Gli impianti per la qualita' ambientale nelle grandi cucine
GIORGIO RAFFELLINI* - NICOLA RIVIZZIGNO**
* - D.P.M.P.E. Fac. Arch. Univ. Di Firenze
** - Libero Professionista Forlì
1. PREMESSA
La ricerca è stata suggerita dalla grande e crescente importanza economica e sociale rivestita attualmente dalla ristorazione collettiva, ma anche dalla deprecabile trascuratezza della qualità igienico-ambientale frequentemente riscontrata nelle cucine "grandi" o "industriali". Con questo termine si intende trattare delle cucine che sono a servizio di comunità di persone, quali : ristoranti, trattorie e mense, centri pasti e cotture varie, alberghi, centri plurifamiliari (pensioni, case di riposo e ospedali, carceri e caserme, collegi , ecc..).
La sopravvenuta consapevolezza dei problemi che presentano la qualità dell'aria ed il microclima in tali cucine ha suggerito un attento esame, alla ricerca di tutto ciò che possa migliorare la qualità ambientale di questi luoghi così particolari e conseguentemente alle attenzioni progettuali .
Il metodo d'indagine seguito è consistito nel dotarsi preventivamente di informazioni sui concetti generali attinenti all'ambito analizzato, per poi entrare in contatto con le tecniche ed i problemi presenti nelle strutture di produzione, nel tentativo di comprendere e controllare da vicino l'iter operativo di questo settore.
Per meglio comprendere i problemi di queste complesse strutture produttive si sono inquadrate le diverse tipologie della ristorazione ed i loro requisiti progettuali, sia distributivi e di lay-out che relativi alla dotazione di macchine e apparecchiature.
Partendo dall'inquadramento dei concetti generali di qualità dell'aria, "indoor pollution", benessere termoigrometrico e di quelli inerenti le tecniche ed i dispositivi di ventilazione, si è poi rivolta l'attenzione alle "grandi" cucine rivolgendo la ricerca ai requisiti, alle caratteristiche di conduzione, ed ai problemi igienici e di salute, sicurezza e benessere dei lavoratori, in relazione al microclima ed agli inquinanti presenti in questi luoghi. Pertanto la qualità dell'aria è stata considerata sia per i suoi effetti sulla salute e sicurezza dei lavoratori in riferimento ad esempio al D.L. 626, che nel suo rapporto con la salubrità dei cibi prodotti in relazione al D. L. 155 (HACCP = Hazard Analysis and Critical Control Points) /1/ .
Le "grandi" cucine sono locali ed attività assai complessi e questo si riflette conseguentemente anche sugli impianti che comprendono praticamente tutti i settori di specializzazione: riscaldamento e condizionamento, centrale termica e frigorifera, scambiatori di calore e recuperatori, ventilazione e pressurizzazione, antincendio, distribuzioni: gas, acqua calda (in alcuni casi a diversi livelli di temperatura) e fredda, vapore, scarichi differenziati e trattamenti degli stessi, alimentazioni agli apparecchi specifici per cotture varie. In particolare si segnala che una descrizione significativa per una di queste è già stata oggetto di organica presentazione in analogo congresso/2/,
2. PROBLEMATICHE E SCOPI della RICERCA
Nelle grandi cucine le problematiche riguardano:
a) igienicità dei cibi nelle fasi di cottura e conservazione, fino alla loro distribuzione;
b) sicurezza degli addetti;
c) benessere ambientale per gli stessi nelle condizioni di lavoro.
La prima motivazione della ricerca, ovvero il rapporto tra la qualità dell'aria e l'igienicità dei cibi ha reso necessaria l'individuazione delle tossinfezioni e dei rischi di contaminazione microbica alimentare relazionabili con l'ambiente cucina, nonché delle azioni di tutela della situazione igienico-sanitaria attraverso la pulizia e la sanificazione nell'applicazione del sistema HACCP. Il punto focale di questa fase della ricerca è stato il rapporto tra qualità dell'aria ed igiene e sicurezza degli alimenti, per capire a quali rischi sia sottoposto la qualità del cibo dal contenuto microbico e chimico dell'aria.
E' stato necessario chiarire quali requisiti debba avere la qualità dell'aria nei differenti spazi funzionali delle grandi cucine costituiti dalle zone: prelievi e forniture, preparazione, cottura, lavaggio stoviglie, ecc.
