Attrezzature- Cappe di sicurezza biologica

Le cappe di sicurezza biologica sono un valido sistema di prevenzione primaria in quanto impediscono la diffusione di materiale biologico potenzialmente pericoloso.

Tali cappe, al momento dell’installazione, devono essere conformi alla norma UNI EN 12469, marcatura CE e alla dichiarazione di conformità. La EN 12469 è organizzata in 8 capitoli e alcuni allegati. Molti di questi allegati sono considerati “normativi”, altri “informativi”. I requisiti minimi di performance sono riportati nella tabella 4 delle EN 12469 e sono considerati normativi, mentre i valori di velocità dell’aria riportati nella tabella H1 della EN 12469 sono considerati informativi.

 Le cappe sono classificate in tre categorie (Classe I,Classe II, Classe III) a seconda del livello di protezione che garantiscono all’operatore, all’ambiente circostante e al prodotto.

 

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La scelta della cappa di sicurezza biologica è basata sul rischio potenziale dell’agente utilizzato, sulla possibilità che le operazioni di laboratorio possano generare aerosol e sulla necessità di proteggere l’operatore, l’ambiente o il prodotto da contaminanti aerotrasportati.

 Secondo la tabella contenuta nell’allegato IV del D.Lgs.206/01, che illustra le misure di contenimento, di prevenzione e altre misure di protezione per le attività di laboratorio, l’utilizzo delle cappe di sicurezza biologica si ritiene necessario nei laboratori che manipolano MOGM con livello di contenimento 3 e 4. Per quelli di livello di contenimento 2 il loro utilizzo è limitato alle operazioni per le quali il loro uso si ritiene necessario, mentre in quelli di livello di contenimento 1 il loro utilizzo non si ritiene necessario.

 La scelta della cappa di sicurezza biologica è determinata dal rischio associato all’impiego confinato di MOGM.

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Filtri HEPA (High Efficiency Particulate Air)

 Le cappe di sicurezza biologica sono provviste di filtri HEPA che prevengono la contaminazione particellare costituiti da fogli di microfibre di vetro ripiegati più volte. La loro efficienza filtrante è rappresentata dalla capacità di trattenere particelle di 0,3 μ di diametro con un’efficacia compresa tra il 99,97% e il 99,99%. I filtri HEPA sono raggruppati in 5 classi (da H10 a H14) con caratteristiche prestazionali crescenti.

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La protezione dell’operatore è assicurata dal flusso frontale di aria esterno convogliato come flusso laminare al di sopra del piano di lavoro che viene emesso dalla cappa attraverso un estrattore. In questo modo le particelle di aerosol, eventualmente generate nell’area di lavoro, vengono convogliate nell’estrattore ed allontanate dall’operatore e dall’ambiente. La protezione dell’ambiente è garantita da un filtro HEPA nel sistema di scarico. Poiché l’aria che penetra sul piano di lavoro attraverso l’apertura frontale non è sterile non si ritiene che questo tipo di cappa sia consistentemente affidabile per la protezione del prodotto.

L’apertura frontale permette alle braccia dell’operatore di raggiungere il piano di lavoro all’interno della cappa mentre egli segue le operazioni attraverso il vetro. Il vetro può anche essere completamente alzato per permettere la pulizia dell’area di lavoro o per altri scopi.

L’aria viene espulsa dalla cappa attraverso un filtro HEPA:

  1. a) all’interno del laboratorio e poi all’esterno attraverso gli estrattori dell’edificio;
  2. b) all’esterno attraverso gli estrattori dell’edificio;
  3. c) direttamente all’esterno.

Il filtro HEPA può essere posizionato nel plenum della cappa o sugli estrattori dell’edificio. Alcune cappe di sicurezza biologica di classe I sono dotate di un aspiratore integrato, mentre altre confidano sul sistema di aspirazione dell’edificio.

 Caratteristiche

  • Allarmi di sicurezza per ventilazione insufficiente.
  • Velocità frontale d’aspirazione di almeno 0.4m/s.
  • Contatore delle ore di utilizzo per controllo efficienza dei filtri.
  • Ripiano con bordi rialzati per impedire eventuali travasi all’esterno.

 Principale utilizzo

Confinamento di piccole strumentazioni (centrifughe, piccoli fermentatori) ed effettuazione di operazioni che possono generare aerosol (omogenizzazione di tessuti, areazione di colture).

