Approfondimenti tecnici

Fotocatalisi: la forza della luce

Il problema dell’inquinamento atmosferico nelle grandi aree urbane costituisce uno dei grandi temi per la tutela dell’ambiente e per il benessere della collettività.
Le sostanze inquinanti sono generate dall’attività umana (traffico veicolare, riscaldamento, produzione industriale) e si accumulano nelle parti basse dell’atmosfera in assenza di vento o precipitazioni. Le armi a disposizione delle Amministrazioni per combattere questo fenomeno sono sempre consistite in azioni passive: riduzione delle ore di riscaldamento, restrizioni nella circolazione dei veicoli.

La ricerca Italcementi-Vimark ha portato negli ultimi anni alla realizzazione prima di sostanze fotoattive, in grado cioè di abbattere molte sostanze inquinanti, e poi di una gamma di prodotti decorativi per la facciata, capaci di ridurre gli inquinanti pericolosi per la salute dell’uomo.

I materiali per la costruzioni rappresentano il metodo più semplice per distribuire le sostanze fotoattive su grandissime superfici, con il massimo dell’efficacia e con un minimo incremento dei costi.

Agenti inquinanti

Tra le molte sostanze organiche ed inorganiche presenti nell’atmosfera, le principali responsabili dell’inquinamento sono sostanzialmente tre: ossidi di azoto (NOx), polveri sottili (PM10) e VOC (Volatile Organic Compound).
Il biossido di azoto si sviluppa nell’atmosfera dall’ossido di azoto, prodotto in primo luogo dall’utilizzo di combustibili fossili come ad esempio i motori degli automezzi. Secondo l’Organizzazione Mondiale della Sanità il biossido di Azoto è pericoloso per la salute: una lunga esposizione può compromettere le funzioni polmonari ed aumentare i rischi di patologie respiratorie.
Con il termine “Polveri Sottili” si intende l’insieme delle polveri sospese in aria con diametro aerodinamico inferiore ai 10 millesimo di millimetro. Tale inquinante ha la capacità di penetrare nel sistema respiratorio oltre la laringe. In realtà più la dimensione del articolato è piccola più è pericolosa. La composizione delle polveri sottili è variabile in quanto le particelle possono avere origine diversa. Possono contenere solfati, nitrati, metalli pesanti o particelle carboniosa.
Il Volatile Organic Compound (VOC) è definito da elementi appartenenti alla grande categoria dei composti organici volatili contenenti carbonio, spesso caratterizzati da odori pungenti a cui fanno capo almeno un migliaio di sostanze. Le concentrazioni urbane dei VOC sono quasi esclusivamente prodotte dalla combustione degli autoveicoli, dalle centrali a carbone, dagli inquinanti di incenerimento e dall’evaporazione di solventi e combustibili. Dal punto di vista degli effetti sulla salute, gli idrocarburi aromatici sono i più pericolosi; tra gli idrocarburi aromatici semplici, il più importante è il Benzene. Il benzene può essere assunto sia per via orale che per inalazione e può provocare episodi di intossicazione acuta viste le sue proprietà cancerogene.

La fotocatalisi

La fotocatalisi è un fenomeno naturale in cui una sostanza, detta fotocatalizzatore modifica la velocità di una reazione chimica attraverso l’azione della luce. Sfruttando l’energia luminosa, i fotocatalizzatori inducono la formazione di reagenti fortemente ossidanti che sono in grado di decomporre per ossidazione alcune sostanze organiche e inorganiche presenti nell’atmosfera.
La fotocatalisi è quindi un acceleratore dei processi di ossidazione che già esistono in natura. Favorisce la più rapida decomposizione degli inquinanti evitandone l’accumulo.
L’attività fotocatalitica è applicata da oltre un decennio a vari materiali per l’edilizia (vetro, ceramica, leganti cementizi) per conseguire un effetto “antisporcamento”. L’aggravamento del livello di inquinamento delle aree urbane ha recentemente indirizzato la ricerca verso l’impiego delle capacità di abbattere le sostanze nocive presenti nell’atmosfera.

Test di laboratorio

I test di laboratorio per valutare le caratteristiche antinquinanti dei prodotti ad attività fotocatalitica sono stati effettuati con apparecchiature particolari e con metodi di prova altrettanto innovativi.
La verifica dell’efficacia contro gli ossidi di azoto (NOx) viene condotta con una camera di volume noto, nella quale viene insufflato NO2 che, diluito con l’aria contenuta, raggiunge una concentrazione inquinante predefinita. All’interno è contenuto un analizzatore di NO2, un analizzatore a chemioilluminescenza, una lampada UV come fonte di energia luminosa, e la campionatura del prodotto in esame. Vengono così disposti diversi test con una definita intensità luminosa di cui sono misurate le concentrazioni di agente inquinante dentro la camera dopo la reazione di fotocatalisi espletata dal campione. In particolari condizioni di laboratorio sono stati registrati abbattimenti fino al 91% di NO2.
L’efficienza dei prodotti fotocatalitici nei confronti delle polveri sottili si manifesta quando queste particelle si depositano sulla superficie dei prodotti: la parte organica viene catalizzata mentre la parte metallica carboniosa di supporto resta inalterata. Ulteriori test di laboratorio hanno dimostrato l’efficacia dei prodotti ad attività fotocatalitica anche sui VOC.
Le superfici esposte all’atmosfera subiscono il deposito di composti organici pigmentati composti principalmente da gas esausti prodotti dai tubi di scarico delle autovetture, agenti inquinanti provenienti da attività industriali e domestiche, muffe, etc. Questi depositi sono la causa principale del degrado estetico degli edifici.
La fotocatalisi agisce eliminando le molecole organiche ma, indirettamente, permette di ridurre anche l’effetto negativo dello sporco rappresentato dalle semplici polveri. Quest’ultime, infatti, sfruttano le molecole organiche per aggrapparsi alle superfici; venendo a mancare queste, l’aggrappo è minimizzato consentendo una facile asportazione.
Sulla base dei recenti studi e sulla ricerca effettuata negli ultimi anni sulla fotochimica applicata ai materiali da costruzione, Vimark ha sviluppato la nuova Linea Ecoaria con prodotti fotoattivi in grado di abbattere le sostanze organiche ed inorganiche responsabili dell’inquinamento atmosferico.
La gamma prodotti racchiude finiture minerali per la protezione e decorazione delle facciate, malte paramano per la posa di murature “faccia a vista” e prodotti per la corrazzatura di pavimentazioni industriali ed arredo urbano.

PRODOTTI CORRELATI