L'obiettivo della successiva fase della ricerca ha riguardato l' indagine sui legami tra progetto e sicurezza ai fini della prevenzione in queste strutture.
La finalità del miglioramento della sicurezza e del benessere dei lavoratori nelle grandi cucine ha reso necessario l'approfondimento delle malattie professionali e dei concetti di salute, e conseguentemente della prevenzione nei luoghi di lavoro in genere relazionate a tali ambienti. Particolare attenzione è stata dedicata alla comprensione di quali specifici rischi e patologie siano legati a tali ambienti ed ai problemi di qualità dell'aria (correnti d'aria, prodotti da combustione, ecc.) in esse presenti; ma non solo, in quanto anche i requisiti illuminotecnici ed acustici rivestono notevole influenza sia sulla sicurezza che sullo stato psico-fisico dei lavoratori .
Un ulteriore fase dello studio è stata incentrata sull'individuazione dei requisiti delle tecniche di ventilazione nelle cucine e sulle scelte progettuali per ottenerli.
Si è resa necessaria l'individuazione dei problemi specifici e delle più rilevanti difficoltà della ventilazione nelle grandi cucine dovute alla concentrazione di molte lavorazioni rispetto allo spazio, in genere ristretto, di numerose apparecchiature con notevole produzione di calore, la presenza di inquinanti da combustione, esalazione, fumane grasse e vapori. Alla luce di tutto questo si sono stabiliti alcuni requisiti della ventilazione tra cui la stabilizzazione delle condizioni termo-igrometriche, il contenimento della velocità dell'aria, l'asetticità dell'aria richiamata, l'eliminazione degli inquinanti delle fumane grasse e del vapore, il risparmio energetico, la facilità di pulizia e la sicurezza di ambienti ed attrezzature.
Per comprendere le modalità progettuali della ventilazione si sono individuate le metodologie di ventilazione e le caratteristiche degli impianti con l'utilizzo di cappe tradizionali e a flusso bilanciato, nonché di controsoffitti filtranti attivi e non attivi.
A corredo di questa fase sono stati analizzati i metodi di calcolo dell'aerazione e
di valutazione degli apparecchi e degli ambienti sottolineando l'importanza della manutenzione degli impianti.
L'ultima fase della ricerca si è basata sulla diretta considerazione della realtà produttiva attraverso la valutazione e l'analisi di cucine funzionanti.
Questa fase sperimentale della ricerca, operata alla luce di quanto approfondito in precedenza, è stata svolta attraverso numerosi sopralluoghi effettuati in collaborazione con alcune ditte produttrici e con alcuni tecnici del Dipartimento di Prevenzione dell'AUSL di Bologna. Le visite, finalizzate all'individuazione delle caratteristiche delle strutture produttive, ed in particolare ai problemi riguardanti la qualità dell'aria, hanno consentito di effettuare misure, di compilare questionari mirati e raccogliere documentazione, e si sono evidenziati gli specifici problemi di ogni struttura visitata.
Una volta definito il campo di interesse e la motivazione dei sopralluoghi ed esposti i metodi di valutazione e le check-list impiegate, si è redatta la sintesi del resoconto di ciascuno dei numerosi sopralluoghi effettuati dove sono state esposte considerazioni, problemi e soluzioni riscontrate. Nelle varie strutture, a contatto con le tecnologie ed i prodotti di diffusa installazione, si è cercato di comprendere i caratteri e le prassi accettabili e quelle da modificare.
Ad ulteriore approfondimento si è cercato di chiarire quali siano i problemi e gli aspetti rilevanti secondo i punti di vista dei produttori di sistemi di aspirazione, dei progettisti, dei gestori e lavoratori delle cucine, degli addetti ai controlli (AUSL, ecc.).
Dopo queste varie fasi, nell'ultima parte della relazione si riporta un sintetico repertorio di suggerimenti progettuali emersi dai sopralluoghi e dalla ricerca, e raramente applicati nella prassi. Anche le ipotesi per nuove soluzioni hanno trovato spazio nell'ambito dei possibili rimedi ai problemi rilevati nelle visite e, con attenzione alle norme nazionali e locali vigenti, si è proposta una serie di attenzioni progettuali riguardanti sia il lay-out che le soluzioni impiantistiche per operare un miglioramento della qualità del lavoro nelle cucine, unito a sempre maggiori garanzie per 1'igienicità dei cibi, tanto nella realizzazione di quelle nuove che nella ristrutturazione delle esistenti.
