Virus ‘vangen’ met luchtfilter

Wie na gaat denken over het filteren van binnenkomende stallucht, moet voldoen aan één keiharde randvoorwaarde: eerst moet de interne en externe biosecurity van het bedrijf tiptop in orde zijn. Filtering van stallucht dient geen doel als allerlei ziektekiemen volop kansen hebben om binnen het bedrijf rond te waren en gemakkelijk het bedrijf binnen kunnen komen door onvoldoende bedrijfshygiëne. Investeren in luchtfilters heeft zin nadat je alle andere insleepmogelijkheden voor ziektekiemen hebt aangepakt. Zorg er eerst voor dat virussen en bacteriën via bezoekers, dieren en materialen niet binnen kunnen komen.

Aan de Universiteit van Minnesota (VS) is de afgelopen jaren veel onderzoek gedaan naar het bestrijden en voorkomen van de varkensziekte PRRS. Daarbij is onder meer gekeken naar de mogelijkheden van het beschermen van varkensstallen tegen binnendringing van het PRRS virus door filtering van binnenkomende stallucht.

Filters kwetsbaar en kostbaar
Het gebruik van luchtfiltering om kiemen buiten de deur te houden is niet nieuw. Farmaceutische en micro-elektronische bedrijven, laboratoria, en operatiekamers in ziekenhuizen, maken er gebruik van om de lucht zo schoon mogelijk te houden. Voor deze toepassingen worden zogenoemde Hepa-filters gebruikt. Hepa staat voor high efficiency particulate air. Dergelijke filters zijn in staat om tot 99,999995 procent van de deeltjes tussen 0,1 en 0,2 micron uit de lucht te verwijderen.

Hepa-filters zijn kwetsbaar, kostbaar, en leveren relatief veel weerstand op als je er lucht doorheen blaast of zuigt. In vergelijking met een operatiekamer of een laboratorium is de luchtstroom in varkensstallen vele malen groter. Om het extra energieverbruik beperkt te houden, is het bij varkensstallen van groot belang om bij het toepassen van filters de weerstand bij de luchtinvoer zo min mogelijk te vergroten.

Onderzoeker Scott Dee van de Universiteit van Minnesota ontwikkelde samen met filterproducent Camfil Farr nieuwe goedkopere filtertypes, specifiek voor gebruik in de veehouderij. Dee voerde diverse proeven uit met varkensstallen die hij uitrustte met de nieuwe filtertypes. De onderzoeker onderzocht daarbij met name de mogelijke insleep van het PRRS- en het mycoplasma-virus.

Filters helpen
De resultaten waren erg positief. Gedurende drie jaar onderzoek bleven de proefstallen met filters vrij van PRRS en mycoplasma, terwijl naastgelegen ongefilterde stallen in meerderheid wel besmet raakten. Luchtfiltering lijkt ook mogelijkheden te bieden om het influenza-virus buiten de stal te houden, zo bleek uit praktijkproeven van het Swine Vet Center in St. Peter (Minnesota).

Deze dierenartsenpraktijk volgde 18 stallen die in 2005 met filters zijn uitgerust. Tot 2009 zijn er in deze stallen twee influenza-uitbraken geconstateerd. Van mycoplasma bleven de 18 stallen volledig vrij. In één stal was sprake van een PRRS-uitbraak. „We denken echter dat het PRRS-virus in dit geval is binnengekomen door onhygiënisch werken bij het transport van varkens”, zegt dierenarts Darwin L. Reicks.

„Het onderzoek in de Verenigde Staten en vijf jaar praktijkervaring hebben op overtuigende wijze aangetoond dat je in de varkenshouderij goed uit de voeten kunt met filters die niet aan de Hepa-specificaties voldoen, maar wel zeer effectief ziektekiemen tegenhouden”, zegt Dirk Noordmans. Hij werkt als technisch manager voor Camfil bv in Ede. Filterproducent Camfil Farr is een Zweeds bedrijf dat in meer dan 50 landen is vertegenwoordigd.

Voor de agrarische sector is het filteren van lucht niet helemaal onbekend. Champignontelers werken ook met filtering van binnenkomende lucht. In hun bedrijven is dat nodig om ongewenste schimmels buiten de deur te houden. Zij gebruiken geen Hepa-filters, maar eenvoudiger uitvoeringen.

L6 en L9
De samenwerking met de Universiteit van Minnesota leidde ertoe dat filterproducent Camfil nu twee filtertypes in het assortiment heeft die bruikbaar zijn in de varkenshouderij. De filters, gemaakt van glasvezelpapier en ingebed in een kunststof kader, heten L6 en L9. Het verschil zit in de zogenoemde Merv-waarde. L6 heeft Merv 14 en bij L9 is die Merv 16. Merv staat voor Minimum Efficiency Reporting Value en is een aanduiding van de effectiviteit van een filter.

