Lo studio approfondito di EOLIOS ha permesso di determinare i flussi d'aria nella camera bianca per verificarne la pulizia, in conformità alle norme ISO 14644.
Una camera bianca è uno spazio altamente controllato, progettato per applicazioni come la ricerca scientifica, la fabbricazione, l'elettronica, la farmaceutica e l'aerospaziale. Il suo obiettivo principale: mantenere un livello estremamente elevato di pulizia controllando rigorosamente la concentrazione di particelle in sospensione nell'aria. Altri parametri essenziali, temperatura, umidità e pressione, sono anch'essi attentamente monitorati e regolati.
L'essenziale. Per Dalkia (sito IPSEN), EOLIOS ha modellato in CFD l'aeraulica di una camera bianca per verificarne la conformità ISO 14644. Lo studio mappa le velocità e le temperature dell'aria attorno alle macchine, controlla il flusso laminare, il dimensionamento dei deflettori e le portate delle immissioni FFU e UTA, per garantire uno spazzamento senza zona di stagnazione dove la contaminazione si accumulerebbe.
Per garantire il rispetto delle norme, le camere bianche sono dotate di sistemi avanzati di filtraggio dell'aria e di controllo dei flussi d'aria, di superfici lisce e facili da pulire, e di procedure rigorose di entrata e uscita del personale (tute, guanti, mascherine, copriscarpe).
Le norme di pulizia garantiscono un livello preciso di purezza in termini di concentrazione di particelle in sospensione. La norma più comunemente utilizzata è la ISO 14644, che stabilisce livelli di pulizia in base al numero di particelle per unità di volume d'aria — da ISO 1 (la più pulita) a ISO 9 (la meno pulita). Una volta progettata e in uso la camera bianca, vengono istituite procedure rigorose di manutenzione, pulizia e monitoraggio per mantenere costantemente i livelli richiesti.
La ISO 14644 classifica la pulizia particellare di una camera bianca in base al numero di particelle per m³ d'aria, dalla classe ISO 1 (la più pulita) a ISO 9. La classe mirata fissa le portate d'aria filtrata e la frequenza di rinnovo da rispettare.
Diversi mezzi permettono di limitare la contaminazione. La presenza di un flusso laminare assicura uno scorrimento lineare e senza turbolenze dell'aria, in un'unica direzione. È inoltre necessario limitare i flussi d'aria che risalgono dal suolo verso le zone di respirazione, che possono contaminare prodotti, processi e utenti.
L'uso di deflettori è fondamentale: ben dimensionati, questi deflettori d'aria assicurano un'aeraulica più precisa migliorando al contempo la qualità dell'aria. Il loro obiettivo: mantenere uno scorrimento uniforme e direzionale per minimizzare la dispersione delle particelle e dei contaminanti nell'aria ambiente.
Un flusso laminare è uno scorrimento d'aria regolare, unidirezionale e senza turbolenza, generalmente diretto dal soffitto verso il suolo. Trascina le particelle verso le riprese basse invece di lasciarle ricircolare verso le zone sensibili.
Prima della simulazione, occorre individuare tutti i sistemi di immissione / ripresa e rilevarne le portate per modellarli correttamente.
Le unità di filtrazione dell'aria (FFU), installate a griglia o a soffitto, immettono un flusso d'aria filtrata attraverso il loro filtro integrato. Il ventilatore crea una pressione positiva che spinge l'aria filtrata nell'ambiente e impedisce ai contaminanti esterni di entrare.
Una FFU è un modulo ventilatore e filtro HEPA integrato nel soffitto. Immette aria filtrata in leggera pressione positiva, il che spinge i contaminanti verso l'esterno e impedisce all'aria non filtrata di entrare.
L'immissione con filtro UTA (Unità di Trattamento dell'Aria) è un sistema di ventilazione e condizionamento che assicura distribuzione, filtraggio, riscaldamento, climatizzazione e controllo dell'umidità — per migliorare la qualità dell'aria interna e mantenere condizioni di comfort.
Le riprese UTA raccolgono e riciclano l'aria contaminata (particelle, inquinanti, odori) per riportarla verso l'UTA, dove viene filtrata e condizionata prima di essere redistribuita tramite condotti e griglie, assicurando una ventilazione uniforme.
La ripresa a flusso laminare mantiene un alto livello di pulizia e un controllo preciso delle particelle, creando una corrente d'aria unidirezionale e regolare, generalmente diretta dal soffitto verso il suolo.
La simulazione CFD svolge un ruolo importante nella pulizia delle camere bianche: apporta una comprensione approfondita del movimento dell'aria, della distribuzione delle particelle e della dispersione dei contaminanti. Studi di velocità e di temperature dell'aria vengono condotti nella sala per determinare se le portate sono adeguate e se i sistemi di ventilazione permettono l'evacuazione degli inquinanti.
EOLIOS modella lo scorrimento dell'aria in una camera bianca tenendo conto dei sistemi di ventilazione, dei filtri e delle apparecchiature. Garantiamo così una portata d'aria adeguata e una distribuzione omogenea per minimizzare le zone di stagnazione in cui la contaminazione potrebbe accumularsi. Studiando i flussi d'aria, i punti caldi e le zone di ricircolo, individuiamo le zone critiche; anche l'efficacia dei filtri viene valutata simulando la filtrazione delle particelle e individuando le fughe d'aria contaminata.
Il nostro team è di conseguenza in grado di validare o meno la prestazione dei sistemi di ventilazione presenti, e di assicurarsi che i livelli di pulizia richiesti siano raggiunti e mantenuti conformemente alle norme specificate.
Da ricordare. In una camera bianca non conta la portata totale ma l'omogeneità dello spazzamento: una sola zona di stagnazione, per quanto piccola, basta a far scendere localmente la classe ISO. La CFD serve proprio a scovarla prima della qualifica.
Pulizia ISO 14644, flusso laminare e sistemi di immissione di una camera bianca.
Visualizza il movimento dell'aria, la distribuzione delle particelle e le zone di ricircolo, e verifica che le portate e i deflettori assicurino uno spazzamento omogeneo. Si convalida così la pulizia prima della qualifica. Una sfida simile è stata trattata nel nostro progetto laboratorio farmaceutico, polveri.
Fissa il numero massimo di particelle per m³ d'aria, da ISO 1 (la più pulita) a ISO 9. La classe mirata determina le portate d'aria filtrata e la frequenza di rinnovo da mantenere in esercizio.
Uno scorrimento unidirezionale dal soffitto al suolo trascina le particelle verso le riprese basse senza lasciarle ricircolare verso i prodotti o gli operatori. Qualsiasi turbolenza interrompe questa evacuazione regolare.
La FFU filtra l'aria localmente a soffitto e crea una pressione positiva; l'UTA (unità di trattamento dell'aria) tratta, filtra e condiziona l'aria a scala dell'edificio prima di distribuirla tramite condotti. Le due si combinano spesso.
Incrociando velocità dell'aria, punti caldi e zone di ricircolo: dove l'aria stagna, le particelle si accumulano. La CFD localizza queste zone critiche per regolare deflettori, portate e posizionamento delle riprese.
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La simulazione CFD permette di visualizzare gli effetti termici di una macchina di analisi e i flussi d'aria nella camera bianca, per verificare la pulizia e la prestazione dei sistemi di ventilazione. Modellando movimento dell'aria, distribuzione delle particelle e punti caldi, EOLIOS convalida il raggiungimento e il mantenimento dei livelli di pulizia richiesti.
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