Incontriamo il nostro esperto IAQ, Dr. Hyung Ho Park

• D. Prego, si presenti ai nostri lettori

Sono Hyungho Park, del Laboratorio R&D di LG Air Solution. Fin dallo scoppio della pandemia di Covid-19, l’interesse dei clienti si è rivolto sempre di più verso la qualità dell’aria interna. Per questo, vorrei presentarvi alcuni prodotti e tecnologie di LG utili per creare ambienti interni più sicuri e salutari.

• D. Su che cosa sta lavorando in questo momento? Ci può anche raccontare la sua esperienza nel settore HVAC?

Ho ottenuto un Ph.D. con una ricerca sulle polveri sottili e la qualità dell’aria. Da allora lavoro in LG, e mi occupo principalmente della ricerca sulle tecnologie per la purificazione dell’aria, dello sviluppo di componenti e delle loro applicazioni all’interno dei prodotti, come ad esempio i filtri dell’aria.
In particolare, nel 2018 ho lavorato alla creazione del primo Air Science Lab del settore, nell’ottica di un rafforzamento delle nostre capacità di ricerca e sviluppo in relazione alla trasmissione delle sostanze inquinanti nell’aria degli ambienti interni.
Oltre al mio lavoro nel dipartimento R&D di LG, ricopro la carica di membro del consiglio della Società Coreana per gli Ambienti Interni e dell’Associazione Coreana per la Ricerca sulle Particelle e gli Aerosol, e ho anche preso parte all’Air Purifier Standard Enactment della IEC, la Commissione Elettrotecnica Internazionale, per innalzare ulteriormente gli standard dei nostri prodotti e soddisfare così le esigenze sempre più specifiche dei nostri clienti.

• D. Quando nasce il concetto di qualità dell’aria interna e quando inizia ad essere riconosciuto? Prima della sua introduzione, quali erano le tendenze principali nel settore HVAC?

Inizialmente, la qualità dell’aria degli ambienti interni (Indoor Air Quality – IAQ) era percepita solo come un aspetto marginale della qualità dell’aria in generale. Gradualmente però, è diventata una tematica a sé, e si sta sempre di più configurando come un fattore significativo per la tutela della salute di tutti. Le prime linee guida europee per la qualità dell’aria sono state pubblicate nel 1987 presso la sede europea dell’Organizzazione Mondiale della Sanità, ed erano incentrate soprattutto sul radon, il fumo del tabacco e gli inquinanti degli ambienti interni. Da allora, l’OMS ha messo in campo una task force per la definizione di linee guida mirate alla qualità dell’aria interna. Nel 2009 e 2010, l’umidità e le muffe sono state identificate come sostanze inquinanti per gli ambienti chiusi, poiché svolgono un ruolo significativo nel peggiorare la qualità dell’aria al loro interno.

In Corea, le prime previsioni sulla concentrazione di polveri sottili atmosferiche risalgono al 2015, e da allora abbiamo assistito ad un’attenzione sempre maggiore nei confronti di questo tema. Risvolti preoccupanti ha avuto anche la sindrome dell’edificio malato (Sick Building Syndrome – SBS), frequente in edifici di recente costruzione come appartamenti o scuole, e nei nuovi mezzi di trasporto. Inoltre, vi è un’accresciuta attenzione anche verso gli ambienti in cui vivono le persone più soggette a questo tipo di malattie, con la qualità dell’aria interna che diventa un fattore centrale per le strutture sanitarie o di welfare che vogliano migliorare il benessere generale dei propri utenti.

Lo spazio interno è uno spazio artificiale, isolato dall’ambiente esterno e creato ad hoc per raggiungere un migliore tenore di vita. Il riscaldamento, il raffrescamento, il rumore, l’illuminazione e la qualità dell’aria sono solo alcuni degli elementi che lo caratterizzano. Osservando come la maggior parte delle persone sia più sensibile agli ambienti caldi e freddi, da tempo stiamo conducendo una ricerca sistematica sul comfort termico negli spazi interni che ci permetterà di sviluppare una serie di indici. Il settore HVAC si occupa di applicare i risultati di questa ricerca nel design e nelle modalità di funzionamento dei sistemi HVAC presenti negli edifici. Da un lato, il rumore e l’illuminazione sono più facili da rilevare e gestire, e abbiamo leggi e norme che regolano questi aspetti; dall’altra, la sensibilità alla qualità dell’aria è estremamente variabile da persona a persona, il che porta alla mancanza di riconoscimento sociale per la qualità dell’aria interna e ad un insufficiente sviluppo tecnologico e gestionale rispetto a questo problema.

