Tipicamente utilizzata nella produzione o nella ricerca scientifica, una camera bianca è un ambiente controllato con un basso livello di agenti inquinanti come polvere, microbi aerodispersi, particelle di aerosol e vapori chimici. Più precisamente, una camera bianca ha un livello di contaminazione controllato, specificato dal numero di particelle per metro cubo di una determinata dimensione. L'aria ambiente esterna in un tipico ambiente urbano contiene 35.000.000 di particelle per metro cubo, con un diametro pari o superiore a 0,5 micron, corrispondente a una camera bianca ISO 9, che rappresenta il livello più basso degli standard per le camere bianche.
Panoramica della camera bianca
Le camere bianche sono utilizzate praticamente in ogni settore industriale in cui le particelle di piccole dimensioni possono influire negativamente sul processo produttivo. Variano per dimensioni e complessità e trovano ampio impiego in settori come la produzione di semiconduttori, l'industria farmaceutica, le biotecnologie, i dispositivi medici e le scienze della vita, nonché nei processi produttivi critici comuni nei settori aerospaziale, ottico, militare e del Ministero dell'Energia.
Una camera bianca è uno spazio chiuso in cui vengono adottate misure per ridurre la contaminazione da particolato e controllare altri parametri ambientali come temperatura, umidità e pressione. Il componente chiave è il filtro HEPA (High Efficiency Particulate Air), utilizzato per intrappolare le particelle di dimensioni pari o superiori a 0,3 micron. Tutta l'aria immessa in una camera bianca passa attraverso filtri HEPA e, in alcuni casi in cui sono necessarie prestazioni di pulizia rigorose, vengono utilizzati filtri ULPA (Ultra Low Particulate Air).
Il personale selezionato per lavorare in camere bianche riceve una formazione approfondita sulla teoria del controllo della contaminazione. Entra ed esce dalla camera bianca attraverso camere di compensazione, docce d'aria e/o spogliatoi, e deve indossare indumenti speciali progettati per intrappolare i contaminanti che vengono naturalmente generati dalla pelle e dal corpo.
A seconda della classificazione o della funzione della stanza, l'abbigliamento del personale può essere limitato a camici da laboratorio e retine per capelli, oppure esteso fino a includere tute protettive multistrato con autorespiratore.
Gli indumenti per camere bianche vengono utilizzati per impedire che sostanze vengano rilasciate dal corpo di chi li indossa e contaminino l'ambiente. Gli indumenti stessi non devono rilasciare particelle o fibre per evitare la contaminazione dell'ambiente da parte del personale. Questo tipo di contaminazione da parte del personale può compromettere le prestazioni dei prodotti nei settori dei semiconduttori e farmaceutico e può causare infezioni crociate tra il personale medico e i pazienti, ad esempio nel settore sanitario.
L'abbigliamento per camere bianche comprende stivali, scarpe, grembiuli, copribarba, cuffie, tute, maschere facciali, camici/grembiuli da laboratorio, camici, copriguanti e copridita, retine per capelli, cappucci, maniche e copriscarpe. Il tipo di abbigliamento per camere bianche utilizzato deve essere conforme alle specifiche della camera bianca e del prodotto. Le camere bianche di basso livello possono richiedere solo scarpe speciali con suole completamente lisce che non lascino entrare polvere o sporco. Tuttavia, le suole delle scarpe non devono creare pericoli di scivolamento, poiché la sicurezza ha sempre la precedenza. Di solito è richiesto un abito per camera bianca per entrare in una camera bianca. Le camere bianche di classe 10.000 possono utilizzare semplici grembiuli, copricapo e copriscarpe. Per le camere bianche di classe 10, sono richieste procedure accurate per indossare un camice con una tuta con cerniera, stivali, guanti e una maschera respiratoria completa.
Principi di flusso dell'aria nelle camere bianche
Le camere bianche mantengono l'aria priva di particolato grazie all'utilizzo di filtri HEPA o ULPA che impiegano principi di flusso d'aria laminare o turbolento. I sistemi di flusso d'aria laminare, o unidirezionale, dirigono l'aria filtrata verso il basso in un flusso costante. I sistemi di flusso d'aria laminare vengono generalmente impiegati su tutta la superficie del soffitto per mantenere un flusso unidirezionale costante. I criteri per il flusso laminare sono generalmente specificati nelle postazioni di lavoro portatili (cappe LF) e sono obbligatori nelle camere bianche classificate ISO-1, ISO-4 e ISO-4.
