalla EN 149, allego la seguente tabella della 3M.
Nella tabella sono mostrate le comparazioni e le equivalenze della sola classe FFP2 relativamente agli standard dei vari Paesi (vedi tabella 1).
I modelli di APVR filtranti: APVR facciali filtranti o mascherine
Le mascherine sono composte da un foglio di carta filtrante, da una barretta stringinaso e da un paio di elastici che si fanno passare dietro al capo e tengono la mascherina ferma sul volto. A seconda dei modelli questi elastici possono essere fissi o regolabili.
Alcuni modelli hanno anche una piccola striscia di materiale morbido che segue tutto o in parte il perimetro interno della maschera filtrante e che serve a migliorare la tenuta ermetica.
Le mascherine facciali filtranti coprono naso e bocca.
Possono perfino avere una o due valvole che agevolano l’espirazione, utili quando siamo in un ambiente caldo e/o umido. Per questo, le mascherine con valvola non devono essere usate da chi ha patologie che potrebbe trasmettere nell’ambiente circostante.
In alcuni paesi, quali ad esempio gli Stati Uniti, è perfino vietato l’utilizzo di APVR filtranti con valvola di espirazione agli operatori sanitari in ambienti sterili, come ad esempio sale operatorie.
Le mascherine facciali filtranti possono essere arricchite con carboni attivi, che aiutano a tenere lontani i cattivi odori.
Ogni produttore ha forme e dimensioni diverse.
La forma determina anche la praticità, la facilità di stoccaggio, la migliore aderenza al viso e perfino la robustezza della mascherina.
Sono sempre da considerarsi monouso e da utilizzare per un turno di lavoro.
Non si possono assolutamente lavare e/o riutilizzare.
Semimaschere
Le semimaschere sono dispositivi riutilizzabili che coprono naso e bocca e vengono attrezzate con filtri sostituibili che agiscono su polveri e/o gas.
Il corpo delle semimaschere può essere in gomma, in epdm o anche in silicone. Hanno una bardatura elastica che si passa dietro alla testa e si regola per trovare la posizione migliore della semimaschera sul volto.
Possono avere un singolo filtro centrale oppure due laterali e normalmente esistono in un paio di taglie.
La valvola di espirazione è sempre presente. Infatti, i produttori forniscono parti di ricambio quali cinghie di tenuta, valvole di inspirazione ed espirazione, ecc.
Al corpo maschera, a seconda dei modelli, si agganciano uno o due filtri per particolati, per gas o addirittura per entrambi.
Esistono anche particolari tipi di semimaschera che hanno i filtri fissi e non sostituibili.
Quando i filtri sono intasati si getta tutto, anche il corpo maschera.
Prima di indossarle, anche se si eseguito regolarmente il Fit Test di cui abbiamo parlato nel nostro articolo sugli APVR, bisogna sempre effettuare una prova di tenuta.
Il Fit Test consiste in 3 passaggi:
- Appoggiare la maschera sul volto senza passare gli elastici sul capo;
- Chiudere con le mani o con gli appositi tappi in dotazione, i punti di aggancio dei filtri o gli stessi filtri;
- Inspirare creando un “sottovuoto” all’interno della maschera.
Questa deve restare perfettamente attaccata al viso senza che vi siano infiltrazioni dall’esterno. Se questo test non funziona, può significare che la maschera è danneggiata o anche sporca. In alternativa, può darsi che la taglia non sia corretta oppure che il volto non è ben rasato.
Infatti, in questo caso la maschera non si può utilizzare.
Maschere facciali per APVR filtranti
A differenza delle mascherine e delle semimaschere, le maschere facciali coprono occhi, naso e bocca. Come per le semimaschere, anche il corpo della maschera facciale può essere in gomma, in epdm o in silicone. Una bardatura complessa che può essere in gomma oppure in rete.
Usano filtri sostituibili che possono essere singoli, centrali o laterali o perfino doppi.
Hanno anche un diaframma fonico a funzionamento meccanico, che permette di amplificare la voce dell’operatore che le indossa.
All’interno della maschera facciale è presente un oronasale che è quello dove avviene lo scambio di aria esterno/interno. Se questo non ci fosse, il visore si appannerebbe.
Sull’oronasale potrebbe essere fissato anche un sistema per montare lenti da vista.
Il visore, in policarbonato, può essere semplice oppure panoramico ed è sempre certificato per la resistenza agli urti da impatto per la protezione degli occhi.
La versione militare, anziché un visore unico ha due oculari che risultano più comodi per l’utilizzo di un fucile.
Anche le maschere facciali per APVR filtranti esistono in almeno due taglie.