Noordmans: „L9 komt heel dicht in de buurt van de effectiviteit van een Hepa-filter. Ter vergelijking: een L9-filter kan bij een duizend keer zo grote virusbelasting in de lucht hetzelfde resultaat leveren als een L6-filter. In de meeste praktijksituaties zal echter een L6-filter ruimschoots toereikend zijn. Dat bleek ook uit het onderzoek in Minnesota.”

Een voordeel voor de varkenshouder is dat het L6-filter niet alleen goedkoper is, maar ook een lagere luchtweerstand heeft. Afhankelijk van de luchthoeveelheid per filter is de weerstand van een L6 circa 40 procent lager dan van een L9-filter.

De levensduur van een filter hangt onder meer af van de hoeveelheid lucht die er doorheen gaat. Het Amerikaanse onderzoek leverde op dat de filters minstens drie jaar meegaan voor ze moeten worden verwisseld. „Metingen toonden aan dat de luchtweerstand na drie jaar gebruik met minder dan 20 procent was toegenomen.”

In de kinderschoenen
Wat het filteren van stallucht onder Nederlandse omstandigheden kost, is volgens Noordmans nog moeilijk in exacte bedragen aan te geven, omdat de filters slechts een onderdeel zijn van een totaal klimaatbeheersingssysteem. Uitgaande van de ervaringen in de VS becijferde Tom Duinhof, dierenarts bij de Gezondheidsdienst voor Dieren (GD), dat luchtfiltering een investering van 50 euro per zeugenplaats en 16 euro per vleesvarkenplaats vergt. De jaarlijkse onderhoudskosten zijn onder Amerikaanse omstandigheden 3,25 euro per zeug en 1 euro per vleesvarken.

Noordmans benadrukt dat luchtfiltering in de Nederlandse varkenshouderij nog helemaal in de kinderschoenen staat. „De keuze voor luchtfiltering zou voor nieuw te bouwen stallen best eens tot een ander ventilatieconcept kunnen leiden. Nu is het bijvoorbeeld nog gebruikelijk om te werken met onderdrukventilatie. Wellicht kun je bij filtering van binnenkomende lucht beter kiezen voor overdrukventilatie. Dan loop je veel minder risico dat er ongefilterde valse lucht via kieren, gaten of andere openingen de stal binnenkomt.”

Ook het vervangen van de filters, dat om de drie jaar moet gebeuren, is een punt van aandacht. „Ideaal is een moment dat er geen dieren in de stallen zijn. Maar dat is niet voor ieder bedrijfstype haalbaar. Wellicht kun je met compartimentering van de stal bereiken dat varkens niet in aanraking komen met ongefilterde lucht.”

Dat Nederlandse varkenshouders hun eerste ervaringen op gaan doen met filtering van binnenkomende lucht om ziekten als PRRS buiten de deur te houden, lijkt niet lang meer te duren. Noordmans verwacht dat volgend jaar een aantal nieuwe stallen met filtersystemen zullen worden uitgerust.

Hoe werkt filtering?
Een luchtfilter is veel meer dan een zeef, waarbij het luchtfilter deeltjes tegen houdt die groter zijn dan de openingen van het filter. Een luchtfilter doet meer, waardoor ook kleinere deeltjes zijn te stoppen en worden vastgehouden.

Daarbij spelen drie natuurkundige principes een rol.

● Massatraagheid, hierbij kunnen de zwaardere deeltjes de luchtstroom niet volgen, vliegen als het ware uit de bocht en botsen tegen de vezels

● Interceptie of onderschepping. Als kleine deeltjes maar dicht genoeg langs de vezels gaan, worden ze aangetrokken. Deze aantrekkingskracht wordt ‘vanderwaalskracht’ genoemd naar de Nederlandse natuurkundige Johannes Diederik van der Waals;

● Diffusie. Diffusie is een proces als gevolg van de willekeurige beweging van deeltjes. De deeltjes zijn zo klein en worden niet beïnvloed door luchtstroming en botsen daardoor gemakkelijk tegen de filtervezels en blijven aangetrokken. Bij diffusie wordt het filtereffect groter bij kleiner wordende deeltjes.

De beide laatste twee principes zijn belangrijk bij het ‘vangen’ van de kleinste deeltjes, zoals micro-organismen.

Virussen zijn heel klein
De meeste virussen zijn kleiner dan de deeltjes die een filter in theoriekantegenhouden:

● Influenzavirus 0,08 - -,12 micron;

● PRRS-virus 0,05 – 0,065 micron;

● PCV2-virus 0,0017 – 0,0022 micron;

● Mycoplasma 0,3 – 0,9 micron.

Dat je deze virussen met filtering toch kunt tegenhouden komt doordat virusdeeltjes de eigenschap hebben om zich te hechten aan stofdeeltjes in de lucht die doorgaans 0,4 tot 0,7 micron groot zijn. Daardoor worden ze toch ‘gevangen’ door een luchtfilter.