IHMOD 2025 Excel

IHMOD 2.0 è un foglio di calcolo in Microsoft Excel che raccoglie una serie di modelli matematici per stimare le concentrazioni in aria di contaminanti chimici in ambienti di lavoro (e, in alcuni casi, in scenari “consumer”). È stato sviluppato nell’ambito dell’AIHA Exposure Assessment Strategies Committee come strumento freeware per l’igiene industriale. 

La versione 2025 del file:

• mantiene la struttura di IH Mod 2.0 (modelli, modalità deterministica e Monte Carlo);

• integra la traduzione italiana dell’interfaccia e dei messaggi di aiuto;

• organizza i diversi moduli di calcolo in più fogli (deterministici e probabilistici) con fogli di risultati riassuntivi e grafici.

IHMOD è pensato per valutazioni task-based (attività/fasi di lavoro) e per scenari in cui non è possibile misurare direttamente (esposizioni passate o scenari futuri), oppure per affiancare e interpretare misure esistenti. 

 IHMOD 2.0 – versione 2025 è un “contenitore” di modelli di dispersione/ventilazione che, a partire da parametri fisici e di processo, fornisce la concentrazione di inquinanti nel tempo, il TWA e – se usato in modalità Monte Carlo – l’intera distribuzione statistica dell’esposizione.

Che cosa calcola IHMOD 2.0 (versione 2025)

Tipologie di modelli inclusi

Il file contiene 11 modelli principali, suddivisi in famiglie (i nomi possono essere leggermente diversi a seconda della lingua, ma il significato è lo stesso) 

Well-Mixed Room / Well-Mixed Box Room

1. • Modello di stanza ben miscelata (aria omogenea in tutto il volume).

   • Varianti presenti:

     • emissione a tasso costante;

     • emissione con tasso decrescente nel tempo;

     • modello con contropressione (back pressure);

     • modello con purging/equazione di purificazione.

   • Tipico per: locali chiusi con buona miscelazione dell’aria, piccole stanze, sorgenti diffuse.

2. Two-Zone Model (Near Field / Far Field)

   • Suddivide lo spazio in:

     • zona vicino alla sorgente (near field);

     • zona resto dell’ambiente (far field).

   • Varianti:

     • emissione costante;

     • emissione con tasso decrescente.

   • Utile quando il lavoratore è molto vicino alla sorgente, ma interessa anche il fondo dell’ambiente.

3. Turbulent Eddy Diffusion Models

   • Modelli di diffusione turbolenta con gradiente di concentrazione in funzione della distanza dalla sorgente.

   • Varianti:

     • senza advezione, rilascio a tasso costante;

     • con advezione, rilascio a tasso costante;

     • senza advezione, rilascio impulsivo (pulse);

     • con advezione, rilascio impulsivo.

   • Utili quando la concentrazione varia sensibilmente con la distanza dal punto di emissione o in presenza di forti moti turbolenti.

4. Near and Mid-Field Plume Models

   • Modelli a pennacchio in campo vicino e intermedio, tipici di rilasci all’aperto o in condizioni assimilabili (bassa pressione, vento).

   • Permettono stime a distanza limitata (qualche metro) o di “fence line” (decine o centinaia di metri).

Questi modelli sono coerenti con quelli descritti nel volume AIHA “Mathematical Models for Estimating Occupational Exposure to Chemicals” e nel materiale di formazione ufficiale su IH Mod 2.0. 

Grandezze calcolate

A seconda del modello scelto, IHMOD 2.0 – versione 2025 consente di calcolare:

• Andamento temporale della concentrazione C(t) (mg/m³, ppm ecc.) nella zona considerata (stanza, near field, far field, lungo la distanza da una sorgente ecc.).

• Concentrazione media ponderata nel tempo (TWA) su intervalli specifici (es. 15 minuti, durata del compito, turno di 8 ore, ecc.), con etichette nel file del tipo:

  • Concentrazione TWA;

  • TWA da Ct a Ct+15;

  • Concentrazione FF e Concentrazione FF TWA per la zona far field.

• Concentrazioni iniziali e di fondo, ad esempio:

  • concentrazione a tempo zero (C0);

  • concentrazione nell’aria di mandata (Cin).

• Parametri di processo ed emissione, come:

  • tasso di emissione di massa G;

  • tasso di ventilazione Q;

  • volume della stanza V;

  • costante di perdita KL e altri termini di rimozione.

