Fotocatalisi in architettura

20 Ott 2015

Grazie ai telegiornali ed ai mezzi di comunicazione, la maggior parte di noi ha sentito nominare almeno una volta la parola PM10, meglio definita come particolato atmosferico (PM10 e PM2,5, a seconda della dimensione delle polveri , se inferiore a 10 micrometri o a 2,5 micrometri).

Queste polveri sottili assieme all’ozono e al biossido di azoto sono alcuni degli agenti inquinanti più noti presenti nell’aria che quotidianamente respiriamo. Purtroppo non solo possono compromettere la nostra salute ma anche quella degli edifici in cui viviamo alterandone l’aspetto estetico.

Generalmente tra le prime fonti che generano tali polveri, i trasporti ricoprono un ruolo significativo con circa un 35% sul totale (in Italia). Tra i fenomeni più comuni di degrado che si possono riscontrare sulle facciate degli edifici, c’è l’annerimento delle facciate. Questo richiede, nell’arco degli anni, manutenzione e pulizie costose.  Per cercare di contrastare tale problematiche la ricerca ha portato, soprattutto negli anni 90 del secolo scorso e più precisamente in Giappone, a risultati molto importanti grazie all’utilizzo del processo di fotocatalisi. Attraverso l’impiego di biossido di titanio (TiO2) (contenuto all’interno di un legante in silice o silicato) si riesce a bloccare la luce ultravioletta formando ossigeno.

La fotocatalisi è un principio noto da tempo in ambito chimico in quanto molto simile alla più nota fotosintesi clorofilliana: in pratica la luce solare attiva una reazione chimica in presenza di un catalizzatore che, assieme all’ossigeno, ha il potere di “ossidare” i materiali che si depositano sulle superfici fino alla loro completa mineralizzazione ma anche di abbattere le polveri sottili, le quali vengono scisse in anidride carbonica e sali (normalmente nitrati e nitriti), dilavati poi dall’azione dell’acqua o del vento.

In sostanza le superfici realizzate con tale tecnologia risultano più resistenti all’aggressione degli agenti inquinanti e più facili da pulire in quanto è sufficiente utilizzare l’acqua unita a detergenti poco aggressivi per poter eliminare le impurità.  Altro elemento importante è la vita pressoché illimitata delle particelle foto catalitiche, le quali garantiscono una notevole durata nel tempo alle superfici trattate.

Un’altra caratteristica importante del biossido di titanio è la propria super-idrofilia, la quale si attiva con la luce ultravioletta che a sua volta modifica la struttura superficiale del biossido di titanio riducendo notevolmente l’angolo di contatto del materiale. Questa peculiarità unita alla bagnatura della superficie e alla capacità di ossidoriduzione indotta dalla luce produce un effetto autopulente. Non a caso i vetri più recenti, impiegati soprattutto nelle facciate continue (es. grattacieli), sono trattati con pellicole foto catalitiche.

Una degli esempi più emblematici in architettura è sicuramente la chiesa Dives in Misericordia a Roma, progettata da Richard Meier in collaborazione con Italcementi e realizzata per il Giubileo a Roma del 2000.

L’obiettivo di ottenere superfici bianche e durature nel tempo diede vita, di fatto, ad una piccola rivoluzione nel settore dell’edilizia, grazie ad un prodotto cementizio particolare, dalle qualità rilevanti e dalle molteplici applicazioni. Nel corso degli ultimi anni, i cosiddetti rivestimenti mangia smog sono stati impiegati in quasi tutte le situazione in cui si abbia a che fare con l’involucro esterno del nostro edificio.

Ad oggi è possibile suddividere i rivestimenti in settori specifici:

  •  Cementi foto catalitici;
  •  Pannelli in titanio modificato, utili nell’impiego di facciate ventilate;
  •  Vernici e ceramiche foto catalitiche
  •  Asfalto catalitico: senza dubbio è una soluzione estremamente interessante, soprattutto se applicata nei centri città.

Vale la pena approfondire le ultime due voci. Le vernici e le ceramiche catalitiche trovano impiego sia nel rinforzo delle superfici esterne (anche già esistenti), sia in quelle interne. Per dare un idea di quale possa essere il potere “pulente” di una superficie trattata, da una ricerca condotta dal CNR, si evince che un metro quadro di superficie può decomporre circa il 90% dell’inquinamento presente in 80 m³ di aria. Sono però gli ambienti interni il luogo della nuova sperimentazione, in quanto l’attenzione verso la qualità indoor è salita notevolmente, soprattutto in ambiti ospedalieri e ricettivi. In pratica all’azione autopulente del biossido di titanio viene aggiunta la capacità antibatterica di alcuni materiali nobili come il platino arrivando a risultati interessantissimi. Le stanze caratterizzate da vernici o rivestimenti foto catalitici-antibatterici garantiscono un livello di salubrità dell’aria molto alto, evitando la formazione di muffe e funghi, fondamentale per esempio all’interno di sale operatorie o luoghi a lunga degenza.

Per le strade delle città, invece, l’asfalto catalitico aiuta laddove si hanno congestioni di traffico in concomitanza di edifici storici e monumenti. La realtà italiana è pioniera ed all’avanguardia in questo settore, non bisogna dimenticare infatti che tale tecnologia fu brevettata nel 1996 da Luigi Cassar, direttore centrale del settore ricerca e sviluppo di Italcementi. L’agenzia ARPA Lombardia ha reso noto che l’utilizzo regolare di asfalto foto catalitico potrebbe generare, per ogni chilometro quadrato di posa, un assorbimento di circa 32 tonnellate di inquinanti nocivi all’anno, più o meno quanto generato da 7.000 veicoli. I costi di realizzazione per 10.000 mq di strada con asfalto catalitico si aggirano intorno ai 100.000€ con una durata però superiore al doppio di quella standard.

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