Clima, Riscaldamento e Trattamento aria

Che cos’è il CADR | Scegliere il purificatore adatto al volume del tuo ambiente

Stai cercando il purificatore perfetto per la tua casa ma non sei sicuro se quelli presi in considerazione siano in grado di gestire in maniera ottimale lo spazio del tuo ambiente?

Beh, mi sono ritrovato anche io nella tua stessa posizione. Purtroppo con le informazioni che si trovano sulla rete, sia nelle pagine dei prodotti ufficiali che negli altri siti web, è facile fare confusione.

Il CADR indica il tasso di aria filtrata in un’ora, un valore molto utile per confrontare le prestazioni di diversi purificatori d’aria e per calcolare la dimensione consigliata di un ambiente adatta ad ogni purificatore.

In questo articolo cercherò di fare chiarezza sui fattori più importanti da considerare prima dell’acquisto di un purificatore d’aria, ovvero:

  • Che cos’è il CADR e come utilizzarlo per calcolare la dimensione raccomandata della stanza per ogni purificatore
  • Cos’è e come funziona un filtro HEPA
  • Ricambi d’aria orari e ossigenazione dell’ambiente

Che cos’è il CADR

Il CADR (Clean Air Delivery Rate) è un valore che indica sostanzialmente il volume di aria priva di particelle inquinanti emessa da un purificatore in un determinato lasso di tempo.

Il valore CADR viene ottenuto da un test sviluppato dalla AHAM (The Association of Home Appliance Manufacturers) e riconosciuto dalla EPA (U.S. Environmental Protection Agency) e da altre istituzioni americane, con lo scopo di fornire uno standard uniforme secondo il quale i consumatori possono confrontare le prestazioni dei vari purificatori.

Il CADR viene definito ufficialmente come “il tasso di riduzione dei contaminanti in un ambiente controllato con l’unità accesa, meno il tasso di sedimentazione naturale quando l’unità non è attiva, moltiplicato per il volume dell’ambiente misurato in piedi cubi“.

Il valore CADR viene espresso in CFM (cubic foot per minute) in America mentre da noi si usano i metri cubi all’ora.

Il test CADR ufficiale è condotto in modo indipendente e i produttori non sono obbligati a sottoporvi i loro purificatori. Si tratta infatti di una certificazione volontaria. Qui potete trovare la lista dei purificatori certificati (considerate che essendo un ente americano, alcuni modelli tra quelli elencati potrebbero non essere disponibili qui in Italia).

Certificato AHAM con valori CADR

Nella specifiche tecniche della maggior parte dei purificatori viene comunque riportato un valore CADR, anche se non sono stati certificati dalla AHAM. Probabilmente questo valore è stato ottenuto da test interni.

Come viene condotto il test

Il test CADR viene effettuato per tre diverse categorie di inquinanti: Polvere, Polline e Fumo (gas, batteri e altri inquinanti non vengono presi in considerazione). Viene quindi verificata la capacità del filtro di rimuovere queste particelle, che hanno un diametro di 0,09-1 micron per il fumo, 0,5-3 micron per la polvere e 5-11 micron per il polline.

Il purificatore viene posto in un ambiente controllato di 1008 piedi cubi (28,54 m3), dove il purificatore viene acceso alla massima potenza per venti minuti. Sono presenti anche una ventola a soffitto e una a muro.

Gli inquinanti presenti nella camera vengono misurati prima, durante e dopo il test. I contaminanti rimanenti vengono quindi confrontati con quelli presenti in partenza e con il tasso di sedimentazione naturale per calcolare il valore di CADR per le tre categorie di inquinanti.

Sala controllata dove viene effettuato il test (Immagine: Dyson)

Come ricavare la dimensione consigliata per ogni purificatore

La AHAM consiglia di seguire la regola dei ⅔ per calcolare la dimensione adatta per ogni purificatore partendo dal valore CADR.

La regola dice che il CADR per il fumo (in CFM) dev’essere maggiore o equivalente ai due terzi della superficie della stanza (in piedi quadri).

Tenere a mente che l’altezza standard della stanza è di 8 piedi, ovvero 2,44 metri. In Italia bisogna quindi fare un paio di conversioni e aggiustamenti alla formula prima di poterla utilizzare (l’altezza minima dei soffitti in Italia è di 2,7 metri, a parte corridoi, ripostigli e bagni che possono avere un soffitto fino a 2,4 metri).

La formula diventa quindi: CADR in m3/h x 0,075 = superficie consigliata in m2

Se per esempio si ha una stanza da 22,5 mq, è consigliabile comprare un purificatore con CADR di almeno 300 m3/h.

Ovviamente se il soffitto è più alto di 270 cm anche il CADR dovrà essere più alto.

Considerazioni sul CADR

Il CADR ha diversi limiti che vanno tenuti a mente quando lo si utilizza come termine di paragone.

Se il purificatore ha una scarsa capacità di ventilazione (nel senso che non fa girare l’aria bene nell’ambiente), potrebbe ricevere un punteggio inferiore in quanto non lavora in modo efficiente.

