Cappe chimiche

Le cappe d’aspirazione da laboratorio sono considerate lo strumento principale per la protezione sia dai rischi di incendio e d’esplosione causati da reazioni chimiche incontrollate, sia dal rischio legato alla tossicità delle sostanze chimiche utilizzate.

Costituiscono quindi il sistema più importante di protezione collettiva nei laboratori.

L’installazione di questi DPC (Dispositivi di Protezione Collettiva) permette di isolare l’emissione di inquinanti e di intervenire alla fonte del rischio. Al contempo, la cappa rappresenta normalmente la zona di maggior pericolo in un laboratorio e quindi deve rispondere ai requisiti di sicurezza definiti nelle normative tecniche (norma UNI EN 14175) e deve essere periodicamente controllata e mantenuta efficiente.

Le cappe chimiche possono essere ad espulsione d’aria o a ricircolo d’aria.

Le cappe chimiche ad espulsione d’aria (o convenzionali)

Le cappe chimiche ad espulsione d’aria si compongono di una cabina, un condotto di aspirazione e un elettroventilatore, gli inquinanti aspirati sono convogliati all’esterno con o senza depurazione (filtraggio). Gli elettroventilatori devono avere un’elevata resistenza chimica e meccanica rispetto a un ampio spettro di composti (acidi, basi, solventi organici, ecc..) e devono essere in grado di sopportare alte temperature.
Esistono diverse tipologie di cappe chimiche ad espulsione d’aria, la più semplice è composta da:

• una cabina con vetro saliscendi
• un piano di lavoro
• un doppio fondale
• il collettore con il condotto d’aspirazione

Il vetro frontale è normalmente a saliscendi con contrappesi, i vetri sono di solito in cristallo temperato (o di sicurezza).
Il piano di lavoro può essere in grès monolitico, polipropilene, acciaio, in un pezzo unico, con bordi antisversamento arrotondati in modo da garantire una maggiore facilità di pulizia e il contenimento in caso di versamento sul piano.
Le cappe sono poi dotate di servizi (acqua, gas, corrente elettrica, ecc…) che devono essere regolati dall’esterno della cappa.

Le cappe chimiche a ricircolo d’aria (non convenzionali)

Le cappe chimiche a ricircolo d’aria (dette anche filtrate) hanno dimensioni ridotte00 e comprendono in un corpo unico tutti i componenti delle cappa.
Sono costruite in forma appoggiabile al pavimento o al banco. Il piano di lavoro è chiuso entro una cabina con frontale apribile trasparente, collegata al sistema di depurazione dell’aria (trappole ad assorbimento chimico, filtri a carbone attivo, ecc…) e di aspirazione (elettroventilatore).
Tali cappe hanno il vantaggio di riciclare l’aria nel locale e quindi di non causare consumi d’aria riscaldata per espulsione esterna.
La depurazione dell’aria dai vapori tossici ha luogo per assorbimento in fase solida; l’aria aspirata dall’elettroventilatore attraversa un letto di sostanze assorbenti (il filtro) che la pulisca trattenendo le sostanze inquinanti per adsorbimento fisico o chimico.
L’assorbente più impiegato è il carbone attivo, particolarmente quello ottenuto dalla combustione delle noci di cocco. La capacità di adsorbimento è definita dalla quantità di CCl4 adsorbito su 100 g di carbone attivo.

L’utilizzo corretto della cappa chimica

La presenza della cappa chimica in laboratorio non è da solo sufficiente a garantire la sicurezza. Occorre infatti che la cappa sia utilizzata correttamente, il personale deve quindi essere addestrato in modo da ottenere i maggiori vantaggi possibili in termini di protezione.
Un corretto uso e un’efficace manutenzione periodica delle cappe chimiche consentono di diminuire il rischio chimico derivante dalle sostanze manipolate.
Di seguito vengono riportati alcuni consiglio e raccomandazioni per il miglior utilizzo possibile di tale dispositivo.

• Prima di iniziare le lavorazioni verificare che la cappa chimica sia in funzione
• Evitare, per quanto possibile, correnti d’aria i prossimità del pannello frontale della cappa chimica (ad esempio apertura di porte e finestre)
• La zona di lavoro e tutto il materiale in utilizzo nella cappa devono essere posizionati ad una distanza di almeno 20-25 cm dall’apertura frontale
• Utilizzare il pannello frontale ad una altezza di 40 cm rispetto al piano di lavoro; più il pannello frontale è abbassato migliore è la velocità di aspirazione della cappa
• Il piano di lavoro della cappa deve essere mantenuto sempre pulito e ordinato
• All’interno della cappa è necessario detenere i prodotti chimici utilizzati durante il ciclo lavorativo; è assolutamente vietato usare la cappa come deposito
• Non disporre il materiale sotto cappa in modo da ostruire il passaggio dell’aria dal pannello frontale
• Se presente non utilizzare il lavandino per smaltire prodotti chimici o rifiuti
• Lavorare in piedi o seduti in posizione eretta evitando di sporgersi con la testa all’interno della zona di lavoro