• D. Lo scoppio della pandemia di Covid-19 ha cambiato la prospettiva delle persone rispetto alla qualità dell’aria interna, con un impatto significativo sul settore HVAC. Cosa è cambiato di più e più rapidamente nel mondo della qualità dell’aria interna?

Fin dall’inizio della pandemia, abbiamo rivalutato l’importanza di respirare aria sana e di avere una buona igiene personale, specialmente con riferimento ai prodotti utilizzati in ambienti affollati. In particolare, con la possibilità di praticare attività in ambienti esterni ridotte al minimo e la maggioranza delle persone chiusa in casa, l’attenzione si è rivolta sempre di più a come prevenire in modo efficace la diffusione di virus e infezioni attraverso la gestione della qualità dell’aria interna. Secondo le linee guida dell’OMS, la malattia da coronavirus Covid-19 si trasmette principalmente tramite droplet. Tuttavia, le stesse linee guida indicano come i nuclei delle droplet di Covid-19 possono essere trasportati nell’aria, dando luogo a quella che ormai conosciamo come trasmissione per via aerea. Partendo da queste linee guida, il settore HVAC si sta concentrando sulla tutela della salute degli occupanti degli edifici mettendo a punto modalità di funzionamento e tecnologie per i sistemi HVAC che riducano sensibilmente il rischio di infezione.
Per esempio, negli spazi in cui la ventilazione è insufficiente, sta prendendo piede l’installazione di purificatori d’aria con filtri HEPA, che va di pari passo con la crescente necessità di una regolare gestione dei filtri per garantirne la sicurezza e il corretto funzionamento, e tutto questo naturalmente comporta che vengano intensificati gli sforzi nel settore della manutenzione dei prodotti. Infine, ciascun Paese sta revisionando le proprie normative proprio in virtù dei progressi in campo HVAC, creando nuove opportunità nel settore dell’igiene e della qualità dell’aria.

• D. Un sistema HVAC è in grado di migliorare la qualità dell’aria interna tramite la ventilazione, il filtraggio, la tecnologia dell’igiene, il controllo della temperatura e dell’umidità. Quale di questi elementi è il più importante?

Non ce n’è uno più importante degli altri. Ed è sempre meglio affidarsi a più tecnologie per migliorare la qualità della nostra aria interna. La ventilazione è necessaria per rimuovere inquinanti come la CO₂, il particolato e i gas, il tutto mentre si immette aria fresca dall’esterno. Ma in questo processo, è frequente che l’energia venga dispersa, ed è dunque importante configurare correttamente il volume di ventilazione. Negli spazi in cui la ventilazione risulta difficile, è fondamentale far circolare l’aria tramite filtri ad alte prestazioni nei purificatori d’aria o avvalersi di sistemi di purificazione HVAC per rimuovere gli inquinanti il più velocemente possibile.
È inoltre importantissimo impedire ai virus e ai batteri catturati nel filtro di proliferare, e qui entra in gioco la tecnologia dell’igiene. Dal momento che la temperatura e l’umidità influiscono sul consumo energetico del sistema HVAC, sul comfort e sulla proliferazione di microorganismi, è anche indispensabile essere a conoscenza delle condizioni ideali di ciascun ambiente e gestire la temperatura e l’umidità di conseguenza.

• D. Con la pandemia, la nostra vita è cambiata, ma anche le soluzioni IAQ di LG Electronics sembrano essere cambiate, e non poco. Come sono cambiati questi prodotti?

