Η συντριπτική πλειοψηφία της μετάδοσης του Covid-19 συμβαίνει σε εσωτερικούς χώρους και προέρχεται από την εισπνοή αερομεταφερόμενων σωματιδίων, που περιέχουν τον ιό. Ο καλύτερος τρόπος για να αποτραπεί η εξάπλωση του ιού σε μια επιχείρηση ή ένα εργοστάσιο, θα ήταν απλώς να κρατηθούν μακριά τα μολυσμένα άτομα από τον εργασιακό χώρο.
Αυτό όμως, είναι δύσκολο να συμβεί όταν εκτιμάται ότι το 40% των περιπτώσεων είναι ασυμπτωματικό. Οι μάσκες κάνουν αξιοπρεπή δουλειά στο να εμποδίσουν τον ιό να εξαπλωθεί στο περιβάλλον, αλλά αν ένα μολυσμένο άτομο βρίσκεται μέσα σε ένα κτίριο, αναπόφευκτα ο ιός θα διαφύγει στον αέρα.
Σε αυτό το πλαίσιο, πολύ συζήτηση γίνεται γύρω από τα φίλτρα HEPA. Για παράδειγμα, οι αεροπορικές εταιρείες τονίζουν επικοινωνιακά ότι τα ταξίδια με αεροπλάνο είναι ασφαλή γιατί τα συστήματά αερισμού – κλιματισμού τους είναι εξοπλισμένα με φίλτρα HEPA. Το ίδιο συμβαίνει τελευταία και με πολλά επιβατηγά πλοία, που εξυπηρετούν τη νησιωτική χώρα. Από που προκύπτει, όμως, αυτή η σιγουριά ως προς την παρεχόμενη ασφάλεια;
Σε αυτό το σημείο αξίζει να σημειωθεί ότι στα σύγχρονα αεροσκάφη όντως χρησιμοποιούνται φίλτρα HEPA για να μειώσουν την εξάπλωση των αερομεταφερόμενων παθογόνων στον αέρα. Πολλοί, βέβαια, διατηρούν τις αμφιβολίες τους σχετικά με την ποιότητα του αέρα εντός της καμπίνας των αεροσκαφών, υποστηρίζοντας ότι ο αέρας στην καμπίνα του αεροπλάνου απλά επανακυκλοφορεί. Δεν ισχύει όμως κάτι κάτι τέτοιο, αφού φιλτράρεται και εισάγεται φρέσκος αέρας έξω από το αεροπλάνο, ο οποίος κυκλοφορεί στην καμπίνα και στη συνέχεια αποβάλλεται μέσω βαλβίδων, συνήθως στο πίσω μέρος του αεροσκάφους.

ΦΙΛΤΡΑΡΙΣΜΑ ΑΕΡΑ
Τι είναι τα φίλτρα HEPA, τα οποία χρησιμοποιούνται εδώ και δεκαετίες στη βιομηχανία; Τα φίλτρα HEPA φημίζονται για την απόδοση τους στο φιλτράρισμα του αέρα. Χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές, όπου πέρα από τη σκόνη και τα χονδρά σωματίδια πρέπει να αφαιρούνται από τον αέρα, τη γύρη και τα λεπτά σωματίδια. Τα φίλτρα, ανάλογα βέβαια κάθε φορά με την αποδοτικότητά τους, μπορούν ακόμη και να συγκρατήσουν βακτήρια και μικροσωματίδια (0,4 microns), επιτρέποντάς τους να χρησιμοποιηθούν με ασφάλεια σε αποστειρωμένα συστήματα αερισμού – κλιματισμού, όπως:
• Καθαρά δωμάτια.
• Αποστειρωμένα δωμάτια.
• Νοσοκομεία.
• Παραγωγή φαρμακευτικών προϊόντων και τροφίμων.
• Εγκαταστάσεις μικροηλεκτρονικών.

