Condizionatori d'aria mobili per prevenire l'infezione da "Coronavirus": una soluzione efficace?

Nell'ottobre 2020, il Ministero della Scienza ha istituito il "Corpo di esperti in aerosol". Più di 10 scienziati di varie discipline ricercanoarch come ridurre il rischio di infezione da SARS-CoV-2 negli ambienti chiusi. Il corpo di esperti studia in che misura sia possibile ridurre le concentrazioni di particelle negli spazi chiusi con l'aiuto di filtri interni altamente efficaci.

Per valutare i metodi più efficaci, la Ernst-Abbe-Hochschule di Jena, Università di Scienze Applicate, ha partecipato e ha studiato il filtraggio attivo e il ricambio dell'aria della stanza utilizzando un'unità mobile di condizionamento dell'aria per prevenire l'infezione da virus SARS-CoV-2.

Il rapporto completo con tutti i risultati è disponibile gratuitamente [in lingua tedesca].

Ulteriori informazioni sullo studio e video degli esperimenti [in lingua tedesca] sono disponibili sul sito https://www.simmi-bleifrei.de/sonstige-dinge/.

I locali interni chiusi sono un problema maggiore in inverno

Gli spazi chiusi di scuole, università e scuole di musica sono un problema, soprattutto in inverno, quando le temperature rigide limitano la possibilità di aerare gli ambienti. Un modo per consentire alle strutture di funzionare normalmente nonostante le restrizioni è quello di filtrare e ricambiare attivamente l'aria. Verrà condotto un esperimento di lavaggio con traccianti per dimostrare se e quanto sia possibile raggiungere questo obiettivo con un'unità di condizionamento mobile.

Figura 1: Display del dispositivo per il test della densità dei fumi di NETZSCH TAURUS Instruments GmbH

Impostazione sperimentale

Per evitare la formazione di nubi di aerosol nella stanza sono stati utilizzati un condizionatore mobile e un ventilatore orientabile. Essi fanno circolare attivamente l'aria della stanza e aiutano il processo di circolazione. Per studiare il processo di dilavamento, è stata utilizzata la nebbia da discoteca e quindi una macchina per la nebbia come tracciante misurabile medium.

Lo strumento di misurazione TRDA 2.0 con una sezione di misurazione della luce di 1,5 m di NETZSCH TAURUS Instruments GmbH determina la trasmissione relativa della luce in una stanza definita. In questo caso, è stato utilizzato per misurare la densità relativa del fumo o, in questo caso, la densità della nebbia.

Lo scopo originario del dispositivo di prova è la determinazione della produzione di fumo dei materiali durante la Reazione di decomposizioneUna reazione di decomposizione è una reazione termicamente indotta di un composto chimico che forma prodotti solidi e/o gassosi. decomposizione termica, in conformità alla norma DIN 50055. È quindi ideale per la determinazione oggettiva della densità della nebbia da discoteca nella stanza ed è stato messo a disposizione dell'Università di Scienze Applicate di Jena per la durata delle indagini.

Parametri indagati dell'esperimento

Per l'indagine sono stati considerati i seguenti valori:

Tasso di ricambio dell'aria(n) = Con quale frequenza l'aria di una stanza viene rinnovata con aria fresca nell'arco di un'ora?

Tasso di filtrazione dell'aria(f) = Con quale frequenza l'aria nella stanza viene fatta circolare e filtrata?

Risultati

In tre giorni, gli esperimenti sono stati condotti in tre stanze di diverse dimensioni (stanza 1: ^18m3, stanza 2: ^120m3, stanza 3: ^220m3).

Figura 2: Funzioni temporali della trasmissione luminosa relativa T durante il lavaggio della nebbia da discoteca

La Figura 2 mostra che il volume d'aria (nebbia) nella stanza con ^18m3 è stato completamente lavato entro t<15 min. Nel processo, il volume d'aria è stato scambiato circa 20 volte(f = 20 / h). Allo stesso modo, i seguenti risultati sono stati ottenuti per le altre dimensioni della stanza:

Stanza 2 con ^120m3: Dopo 65 minuti, la nebbia è stata completamente eliminata e il volume d'aria è stato scambiato circa 3 volte(f = 3/h).

Stanza 3 con ^220m3: Dopo 83 minuti, la nebbia è stata completamente eliminata e il volume d'aria è stato ricambiato circa 1,6 volte (f = 1,6/h).

Tutti i dettagli dei risultati dei test e la modellazione della funzione di lavaggio sono disponibili nella relazione [in lingua tedesca] qui.

Conclusione

I sistemi di condizionamento mobili sono una soluzione efficace per prevenire le nubi di aerosol e quindi le infezioni da SARS-CoV-2 nei locali chiusi in cui non è possibile una ventilazione attiva. L'aria della stanza viene efficacemente scambiata, fatta circolare e filtrata. Questo può essere dimostrato utilizzando una nebbia da discoteca e un dispositivo di prova della densità del fumo. La modellazione della funzione del tempo di washout deve essere approssimata più accuratamente da modelli matematici più elevati, poiché deve essere considerato un processo di miscelazione dell'aria ambiente vecchia e fresca. A questa indagine devono seguire ulteriori esperimenti nelle aule e nei laboratori durante l'insegnamento in corso, che serviranno come test di accettazione.

Uno svantaggio deriva dall'uso di condizionatori mobili nelle scuole e nelle università: I dispositivi sviluppano una notevole quantità di rumore, che può essere fastidioso in classe. Tuttavia, i condizionatori presentano un chiaro vantaggio in estate, in quanto possono raffreddare l'aria nella stanza di circa 2 o 3 °C, migliorando il successo dell'apprendimento nonostante il rumore. Come soluzione temporanea fino a quando non sarà possibile investire in unità di condizionamento fisse su large, le unità di condizionamento mobili sono quindi una soluzione efficace per evitare le nuvole di aerosol, filtrare l'aria della stanza e ottenere contemporaneamente una riduzione della temperatura.

Informazioni sulla Ernst-Abbe-Hochschule Jena

L'Università di Scienze Applicate Ernst Abbe (EAH) di Jena è stata fondata nel 1991 come Università di Scienze Applicate di Jena ed è stata una delle prime dei nuovi Stati federali. Da alcuni anni non è solo largel'università di scienze applicate della Turingia, ma anche quella con il maggior numero di ricerchearch.arcL'intensa attività di ricerca e sviluppo dell'EAH Jena contribuisce notevolmente a rafforzare il potenziale tecnologico della Turingia. Le ricerchearcsi concentrano sui sistemi di precisione, le tecnologie e i materiali, la salute e la sostenibilità e il campo trasversale della digitalizzazione.