Τους τελευταίους μήνες ολόκληρη η ανθρωπότητα βρίσκεται αντιμέτωπη με την πανδημία που προκάλεσε η εμφάνιση του νέου κορονοϊού  SARSCoV-2 (COVID-19). Τόσο σε διεθνές, όσο και σε εθνικό επίπεδο, η σύγχρονη κοινωνία κλήθηκε να διαχειριστεί μια καθημερινότητα με νέα δεδομένα και σίγουρα με διαφορετικές ανάγκες και προτεραιότητες. Πλέον, απαίτηση σε όλους τους χώρους συνιστά η εξασφάλιση συνθηκών υψηλής υγιεινής και όλα τα μέτρα, που λαμβάνονται, έχουν ως στόχο την προφύλαξη της ανθρώπινης υγείας.

Η νέα τάξη πραγμάτων αναπόφευκτα επηρεάζει τον τομέα του κλιματισμού, καθώς έχει άμεσο αντίκτυπο στην ποιότητα του αέρα. Οι οδηγίες, που δόθηκαν αρχικά από τους ειδικούς για την πρόληψη της εξάπλωσης του ιού, επικεντρώθηκαν στον συχνό αερισμό, στον κλιματισμό με προσαγωγή φρέσκου αέρα και στην αποφυγή χρήσης συστημάτων, που λειτουργούν με ανακυκλοφορία αέρα.
Είναι προφανές ότι ο σχεδιασμός των εγκαταστάσεων δεν επιτρέπει, σε πολλές περιπτώσεις, την λειτουργία τους με νωπό αέρα. Τα ζητήματα που τίθενται, δεν είναι μόνο τεχνικής φύσεως, ενώ ταυτοχρόνως, διαφοροποιούν σημαντικά το κόστος λειτουργίας και κτήσης των εγκαταστάσεων.
Συνεπώς, η επιστημονική κοινότητα ξεκίνησε να συζητά για το πώς θα μπορούσε να προφυλαχθεί η εξάπλωση του ιού κατά την χρήση συστημάτων κλιματισμού, καθώς και για το ποιες θα μπορούσαν να είναι οι πιθανές λύσεις σε υφιστάμενες ή μελλοντικές εγκαταστάσεις.
Μελετώντας τα τεχνικά χαρακτηριστικά των φίλτρων, παρατηρήθηκε ότι ακόμη και τα απόλυτα φίλτρα τύπου HEPA, δεν είναι αρκετά στο να συγκρατήσουν τον COVID-19, διότι η συγκράτηση τους φτάνει τα 0,3μm την στιγμή που το μέγεθος του ιού κυμαίνεται από 0,12 μm έως 0,16 μm.
Με βάση τη βιβλιογραφία, αυτό που φαίνεται πως μπορεί να αντιμετωπίσει αποτελεσματικά τον COVID-19, είναι η μέθοδος που χρησιμοποιεί την τεχνολογία της φωτοκαταλυτικής οξείδωσης, η οποία χρησιμοποιείται αρκετά χρόνια, στους χώρους που απαιτούν συνθήκες υψηλής υγιεινής. Η μέθοδος της φωτοκαταλυτικής οξείδωσης, βασίζεται στη χρήση υπεριώδους ακτινοβολίας UVC, σε συνδυασμό με Διοξείδιο του Τιτανίου () ως καταλύτη.
Ως υπεριώδης ακτινοβολία (UV) ορίζεται το μήκος κύματος (100 – 400nm) της ηλιακής ακτινοβολίας, το οποίο δεν είναι ορατό από το ανθρώπινο μάτι (Σχήμα 1).
Σχήμα 1: Φάσμα ακτινοβολίας

Στην αποτελεσματικότητα της ακτινοβολίας UVC αναφέρθηκε πρόσφατα το περιοδικό της Αμερικανικής Εταιρείας Μικροβιολογίας “2019 Novel Coronavirus (COVID‐19) Pandemic: Built Environment Considerations To Reduce Transmission”, σχετικά αποσπάσματα του οποίου παρατίθενται ακολούθως:
«Οι ακτίνες UV σε περιοχές χαμηλού μήκους κύματος (254 nm UV C) είναι ιδιαιτέρως μικροβιοκτόνες. Επίσης, ακτινοβολία σε αυτό το φάσμα χρησιμοποιείται αποτελεσματικά σε περιβάλλοντα υψηλής υγιεινής για την αδρανοποίηση μολυσματικών αερολυμάτων και μπορεί να μειώσει την ικανότητα επιβίωσης ορισμένων ιών».
«Οι αερομεταφερόμενοι ιοί με μονόκλωνο RNA (ssRNA) μειώνονται κατά 90% με μικρή δόση ακτινοβολίας UV, ενώ η απαιτούμενη δόση UV αυξάνεται για ιούς ssRNA που βρίσκονται σε επιφάνειες. Πρόσφατη μελέτη αποδεικνύει ότι 10 λεπτά ακτινοβολίας UVC απενεργοποιεί το 99,999 % των CoVs, SARSCoV και MERSCoV που ελέγχθηκαν».
Η τεχνολογία χρήσης υπεριώδους ακτινοβολίας UVC, προσβάλλει απευθείας το DNA των μικροοργανισμών. Η ακτινοβολία απορροφάται στο DNA, όπου βρίσκονται βάσεις πουρίνης – οι θυμίνες – και προκαλείται φωτοχημική αντίδραση.
Εάν δύο θυμίνες είναι συνεχόμενες, διμερίζονται και δεν μπορούν πλέον να χρησιμοποιηθούν για τη διαδικασία αντιγραφής, που είναι απαραίτητη για τον διπλασιασμό του DNA. Το κύτταρο δεν μπορεί πλέον να αποκαταστήσει τη βλάβη που έχει υποστεί και χάνει την ικανότητά του να διαιρεθεί και να πολλαπλασιαστεί, συνεπώς πεθαίνει (Σχήμα 2).
Σχήμα 2: Επίδραση UV ακτινοβολίας