Le verifiche, manutenzione e validazione periodica della cappa chimica

La UNI EN 14175 è la normativa che fissa i requisiti di sicurezza e prestazione per tutte le cappe di aspirazione immesse sul mercato europeo.
La cappa aspirante è un’attrezzatura indispensabile nel laboratorio chimico e la legislazione italiana, attreverso il D.Lgs 81/2008, fissa dei precisi obblighi a carico del datore di lavoro.
La manutenzione è molto importante soprattutto quando vengono utilizzate delle sostanze cancerogene e/o mutagene e altamente tossiche.

Ad esempio, gli articoli 64 e 71 del D.Lgs 81, stabiliscono che:

...il datore di lavoro, secondo le indicazioni fornite dai fabbricanti ovvero, in assenza di queste, dalle pertinenti norme tecniche o dalle buone prassi o da linee guida, provvede affinche:

a) le attrezzature di lavoro la cui sicurezza dipende dalle condizioni di installazione siano sottoposte a un controllo iniziale (dopo  l’installazione e prima della messa in esercizio)...
b) le attrezzature soggette a influssi che possono provocare deterioramenti suscettibili di dare origine a situazioni pericolose siano sottoposte:
1. ad interventi di controllo periodici;
2. ad interventi di controllo straordinari.

Mentre l’art. 64...
Le cappe chimiche sono dei dispositivi di protezione collettiva e importanza fondamentale è il richiamo all’art. 64 comma 1 e del D.Lgs. 81 e s.m. e i. che cita: "gli impianti e i dispositivi di sicurezza, destinati alla prevenzione o all’eliminazione dei pericoli, vengano sottoposti a regolare manutenzione e al controllo del loro funzionamento".

La stessa azione di controllo e prevenzione è ancora richiamata con riferimento specifico al Titolo IX - Sostanze pericolose del medesimo D.Lgs. ed in particolare:

art. 224
Misure e principi generali per la prevenzione dei rischi
1... omissis... i rischi derivanti da agenti chimici pericolosi devono essere eliminati o ridotti al minimo mediante le seguenti misure:
a) progettazione e organizzazione dei sistemi di lavorazione sul luoghi di lavoro;
b) fornitura di attrezzature idonee per il lavoro specifico e relative procedure di manutenzione adeguate;

art. 225
Misure specifiche di protezione e di prevenzione
1... omissis... il datore di lavoro garantisce che il rischio sia ridotto mediante l’applicazione di...
b) appropriate misure organizzative e di protezione collettive alla fonte del rischio.

Sulla base di queste disposizioni di legge, si è provveduto a classificare le cappe chimiche come previsto nel Manuale UNICHIM n° 192/3, in:

• cappa idonea per sostanze a bassa nocività - Gruppo 1
• cappa idonea per sostanze a media nocività - Gruppo 2
• cappa idonea per sostanze ad elevata nocività - Gruppo 3

La classificazione si basa su due fondamentali parametri:
la velocità di aspirazione frontale (v) e il valor limite di soglia-media ponderata nel tempo (TLV)

Gruppo 1 v <0,4 m/s            TLV >100 ppm (parti per milione/m3 di aria)
Gruppo 2 0,4≤ v <0,5 m/s    1ppm ≤TLV≤100ppm
Gruppo 3 0,7≤ v <0,85 m/s   TLV<1ppm

Per facilitare una rapida identificazione della tipologia di cappa, si è pensato anche di abbinare un colore per ogni gruppo.

Su un apposito registro vanno annotati tutti i dati relativi alla manutenzione e alle verifiche di efficienza, compresa data della verifica e firma di chi ha eseguito l'operazione.

Filtri

Sono consigliabili, soprattutto in caso di concentrazioni elevate di sostanze tossiche e nocive, sistemi di abbattimento degli inquinanti.
La periodicità della sostituzione filtri, sostituzione filtri a carbone attivo, sostituzione filtri hepa, è in funzione di diversi fattori (portata dell'elettroventilatore, tipologia di contaminante, ecc.); in ogni caso, in assenza di indicazioni più specifiche, va prevista la sostituzione almeno ogni 9-12 mesi, indipendentemente dall'utilizzo della cappa.

Bibliografia

"Le Cappe Chimiche: uso in sicurezza, verifiche e manutenzione periodica". Università degli Studi di Parma.
"Cappe Chimiche: linee guida per l’acquisto, l’installazione, l’uso e la manutenzione". Università Politecniche delle Marche.