Si sono analizzati gli aspetti riguardanti l'edificio che ospita la cucina (struttura del sistema edilizio, partizione interna, materiali, finiture, infissi, ecc.), la collocazione della stessa, le caratteristiche distributive e di lay-out.
Si sono poi trattate le caratteristiche e la disposizione di macchine ed impianti, la qualità e le caratteristiche termo-igrometriche dell'aria nello spazio cucina, i tipi di aspirazione e ventilazione, i problemi di gestione, manutenzione e di prassi comportamentale nonché gli aspetti economici e relativi ai calcoli, alle verifiche ed ai controlli.
A conclusione del lavoro, dopo l'individuazione dei problemi, ed in applicazione dei concetti studiati, si sono proposti sistemi e rimedi integrati per la soluzione degli stessi, e si è formulata un'ipotesi di progetto di miglioramento della qualità ambientale attraverso modifiche applicate ad uno specifico centro produzione pasti, scelto tra quelli visitati.
3. INTRODUZIONE AL PROBLEMA DELL'I.A.Q. : ASPETTI TECNICI GENERALI E METODOLOGIE
Non si intende qui soffermarsi sui possibili argomenti generali: definizione di I.A.Q., Indoor pollution., Igienicità e Benessere respiratorio olfattivo, Ventilazione, Filtrazione e depurazione, Tassi di ventilazione raccomandati, Efficacia e portate degli impianti di ventilazione, Dispositivi e meccanismi per la filtrazione e depurazione di filtrazione, per i quali si rimanda alla bibliografia specialistica, molto ampia /3-6/.
4. ASPETTI GENERALI PER LE GRANDI CUCINE.
In questo paragrafo si intende trattare delle varie tipologie di ristorazione, e dei conseguenti requisiti progettuali, distributivi e di lay-out che esse debbono avere, ed anche dei vari tipi di macchine, e come conseguenza delle varie dotazioni impiantistiche.
Nelle più grandi cucine sono in genere presenti i seguenti reparti: zona depositi vari e dispense, zona preparazione e lavaggi vari , zona affettati, zona cottura suddivisa in: pentole, brasiere, friggitrici, fuochi e forni (a gas ed a vapore), zona diete, zona lavaggio stoviglie, servizi igienici e spogliatoi per il personale. Mentre in quelle comprese in questa categoria, ma di minor dimensioni, sovente alcune delle precedenti zone risultano accorpate, o addirittura inesistenti .
Pare indubbio che ogni "grande cucina" dovrebbe richiedere un progetto specifico, mentre si segnala il fatto che attualmente nell'abituale prassi il progetto "complessivo" viene quasi sempre fornito dai responsabili tecnico-commerciali delle ditte fornitrici delle apparecchiature di cucina; quindi assieme alle pentole, brasiere, friggitrici, pelapatate, tritacarne, lavatrici, ecc_ spesso essi si occupano anche della distribuzione dell' aria e ripresa di vapori e fumane, degli scarichi e di tutta l'impiantistica, con risultati talvolta deludenti.
Dal punto di vista igienico in particolare il progetto dovrebbe porre molta attenzione al percorso delle derrate e dei vari piatti nei diversi stadi, così come alle importantissime attività complementari: stivaggio e conservazione degli elementi costitutivi, lavaggio prodotti ed attrezzi, distribuzione e/o parcheggio cibi pronti.
Tutte le lavorazioni ed i percorsi intermedi che stanno fra la consegna dei prodotti "primi", costituenti gli ingredienti, e la distribuzione dei cibi finiti rivestono grande importanza sotto i seguenti profili:
• Salute, sicurezza e prevenzione.
• Rischi e patologie specifici per i lavoratori .
• Malattie professionali relazionate all'ambiente di lavoro.
• Rischi e problemi legati alla qualità dell'aria: prodotti della combustione, composti inquinanti da cottura.
• Relazione tra progetto e sicurezza: controllo dell'atmosfera.
• Azioni per la tutela della situazione igienico - sanitaria dell'ambiente.