Cappe di sicurezza biologica di classe II
Cappa a flusso laminare verticale

 Esistono 4 tipologie di cappe di classe II, distinte in base alla percentuale di aria riciclata: Tipo A1, Tipo A2, Tipo B1, Tipo B2

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La protezione dell’operatore è assicurata dal flusso frontale di aria esterno convogliato come flusso laminare al di sopra del piano di lavoro che viene filtrato attraverso un filtro HEPA in modo da minimizzare la possibilità di contaminazioni crociate per il prodotto. L’ambiente è protetto da un filtro HEPA che filtra l’aria emessa dalla cappa (Tipo A1 e A2). Tale aria, libera da particolato, può essere immessa nel laboratorio o liberata al di fuori dell’edificio attraverso il sistema di ventilazione.

Caratteristiche

  • Allarmi di sicurezza per ventilazione insufficiente.
  • Velocità frontale di aspirazione di almeno 0.4m/s.
  • Contatore delle ore di utilizzo per il controllo dell’efficienza dei filtri.
  • Aria in entrata filtrata attraverso filtro HEPA prima di essere immessa sul piano di lavoro.
  • Interno della cappa in depressione.
  • Aria in uscita filtrata da un filtro HEPA.

 

Specifiche del flusso d’aria per cappe di Classe II Tipo A1

  •  Aspirazione interna dell’aria dalla griglia frontale con velocità di flusso di almeno 0.4 m/s.
  • Passaggio dell’aria attraverso filtro HEPA prima d’immissione dall’alto sul piano di lavoro.
  • Flusso laminare dall’alto diffuso a circa 6-18 cm dal piano di lavoro (metà del flusso passa attraverso la griglia frontale di recupero dell’aria, metà passa attraverso griglia posteriore di estrazione).
  • Aria espulsa: il 30% di aria, passa attraverso il filtro HEPA di scarico in uscita nel laboratorio o all’esterno.
  • Aria ricircolata nell’area di lavoro all’interno della cappa: il 70% dell’aria, passa attraverso il filtro HEPA di entrata.

Principale utilizzo

 Effettuazione di impieghi confinati di classe 2 e 3. Impieghi confinati che presentano un rischio basso e moderato, ovvero operazioni per le quali un livello 2 o 3 di contenimento è adeguato a proteggere la salute umana e l’ambiente. Possono essere utilizzate anche per piccole quantità di agenti chimici tossici non volatili e radionuclidi in tracce (eventualmente presenti in colture cellulari o sistemi microbici).

Precauzioni

  •  Non utilizzare la cappa tipo A1 con sostanze chimiche tossiche volatili. I vapori chimici possono accumularsi nella cappa (per ricircolo aria) e nel laboratorio (per gas di scarico) creando rischi per la salute e la sicurezza.
  • L’aria emessa da cappa di tipo A1 può essere espulsa fuori dall’edificio. Per non alterare il flusso della cappa stessa è necessario collegare la cappa stessa al sistema di estrazione dell’edifico attraverso un manicotto. Il volume di scarico dell’aria estratta dall’edificio deve essere sufficiente a mantenere il flusso di aria nel laboratorio e la differenza di pressione tra il manicotto e il sistema di filtrazione.

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Le cappe di sicurezza di Classe II A2 si differenziano dalle quelle di Classe II A1 per diversi aspetti:

- il sistema di espulsione, che determina se l’aria sia scaricata dalla cappa all’interno o all’esterno attraverso uno specifico sistema di estrazione o tramite quello dell’edificio;

- il gradiente di pressione (se le cappe hanno i plenum contaminati, a pressione positiva, circondati da un condotto a pressione negativa).

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Classe II Tipo B1

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Protezione

  •  operatore
  • ambiente esterno
  • prodotto

 La protezione dell’operatore è assicurata dal flusso frontale di aria esterno convogliato come flusso laminare al di sopra del piano di lavoro che viene filtrato attraverso un filtro HEPA in modo da minimizzare la possibilità di contaminazioni crociate per il prodotto. L’ambiente è protetto da un filtro HEPA che filtra l’aria emessa dalla cappa. Tale aria, priva di particolato è espulsa, per le cappe del tipo B1 e B2, al di fuori dell’edificio attraverso il sistema di ventilazione “protetto”.

 Principale utilizzo

Adatta all’impiego confinato di MOGM di classe 2 e 3, e all’utilizzo di concentrazioni maggiori di sostanze tossiche, volatili o radioattive rispetto alle cappe di classe II tipo A.