Πιο συγκεκριμένα, ανάλογα με την κατηγορία τους, τα φίλτρα HEPA (High Efficiency Particulate Airfilter) είναι ικανά να φιλτράρουν το 85 έως 99,999995% των σωματιδίων, τα οποία είναι μεγαλύτερα από 0,3 μm (3 micron) από τον αέρα που διέρχεται από αυτά και 100% όλων των σωματιδίων από 1 micron και πάνω σε διάμετρο.
Για να έχουμε ένα μέτρο σύγκρισης, ας εξετάσουμε τα μεγέθη ορισμένων από τους μολυσματικούς παράγοντες, που υπάρχουν συνήθως στον αέρα. Τα ακόλουθα δεδομένα είναι σε μικρόμετρα. Για να είμαστε ακριβείς, το ένα μικρόμετρο ισοδυναμεί με το ένα εκατομμυριοστό του μέτρου (πίνακας 1).
Θυμίζουμε ότι ανάλογα με την κατηγορία του φίλτρου υπάρχουν διαφορετικά πρότυπα που καθορίζουν τις ιδιότητές τους. Έτσι τα φίλτρα χονδρής και λεπτής σκόνης ταξινομούνται και κατηγοριοποιούνται σύμφωνα με το πρότυπο EN 779, με το EN 1822 να ρυθμίζει ό,τι έχει να κάνει με τα φίλτρα αιωρούμενων υλών, κοινώς αυτά που εξετάζουμε σε αυτό το άρθρο (EPA, HEPA και ULPA) (πίνακας 2).
Τα φίλτρα HEPA κυκλοφόρησαν τη δεκαετία του 1950 και ο αρχικός όρος έγινε σήμα κατατεθέν. Μετέπειτα εξελίχθηκε σε ένα γενικό όρο που περιγράφει τα υψηλής απόδοσης φίλτρα. Τα φίλτρα ULPA, όπως φαίνεται και στον παραπάνω πίνακα, είναι πρακτικά ακόμα υψηλότερης απόδοσης φίλτρα HEPA.

ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΣ
Το πρότυπο που χρησιμοποιείται στην Ευρωπαϊκή Ένωση, το EN 1822-1:2009, καθορίζει διάφορες κατηγορίες φίλτρων HEPA στο πιο διεισδυτικό μέγεθος σωματιδίων (MPPS). Η μέση απόδοση του φίλτρου είναι η «συνολική» και η απόδοση σε ένα συγκεκριμένο σημείο ονομάζεται «σημειακή»: Ο πίνακας 3 δίνει τα μεγέθη της μέσης και της σημειακή απόδοσης για κάθε κατηγορία φίλτρου.

ΠΩΣ ΕΙΝΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΜΕΝΑ;
Τα περισσότερα φίλτρα HEPA αποτελούνται από το μέσο του φίλτρου, τοποθετημένο σε ένα πλαίσιο κατασκευασμένο είτε από συνθετικό υλικό είτε από μέταλλο. Το φίλτρο είναι γενικά ένα στρώμα, που αποτελείται από μικρο-ίνες γυαλιού ή ένα άλλο σύνθετο υλικό που περιέχει ένα τύπο υαλοβάμβακα.

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΣΥΓΚΡΑΤΗΣΗΣ ΤΩΝ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ
Τα φίλτρα HEPA αποτελούνται από ένα στρώμα ινών σε τυχαία διάταξη. Οι ίνες συνήθως αποτελούνται από υαλοβάμβακα και έχουν διάμετρο μεταξύ 0,5 και 2,0 μικρόμετρα. Βασικοί παράγοντες, που επηρεάζουν τις λειτουργίες τους είναι η διάμετρος των ινών, το πάχος του φίλτρου και η μετωπική ταχύτητα. Να σημειώσουμε εδώ ότι ο κενός χώρος μεταξύ των ινών ενός φίλτρου HEPA είναι συνήθως πολύ μεγαλύτερος από 0,3 μm. Σε αντίθεση με τα φίλτρα μεμβράνης, όπου μπορούν να διέλθουν σωματίδια μικρότερα από ανοίγματα ή πόρους, τα φίλτρα HEPA έχουν σχεδιαστεί για να στοχεύουν μια σειρά μεγεθών σωματιδίων. Αυτά τα σωματίδια παγιδεύονται (κολλούν σε μια ίνα) μέσω ενός συνδυασμού των παρακάτω τριών μηχανισμών:
• Διάχυση
Είναι ένας μηχανισμός, που βασίζεται στη σύγκρουση των μικρότερων σωματιδίων, ειδικά εκείνων που έχουν διάμετρο κάτω από 0,1 μm, τα οποία αφού συγκρουστούν, καθυστερείται η πορεία τους μέσα στο φίλτρο. Ο συγκεκριμένος μηχανισμός λειτουργεί σε χαμηλές ταχύτητες ροής αέρα και αυξάνει την πιθανότητα ένα σωματίδιο να σταματήσει λόγω κρούσης.
• Αναχαίτιση
Τα σωματίδια που ακολουθούν μια γραμμή ροής στο ρεύμα αέρα έρχονται στην ακτίνα μιας ίνας και προσκολλώνται σε αυτήν.
• Πρόσκρουση
Τα μεγαλύτερα σωματίδια δεν μπορούν να αποφύγουν τις ίνες, ακολουθώντας τα καμπύλα περιγράμματα του ρεύματος αέρα και αναγκάζονται να ενσωματωθούν σε μια από αυτές. Αυτός ο μηχανισμός έχει καλύτερα αποτελέσματα όσο υψηλότερη είναι η ταχύτητα ροής αέρα.

