Efficienza energetica nelle camere bianche richiede conoscenze ingegneristiche e tecnologie di misurazione all'avanguardia

L'ottimizzazione energetica nelle camere bianche presenta elevate esigenze, poiché in nessun caso il risparmio energetico deve portare alla riduzione dei limiti rigorosamente definiti. Esempi di ciò si trovano alla fiera delle camere bianche Cleanzone, martedì/mercoledì, 17 e 18 ottobre 2017, a Francoforte sul Meno.

Poiché tutto dipende dalla specifica richiesta, il metodo di base si può dimostrare al meglio con un esempio pratico: nel caso presentato, gli esperti di camere bianche hanno inizialmente raccolto i punti chiave essenziali. Si trattava di un'azienda farmaceutica con produzione secondo le condizioni GMP. Su una superficie di produzione di oltre 1500 metri quadrati, era necessario allestire camere bianche di diverse classi (A/B, B, C, D), evitando in modo sicuro contaminazioni crociate e soddisfacendo elevati requisiti di carico termico.

Gli ingegneri esterni hanno elaborato in stretta collaborazione con il futuro utilizzatore diversi concetti. In primo piano c'erano una pianificazione ottimizzata del processo, inclusa una valutazione della convenienza economica, e in particolare la tecnologia di clima e ventilazione.

La decisione è ricaduta infine su una ventilazione delle camere bianche tramite dispositivi di ricircolo dell'aria decentralizzati, dotati di registri di riscaldamento e raffreddamento integrati. Questi dovevano essere posizionati nella zona del controsoffitto e dotati di un filtraggio HEPA (High Efficiency Particulate Air). I dispositivi di ricircolo dovevano essere alimentati da un impianto di ventilazione centrale con una quota di aria fresca pre-trattata. A ciò si aggiungeva un elaborato sistema di climatizzazione con recupero di calore nell'impianto di ventilazione centrale e la possibilità di "raffreddamento libero" durante la produzione di freddo. Ciò significa: quando fuori fa freddo, questa freddezza viene utilizzata per raffreddare l'aria.

In questo modo, i generatori di freddo possono essere spenti per diversi mesi all'anno; basta mantenere il funzionamento delle pompe necessarie. Anche la dimensione dell'impianto di climatizzazione centrale, rispetto a un sistema con ventilazione diretta delle camere bianche, poteva essere ridotta di circa il 70%. Riscaldare e raffreddare tramite dispositivi di ricircolo decentralizzati garantisce un controllo in base alle esigenze, assicurando un funzionamento energeticamente ottimizzato dell'intero sistema. Poiché in una regolazione così finemente sintonizzata le differenze di pressione tra le aree più pulite e meno pulite sono soggette a monitoraggio continuo e a regolazioni di correzione, le contaminazioni crociate sono escluse fin dall'inizio o potrebbero verificarsi solo in caso di errata gestione.

Risparmi energetici di questo tipo sono generalmente possibili in tutti i settori che producono in ambienti controllati. Dopotutto, il sistema complessivo delle camere bianche può essere considerato come un'unità integrata, con numerose regolazioni in molte parti. Al di là delle potenzialità di risparmio nella tecnologia di ventilazione e climatizzazione, la dimensione e la classe della camera bianca sono determinanti per il consumo energetico. Per questo motivo, fin dall'inizio è necessaria una pianificazione ottimizzata del processo.

"Ottimizzare significa avvicinarsi con sicurezza a un limite", spiega Johann Mößlacher, ingegnere diplomato presso DITTEL Engineering, Ried. "Specifically in the cleanroom, this means, for example, reducing air change rates, decreasing pressure differences between zones, or defining a process within a lower cleanroom class. Questo può rapidamente generare timore di superare norme, regolamenti e limiti contenuti. Di conseguenza, spesso si tende a sovradimensionare sistemi e impianti per garantire il rispetto di tutte le prescrizioni. Tuttavia, il vero valore degli ingegneri consiste nel mettere in discussione questi aspetti e nel progettare sistemi in modo che i limiti siano rispettati, ma senza eccessi. Questo rappresenta l'approccio corretto per un'ottimizzazione energetica."

Un intervento successivo su un sistema di camera bianca esistente può portare a risultati positivi, come ad esempio nella produzione di pomate: con un dispositivo di ricircolo dell'aria per il flusso di displacement (TAV), riducendo la velocità di flusso da 0,45 a 0,20 metri al secondo durante i periodi senza produzione, si può ottenere un risparmio energetico del 32%. Il costo una tantum di 11.000 euro per test e qualificazioni si confronta con una riduzione dei costi annua di 6.000 euro, con un ritorno dell'investimento in due anni.

Gli spazi di manovra quasi sempre presenti devono essere sfruttati in modo sensato. A tal fine, è necessario effettuare un confronto continuo tra i valori attuali e quelli desiderati e considerare nuove possibilità tecniche. La cosa fondamentale rimane: le semplici misurazioni convenzionali di energia non sono sufficienti. Per una rilevazione efficace dei dati rilevanti in ambiente controllato, è necessario possedere una conoscenza specifica delle camere bianche. Tenendo conto di questa, si possono risparmiare, per esempio, dal 10 al 20% sugli impianti esistenti e fino al 50% rispetto a un progetto standardizzato, con una riprogettazione dettagliata.

Che l'efficienza energetica e gli elevati standard di qualità nelle camere bianche possano convivere senza contraddizione, lo dimostra l'industria alla fiera specializzata Cleanzone il 17 e 18 ottobre a Francoforte sul Meno. Ad esempio, nel modulo di misurazione: attrezzature e qualificazione dei progetti del congresso Cleanzone si affrontano le tecniche di misurazione più moderne. I visitatori della fiera, così, si aggiornano a ottobre e tornano con concetti più concreti ed esempi pratici impressionanti per le proprie attività.