Come la maggior parte delle aziende del settore HVAC, ci siamo concentrati sulla gestione della qualità dell’aria interna per risolvere il problema di come rimuovere le polveri sottili dall’aria degli ambienti chiusi. Tuttavia, dallo scoppio della pandemia, la nostra attenzione è sempre stata più rivolta alla salute e all’igiene degli occupanti degli edifici, mentre il punto focale della nostra ricerca si è spostato verso le tecnologie per la gestione degli inquinanti interni, tra cui i gas dannosi, e abbiamo rafforzato le contromisure verso la trasmissione di virus e batteri.
Per liberarsi dai virus che si trasmettono per via aerea, abbiamo spinto in particolar modo sullo sviluppo di filtri HEPA, filtri MERV ad elevate prestazioni e filtri elettrostatici ad alta efficienza, inserendoli nelle nostre soluzioni come i  dispositivi per la ventilazione, unità interne di climatizzazione e purificatori d’aria.
Con una capacità di rimuovere almeno il 99,97% dei virus trasmissibili per via aerea*, i filtri HEPA giocano un ruolo fondamentale nell’eliminazione di agenti patogeni dall’aria. Questi filtri sono certificati per la rimozione delle polveri ultrasottili come PM1.0 e PM2.5, e trovano già vasto utilizzo in scuole, abitazioni e strutture polivalenti. Dato che le particelle del virus dell’influenza misurano circa 60-200 nm e si diffondono tramite droplet delle dimensioni di qualche micron, queste vengono efficacemente filtrate dai purificatori d’aria, che hanno già ricevuto, a loro volta, la certificazione da parte di diversi enti**. Rispettivamente nell’aprile e nel marzo 2020, la American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) e la Federation of European Heating, Ventilation and Air Conditioning Associations (REHVA) suggerirono che l’utilizzo di purificatori d’aria con filtri HEPA potesse contribuire a ridurre la concentrazione di aerosol infettanti nell’aria.

*La capacità di eliminazione delle polveri sottili del filtro dell’aria è stata testata da IBR sulla rimozione di aerosol di PAO (polialfaolefine), con diametro medio di 0,3µm, e il risultato ha evidenziato la riduzione del 99,97% delle polveri sottili. (Test condotto sui filtri IEST RP CC001.6 (2016) HEPA e ULPA). * I risultati possono variare in base all’ambiente di utilizzo.
**La capacità di rimozione dei virus trasmessi per via aerea è stata testata dall’Università della Scienza e Tecnologia di Hong Kong, spruzzando E. coli e virus batteriofagi in una camera di 3×2,5×2,5 metri (LxPxA), mantenendo le unità (Modelli PS-P809CB, PS-V219CS, PS-V219CG) in funzione per venti (20) minuti, e il risultato ha evidenziato una riduzione del 99%. * I risultati possono variare in base all’ambiente di utilizzo.

Come i filtri HEPA, anche i filtri MERV sono realizzati in materiale termosaldato, e per aumentare l’efficacia di filtraggio dei virus, si raccomanda l’uso di filtri con valore MERV 13 o superiore.
I filtri elettrostatici sono efficaci nell’eliminare le polveri sottili e generano una perdita di pressione estremamente bassa. Per questo, sono in grado di rimuovere i virus dall’aria senza effetti sul volume di flusso d’aria dei sistemi HVAC. Ma dal momento che il plasma rilasciato può portare a dannose concentrazioni di ozono a livello del suolo, è sempre più frequente l’utilizzo di tecnologie a ionizzazione che impediscono la creazione di ozono.
Per evitare contaminazioni secondarie causate dai virus catturati nel filtro, sistemi di filtrazione virus-resistenti, tecnologie di pulizia ad alto voltaggio e tecnologie che prevedono l’emissione di raggi UVC hanno visto recente applicazione nei purificatori d’aria e in numerosi prodotti HVAC di LG.
I filtri virus-resistenti e i materiali igienici utilizzati nei filtri HEPA riducono il rischio di infezione distruggendo i virus con un processo di ossidazione o ionizzazione.

LG utilizza i raggi UVC per danneggiare direttamente il DNA dei virus ed è al lavoro su un tecnologia che ne impedisca la proliferazione. Inoltre, abbiamo alzato il grado di efficacia al 99,99%.* La nostra tecnologia UVC-LED è sicura poiché non utilizza il mercurio come le lampade UV tradizionali, ed è anche di più facile applicazione grazie alle dimensioni più piccole e alla più lunga durata (~50.000 ore).

* Uvnano™ è un nome composto derivato dalle parole UV e nanometro.
** In base a test TÜV Rheinland condotti in conformità con i metodi LG e con la norma ISO 20743: 2007, rimuove il 99,99% di Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis e Klebsiella pneumoniae dalla ventola del condizionatore d’aria, in seguito all’esposizione alle luci UV LED per 4 ore (modelli testati: PBM13M1UA, PBM13M2UA, PBM13M3UA). Il valore risultante è misurato ad un punto specifico stabilito nel corso dell’esperimento.
*** Questo risultato può variare in base alle reali condizioni d’uso del sistema di condizionamento.

• D. Sembra che si renda necessario un compromesso tra l’efficenza energetica degli edifici e la gestione della qualità dell’aria interna. Che relazione c’è tra questi due elementi?