• Rischi di contaminazione microbica degli alimenti.
• Le tossinfezioni ed intossicazioni alimentari in rapporto con l'ambiente cucina.
• Rischi di contaminazione chimica posti alla qualità del cibo dal contenuto microbico dell'aria.
• Contenuto microbico dell'aria come indicatore dello stato igienico generale.
• Pulizia e sanificazione delle strutture, impianti ed attrezzature.
• Il sistema HACCP e qualità dell'aria.
• Rapporto tra igiene e sicurezza degli alimenti e qualità dell'aria.
5. VALUTAZIONE ED ANALISI SU CUCINE ESISTENTI.
Nell'ambito della ricerca è stata messa a punto una scheda "globale" d'indagine, ripetutamente rivista ed arricchita, in cui venivano annotati i principali rilievi riguardanti tutte le caratteristiche fin qui citate e cioè: i dati e le specifiche dei locali, delle sistemazioni, delle lavorazioni, delle apparecchiature, delle situazioni climatiche e degli utenti in particolare, delle tipologie impiantistiche adottate. Tale scheda, assai consistente, non viene riportata per brevità di esposizione.
Purtroppo le indagini hanno rilevato situazioni troppo spesso carenti, o addirittura sconfortanti, e talvolta anche di pericolo per 1'igienicità dei cibi prodotti e per la salute degli addetti. Va quindi segnalato un grande sforzo da farsi in più direzioni: cura progettuale dei lay-out, scelta di apparecchiature, di opportune dotazioni impiantistiche, di controlli e di manutenzioni frequenti e periodiche, maggior cura. per la pulizia e l'igiene degli ambienti, delle apparecchiature, e degli impianti
6. VENTILAZIONE NELLE GRANDI CUCINE: DIFFICOLTÀ, REQUISITI, OBIETTIVI.
A) Situazioni
Come già ripetutamente illustrato, ai fini igienici dei cibi , nonché del benessere e della sicurezza dei lavoratori, fondamentale importanza assume la qualità dell'aria in questi ambienti, e conseguentemente l'impiantistica ad essa dedicata. Infatti occorre tener presente che in molte fasi lavorative si sviluppano densi vapori e/o fumi, forti concentrazioni di calore, dissimetrie radianti, moti dell'aria, elevate immissioni di acqua (allo stato liquido o gassoso), pertanto in ambienti spesso di modeste dimensioni tutti questi apporti creano condizioni molto difficili ad operatori che sono, o dovrebbero essere, "bardati" in modo simile ai chirurghi in sala operatoria, con: camice, cappello, mascherina, guanti, e zoccoli; con gradi di attività metabolica fra 1,5 - 2 MET.
La cucina è sede di attività di preparazione , di lavaggio , ma soprattutto poi di cottura di prodotti alimentari crudi, e quindi di processi di applicazione di energia termica agli stessi , cui seguono esalazioni di fumi ed inquinanti, residui di calore, vapore acqueo, e prodotti organici rilasciati dai cibi in queste fasi. Le esalazioni si diffondono in genere rapidamente nell'ambiente, attraverso flussi prevalentemente ascendenti, quindi fondamentale risulta l'efficacia dei sistemi di captazione di tali esalazioni, e la rimozione dei flussi inquinati.
In queste situazioni pare indispensabile ricorrere ad impianti di ventilazione /7/ , con queste caratteristiche:
• Obiettivi: eliminazione degli inquinanti, dei fumi grassi e dei vapori.
• Requisiti: stabilizzazione delle condizioni termo-igrometriche, limitazione della velocità dell'aria, asetticità dell'aria richiamata o immessa, risparmio energetico, facilità di pulizia, sicurezza.
B) Il progetto della ventilazione.
I metodi di calcolo dell'aerazione si basano o sul numero di ricambi/ora per i volumi interessati dall'attività di cucina, o preferibilmente sulla quantità d'aria consigliata per ogni tipo di apparecchiatura (es. brasiera: 1000 m3/h, forno a vapore a 4/6 griglie : 500 o 750, friggitrice almeno 2000, e così via).