Επίσης, τα μολυσματικά οργανικά μόρια με βάση τον άνθρακα (βακτήρια, ιοί, μύκητες κ.α.), καταστρέφονται αποτελεσματικά με την τεχνολογία της Φωτοκαταλυτικής Οξείδωσης. Συνήθως, στις συσκευές χρησιμοποιείται ως φωτοκαταλύτης  το Διοξείδιο του Τιτανίου ().
Καθώς το () εκτίθεται σε UV ακτινοβολία, ηλεκτρόνια απελευθερώνονται, δημιουργώντας θετικά φορτισμένα ιόντα. Tα θετικά ιόντα παίρνουν ένα ηλεκτρόνιο από τα υδροξυλιόντα (OH-) της υγρασίας της ατμόσφαιρας, ενώ το υδροξύλιο (OH-) με τη σειρά του μετατρέπεται σε ασταθείς ρίζες υδροξυλίου (OH).
Για να σταθεροποιηθούν, οι ρίζες (OH), θα πάρουν ηλεκτρόνια από γειτονικά οργανικά υποστρώματα (ενώσεις), τα οργανικά υποστρώματα διασπώνται σε αβλαβή συστατικά και απελευθερώνονται στον αέρα (Σχήμα 3).
Σχήμα 3: Διαδικασία φωτοκαταλυτικής οξείδωσης

Στο Σχήμα 4 παρουσιάζεται η διαδικασία καταστροφής του DNA και η καταστροφή της κυτταρικής μεμβράνης, λόγω υψηλής οξειδωτικής δράσης.
Σχήμα 4: Μηχανισμός αντιβακτηριακής δράσης

Στο Σχήμα 5 παρουσιάζεται η διαδικασία αλλοίωσης της πρωτεϊνικής δομής και η απενεργοποίηση του ιού. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την αποτροπή προσκόλλησης του ιού στις πρωτεΐνες-υποδοχείς του ξενιστή.
Σχήμα 5: Μηχανισμός απενεργοποίησης ιών

Ο Ιταλικός Οίκος AERMEC, για παραπάνω από μια δεκαετία, διαθέτει στην γκάμα του τοπική κλιματιστική μονάδα, η οποία αξιοποιεί τα πλεονεκτήματα της φωτοκαταλυτικής οξείδωσης, για να παρέχει την βέλτιστη ποιότητα αέρα σε χώρους που το απαιτούν (π.χ.  Νοσοκομεία, Εργαστήρια, Φαρμακευτικές εταιρείες κ.α.). Η τοπική κλιματιστική μονάδα διατίθεται τόσο για εμφανή τοποθέτηση (μοντέλο FCZ-H/HT, Εικόνα 1), όσο και για κρυφή (μοντέλο FCZ-HP/HPO, Εικόνα 2).
Εικόνα 1: Mοντέλο FCZ-H/HT

Εικόνα 2: Mοντέλο FCZ-HP/HPO

Το FCZH είναι εξοπλισμένο με μικροβιοκτόνο λαμπτήρα UVC (253,7 nm), ο οποίος δρα με φωτοκατάλυση μέσω μιας επιφάνειας από Διοξείδιο του Τιτανίου () που διαθέτει.
O λαμπτήρας είναι καλά θωρακισμένος στο εσωτερικό της μονάδας, προκειμένου να αποτρέπεται, η οποιαδήποτε άμεση ακτινοβολία προς το περιβάλλον, η οποία είναι ιδιαιτέρως βλαβερή για τον άνθρωπο (Εικόνα 3).
Εικόνα 3: Ο λαμπτήρας UVC

Ωστόσο, ο λαμπτήρας είναι τοποθετημένος με τέτοιο τρόπο, ώστε να επιτρέπει την εύκολη πρόσβαση και αφαίρεση (Εικόνα 4).
Εικόνα 4: Τοποθέτηση λαμπτήρα UVC

Η παραπάνω τοπική κλιματιστική μονάδα θα μπορούσε, είτε να αξιοποιηθεί σε υφιστάμενες εγκαταστάσεις που το επιτρέπουν (εγκαταστάσεις με εργαζόμενο μέσο το νερό), είτε να προταθεί σε μελλοντικές εγκαταστάσεις.  
Λαμβάνοντας υπόψη τη δεδομένη συνθήκη, είναι βέβαιο ότι το προσεχές διάστημα, η αντιμετώπιση των ιών στις εγκαταστάσεις κλιματισμού θα αποτελέσει αντικείμενο ισχυρού προβληματισμού, ενώ θα αναδειχθούν ως αποτελεσματικές μια σειρά από πιθανές λύσεις.
Κλείνοντας, ο τρόπος που από εδώ και στο εξής θα σχεδιάζονται οι εγκαταστάσεις κλιματισμού, συνιστά ένα ανοιχτό ζήτημα το οποίο ενδέχεται να διαφοροποιήσει τις έως σήμερα πρακτικές προσέγγισης. Εν αναμονή, λοιπόν…
Άρθρο του Αντώνη Βλάχου | Μηχανολόγος Μηχανικός στην εταιρεία CALDA ENERGY