I diversi valori CADR per fumo, polline e polvere sono generalmente simili. Questo perché le particelle grandi (polvere e polline) hanno una velocità di sedimentazione maggiore rispetto a quelle piccole, comportando un punteggio più basso rispetto a ciò che ci si aspetterebbe da un filtro ad alta efficienza.

Questo viene però bilanciato dal fatto che le particelle di fumo sono le più difficili da filtrare, portando i valori CADR ad essere piuttosto vicini. Considerate poi che se un filtro è ottimizzato o comunque è efficiente a filtrare il fumo grazie ad un flusso d’aria relativamente lento, avrà un CADR per il polline e la polvere più basso a causa della maggiore velocità di quest’ultime a depositarsi al suolo.

Allo stesso modo, un purificatore con un alto flusso di aspirazione potrebbe avere un CADR per polline e polvere molto alto. Con l’utilizzo nel tempo però, il filtro si intasa di particelle più grosse riducendone la capacità di aspirazione, abbassando quindi il CADR per polline e polvere e migliorando potenzialmente quello per il fumo.

Questo significa che un purificatore potrebbe ottenere un CADR più alto perché ha un filtro meno efficiente e che quindi permette un flusso d’aria maggiore, penalizzando quindi un purificatore con filtro più efficiente attraverso il quale l’aria e le diverse particelle fanno più fatica a passare.

Non tutti i produttori forniscono i valori CADR. Tra questi c’è Dyson, non certo un brand di secondaria importanza, che non dichiara né CADR né dimensione consigliata della stanza. In questo articolo ho quindi analizzato i dati e le prestazioni dei suoi purificatori per capire quali sono le sue potenzialità, e se sei interessato all’acquisto di uno di essi ti consiglio di leggerlo.

Un’ultima cosa da segnalare è che a differenza dei modelli elencati sul sito AHAM, che hanno i 3 diversi valori CADR, la maggior parte dei produttori riporta solamente un valore medio.

Per fare un esempio, prendendo uno dei purificatori certificati presenti sul sito AHAM, il Levoit LV-H133 (in realtà il marchio è stato rimosso recentemente dalla lista, non so per quale motivo), i valori CADR ufficiali sono 285 per il fumo, 274 per la polvere e 287 per il polline. Sul sito della Levoit però, alla voce CADR, viene riportato un valore di 235 cfm. Ho contattato Levoit per chiarimenti ma non mi hanno saputo dare una formula precisa su come hanno ottenuto questo valore.


Che cos’è un filtro HEPA

La maggior parte dei purificatori in commercio viene venduta con un filtro HEPA. HEPA significa High-Efficiency Particulate Air ed indica uno standard di efficienza nel filtraggio dell’aria.

Secondo questo standard, i filtri con questo nome dovrebbero infatti essere in grado di bloccare quasi il 100% delle particelle di dimensioni fino a 0,3 micron presenti nell’aria. Mentre negli Stati Uniti il filtro per essere HEPA deve arrivare a rimuovere almeno il 99,97% di queste particelle dall’aria, in Europa i filtri HEPA vengono invece suddivisi in tre gruppi e rispettive classi.

I tre gruppi sono indicati dalla prima lettera:

  • E – EPA | Efficient Particulate Air filter
  • H – HEPA | High Efficiency Particulate Air filter
  • U – ULPA | Ultra Low Penetration Air filter

Questi a loro volta vengono suddivisi in classi come si può vedere dalla tabella che riporto di seguito:

Classe HEPAEfficienza (totale)Efficienza (locale – leak test)
E10> 85%
E11> 95%
E12> 99.5%
H13> 99.95%> 99.75%
H14> 99.995%> 99.975%
U15> 99.9995%> 99.9975%
U16> 99.99995%> 99.99975%
U17> 99.999995%> 99.9999%

La classe di filtro più comune nei purificatori d’aria domestici è la H13, che secondo lo standard europeo dovrebbe arrivare a rimuovere almeno il 99,95% delle particelle fino a 0,3 micron.

In pratica, sia che il filtro rimuova fino al 99,5% o fino al 99,97%, alla fine si tratta dello stesso filtro, semplicemente il valore è basato su standard europeo (il primo) e standard americano (il secondo).

Come funziona un filtro HEPA

I filtri HEPA sono costituiti da pannelli ripiegati di fibre di vetro (per esempio borosilicato) organizzate in modo casuale ed intricato. Queste fibre hanno generalmente un diametro che va dai 0,5 ai 2 micron e, al contrario di quanto si potrebbe pensare, lo spazio tra esse è spesso di gran lunga maggiore ai 0,3 micron delle particelle più piccole che riescono a bloccare.

I filtri HEPA infatti si avvalgono di 4 meccanismi per rimuovere particelle di diverse dimensioni:

  • Diffusione
  • Intercezione
  • Impatto
  • Attrazione elettrostatica

La diffusione è il fenomeno fisico utilizzato dai filtri HEPA per bloccare le particelle più fini, specialmente al di sotto dei 0,1 micron, che vengono rallentate e ostacolate dalle altre molecole di gas, e quindi finiscono per aderire alle fibre del filtro.