 Caratteristiche

  • Velocità di flusso almeno 0.4 m/s.
  • Il 70% dell’aria immessa nella cappa viene emessa attraverso la griglia posteriore dopo passaggio nel filtro HEPA di scarico, e viene scaricata dall’edificio tramite un condotto dedicato connesso con l’impianto di ventilazione.
  • Il restante 30% dell’aria viene ricircolata passando attraverso il filtro HEPA di entrata.
  • I plenum contaminati biologicamente sono a pressione negativa rispetto alla stanza o sono circondati da pressione negativa.
  • Velocità di flusso almeno 0.4 m/s.
  • Il 70% dell’aria immessa nella cappa viene emessa attraverso la griglia posteriore dopo passaggio nel filtro HEPA di scarico, e viene scaricata dall’edificio tramite un condotto dedicato connesso con l’impianto di ventilazione.
  • Il restante 30% dell’aria viene ricircolata passando attraverso il filtro HEPA di entrata.
  • I plenum contaminati biologicamente sono a pressione negativa rispetto alla stanza o sono circondati da pressione negativa.

 

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Classe II Tipo B2

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Protezione

  •  operatore
  • ambiente esterno
  • prodotto

 Caratteristiche

  •  0% aria ricircolata; 100% aria emessa viene eliminata attraverso un condotto dedicato connesso con l’impianto di ventilazione dopo essere stata filtrata da filtro HEPA.
  • Velocità di flusso 0.5 m/s.
  • I plenum contaminati biologicamente sono a pressione negativa rispetto alla stanza o sono circondati da pressione negativa.

 Principale utilizzo

È indicata per impiego confinato di MOGM di classe 2 e 3 di classe 2 e 3 e per colture cellulari trattate con sostanze cancerogene e/o mutagene o marcate con isotopi radioattivi. Possono essere usate quando è richiesta la manipolazione di piccole quantità di sostanze chimiche volatili in studi microbiologici.

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 Cappe a sicurezza biologica di classe III “glove box” (vedi sezione dedicata “isolatore”)CAPPE10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tale cabina glove-box ermeticamente chiusa con ingresso d’aria filtrata attraverso filtri HEPA ed espulsa previa filtrazione attraverso doppi filtri HEPA in sequenza. Opera in pressione negativa e assicura la protezione totale del prodotto-operatore-ambiente.

Questo tipo di cappa garantisce il più alto livello di protezione personale ed è utilizzata per gli agenti patogeni appartenenti al gruppo 4. Il flusso dell’aria è garantito da uno specifico sistema di aspirazione esterno alla cappa, che mantiene una pressione negativa (circa 124,5 Pa) al suo interno. Guanti a manicotto di gomma pesante posizionati frontalmente permettono l’accesso al piano di lavoro. Le cappe di classe III devono avere un box di passaggio a doppia porta interbloccante che può essere sterilizzato e dotato di filtro HEPA. La cappa di classe III può essere collegata ad un’autoclave passante ed usata per decontaminare tutto il materiale che entra o esce dalla cappa. Diversi glove-box possono essere uniti insieme per ampliare il piano di lavoro. Le cappe di classe III sono idonee per lavorare in laboratorio a livello di contenimento 3 e 4.

 Caratteristiche

  •  Chiusura totale ed ermetica dotata di manicotti con guanti.
  • Funzionamento a pressione negativa.
  • Presenza di filtro HEPA sull’aria in ingresso ed di un doppio filtro HEPA sull’aria in uscita.


Manutenzione

 Periodicità annuale

  • Verifica e sostituzione dei filtri come previsto dal libretto d’uso e manutenzione.
  • Verifica e pulizia delle tubazioni di scarico (ove presenti).
  • Verifica del funzionamento elettrico e meccanico del motore dell’elettroventilatore (ove presente).
  • Controllo delle ore di funzionamento dei filtri (ove possibile).
  • verifica generale delle parti meccaniche (ad es. pannello frontale, saliscendi, ecc.…), parti strutturali (es. integrità superfici e tubazioni), indicatori e allarmi (ove presenti), impianto elettrico, rubinetti, lampade UV (ove presenti).
  • Misura della velocità di aspirazione con anemometro secondo norma UNI EN 12469.
  • Verifica periodica della presenza di microrganismi nell’aria filtrata esponendo per 30 minuti delle capsule Petri aperte contenenti terreni di coltura per la crescita di batteri eterotrofi e di miceti, disposte in punti rappresentativi della superficie di lavoro o, in alternativa, usare contatori di particelle.

