Come funziona l’ossidazione fotocatalitica? È efficace nella purificazione dell’aria?

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La fotocatalisi è stata sviluppata e utilizzata con successo per il trattamento delle acque e dagli anni ’90 è una tecnica innovativa per il trattamento degli effluenti industriali nell’aria. Questa tecnica é stata oggetto di molti studi sistematichi e richerche di laboratorio che hanno confermato le sue interessanti proprietá. Il recente lavoro svolto sia all’esterno che all’interno ha fatto nuova luce su di essa.

Scoperte quasi 50 anni fa, le proprietà purificanti della fotocatalisi sono utilizzate in molti processi industriali. Com’è la loro efficienza per quanto riguarda l’aria interna? È possibile garantire la sicurezza dei sistemi e dei prodotti fotocatalitici negli spazi abitati?

Cos’è il processo di ossidazione fotocatalitica?

Il processo di ossidazione fotocatalitica combina l’irradiazione UVC con una sostanza (catalizzatore) biossido di titanio (TiO2) che provoca una reazione che trasforma i contaminanti maligni in acqua, anidride carbonica e detriti. Il processo di purificazione dell’aria che utilizza l’ossidazione fotocatalitica spesso funziona utilizzando un sistema di aria esistente che tira l’aria attraverso un’unità di condizionamento che passa attraverso le camere di luce ultravioletta/diossido di titanio installate professionalmente. Mentre l’aria ambiente, carica di contaminanti maligni, circola attraverso queste camere, i microbi vengono “attaccati” dai radicali idrossi-radicali liberi e dagli ioni super-ossidi (creati dalla luce UV e dal biossido di titanio), rompendo la loro struttura cellulare e distruggendo sia la massa intracellulare che i cromosomi DNA/HNA. Il risultato sono molecole d’acqua innocue, anidride carbonica e detriti.

Che tipo di prodotti sono disponibili?

Le soluzioni fotocatalitiche per la purificazione dell’aria interna sono suddivise in due famiglie di prodotti principali:

  • Sistemi che operano attraverso la ventilazione (autonomi o integrati nel sistema di ventilazione).
  • E materiali fotoattivi per interni.

Nella prima categoria occorre distinguere tra unità autonome dal punto di vista aeraulico, cioè dotate di un proprio ventilatore, e sistemi HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning) integrati nella rete di distribuzione dell’aria dell’edificio. Questi ultimi sistemi, relativamente complessi, sono piuttosto destinati ad essere utilizzati in edifici per uffici, grandi edifici commerciali, ecc.

I dispositivi autonomi, destinati principalmente ad uso domestico, si presentano sotto forma di unità mobili o fisse, come le unità a soffitto o a parete, alcune delle quali combinano le funzioni di purificazione e di condizionamento dell’aria. Essi operano attraverso il riciclo dell’aria all’interno del locale (aria indotta dall’unità, trattata, poi scaricata nel locale), con un numero di passaggi di flusso d’aria che è determinato dal rapporto tra la portata d’aria trattata dall’unità e la portata di ventilazione dei locali, tipicamente un minimo di 4 o 5 passaggi per una famiglia a seconda della natura dell’inquinamento da pulire. L’efficienza del sistema deve quindi essere elevata perché il suo impatto sulla qualità dell’aria interna sia significativo.

I depuratori d’aria PCO sono sicuri?

La maggior parte dei depuratori d’aria o dei materiali disinquinanti con fotocatalisi utilizzano biossido di titanio (TiO2) in nanoscala IARC8, classificato nel 2007 come “possibile cancerogeno per l’uomo”. Le possibili emissioni di particelle di TiO2 da prodotti fotocatalitici commercializzati e l’esposizione sull’uomo rimangono ad oggi sconosciute. Inoltre, in caso di degradazione incompleta degli inquinanti, la fotocatalisi può generare composti noti anche come sottoprodotti nocivi per la salute e l’ambiente, come chetoni e aldeidi9. Infine, un processo di degradazione completa può anche essere una fonte di sostanze inquinanti (ad es. nitrati).

La fotocatalisi applicata agli ambienti interni è una tecnologia prematura. La previsione del comportamento dei depuratori attraverso la sperimentazione è ancora molto difficile a causa del numero e della variabilità dei parametri.

Poche prove sono state effettuate in ambienti reali o controllati. Le tecniche fotocatalitiche, per quanto efficaci possano essere in certe limitate condizioni di laboratorio, devono ancora essere testate rispetto ai vincoli di funzionamento degli edifici e alle specifiche dell’aria interna. Attualmente la loro efficacia rimane discutibile. Alcuni casi di deterioramento della qualità dell’aria interna sono stati osservati anche a causa dei sottoprodotti che possono avere effetti negativi sulla salute.

Per concludere

Le fonti di inquinamento dell’aria interna devono essere limitate e quindi deve essere promossa l’evacuazione degli inquinanti attraverso una buona ventilazione e la circolazione dell’aria negli edifici.

I processi fotocatalitici sono ben lungi dall’essere efficaci in tutte le situazioni. La purificazione dell’aria mediante fotocatalisi deve essere considerata solo nel quadro di azioni specifiche e puntuali.

Ulteriori ricerche devono essere effettuate sugli impatti dei sistemi fotocatalitici sull’ambiente e sulla salute (legati all’evoluzione nel tempo dei semiconduttori – diffusione, tossicità – e alla generazione di sottoprodotti tossici a causa della fotocatalisi).

Airzone non produce e non distribuisce prodotti per la purificazione o la disinfezione dell’aria. Questo articolo è stato scritto a scopo esplicativo, a seguito di una ricerca sulle cinque tecnologie di disinfezione dell’aria più comuni sul mercato: ozono, UVC, ossidazione fotocatalitica, ionizzazione e filtrazione elettrostatica.

Fonti e link di interesse per ulteriori informazioni:

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