Η διάχυση κυριαρχεί στα μεγέθη σωματιδίων διαμέτρου μικρότερης των 0,1 μm, ενώ η πρόσκρουση και η αναχαίτιση κυριαρχούν στα μεγέθη πάνω από 0,4 μm. Στο μεταξύ, κοντά στο πιο διεισδυτικό μέγεθος σωματιδίων (MPPS – most penetrating particle size) αυτό με διάμετρο 0,21 μm, τόσο η διάχυση όσο και η πρόσκρουση είναι αναποτελεσματικές. Επειδή, αυτό είναι το πιο αδύναμο σημείο στην απόδοση του φίλτρου, οι προδιαγραφές HEPA χρησιμοποιούν την κατακράτηση σωματιδίων κοντά σε αυτό το μέγεθος (0,3 μm) ως μέτρο για την κατάταξη του φίλτρου.
Αξίζει να σημειωθεί ότι τα φίλτρα HEPA έχουν σχεδιαστεί για να συγκρατούν αποτελεσματικά πολύ λεπτά σωματίδια, αλλά δεν φιλτράρουν αέρια και μόρια οσμής. Οι περιστάσεις που απαιτούν φιλτράρισμα πτητικών οργανικών ενώσεων, χημικών ατμών, οσμών τσιγάρων, κατοικίδιων ζώων, απαιτούν τη χρήση ενεργού άνθρακα ή κάποιου άλλου τύπου φίλτρο ή επικουρικά ενός φίλτρου HEPA.

Τα υφασμάτινα φίλτρα άνθρακα, που θεωρούνται ότι είναι πολύ πιο αποτελεσματικά από την κοκκώδη μορφή ενεργού άνθρακα κατά την προσρόφηση των αερίων ρύπων, είναι γνωστά ως φίλτρα προσρόφησης αερίου υψηλής απόδοσης (HEGA – High Efficiency Gas Adsorption) και αναπτύχθηκαν αρχικά από τον βρετανικό στρατό ως άμυνα κατά του χημικού πολέμου.

Πώς συνδυάζονται τα HEPA σε ένα σύστημα αερισμού – κλιματισμού:

• Προ-φίλτρο και φίλτρο HEPA
Ένα φίλτρο HEPA μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε συνδυασμό με ένα προ-φίλτρο (συνήθως ενεργοποιημένο με άνθρακα) για να παρατείνει τη διάρκεια ζωής του πιο ακριβού φίλτρου HEPA. Σε μια τέτοια εγκατάσταση, το πρώτο στάδιο της διαδικασίας φιλτραρίσματος αποτελείται από ένα προ-φίλτρο, που αφαιρεί τα περισσότερα από τα μεγαλύτερα σωματίδια σκόνης, μαλλιών και γύρης από τον αέρα. Το υψηλής ποιότητας φίλτρο HEPA δεύτερου σταδίου αφαιρεί τα λεπτά σωματίδια, που διαφεύγουν από το προ-φίλτρο. Επίσης, σε πολλές μονάδες αερισμού – κλιματισμού συνδυάζονται με πάνελ υπεριώδους ακτινοβολίας, τα οποία σκοτώνουν τα ζωντανά βακτήρια και τους ιούς.