Una corretta progettazione di una camera bianca comprende l'intero sistema di distribuzione dell'aria, incluse le disposizioni per un adeguato ricircolo dell'aria a valle. Nelle camere a flusso verticale, ciò significa utilizzare prese d'aria di ricircolo a parete bassa lungo il perimetro della zona. Nelle applicazioni a flusso orizzontale, richiede l'utilizzo di prese d'aria di ricircolo al confine a valle del processo. L'utilizzo di prese d'aria di ricircolo a soffitto è in contraddizione con una corretta progettazione del sistema di una camera bianca.
Classificazioni delle camere bianche
Le camere bianche vengono classificate in base al grado di purezza dell'aria. Nello standard federale statunitense FS 209 (da A a D), il numero di particelle di dimensioni pari o superiori a 0,5 µm viene misurato in un piede cubo d'aria e questo conteggio viene utilizzato per classificare la camera bianca. Questa nomenclatura metrica è accettata anche nella versione più recente 209E dello standard. Lo standard federale FS 209E è utilizzato a livello nazionale. Lo standard più recente è il TC 209 dell'Organizzazione Internazionale per la Standardizzazione (ISO). Entrambi gli standard classificano una camera bianca in base al numero di particelle presenti nell'aria del laboratorio. Gli standard di classificazione delle camere bianche FS 209E e ISO 14644-1 richiedono misurazioni e calcoli specifici del conteggio delle particelle per classificare il livello di pulizia di una camera bianca o di un'area pulita. Nel Regno Unito, per la classificazione delle camere bianche viene utilizzato lo standard britannico BS 5295. Questo standard sta per essere sostituito dal BS EN ISO 14644-1.
Le camere bianche sono classificate in base al numero e alle dimensioni delle particelle consentite per volume d'aria. Numeri elevati come "classe 100" o "classe 1000" si riferiscono alla norma FED_STD-209E e indicano il numero di particelle di dimensioni pari o superiori a 0,5 µm consentite per piede cubo d'aria. La norma consente anche l'interpolazione, quindi è possibile descrivere, ad esempio, la "classe 2000".
I numeri piccoli si riferiscono agli standard ISO 14644-1, che specificano il logaritmo decimale del numero di particelle di dimensioni pari o superiori a 0,1 µm consentite per metro cubo d'aria. Ad esempio, una camera bianca di classe ISO 5 ha al massimo 10⁵ = 100.000 particelle per m³.
Sia la norma FS 209E che la ISO 14644-1 presuppongono una relazione logaritmica tra dimensione delle particelle e concentrazione delle particelle. Per questo motivo, non esiste una concentrazione di particelle pari a zero. L'aria ambiente ordinaria corrisponde approssimativamente alla classe 1.000.000 o ISO 9.
Norme ISO 14644-1 per le camere bianche
| Classe | Numero massimo di particelle/m³ | Standard federale 209E equivalente | |||||
| >=0,1 µm | >=0,2 µm | >=0,3 µm | >=0,5 µm | >=1 µm | >=5 µm | ||
| ISO 1 | 10 | 2 | |||||
| ISO 2 | 100 | 24 | 10 | 4 | |||
| ISO 3 | 1.000 | 237 | 102 | 35 | 8 | Classe 1 | |
| ISO 4 | 10.000 | 2.370 | 1.020 | 352 | 83 | Classe 10 | |
| ISO 5 | 100.000 | 23.700 | 10.200 | 3.520 | 832 | 29 | Classe 100 |
| ISO 6 | 1.000.000 | 237.000 | 102.000 | 35.200 | 8.320 | 293 | Classe 1.000 |
| ISO 7 | 352.000 | 83.200 | 2.930 | Classe 10.000 | |||
| ISO 8 | 3.520.000 | 832.000 | 29.300 | Classe 100.000 | |||
| ISO 9 | 35.200.000 | 8.320.000 | 293.000 | Aria ambiente | |||
Data di pubblicazione: 29 marzo 2023