Come sappiamo, i sistemi HVAC sono progettati per creare un ambiente interno confortevole e salutare. E se il sistema HVAC fornisce energia per il riscaldamento o il condizionamento, lo stesso sistema HVAC ha il ruolo fondamentale di fornire energia per la gestione della qualità dell’aria interna. Dal punto di vista dell’efficienza energetica, ci troviamo davanti a questa contraddizione: se la tecnologia per riscaldamento e condizionamento ad elevate prestazioni riduce il consumo energetico, una gestione efficace della qualità dell’aria interna può ridurre l’efficienza energetica dell’edificio.

Tradizionalmente, la gestione della qualità dell’aria degli ambienti interni passava attraverso la ventilazione, e l’intero edificio si doveva adattare al volume di ventilazione prestabilito. Ma in questo modo, il processo di ventilazione consuma una quantità elevatissima di energia. Tuttavia, all’interno dello stesso edificio, gli inquinanti possono occupare alcune zone, lasciandone libere altre. Capire questo fenomeno e avviare la ventilazione solo dove necessario può di fatto ridurre la dispersione dell’energia.
Di recente è stato scoperto che il consumo energetico può essere abbattuto in edifici con sensori IoT per la qualità dell’aria. Inoltre, introdurre tecnologie ad alta efficienza per lo scambio di calore e per la purificazione d’aria può ridurre ancora di più il consumo di energia dell’edificio.

• D. Quando finirà la pandemia, secondo lei gli investimenti nell’ambito della qualità dell’aria interna continueranno?

Secondo le nuove normative, gli edifici di nuova costruzione devono essere progettati per consumare meno energia possibile, come accade con le case passive e gli edifici a energia zero (nZEB). Gli edifici saranno dotati di un migliore isolamento e un minor grado di umidità, per ridurre il rischio derivante da fonti di inquinanti esterne, ma la qualità dell’aria risentirà necessariamente di attività svolte all’interno, quali ad esempio la cottura dei cibi. Per la gestione degli inquinanti presenti negli ambienti interni e per eliminare polveri sottili, gas dannosi e virus dall’aria, sono necessarie una tecnologia per la ventilazione ad alta efficienza con una minima dispersione di energia abbinata ad una tecnologia dell’igiene e per la purificazione dell’aria. Si renderà inoltre necessaria la messa a punto di una tecnologia per la misurazione in tempo reale del livello di inquinamento. Per questa ragione, si prevede un aumento degli investimenti in ricerca e sviluppo in questo campo.

• D. In questo momento, in quali ambiti LG Electronics sta portando avanti la sua ricerca sulle soluzioni per la qualità dell’aria interna?

Stiamo lavorando a innovative tecnologie orientate al consumo energetico consapevole, per creare ambienti  interni più sicuri e salutari.
I tradizionali sistemi HVAC centralizzati aumentano il rischio di contaminazione incrociata a causa dello scambio di aria di recupero, aumentando di conseguenza il rischio di infezione, in quanto l’aria infetta e gli inquinanti vengono reimmessi in circolo attraverso le unità trattamento aria UTA e i conali. Dei tanti inquinanti che si trovano in un ambiente residenziale, troviamo in prevalenza nebbie oleose, gas dannosi e cattivi odori derivanti dalle attività umane, quali la cottura dei cibi. Questi inquinanti sono presenti in grandi quantità e sono pericolosi per la nostra salute. Al tempo stesso, a causa della breve durata dei filtri, può risultare difficile controllarli in modo efficace. Per risolvere questo problema, stiamo progettando filtri realizzati con nuovi materiali in grado di gestire volumi maggiori senza sacrificare le prestazioni, oltre a soluzioni per i flussi d’aria che riducano la trasmissione degli agenti inquinanti. Anche se c’è ancora molta strada da fare, stiamo mettendo a punto una tecnologia per la gestione dei carichi di ventilazione, in linea con le innovazioni delle case passive e degli edifici a energia zero, parallelamente ad una tecnologia per il controllo della qualità dell’aria che rimuove la CO₂ e genera ossigeno.

• D. Grazie al lavoro di chi sta conducendo questa ricerca, pensa di poter dire che potremo tornare presto alla vita di prima?

Molti esperti pensano che sia possibile e anche io spero che sia così. Se saremo in grado di applicare le varie tecnologie e soluzioni che ho descritto nel corso dell’intervista, con il minimo sforzo nel campo dell’igiene personale saremo in grado di tornare a godere del nostro tempo libero insieme ad altre persone e di riprenderci la nostra vita.