La diffusione ha il maggiore effetto con un flusso d’aria lento, ed è per questo che il fumo viene di solito filtrato meglio con una velocità della ventola più bassa.

L’intercezione e l’impatto inerziale sono i due meccanismi sfruttati dai filtri HEPA per bloccare le particelle di maggiori dimensioni (sopra gli 0,4 micron). L’impatto inerziale, in particolare, viene favorito da un flusso d’aria più elevato.

L’attrazione elettrostatica viene invece implementata solo da alcuni purificatori, ma non è molto efficiente e quindi direi che non ci interessa in questo caso.

I filtri HEPA non sono in grado di filtrare i gas, gli odori e i composti organici volatili (COV). Per questo vengono quasi sempre abbinati ad un filtro a carboni attivi o equivalente (nel Dyson Cryptomic per esempio viene usato un pannello catalizzatore in criptomelano per degradare la formaldeide).


Ricambi d’aria orari

L’ACH o ACPH (Air changes per hour) indica il numero di ricambi totali di aria consigliati in un ambiente ogni ora, di cui riporto la tabella con i valori per spazi residenziali.

Cantina3–4 cambi/h
Camera da letto5-6
Bagno6-7
Soggiorno6-8
Cucina7-8
Lavanderia8-9

Lavanderia e cucina sono gli ambienti che andrebbero arieggiati più frequentemente a causa dell’utilizzo di detergenti e detersivi nell’uno e di forni e fornelli nell’altra, con emissione di gas e sostanze chimiche volatili nocive alla salute.

Con l’utilizzo di un purificatore adeguato gli inquinanti possono essere rimossi efficacemente e quindi anche i cambi d’aria possono essere ridotti significativamente.

Il problema dell’ossigenazione

Rimane comunque la fondamentale necessità di ossigenazione dell’aria. Un’aria fresca e salubre contiene circa dal 20 al 22% di ossigeno, ed è quindi questo il valore che dovremo puntare a mantenere costantemente nelle nostre case.

Basta infatti andare al di sotto del 19,5% di concentrazione di ossigeno per cominciare già a sentire gli effetti di una scarsa ossigenazione, in particolare se stiamo facendo una qualche forma di attività fisica.

Considerando che un adulto medio a riposo consuma circa 400 litri di aria in un’ora e che con ogni respiro effettuato la percentuale di ossigeno che assorbiamo dall’aria è di circa il 5,6%, si può stimare che l’ossigeno contenuto in un metro cubo d’aria sia sufficiente per circa 30 minuti prima di arrivare alla soglia del 19,5%.

Questo significa che in una stanza da 20 metri quadrati e con soffitto alto 270 cm (ovvero un ambiente da 54 metri cubi) con una persona a riposo, ci vogliono circa 27 ore perché l’ossigeno presente scenda al 19,5%.

Ovviamente queste sono stime indicative che ho ricavato dai diversi dati trovati in rete, solo al fine di avere un’idea di quanti cambi d’aria potrebbero servire. Altrettanto ovvia dovrebbe essere l’esigenza di mantenere l’ossigeno costantemente a livelli ottimali, senza quindi aspettare di avvicinarsi alla soglia del 19,5%.

Per fare ciò quindi, in particolare nelle case più nuove che per migliorare l’efficienza energetica stanno diventando sempre più ermetiche, bisogna ricordarsi di arieggiare regolarmente, lasciare finestre socchiuse oppure dotarsi di un sensore di qualità dell’aria che ci avverte quando è ora di far entrare aria fresca.

Considerazioni finali

Non è semplice trovare una formula universale per calcolare la dimensione massima di uno spazio per ogni tipo di purificatore. Le variabili sono molte.

Seguendo comunque la regola AHAM, in questo caso usando il coefficiente 0,075, sarà più facile assicurarsi che l’apparecchio abbia prestazioni adeguate alle nostre esigenze.

Avrai notato che il valore ottenuto seguendo la regola AHAM è spesso decisamente più basso rispetto ai valori dichiarati dai singoli produttori. Per come la vedo io è sempre meglio scegliere un purificatore più potente del necessario, in modo tale che faccia il suo lavoro efficientemente e con la ventola alla minima velocità.

Poi ognuno deve valutare la propria situazione, tenendo conto di inquinamento dell’aria esterno, livelli di rumorosità accettabili, fonti di inquinamento interne, numero di cambi d’aria orari, numero di persone che vivono nello stesso ambiente ecc.

Se poi il volume è molto alto, magari perché vuoi purificare l’aria di più stanze collegate, oltre al problema di avere un CADR molto elevato c’è anche bisogno della capacità di far girare l’aria uniformemente in tutte queste stanze, per cui probabilmente faresti meglio a prendere più di un purificatore.

In questo articolo ho raggruppato i purificatori smart migliori sul mercato per ambienti fino a circa 50 mq. Se invece hai bisogno di qualcosa di più potente ti consiglio di dare un occhio al Coway Airmega 300S di cui ho parlato qui.