Un passaggio che si apre in un verso solo
Una valvola antireflusso è un componente che lascia scorrere un fluido in una direzione e chiude il passaggio quando la spinta si inverte. Non ha comandi e non ha alimentazione: a muovere l’otturatore è il fluido stesso, e l’unica informazione che la valvola usa è il segno della differenza di pressione ai suoi capi. In ambito tecnico porta anche i nomi valvola di non ritorno, valvola di ritegno e valvola unidirezionale, e nelle schede italiane si trova scritta sia antireflusso sia antiriflusso.
Il punto da tenere fermo è che sceglie un verso, non una soglia. Non le interessa quanto vale la pressione: le interessa da che parte spinge.
Il becco d’anatra e la membrana: com’è fatta dentro
La costruzione più diffusa nel monouso medicale è il becco d’anatra, così chiamato per la forma. Un manicotto di materiale elastomerico viene schiacciato a un’estremità fino a chiudersi in una fessura fra due labbra. Il fluido che arriva dal verso giusto entra nel manicotto, lo gonfia dall’interno e allarga la fessura; il fluido che preme dal verso opposto schiaccia le due labbra l’una contro l’altra.
Da qui viene la proprietà che rende questa geometria interessante: la forza che tiene chiusa la valvola cresce con la pressione che deve trattenere, invece di dovervi resistere con un carico fisso. Più forte è la spinta contraria, più stretta è la chiusura. Le proporzioni contano, e i brevetti su questi componenti indicano nel rapporto fra la lunghezza del canale e l’ampiezza della luce il parametro che decide la tenuta.
L’altra costruzione ricorrente è a lembo: una linguetta flessibile, o una coppia di lamine disposte a V rovesciata, appoggiata su una sede piana. Nei componenti per linee di gas e di infusione si trovano anche valvole a disco caricato da una molla, dove il carico è quello che fissa la pressione minima di apertura.
La valvola antireflusso della sacca urine
Fra gli oggetti che portano questo nome, il più frequente è la sacca di raccolta delle urine collegata a un catetere. La sacca sta appesa più in basso del paziente e riceve il liquido per gravità attraverso un tubo di collegamento lungo di solito fra novanta e centotrenta centimetri; il volume nominale corrente è di 2.000 millilitri.
La valvola sta all’ingresso della sacca. Finché tutto resta in posizione il liquido scende e basta, ma se la sacca viene sollevata sopra il livello del punto di raccolta, o inclinata, o compressa, il liquido già raccolto avrebbe una via aperta per risalire nel tubo di drenaggio. La valvola chiude quella via nel momento in cui la spinta si inverte. Sulle sacche si trova anche una camera antireflusso, cioè un tratto sagomato all’ingresso che ottiene un effetto simile con la sola geometria del percorso.
Quanto reflusso è ammesso, e con quale prova
La norma che si occupa di queste sacche è la EN ISO 8669-2, nell’edizione del 1996, che fissa requisiti prestazionali e metodi di prova per le sacche di raccolta urine a fondo aperto e a fondo chiuso, da indossare o da appendere. Due suoi punti dicono molto sulla valvola.
Il primo è il requisito 4.5: se una valvola di non ritorno è presente, provata con il metodo del punto 6.5, la portata di reflusso non deve superare 10 millilitri al minuto. Vanno notate due cose. La valvola è facoltativa, la norma non la impone; e il criterio non è reflusso nullo, ma reflusso limitato, misurato, alla temperatura di prova di 23 gradi con tolleranza di due gradi.
Il secondo è il requisito 4.8, che tira nella direzione opposta: il liquido deve cominciare a entrare nella sacca entro un minuto e riempirla a una velocità media non inferiore a 10 millilitri al secondo. Una valvola che chiudesse benissimo al ritorno ma strozzasse l’andata farebbe fallire questa prova. Il progetto sta fra i due limiti, ed è il motivo per cui la pressione minima di apertura è un parametro dichiarato: su valvole di non ritorno per gas medicali un fabbricante indica 0,06 bar, cioè 6 kPa.
Le altre valvole antireflusso del monouso
Sulle linee di infusione la valvola si inserisce nel deflussore e impedisce al liquido di risalire verso la sacca o, nelle infusioni in parallelo, di imboccare la linea vicina invece del paziente; le schede dichiarano il volume di riempimento del componente, dell’ordine di un decimo di millilitro, perché è liquido che resta dentro il dispositivo.
Sul boccaglio di una mascherina tascabile per rianimazione la valvola indirizza il gas espirato verso l’ambiente anziché farlo tornare nel boccaglio. Sui palloni autoespandibili una valvola di non ritorno separa il ramo inspiratorio da quello espiratorio ed esiste anche come ricambio autoclavabile. Negli impianti di distribuzione dei gas medicali, infine, valvole della stessa famiglia impediscono al gas di rientrare dalle apparecchiature nella rete.
Antireflusso, ritegno, sfiato: chi decide che cosa
Le valvole passive si distinguono per la grandezza su cui decidono. Questa decide un verso. Una valvola di sicurezza decide una soglia: resta chiusa finché la pressione sta sotto un valore e si apre quando lo supera, indipendentemente dalla direzione. Una valvola di regolazione decide un valore da mantenere e lo insegue di continuo. Sono tre logiche diverse, e capita di trovarle tutte e tre sullo stesso apparecchio.
Resta da separare l’omonimia edilizia, che nella ricerca su internet occupa quasi tutto lo spazio. La valvola antiriflusso delle fognature è un dispositivo di diametro decimetrico installato sulle tubazioni di scarico per impedire il rigurgito delle acque reflue, e ha norme proprie della sua famiglia. Stessa funzione logica, un’altra scala e un altro settore: niente di quel contesto si trasferisce a un componente sanitario.