• Φίλτρα υψηλής απόδοσης (HEPA) – έλεγχος και συντήρηση
Συνιστάται τα φίλτρα HEPA να ελέγχονται ως προς την ακεραιότητά τους, τόσο κατά την εγκατάσταση όσο και περιοδικά. Συνιστάται, επίσης, η δοκιμή ακεραιότητας μετά από δραστηριότητες, που ενδέχεται να προκαλέσουν βλάβη στο φίλτρο. Οι αστοχίες κατά τις δοκιμές ακεραιότητας πρέπει να διερευνώνται και τα φίλτρα να αντικαθίστανται σε κατάλληλα, καθορισμένα διαστήματα. Η ακεραιότητα των φίλτρων HEPA πρέπει να διατηρείται, ώστε να διασφαλίζονται οι επιθυμητές συνθήκες παραγωγής κ.λπ. Ο έλεγχος διαρροών καλό είναι να πραγματοποιείται αρχικά κατά την εγκατάσταση, για τον εντοπισμό πιθανών διαρροών γύρω από τις φλάντζες στεγανοποίησης, μέσω των πλαισίων ή διαφόρων σημείων στο μέσο φίλτρου. Στη συνέχεια, πρέπει να πραγματοποιούνται δοκιμές διαρροής σε κατάλληλα χρονικά διαστήματα για όλα τα φίλτρα HEPA της εγκατάστασης.
Για παράδειγμα, τέτοιες δοκιμές πρέπει να πραγματοποιούνται δύο φορές το χρόνο για τους χώρους ασηπτικής επεξεργασίας. Πρόσθετες δοκιμές επιβάλλονται όταν η ποιότητα του αέρα κρίνεται ως μη αποδεκτή. Μια αιτία στην περίπτωση που η ποιότητα του αέρα δεν είναι καλή, μπορεί να είναι το γεγονός ότι σε διπλανούς χώρους μπορεί να πραγματοποιούνται ανακαινίσεις, οι οποίες να δημιουργούν διαταραχές στις δομές της οροφής ή των τοίχων.

Κάτι που πρέπει, επίσης, να γνωρίζετε είναι ότι το αεροζόλ που θα χρησιμοποιήσετε για τον έλεγχο ενός φίλτρου HEPA πρέπει να πληροί κάποιες προδιαγραφές ως προς τα κρίσιμα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά (π.χ. το ιξώδες). Το διοκτυλοφθαλικό (DOP) και η πολυ-άλφα-ολεφίνη (PAO) είναι παραδείγματα κατάλληλων αερολυμάτων για την πραγματοποίηση δοκιμών διαρροής. Ορισμένα αερολύματα είναι προβληματικά, επειδή ενέχουν τον κίνδυνο μικροβιακής μόλυνσης του περιβάλλοντος, στο οποίο γίνονται οι δοκιμές. Κατά συνέπεια, η αξιολόγηση οποιουδήποτε εναλλακτικού αερολύματος συνεπάγεται τη διασφάλιση ότι δεν προάγει την ανάπτυξη μικροβίων.

ΔΟΚΙΜΕΣ ΔΙΑΡΡΟΗΣ
Υπάρχει μια σημαντική διαφορά μεταξύ του ελέγχου διαρροής φίλτρου και του ελέγχου της απόδοσης του φίλτρου. Μια δοκιμή απόδοσης είναι μια γενική δοκιμή που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της κατάταξης του φίλτρου. Ένα άθικτο φίλτρο HEPA πρέπει να είναι ικανό να συγκρατεί τουλάχιστον 99,97% σωματιδίων μεγαλύτερων από 0,3 μm σε διάμετρο.
Ο σκοπός της διεξαγωγής τακτικών προγραμματισμένων δοκιμών διαρροής, είναι η ανίχνευση διαρροών από το μέσο του φίλτρου, το πλαίσιο του φίλτρου ή τη στεγανοποίηση. Η δοκιμασία περιλαμβάνει τη χρήση ενός αερολύματος πολλαπλής διασποράς, που αποτελείται συνήθως από σωματίδια με μέση διάμετρο σταγονιδίων σκέδασης φωτός στο εύρος μεγέθους του υπομέτρου, που περιλαμβάνει επαρκή αριθμό σωματιδίων στα περίπου 0,3 μm. Η διεξαγωγή δοκιμής διαρροής, χωρίς την εισαγωγή επαρκούς ποσότητας σωματιδίων γνωστού μεγέθους στο φίλτρο θεωρείται μη αποτελεσματική για την ανίχνευση τυχόν διαρροών.