 Cappe biologiche di classe III “glove box”

  • Verifica e sostituzione dei filtri come previsto dal libretto d’uso e manutenzione.
  • Verifica e pulizia delle tubazioni di scarico (ove presenti).
  • Verifica del funzionamento elettrico e meccanico del motore dell’elettroventilatore (ove presente).
  • Verifica ore funzionamento dei filtri (ove possibile).
  • Verifica generale di parti strutturali (ad es. aperture alle quali vanno applicate i guanti, ecc…), indicatori e allarmi (ove presenti), impianto elettrico, rubinetti, lampade UV (ove presenti).
  • Verifica della depressione interna secondo norma UNI EN 12469.
  • Verifica della velocità dell’aria entrante da ciascuna delle aperture alle quali vanno applicate i guanti secondo norma UNI EN 12469.
  • Verifica della portata d’aria secondo norma UNI EN 12469.

 

 I filtri sostituiti devono essere eliminati come rifiuto speciale utilizzando il Codice CER 15.02.02.

REGOLE PRATICHE

 L’uso delle cappe biologiche di sicurezza deve essere spiegato a tutti gli utilizzatori, con riferimento alla letteratura degli standard nazionali. Devono essere forniti agli operatori protocolli scritti o manuali di sicurezza relativi alle procedure.

Ad ogni uso della cappa è necessario osservare delle corrette prassi operative:

 