• Massa totale emessa in un certo intervallo di tempo.

• Risultati probabilistici (se si utilizza la simulazione Monte Carlo):

  • distribuzione dei valori di concentrazione/TWA;

  • percentili di interesse (almeno 5°, 25°, 50°/mediana, 75°, 95°).

In modalità Monte Carlo, il foglio consente di associare agli input distribuzioni di probabilità (Normale, Lognormale, Uniforme, Triangolare oppure Valore fisso) e combina tali distribuzioni tramite estrazione casuale ripetuta per un numero di iterazioni definito dall’utente (es. 1, 200, 1000, 5000, fino a 100000 iterazioni).

Struttura generale del file Excel (versione 2025)

La versione 2025 di IHMOD 2.0 è organizzata in più fogli, con logica funzionale:

• Foglio “intro”

  • Schermata iniziale con:

    • selezione lingua (incluso italiano);

    • avvertenze su uso di risorse di sistema (simulazioni Monte Carlo intensive);

    • scelta tra modalità deterministica e probabilistica (Monte Carlo);

    • pulsanti/link per la guida sintetica ai modelli e per l’“Optimize Zoom”.

• Foglio “plan”

  • Mappa dei modelli disponibili con un elenco dei modelli (Well-Mixed, Two-Zone, Eddy diffusion, Plume ecc.).

  • Da qui, di norma, si “naviga” verso il foglio del modello che si intende utilizzare.

• Fogli di modello deterministico (es. “1d”, “2d”, “3d”…)

  • Per ogni modello esiste un foglio “d” con:

    • elenco dei parametri di input (es. tasso di emissione G, ventilazione Q, volume V, concentrazioni iniziali, tempi);

    • un blocco per la definizione del tempo massimo di simulazione e del tempo di fine emissione;

    • pulsanti/controlli per lanciare il calcolo e per tornare al modello o ai risultati.

• Fogli di modello probabilistico / Monte Carlo (es. “1”, “2”, “3” …)

  • Struttura simile ai fogli deterministici ma con:

    • selezione del tipo di distribuzione per ciascun parametro;

    • inserimento dei parametri della distribuzione (media, deviazione standard, minimo/massimo, ecc.);

    • campo/freccia per impostare il numero di iterazioni.

• Foglio “ResD” (Deterministic Results)

  • Riepilogo e grafici dei risultati deterministici:

    • curve C(t);

    • TWA;

    • eventuali valori near/far field.

  • Contiene pulsanti per ritornare al modello.

• Foglio “Res” (Probabilistic Results)

  • Riepilogo della simulazione Monte Carlo:

    • distribuzione delle concentrazioni/TWA;

    • percentili 5°, 25°, 50°, 75°, 95°;

    • grafici dell’andamento nel tempo ai diversi percentili (se previsti dal modello).

• Fogli dati/servizio (es. “DataD”, “data”, “Matrix”, “trad”, “Hd”, “Hp”, “Cont”)

  • Non si usano direttamente per l’input operativo, ma:

    • contengono intervalli di dati e calcoli intermedi;

    • raccolgono le traduzioni in varie lingue;

    • includono le pagine di help (Aiuto) per deterministico e Monte Carlo.

Come usare il foglio Excel IHMOD 2.0 – versione 2025

Requisiti tecnici e preparazione

1. Software: è necessario Microsoft Excel con supporto macro (VBA) installato localmente (versioni recenti di Excel per Windows o Mac). IHMOD non è garantito con altri software tipo LibreOffice/Google Sheets.

2. Abilitare le macro: all’apertura del file abilita le macro; in contesti aziendali potrebbe essere necessario l’intervento dell’IT per i criteri di sicurezza.

3. Prestazioni: le simulazioni Monte Carlo possono richiedere molte risorse; è consigliabile:

   • chiudere gli altri file Excel o applicazioni pesanti;

   • salvare il lavoro prima di lanciare simulazioni con molte iterazioni.

Scelta della lingua e impostazioni iniziali

1. Apri il foglio “intro” (di solito è quello che si apre automaticamente).

2. Imposta la lingua su Italiano (ad es. tramite elenco a discesa o pulsanti).

3. Usa, se necessario, il comando “Optimize Zoom” per adattare la visualizzazione alla risoluzione del tuo schermo.

Scelta della modalità di calcolo: Deterministico o Monte Carlo

Sul foglio intro e/o nei fogli di help:

1. Seleziona Modalità Deterministica quando:

   • vuoi un singolo valore di input per ciascun parametro;

   • ti interessa una stima “puntuale” di concentrazione/TWA.

