Cappa chimica in laboratorio e le diverse tipologie

Caratteristiche generali

Le cappe d’aspirazione da laboratorio, comunemente note come cappe chimiche (Fig.1), sono i principali dispositivi di protezione collettiva per la tutela della salute degli operatori dal rischio derivante dall’uso e manipolazione di agenti chimici pericolosi. Hanno lo scopo di eliminare la dispersione ambientale di polveri, fumi, gas e vapori di sostanze tossiche che si possono generare durante le attività svolte nei laboratori scientifici di ricerca e didattica e proteggono l’operatore da eventuali rischi o danni quali esplosioni, infortuni e danni alla salute.

cappa chimica — *Figura 1 – Cappa chimica (fonte: https://www.arredilaboratorio.it/legenda-cappe-asem.html)*

Sono da considerarsi al contempo delle zone di potenziale pericolo poiché all’interno possono svilupparsi atmosfere tossiche anche estremamente infiammabili od esplosive. Sono richieste specifiche competenze per la scelta a seconda del tipo di uso e dell’ambito, la collocazione ed installazione in laboratorio e una specifica formazione dei lavoratori per il corretto utilizzo e manutenzione.

Avvenuta la prima installazione sono necessari diversi controlli periodici. La conoscenza approfondita degli strumenti di prevenzione e delle misure di protezione da adottare nelle procedure che richiedono l’utilizzo di queste cappe, è estremamente importante per operare in tutta sicurezza. All’interno di un laboratorio, si presenta come una struttura che delimita un piano di lavoro all’interno del quale è possibile eseguire manipolazioni che generano una diffusione di vapori tossici con la garanzia dell’aspirazione frontale non solo di quei vapori nocivi ma anche della protezione da agenti microbici patogeni. La cappa preleva il tutto e lo convoglia in ambiente esterno riducendo al minimo o annullandone la fuoriuscita.

La cappa aspirante è un apparecchio dunque estremamente utile per un operatore in ambito laboristico. Ne esistono due tipologie, distinte a seconda della sua finalità di utilizzo: la cappa per uso chimico e le cappe
biologiche a flusso laminare (per usi tradizionali ad aspirazione diretta, utilizzate per operazioni in cui è necessario un completo isolamento dall’ambiente esterno). I lavori che prevedono l’uso di microrganismi patogeni, quindi, devono essere svolti sotto una cappa di biosicurezza e non una cappa chimica.

La cappa chimica (Fig.2) è caratterizzata da un sistema di aspirazione che, aspirando aria dall’ambiente attraverso un’apertura di lavoro frontale, determina un flusso d’aria innescato e mantenuto da un elettroaspiratore. Molti dei vapori rilasciati da sostanze chimiche possono essere dannosi se inalati, e per questo si è ricorso all’utilizzo di tali strumentazioni che hanno la funzione di aspirare tali vapori eliminandoli dall’ambiente esterno attraverso uno sbocco dell’aria ad una posizione adatta.

Per quanto riguarda le cappe a flusso laminare (Fig.3), esistono varie tipologie che differiscono per caratteristiche e funzionamento. Esse sono conosciute anche come cappe biologiche, e rappresentano una particolare tipologia utilizzata in ambito biologico per proteggere l’operatore e l’ambiente circostante da agenti biologici potenzialmente nocivi e dannosi. Le cappe di laboratorio biologico si dividono in: cappa di classe I, cappa di classe II e cappa di classe III.

Applicazioni strumentali

Le cappe chimiche si distinguono a sua volta in cappe canalizzate all’esterno (o convenzionali) con elettroventilatore esterno e quasi sempre in posizione remota al termine del condotto di espulsione, e cappe a ricircolo (non convenzionali) dotate di elettroventilatore e gruppi filtranti a bordo.

Le cappe chimiche canalizzate all’esterno si compongono essenzialmente di una cabina, un condotto di aspirazione e un elettroventilatore. Gli inquinanti aspirati sono convogliati all’esterno con o senza depurazione (filtraggio). L’elettroventilatore può essere interno o esterno al laboratorio (a tetto). In numerose applicazioni di laboratorio, le sostanze chimiche tossiche in fase liquida vengono utilizzate quotidianamente. Il vapore da esse sviluppato, che varia in base alle proprietà chimico-fisiche e alle modalità di utilizzo, deve essere opportunamente contenuto per proteggere gli operatori dal rischio di inalazione. Il sistema di filtrazione utilizzato sulle cappe chimiche, negli armadi aspirati e nei banchi aspirati è adattabile alle esigenze di utilizzo.

Quanto all’impiego delle cappe a flusso laminare, questo è regolamentato dalla normativa della Legge 62; questa tipologia di cappa consente all’operatore di lavorare in condizioni di sterilità eliminando ogni possibilità di contaminazione dei campioni biologici da analizzare. La sterilizzazione dell’aria all’interno della cappa viene realizzata con il passaggio attraverso filtri HEPA (High Efficiency Particulate Air). I filtri vengono realizzati in micro fibra di vetro che garantiscono la purezza dell’aria al 100%.