Per attuare efficacemente tali ricambi d'aria la tipologia degli impianti di ventilazione delle grandi cucine rivestono quindi una fondamentale importanza nel progetto delle grandi cucine, essi possono distinguersi in: ventilazione naturale, ventilazione meccanica con cappa con e senza insufflazione d'aria, impianti con cappe tradizionali, impianti con cappe a flusso bilanciato, impianti con controsoffitto attivo, impianti con controsoffitto non attivo.
B.1 Cappe tradizionali, utilizzo e caratteristiche: dispositivi di presa esalazioni e loro allontanamento, di varie tipologie ( singola, plurima, fissata a parete, o a muro, o a soffitto, che hanno efficacia se sono ben posizionate, dimensionate, e soprattutto dotate di ventilatore di adeguata portata e prevalenza; infatti, appare superfluo sottolineare come la ventilazione naturale in questi casi risulti poco efficace. Le cappe, che debbono essere costruite con materiali inattaccabili dai residui delle combustioni e dotate di filtri antigrasso, vanno poste assai vicino agli apparecchi di cottura, e per questo spesso risultano ingombranti, mentre la loro presenza risulta molto legata al lay-out, quindi con poca flessibilità per successive modifiche. Vanno, inoltre, bene e frequentemente manutenute, per non divenire depositi di polveri, di grumi di grassi, o gocciolatoi di condense non igieniche.
B.2 Cappe a flusso bilanciato, utilizzo e caratteristiche: "sistema" di apparecchiature che, oltre a raccogliere le esalazioni, forniscono al tempo stesso aria di rinnovo, già filtrata ed anche in qualche caso climatizzata, quindi sono costituiti dalla cappa vera e propria, da una UTA, più o meno complessa, dai canali ed altri componenti.
Esse hanno quindi maggiori pregi funzionali rispetto alle precedenti, ed anche costi, ma presentano praticamente gli stessi difetti per gli ingombri e le necessità di manutenzioni.
B.3 Controsoffitti filtranti, utilizzo e caratteristiche: soffitti dotati di aspirazione diffusa, che comprendono tutti i pregi rispetto alle cappe bilanciate, ed anche in misura assai maggiori e possono contenere nel loro complesso anche i filtri e le apparecchiature illuminanti (vedasi foto), ma soprattutto risultano efficaci nella raccolta e smaltimento delle condense, senza gocciolamenti, e perdite o dispersioni di vapori e fumi.
Anch'essi necessitano di un'assidua opera di pulizia e di manutenzione dei componenti impiantistici, peraltro di tipo particolare, ma agevole.
7. SUGGERIMENTI ED ATTENZIONI PROGETTUALI.
Sono emersi dai sopralluoghi e dalla ricerca molteplici difetti e disfunzioni, fra i quali i più frequenti sono stati:
a. sottodimensionamento, ma anche in qualche caso sovradimensionamento degli spazi, in particolare per gli spazi di manovra degli operatori e per le dispense ed i depositi vari
b. irrazionalità di sistemazione delle apparecchiature, con il personale che si intralcia a vicenda;
c. di conseguenza, specialmente negli impianti con cappe, incrocio anche di canali con varie situazioni inammissibili per il loro buon funzionamento (percorsi cervellotici, restringimenti, curve strane ed a spigoli vivi, continui cambi di forma e di direzione). Queste situazioni comportano molti inconvenienti, fra cui: elevate perdite di carico e rumorosità, difficoltà di pulizia interna ed esterna dei canali, scarsa efficacia del loro servizio.
d. correnti d' aria provenienti da porte e finestre, che sono molto fastidiose, specialmente in inverno, per gli operatori, e responsabili di molte loro malattie professionali,
e. flussi d'aria contaminata dalle cucine verso gli ambienti circostanti, con propagazione di odori, fumi, rumori, che causano sovente aspetti negativi alla loro immagine,
f. problematiche irrisolte per irraggiamenti termici localizzati e disuniformità di temperature dell'aria ambiente e presenza di vapori fra punti diversi,
g. impossibilità o difficoltà da parte degli operatori ad attuare le regolazioni più appropriate all' attività di quel momento, nel corso della giornata e della tipologia di cibi cucinati,
h. intenso caldo nel periodo estivo, a causa dei forti carichi termici interni.