Sulle maschere facciali per utilizzi in ambienti complessi possono essere fissati diversi accessori:
- Sistemi di idratazione;
- Sistemi di comunicazione;
- Trasmissione dati sul visore;
- ecc.
Ogni anno devo essere ispezionate e verificate dal produttore o da un centro autorizzato, che con appositi strumenti ne verifica integrità e tenuta.
Anche per le maschere facciali bisogna effettuare, prima di indossarle, il test di tenuta come abbiamo spiegato nella parte relativa alle semimaschere.
PAPR (Powered air purifying respirators)
I PAPR sono sistemi di respirazione a ventilazione assistita, chiamati anche volgarmente elettrorespiratori o anche turboventilatori. Utilizzano un motore a batteria per aspirare l’aria attraverso i filtri e mandarla ad un cappuccio che può essere di varie forme e dimensioni.
In questo modo non deve essere l’operatore a vincere la resistenza inspiratoria data dal filtro, ma è lo strumento che se ne occupa.
L’altro grande vantaggio è che questo può essere indossato anche da chi ha barba, baffi e anche occhiali. Il cappuccio permette inoltre maggiore libertà di movimento ed un campo visivo più ampio.
È particolarmente confortevole soprattutto per lunghi periodi di utilizzo.
Sono più sicuri rispetto alle maschere perché l’aria spinta all’interno del cappuccio viene espulsa anche attraverso eventuali fessure, impedendo così l’entrata del contaminante.
Infatti, gli elettrorespiratori utilizzano da uno a tre filtri e lavorano con velocità costanti che vanno da 90 lt/min a 230 lt/min, a seconda dei modelli.
La velocità di ventilazione viene mantenuta costante al crescere dell’intasamento del filtro fino a raggiungere un valore massimo predeterminato.
Hanno perfino un allarme acustico e visivo che segnala l’intasamento dei filtri e lo stato della batteria.
Alcuni modelli includono anche un datalogger interno, una sorta di “scatola nera”,
che registra tutte le operazioni effettuate sul dispositivo, come l’accensione, lo spegnimento e l’attivazione degli allarmi. Questi dati possono essere consultati in caso di
incidente all’operatore per determinare se ci siano stati malfunzionamenti del dispositivo o un uso improprio da parte dell’operatore.
Sono particolarmente impiegati in quelle situazioni in cui il soccorritore necessita di un
ampio campo visivo o quando si trova con il volto vicino alla fonte di contaminazione
(come fumo, fughe di gas, contaminazioni chimiche o batteriologiche). Condizioni che potrebbero ostruire immediatamente un filtro collegato direttamente alla maschera. Il turboventilatore, al contrario, posiziona i filtri dietro la schiena, in una zona di aria pulita, mantenendo così la visuale completamente sgombra e libera da ostacoli.
Un particolare modello di respiratore ventilato è quello della Cleanspace Technology, azienda australiana distribuita in Italia da Kasco Spa.
Questo tipo di respiratore è notevolmente compatto e colloca l’unità filtrante ventilata direttamente dietro il collo dell’operatore, minimizzando così ingombro e peso e eliminando completamente la presenza di tubi.
Il ventilatore, certificato IP 66, utilizza la tecnologia AirSensit™ per ottimizzare il flusso d’aria sul viso, adattandosi alla respirazione dell’operatore. Questo sistema contribuisce a prolungare la durata di vita sia del filtro che della batteria.
Nella gamma di Cleanspace è presente anche una versione ATEX, con una gamma di filtri particolarmente ampia.
I filtri per APVR filtranti
Maschere, semimaschere ed elettrorespiratori utilizzano filtri per polveri, per gas oppure combinati.
Filtri per particolati
I filtri per particolati utilizzano una carta plissettata inserita in una cartuccia di plastica che si collega al dispositivo. Il grado di efficienza, come dicevamo, può essere P1, P2 o P3.
Filtri per gas
I filtri gas invece sono divisi per classi di gas e per efficienza filtrante. Sono composti da carbone attivo di polvere di cocco adsorbente (cioè che assorbe la sostanza e non la rilascia) rinchiusa in una cartuccia di plastica o d’alluminio che si collega al dispositivo.
I carboni attivi lavorano sia per azione meccanica che chimica.
Infatti, l’azione meccanica degli alveoli del carbone trattengono il gas mentre l’azione chimica viene svolta da alcuni reagenti specifici per ogni determinata classe di gas.
Le classi di gas sono identificate con una lettera ed un colore corrispondente e devono essere presenti sulla cartuccia del filtro.
La capacità del filtro va in funzione della quantità di materiale adsorbente contenuta nel filtro stesso
Protezione gas/vapori:
- 1 Classe – per gas inferiore a 1000 ppm
- 2 Classe – per gas inferiore a 5000 ppm
- 3 Classe – per gas inferiore a 10.000 ppm
Inoltre, esistono anche filtri combinati che ospitano sia filtro polvere che filtro gas.