Funzionamento

All’interno di una cappa chimica l’aria viene depurata dai vapori tossici per assorbimento durante la fase solida. Grazie alla presenza di un l’elettroventilatore l’aria viene aspirata e fatta passare tramite una base di sostanze assorbenti; queste la purificano e trattengono le sostanze inquinanti tramite assorbimento chimico o fisico. Il sistema di filtrazione utilizzato sulle cappe chimiche, negli armadi aspirati e nei banchi aspirati è completamente adattabile alle esigenze di utilizzo. Mentre la velocità di aspirazione frontale è, inoltre, uno dei parametri determinanti per il tipo di operazioni e per le sostanze da manipolare.

Limiti dello strumento

Nonostante l’utilità di questo strumento per determinate operazioni da laboratorio, ci sono diversi aspetti da tenere in considerazione nel suo utilizzo. L’efficienza di una cappa chimica è influenzata dalle condizioni ambientali d’uso e l’operatore stesso può influenzarne il livello di sicurezza. Un utilizzo errato può comportare rischi per l’operatore e per l’ambiente di lavoro. Tutte le operazioni con prodotti chimici pericolosi devono essere svolte sotto cappa e comunque sempre quando tale indicazione è data nella scheda di sicurezza dei prodotti da manipolare.

Nel caso in cui non si possa conoscere preventivamente la pericolosità di una sostanza o miscela, come può accadere in alcune attività di ricerca, è sempre opportuno considerare i prodotti di reazione sconosciuti come potenzialmente pericolosi, prendendo di conseguenza le precauzioni del caso.

Precauzioni di utilizzo

La manutenzione dei sistemi di aspirazione in generale richiede particolari precauzioni. Seguire le precauzioni previene il rischio di esposizione alle sostanze depositate sulle pareti interne dei sistemi di aspirazione. La manutenzione della cappa è quindi essenziale soprattutto laddove vi sia l’utilizzo di sostanze cancerogene e/o mutagene e altamente tossiche. La manutenzione e le verifiche periodiche d sono passaggi indispensabili. Poiché l’efficienza di una cappa chimica è influenzata dalle condizioni ambientali d’uso e l’operatore stesso può influenzarne il livello di sicurezza. Un utilizzo errato può comportare rischi per l’operatore e per l’ambiente di lavoro.

Tutte le operazioni con prodotti chimici pericolosi devono essere svolte sotto cappa e comunque sempre quando tale indicazione è data nella scheda di sicurezza dei prodotti da manipolare.
Nel caso in cui non si possa conoscere preventivamente la pericolosità di una sostanza o miscela, come può accadere in attività di ricerca, è sempre opportuno considerare i prodotti di reazione sconosciuti come potenzialmente pericolosi, prendendo di conseguenza le precauzioni del caso.

Le raccomandazioni per il miglior utilizzo possibile della cappa chimica prevedono:

Prima di iniziare ad usare una cappa, aprire l’aspirazione ed accertarsi del suo funzionamento, attraverso il manometro, se esistente, o con l’uso di una fialetta fumogena.
Verificare che il frontale scorra in maniera regolare, senza particolari resistenze.
Evitare di creare correnti d’aria in prossimità della cappa in funzione: evitare quindi l’apertura di porte e finestre, il transito frequente di persone nel locale.
Tenere sotto cappa solo il materiale strettamente necessario, ponendolo lontano almeno 15-20 cm dall’apertura frontale.
La zona lavorativa e tutto il materiale devono essere tenuti il più possibile verso il fondo della cappa, senza dover per questo sollevare maggiormente il pannello frontale.
Per non ostacolare il flusso dell’aria lungo il piano della cappa, se fosse necessario utilizzare attrezzature che ingombrino il piano, esse vanno sollevate almeno di 5 cm dal piano, con opportuni tappi, distanziate dalle pareti e poste in modo da non ostruire le feritoie di aspirazione.
Nel caso di necessità di utilizzare apparecchiature elettriche, queste devono essere adatte ad atmosfera con pericolo di incendio. Ogni connessione elettrica deve essere esterna alla cappa.
Durante l’attività è bene lavorare con il frontale abbassato il più possibile.
Posizionarsi leggermente scostati dall’apertura frontale al fine di evitare turbolenze; non introdursi all’interno della cappa (ad es. con la testa) per nessun motivo.
Al termine del lavoro sgomberare e pulire il piano di lavoro. Ogni operatore deve pulire la cappa, facendo eventualmente uso di prodotti specifici a seconda delle sostanze da lui adoperate; ciò al fine di evitare rischi impropri per chi userà la cappa successivamente.
Quando la cappa non é in uso, spegnere l’aspirazione e chiudere il frontale.

Inoltre tutti gli utenti della cappa devono essere a conoscenza delle procedure di emergenza da compiere in caso di esplosione o incendio nella cappa. La cappa non va inoltre utilizzata come deposito di materiale, o come mezzo di smaltimento di reagenti e il lavello non va utilizzato come punto attraverso il quale smaltire agenti chimici o rifiuti.