LA QUALITÀ AMBIENTALE NELLE GRANDI CUCINE
Progetto
Da queste situazioni critiche sono emersi consigli progettuali (vedasi schema) destinati alle varie tipologie di cucine (più o meno grandi o grandissime, o industriali), riguardanti i seguenti aspetti:
l'edificio e l'ambiente che le ospita: strutture, partizioni interne, materiali e tecnologie, finiture, infissi, e collocazione della cucina.
distribuzioni delle varie zone, e lay-out delle macchine e degli impianti con possibilità di regolazione degli impianti aeraulici in funzione del carico di produzione pasti.
necessità di prevedere fin dalla prima fase progettuale gli spazi adeguati per gli ingombri richiesti dagli impianti e dei fluidi: gas, acqua fredda e calda, vapore, aria e fumi, per l'estrazione.
qualità e caratteristiche termoigrometriche dell'aria nello spazio cucina.
tipologie di aspirazione e ventilazione: gestione, manutenzione e prassi comportamentali.
calcoli, verifiche e controlli ed aspetti economici, sia di prima installazione che di gestione.
Osservanza di Leggi e normative vigenti ed anche dei regolamenti locali d'igiene.
8. CONCLUSIONI
Si è inteso evidenziare le numerose problematiche di questi "complessi cucina", che più propriamente andrebbero considerati come reparti lavorativi abbastanza complicati, mentre definirli semplicemente con il nome cucina appare riduttivo. Quindi le soluzioni progettuali, anche impiantistiche, per questi sistemi sembrano essere assai più bisognose di attenzioni di quanto generalmente accada, pertanto il consiglio fondamentale è che esse vengano esaminate con attenzione da veri esperti, e pure realizzate e gestite con le dovute cure, mentre attualmente tutte queste fasi vengono seguite, purtroppo spesso, con approssimazione. Pare indispensabile considerare in fase progettuale l' importanza e la delicatezza dell' attività che in essi si svolge, ed inquadrare nella giusta ottica le problematiche conseguenti, per offrire infine adeguate soluzioni che tengano conto di tutti i problemi operativi e gestionali, nonché dell' estrema importanza che debbono avere l'igiene e la qualità dell'aria.
Gli aspetti impiantistici che sono, come esposto, di ogni tipo e quelli fisico-tecnici, anch'essi riguardanti i vari settori di studio (dal riscaldamento al condizionamento, all'illuminotecnica, all'acustica, ai flussi d'aria, alla termoigrometria) richiedono attenzioni progettuali e realizzative che attualmente è apparso non vengano ad esse dedicate, se non in pochissimi casi.
Le motivazioni che richiedono auspicabili miglioramenti in tali aspetti sono molto forti perché investono la sicurezza e la salute degli operatori e di tutti i beneficiari dell'attività delle "grandi cucine" che ogni giorno sono un popolo innumerevole.
Ringraziamenti: all' Arch: Francesco Tintorri autore di una tesi di laurea (relatore Prof. Raffellini) sull'argomento, e che ha lodevolmente condotto buona parte della presente ricerca, ed ai tecnici dell'AUSL di Bologna, per la loro fattiva collaborazione, alle Società ed agli utenti oggetto d'indagine.
BIBLIOGRAFIA
/1/ D.L. n.155 del 26/5/97 ( HACCP) e Circ. Min. 21 del 28/7/97 e n.1 del 26/1/98 /2/ V. Balli, A. Cocchi, N. Rivizzigno: " La nuova mensa ACOSER a Bologna", Atti Conv. AICARR Bologna (1987)
/3/ G. Raffellini: " Non sembra ma inquina", Modulo, pag. 552-556, Ed. BEMA, Milano (1986)
/4/ P. Mc Nall " La qualità dell'aria negli ambienti" CDA, pag. 975 - 986, anno 30, Ed. PEG, Milano (1986)
/5/ G. Raffellini, C. Taddia: "Qualità dell'aria interna (IAQ): tipologia degli impianti" I° e 2° parte, C.D.A., anno 34, pag. 1163-1174, 1343-1359, Ed. PEG, Milano (1990)
/6/ L. De Santoli G. Fracastoro: "La qualità dell'aria negli ambienti interni", Collana AICARR, Ed. PEG (1998)
/7/ 1999 ASHRAE HANDBOOK APPLICATIONS, Chap. 30: "Kitchen ventilation", Ashrae, Atlanta (USA)