I filtri gas possono essere costruiti per una singola classe o per più classi. Sul filtro si trovano pertanto i colori della classe di gas da affrontare e la classe di protezione.
Esempio:
- A2B2 – filtro per gas organici e inorganici di classe 2
- ABEK2 P3 – filtro per tutti i gas in classe 2 e per polveri in classe 3
Più alta è la classe di protezione e maggiore sarà la dimensione del filtro.
L’attacco dei filtri per maschere facciali, particolati o gas, è solitamente a vite standard.
Per le semimaschere invece l’attacco dipende dal produttore e può essere a vite o anche a baionetta.
Attacco dei filtri
Gli APVR possono avere due tipi diversi di attacco per i filtri, a vite o a baionetta.
Gli attacchi a vite possono essere normati secondo la En148-1, cosi da poter essere utilizzati su dispositivi di diversi marchi. Anche se, alcuni produttori obbligano all’utilizzano solo dei propri filtri.
Gli attacchi a baionetta invece sono sempre diversi da produttore a produttore e, a volte, anche da dispositivo a dispositivo.
Fattore di protezione
Tutti i dispositivi che abbiamo visto finora hanno un Fattore di Protezione che determina il grado di isolamento rispetto all’ambiente circostante.
È un valore che, sulla base di dati sperimentali e di considerazioni cautelative, viene attribuito al fattore di protezione per la scelta di un respiratore da utilizzare nell’ambiente di lavoro.
Il fattore di protezione è il rapporto tra la concentrazione del contaminante nell’ambiente (Cest) e la sua concentrazione all’interno del facciale (Cint).
FPA = Cest/Cint
Quindi, ne consegue che
Cint = Cest/FPA < TLW / TVA
(vedi prima parte dell’articolo)
Corrisponde all’inverso della percentuale di perdita verso l’interno del respiratore.
Per fare un esempio, un respiratore che ha un fattore di protezione pari a 4 significa che un quarto delle particelle presenti nell’aria penetra nel respiratore, ovvero il 25%
100/4 = 25
Se il fattore di protezione fosse 30 avremmo 100/30 = 3,33% di particelle che penetrano nel respiratore.
In realtà, gli APVR filtranti hanno due fattori di protezione: il primo è un Fattore di Protezione Nominale(FPN) e il secondo un Fattore di Protezione Operativo (FPO).
La differenza è la stessa che esiste riguardo ai consumi di carburante delle auto: la casa produttrice assegna un certo consumo al banco, ma quando poi la metti in strada i consumi sono ben diversi.
Il FPN è determinato da una prova al banco secondo i test di norma.
Il FPO è invece un valore più cautelativo che alcuni stati membri dell’Unione Europea assegnano al dispositivo. Potreste ad esempio trovare la sigla FPA (Fattore di Protezione Assegnato) o APF (Assigned Factor Protection).
Riporto qui sotto una parte della tabella presente sulla EN 529 con i Fattori di Protezione Nominale e Operativo per ogni dispositivo.
Prendiamo ad esempio un facciale filtrante FFP3.
Il valore di protezione Nominale è 50, ma in Italia è stato reso più cautelativo e gli è stato assegnato un FPO pari a 30.
Sul manuale del dispositivo il Fattore di Protezione è sempre presente e normalmente si trova il FPN, perché il dispositivo è venduto in tutta Europa.
Però, dovrà essere cura dell’utilizzatore conoscere ed applicare il FPO assegnato dal proprio paese.
Come scegliere i respiratori filtranti
Come dicevamo, la selezione del respiratore deve essere effettuata considerando il Fattore di Protezione Operativa (FPO), confrontandolo con il rapporto tra la concentrazione del contaminante ed il TLV-TWA.
Facciamo un esempio con un respiratore per particolati:
- Agente chimico presente nell’ambiente: OSSIDO DI CALCIO;
- Da tabelle o da scheda prodotto sappiamo che il TLV-TWA è 2 mg/mc;
- Concentrazione media rilevata in ambiente: 9 mg/mc;
- Fattore di Protezione necessario = Conc med /TLV-TWA = 9/2 = 4,5;
- 4,5 è il FPO che ci serve per proteggerci adeguatamente per poter lavorare in quell’ambiente tutto il giorno senza problemi.
Quindi, i dispositivi di protezione adatti possono essere:
- Facciale filtrante FFP2 (FPO 10);
- Semimaschera + filtro P2 (FPO 10);
- Maschera intera + filtro P2 (FPO 15);
- Elettrorespiratore THP1 con cappuccio/elmetto (FPO 5);
- Elettrorespiratore TMP1 con maschera (FPO 10);
- Tutti gli altri tipi di respiratori con FPO superiore a 4,5 compreso l’autorespiratore.