  • Accertarsi che la cappa sia idonea all’agente biologico utilizzato.
  • Verificare il perfetto funzionamento della stessa.
  • Spegnere lampada UV, se presente.
  • Prima di iniziare il lavoro posizionare il vetro frontale, se del tipo a scorrimento, all’altezza fissata per la maggiore protezione dell’operatore (20 – 30 cm), oppure, regolare l'altezza della sedia in modo che il volto dell’operatore sia al di sopra dell’apertura del vetro frontale. Il vetro che non deve essere aperto quando la cappa è in uso.
  • Accendere il sistema di aspirazione della cappa almeno 10 minuti prima di iniziare il lavoro in modo da stabilizzare il flusso e consentire l’eliminazione del particolato presente al suo interno.
  • Pulire con etanolo (EtOH) al 70%, o una soluzione (diluizione 1:100) di ipoclorito di sodio 0,05%, o altri disinfettanti la superficie di lavoro, le pareti interne e la superficie interna del vetro (se si usa ipoclorito è necessario effettuare un secondo lavaggio con acqua sterile per eliminare il cloro residuo, che può eventualmente corrodere le superfici in acciaio inossidabile).
  • pulire con EtOH al 70% le superfici di tutti i materiali e contenitori immessi nella cappa per ridurre l'immissione di contaminanti microbici nell’area di lavoro.
  • rispettare durante l’attività lavorativa un flusso “da pulito a contaminato”, introdurre i materiali nella cappa limitando il movimento di materiale "sporco" verso aree o oggetti più "puliti".
  • Stilare, prima di iniziare a lavorare, una lista del materiale da introdurre nella cappa, strettamente necessario all’attività lavorativa, per evitare di interrompere più volte il flusso dell’aria       con l’introduzione di nuovo materiale.
  • Ridurre al minimo indispensabile il materiale o le attrezzature sul piano di lavoro per non diminuire il flusso di aria ed evitare turbolenze, possibili contaminazioni incrociate, e/o violazioni del grado di contenimento.
  • Iniziare la manipolazione dei materiali dopo circa un minuto dall’immissione delle mani/braccia all'interno della cappa in modo da far stabilizzare il flusso d’aria nella cappa, ed effettuare l’"air sweep" delle mani e delle braccia per rimuovere i contaminanti microbici presenti sulla loro superficie. Quando le braccia dell'operatore sono poggiate sulla parte anteriore della griglia della cappa, il flusso di aria della stanza potrebbe convergere nell’area di lavoro, invece di essere aspirata attraverso la griglia frontale. Alzare leggermente le braccia potrà in parte risolvere il problema.
  • Non bloccare con pipette, fogli o altro materiale la griglia frontale dell’aria, per evitare potenziali contaminazioni del materiale e non esporre l’operatore a possibili contaminazioni.
  • Evitare movimenti bruschi degli avambracci all’interno della cappa per non alterare il flusso laminare della cortina d'aria compromettendo la parziale barriera di contenimento prevista. Spostare le braccia lentamente e perpendicolarmente al fronte di apertura della cappa consentirà di ridurre questo rischio.
  • Evitare il passaggio di persone alle spalle dell’operatore, l’apertura o la chiusura di porte nella stanza per non alterare il flusso laminare.
  • Eseguire tutte le operazioni di lavoro nella parte mediana e posteriore del piano di lavoro ed in modo visibile attraverso il vetro frontale. Inoltre, le apparecchiature che generano aerosol (vortex mixer, centrifughe da tavolo) devono essere situati nella parte posteriore della cappa per sfruttare il vantaggio dell’”air split”. Oggetti ingombranti come sacchetti per rifiuti a rischio biologico, pipette usate e contenitori per la raccolta di rifiuti liquidi dovrebbero essere collocati in un lato interno della cappa.
  • Non usare bunsen o altri tipi di bruciatori sotto le cappe di tipo II e III poiché l’aria calda indotta può deviare il regolare flusso interno dell’aria, e quindi causare contaminazione dell’area di lavoro, dell’ambiente esterno e danni ai filtri HEPA. È consigliabile tenere un microinceneritore elettrico, ma è preferibile l’utilizzo di anse sterili monouso.
  • Estrarre il materiale potenzialmente infetto o contaminato in contenitori chiusi e a tenuta, perfettamente puliti all’esterno ed etichettati con il segnale di rischio biologico.
  • Non chiudere al di fuori della cappa il sacchetto per rifiuti a rischio biologico da autoclavare.
  • Decontaminare le superfici di tutti i contenitori e le attrezzature prima di essere rimossi dalla cappa quando il lavoro è stato completato.
  • non portare fuori della cappa i materiali potenzialmente contaminati se non dopo essere stati decontaminati sulla superficie esterna; in alternativa i materiali contaminati possono anche essere messi in un contenitore a chiusura e trasferiti in incubatore, in autoclave o in altro dispositivo per la decontaminazione.
  • Lasciare la cappa in funzione per circa 20 minuti al termine del lavoro per eliminare eventuali contaminazioni.
  • Pulire e disinfettare la cappa ad ogni fine lavoro con prodotti idonei. La superficie di lavoro, le pareti interne e la superficie interna del vetro devono essere puliti con etanolo (EtOH) al 70%, o una soluzione (diluizione 1:100) di ipoclorito di sodio 0,05%, o altri disinfettanti. Quando viene utilizzato ipoclorito è necessario effettuare un secondo lavaggio con acqua sterile per eliminare il cloro residuo, che può corrodere le superfici in acciaio inossidabile. Se necessario, la cappa deve essere monitorata per la radioattività e la decontaminazione.
  • Chiudere l’apertura frontale quando la cappa biologica non è utilizzata, eventualmente accendere lampada a raggi UV.
  • Rimuovere immediatamente con carta assorbente imbevuta di soluzione di decontaminazione gli eventuali piccoli versamenti del materiale contaminato nella cappa (cambiare i guanti dopo la decontaminazione e metterli, insieme alla carta utilizzata per la pulizia, nel materiale da autoclavare); in caso di versamenti di maggiore entità (liquidi che attraversano la parte anteriore o posteriore delle griglie) tutti gli elementi all'interno della cappa devono essere rimossi e decontaminati e la soluzione decontaminante deve essere versata sulla superficie di lavoro e attraverso la griglia nella vaschetta.

Nel caso di decontaminazione con gas il metodo più comune di utilizza la formaldeide, e il perossido idrogeno

 

Decontaminazione delle cappe biologiche con formaldeide

 Viene effettuata mediante nebulizzazione con i vapori di formaldeide (60 ml di formalina e 60 ml di acqua per 1 m3 di cabina) a 21°C e con umidità relativa del 70% (dopo il processo è consigliabile l’inattivazione con ammoniaca).

L’operatore addetto a tale attività deve indossare i DPI necessari ed esporre segnaletica idonea all’esterno del locale

 Procedura

  •  Disporre all’interno della cappa un bunsen di sicurezza alimentato a gas (o piastra elettrica).
  • Chiudere il foro di espulsione.
  • Far evaporare la soluzione di formaldeide in acqua dopo aver chiuso anche il vano anteriore della  cappa.
  • Mettere la cappa in funzione mentre evapora la formaldeide.
  • Spegnere il bunsen e permettere la completa evaporazione per un minimo di 3 h.
  • Aprire il vano e il foro e rimettere in funzione la cappa.

 

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