2. Seleziona Modalità Probabilistica (Monte Carlo) quando:

   • i parametri sono incerti o variabili;

   • vuoi una distribuzione di risultati (non un singolo valore);

   • vuoi valutare esplicitamente la variabilità/insicurezza.

Per la simulazione Monte Carlo:

• imposta il numero di iterazioni (pulsanti o elenco: 1, 200, 1000, 5000, 10000, … fino a 100000);

• definisci, per ciascun parametro:

  • il tipo di distribuzione (Valore fisso, Normale, Lognormale, Uniforme, Triangolare);

  • i parametri della distribuzione nelle celle verdi (es. media/DS, min/max, mediana/GSD ecc.).

Suggerimento operativo (in linea con l’help integrato):

• inizia con poche iterazioni (es. 1000), lancia due volte e confronta i risultati;

• se i risultati differiscono molto, aumenta progressivamente le iterazioni finché la distribuzione si stabilizza in modo soddisfacente.

Scelta del modello

Dal foglio “plan” o dai pulsanti di navigazione:

1. Individua la famiglia di modello adatta al tuo scenario:

   • Well-Mixed Room: sorgente diffusa in una stanza ben miscelata.

   • Two-Zone: lavoratore vicino alla sorgente, differenza tra near e far field.

   • Eddy Diffusion: forte gradiente di concentrazione con la distanza.

   • Plume near/mid-field: rilasci all’aperto o in condizioni assimilabili con dispersione lungo il vento.

2. Clicca sul modello specifico (ad es. “Well-Mixed Room – emissione costante”, “Two-Zone – emissione decrescente”, “Turbulent Eddy diffusion con advezione e tasso costante” ecc.).

3. Verifica che il modello scelto sia coerente con:

   • geometria dell’ambiente;

   • tipo di sorgente;

   • dati effettivamente disponibili (es. conosci la velocità dell’aria? il tasso di ventilazione?).

Compilazione dei dati di input

Nel foglio del modello prescelto (ad es. “1d”, “2d”, ecc.), compila le celle di input (di norma evidenziate graficamente) con:

• Parametri di emissione

  • tasso di emissione di contaminante G (massa/tempo);

  • durata dell’emissione (tempo di inizio/fine, tempo massimo di simulazione).

• Parametri di ventilazione e rimozione

  • tasso di aria di mandata/estrazione Q;

  • numero di ricambi/ora o portata, a seconda del modello;

  • costanti di perdita/rimozione (es. depositi, reazioni ecc.).

• Parametri geometrici

  • volume della stanza V;

  • per i modelli a due zone:

    • geometria del near field (sfera, box, cilindro);

    • raggio dello spazio vicino;

  • per i modelli di diffusione/pennacchio:

    • distanze dal punto di rilascio;

    • parametri di diffusione e velocità dell’aria.

• Concentrazioni iniziali o di fondo

  • concentrazione a tempo zero (C0);

  • concentrazione di contaminante nell’aria di mandata (Cin), se rilevante.

In modalità deterministica inserisci valori singoli per ogni cella.
In modalità Monte Carlo, per le celle abilitate alla simulazione, seleziona la distribuzione e inserisci i parametri (il file calcolerà poi i valori casuali interni).

Esecuzione del calcolo e lettura dei risultati

1. Verifica che tutti i dati necessari siano compilati (celle senza errori o messaggi di attenzione).

2. Avvia il calcolo:

   • nelle versioni standard sono previsti pulsanti/macros per lanciare la simulazione.

3. Vai ai fogli risultati:

   • “ResD” per la modalità deterministica;

   • “Res” per la modalità Monte Carlo.

Sul foglio risultati potrai:

• visualizzare i grafici C(t) (concentrazione nel tempo);

• leggere la TWA per il periodo di interesse;

• per i modelli a due zone o a distanza:

  • confrontare near e far field;

• in Monte Carlo:

  • analizzare i percentili (5°, 25°, 50°, 75°, 95°);

  • valutare se l’esposizione a determinati percentili è sopra o sotto il valore limite (OEL, TLV, BOEL ecc., da impostare a parte).

Ricorda che i risultati sono stime modellistiche: vanno sempre interpretate alla luce dei dati disponibili, delle ipotesi del modello e, se possibile, confrontate con misure reali.

E' in lingua Inglese.

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