Durata dei filtri delle maschere filtranti
Non c’è una regola semplice per determinare la durata dei filtri e tutto dipende da:
- Tipo di filtro;
- Capacità del filtro;
- Temperatura e umidità;
- Natura dell’inquinante;
- Possibile interazione tra le sostanze;
- Velocità di respirazione;
- Portata d’aria di quelli assistiti (elettrorespiratori).
Perciò, come si fa a sapere quando un filtro deve essere sostituito?
Filtro per Particolati: resistenza inspiratoria aumentata. Significa che il filtro è molto intasato. Il valore è soggettivo, varia da persona a persona.
Filtri Gas: si inizia ad avvertire l’odore o il sapore del gas (motivo per cui se il gas è inodore oppure se ho il raffreddore non posso usare filtri. ecc.).
Anche questo valore è soggettivo è può essere sensibilmente diverso in base al periodo, alla stagione e perfino alla condizione fisica personale.
Infatti, alcuni operatori preferiscono cambiare il filtro con periodicità limitata regolare, anche se ancora utilizzabile.
APVR filtranti di fuga per emergenza
Gli APVR filtranti di fuga per emergenza sono dei particolari dispositivi monouso. Possono essere composti da una semplice semimaschera con filtro oppure da un cappuccio che copre tutto il volto.
La certificazione è valida per un utilizzo limitato a 15-20 minuti. Infatti, servono al soccorritore per uscire il più velocemente possibile da una zona di emergenza.
Sono stivati in un contenitore plastico sigillato che viene aperto all’occorrenza e solo per l’utilizzo del dispositivo.
Possono essere adatti solo per gas o anche per fumi da incendio.
Mascherine chirurgiche
Le mascherine chirurgiche non sono DPI di terza categoria.
Infatti, sono conformi alla EN 14683:2019, presentano un marchio CE di autocertificazione in base ai requisiti definiti dalla Direttiva sui Dispositivi Medici 93/42/EC e sono classificati anche come Dispositivi di Prima Categoria.
Non servono a proteggere il soccorritore da agenti esterni che possano provocargli un danno, ma servono a limitare la trasmissione di agenti patogeni dal personale sanitario ai pazienti.
Quindi, non danno una protezione all’operatore perché non aderiscono ermeticamente al volto e il passaggio di aria intorno ai bordi è molto probabile.
Offrono una leggera protezione nei confronti di spruzzi di saliva o altri fluidi biologici che potrebbero raggiungere le mucose di naso e bocca dell’operatore.
Non sono fatte pertanto per proteggere il soccorritore nei confronti di particelle fini come batteri o virus.
Il test per l’Efficienza Filtrante Batterica (BFE) è l’indicatore relativo alle prestazioni della mascherina chirurgica. È un indicatore previsto dalla EN 14683.
Il test viene effettuato con particelle di Staphylococcus aureus di grandi dimensioni, circa 0,65 – 7 micron.
Dove:
- Efficienza di filtrazione batterica, BFE = efficienza del/i materiale/i delle maschere facciali ad uso medico come barriera alla penetrazione batterica;
- Pressione differenziale = permeabilità all’aria della maschera, misurata determinando la differenza di pressione attraverso la maschera in specifiche condizioni di flusso d’aria, temperatura e umidità;
- Resistenza agli spruzzi = capacità di una maschera facciale ad uso medico di resistere alla penetrazione di sangue sintetico proiettato ad una data pressione;
- Pulizia microbica = assenza di popolazione di microrganismi vitali su un prodotto e/o un imballaggio.
Sono prodotte con materiale Tessuto-Non-Tessuto (TNT) con caratteristiche idrorepellenti.
Inoltre, vengono costruite normalmente con tre o quattro strati così composti:
- 1 o 2 strati esterni filtranti;
- Strato intermedio impermeabile;
- Strato interno ipoallergenico per il contatto con la pelle;
Si assicurano al viso tramite due piccoli elastici che si passano dietro le orecchie, coprono naso e bocca e hanno perfino un piccolo ferretto che serve per farle aderire meglio attorno al naso.
Anche queste sono sempre da considerarsi monouso.
Inoltre, alcune hanno anche una piccola visiera in materiale plastico attaccata alla parte superiore che sale a coprire gli occhi dell’operatore come protezione per le mucose degli stessi.
Per una scelta corretta dei dispositivi per la protezione delle vie respiratorie vi rimando all’articolo sugli APVR. Nell’articolo si parla anche del Fit Test, obbligatorio nella scelta dei dispositivi filtranti.
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