Είναι σημαντικό να εισαχθεί ένα αεροζόλ σε συγκέντρωση κατάλληλη για την ακρίβεια του φωτομέτρου. Η δοκιμή διαρροής πρέπει να γίνει στη σωστή θέση και η επιφάνεια του φίλτρου να σαρώνεται στην κάτω πλευρά με έναν κατάλληλο αισθητήρα φωτομέτρου. Η διαρροή που μετράται από τον ανιχνευτή, πρέπει στη συνέχεια να υπολογιστεί ως ποσοστό των εισαγόμενων σωματιδίων. Θα πρέπει να πραγματοποιηθεί κατάλληλη σάρωση σε ολόκληρο το πρόσωπο και το πλαίσιο του φίλτρου.
Μια ένδειξη του ανιχνευτή που ισοδυναμεί σε 0,01 του εισερχόμενου ρεύματος αέρα στο φίλτρο θεωρείται ως δείγμα σημαντικής διαρροής που απαιτεί αντικατάσταση του φίλτρου HEPA. Ο έλεγχος διαρροής φίλτρου HEPA από μόνος του δεν επαρκεί για την παρακολούθηση της απόδοσης του φίλτρου. Είναι σημαντικό να πραγματοποιείται περιοδική παρακολούθηση των χαρακτηριστικών του φίλτρου, όπως η ομοιομορφία της ταχύτητας στο φίλτρο (και σε σχέση με τα παρακείμενα φίλτρα). Οι μεταβολές στην ταχύτητα μπορούν να προκαλέσουν αναταράξεις που αυξάνουν την πιθανότητα μόλυνσης. Οι ταχύτητες του μονόδρομου αέρα πρέπει να μετρώνται τόσο στην όψη του φίλτρου, καθώς και σε καθορισμένες αποστάσεις κοντά στην επιφάνεια εργασίας. Η παρακολούθηση της ταχύτητας σε κατάλληλα διαστήματα μπορεί να παρέχει χρήσιμα δεδομένα σχετικά με την κρίσιμη περιοχή στην οποία εκτελείται ασηπτική επεξεργασία.

Γενικά, τα φίλτρα HEPA πρέπει να αντικαθίστανται όταν ανιχνεύεται ανομοιομορφία στην ταχύτητα του αέρα σε μια περιοχή του φίλτρου. Παρόλο που οι εργολάβοι παρέχουν συχνά αυτές τις υπηρεσίες, οι τελικοί χρήστες είναι υπεύθυνοι για τη διασφάλιση ότι ακολουθούνται οι προδιαγραφές εξοπλισμού, οι μέθοδοι δοκιμών και τα κριτήρια αποδοχής και ότι οι έλεγχοι και η πιστοποίηση διεξάγονται ικανοποιητικά.
Όταν τα φίλτρα αυτά χρησιμοποιούνται σε οικιακές εφαρμογές, προτείνεται να αντικαθίστανται κάθε δύο έως τρία χρόνια. Το να μην αλλάξετε ένα φίλτρο HEPA έγκαιρα θα έχει ως αποτέλεσμα να ασκηθεί πίεση στο μηχάνημα ή στο σύστημα και να μην αφαιρούνται σωστά τα σωματίδια από τον αέρα.

ΕΠΙΛΟΓΗ ΤΩΝ ΦΙΛΤΡΩΝ HEPA
Ορισμένες εταιρείες χρησιμοποιούν έναν όρο μάρκετινγκ γνωστό ως True HEPA, για να παρέχουν στους καταναλωτές τη διαβεβαίωση ότι τα φίλτρα αέρα τους πληρούν το πρότυπο HEPA, αν και αυτός ο όρος δεν έχει νομική ή επιστημονική έννοια.
Τα προϊόντα που διατίθενται στο εμπόριο ως τύπου HEPA, HEPA-style ή «99% HEPA» δεν πληρούν το πρότυπο HEPA και ενδέχεται να μην έχουν δοκιμαστεί σε ανεξάρτητα εργαστήρια. Παρόλο που κάποια τέτοια φίλτρα ενδέχεται να πλησιάζουν αρκετά τα πρότυπα HEPA, συνήθως τα περισσότερα υπολείπονται σημαντικά. •\