Non solo muffe o CO2 o SARS-CoV-2 se parliamo di qualità dell’aria interna

Alla fine del mese di dicembre 2021 esce sulle principali testate giornalistiche una notizia inerente all’importanza della ventilazione degli ambienti chiusi. L’OMS (Organizzazione Mondiale della Sanità) l’avrebbe definita la quinta strategia per combattere i contagi dovuti al ben noto virus che ha iniziato a circolare in Italia presumibilmente da febbraio 2020.

Immagino che, assieme a me, altri colleghi che si occupano da molti anni di IAQ (Indoor Air Quality) si siano domandati: “ci voleva una pandemia per comprendere come la ventilazione degli ambienti interni sia così tanto importante?”. Nel prosieguo cerco di esporre in maniera volutamente sintetica quali sono le cause dell’inquinamento dell’aria interna e come la ventilazione si sia dimostrata una strategia utile per prevenire patologie dell’edificio e delle persone.  


Inquindoor ’89 e le Linee Guida 2001

I primi studi sulla qualità dell’aria interna risalgono almeno a due secoli fa. Senza partire dalle analisi del 1853 di M.J. von Pettenkofer, professore di igiene all’Università di Monaco, basta riferirsi all’anno 1989 quando la provincia di Milano realizzò un importante convegno sull’inquinamento dell’aria negli ambienti interni. Esso si chiamò Inquindoor ’89 e fu accompagnato da una importante pubblicazione. Potete osservare la sua copertina in figura 1. Gli esperti che vi parteciparono illustrarono come, per troppi anni, le indagini sulla qualità dell’aria avessero interessato solo gli inquinanti atmosferici, trascurando però quelli degli ambienti “confinati”. 

 

Copertina della pubblicazione Inquindoor ’89.

Figura 1 – Copertina della pubblicazione Inquindoor ’89.

 

Nel 2001 uscì il Supplemento Ordinario n. 252 della Gazzetta Ufficiale Serie Generale n. 276 del 27-11-2001, interamente dedicato al tema dell’inquinamento degli ambienti “confinati”, come si può vedere in figura 2. Si tratta di un documento molto copioso ed estremamente interessante che è possibile acquisire tramite internet. La sua finalità era quella di promuovere le iniziative di promozione della salute e di prevenzione dei rischi presenti nell’ambiente interno. Perché? Per abbattere i costi sociali dovuti alle cure di malattie la cui incidenza era sempre più in ascesa, come asme, allergie respiratorie ed altre patologie più gravi.

Le linee guida per la tutela e la promozione della salute negli ambienti confinati, infatti, riportano molto chiaramente come i livelli di concentrazione che gli inquinanti raggiungevano all’interno degli edifici fossero generalmente uguali o superiori a quelli dell’aria esterna e come le esposizioni indoor fossero maggiori di quelle outdoor poiché la quantità di tempo trascorso dalle persone all’interno degli edifici è molto maggiore di quello trascorso all’esterno. Dal 2001 ad oggi gli edifici sono molto più “sigillati” e quindi, ovviamente, possiamo ragionevolmente pensare che il problema si sia amplificato.

 

 Copertina del S.O. 252 della G.U. 276 del 27-11-2001

Figura 2 – Copertina del S.O. 252 della G.U. 276 del 27-11-2001

 

Le pubblicazioni citate hanno due punti in comune: elencano e descrivono tutti i possibili inquinanti degli ambienti interni soffermandosi sugli effetti nocivi che possono comportare per la salute dell’uomo ed in più suggeriscono la ventilazione degli ambienti come strategia per tutelare la salute.

Si chiede di porre attenzione al fatto che la ventilazione – ossia la presenza di un sistema progettato per il rinnovo dell’aria che deve funzionare indipendentemente dall’utenza – non corrisponde all’aerazione che è un’azione volontaria di apertura dei serramenti da parte delle persone. 

 

Inquinanti indoor e loro effetti sulla salute

I vari inquinanti degli ambienti interni si possono raggruppare in tre categorie: contaminanti biologici, chimici e fisici.

I contaminanti biologici si possono catalogare come prodotti di uomo e animali, polvere, allergeni. Si tratta per lo più di particelle organiche disperse (bioaerosol) costituite da microrganismi vitali, pollini, spore acari e altro materiale biologico derivante. L’uomo può essere fonte di contaminanti biologici se emette agenti infettanti nel corso di malattie delle prime vie aeree trasmissibili per contagio diretto oppure in maniera indiretta mediante diffusione nell’aria e nelle superfici.

Nei contaminanti chimici possono essere annoverati ossidi di zolfo e di azoto, monossido di carbonio, ozono, particolato aerodisperso, composti organici volatili, benzene, formaldeide, Idrocarburi aromatici policiclici, fumo di tabacco ambientale (e di legna), antiparassitari, amianto e fibre minerali sintetiche. Alcuni sono originati proprio negli ambienti interni, mentre altri possono penetrare con l’aria esterna, ad esempio in occasione di fenomeni di elevato inquinamento esterno.

Tra i contaminanti fisici occorre fare una distinzione tra radiazioni ionizzanti e radiazioni elettromagnetiche non ionizzanti. Le prime sono legate alla possibile esposizione dovuta alla presenza di gas radon. Le seconde invece vengono prodotte nelle vicinanze di tutti i conduttori elettrici al passaggio della corrente.

Per quanto riguarda i possibili effetti sulla salute di tutti gli inquinanti sopra citati, si potrebbe scrivere un trattato! Non a caso ci sono migliaia di pubblicazioni scientifiche sul tema. In questo articolo si vogliono solamente fornire alcune informazioni generali in maniera che, chi non ha familiarità con la materia, possa acquisire alcuni riferimenti per approfondirla in un successivo momento. 

I rischi sulla salute umana

Vediamo ora alcuni rischi che si possono correre se esposti ad alcune delle sostanze di cui si è appena parlato.

Un contaminante che non è molto conosciuto è il radon, gas radioattivo inodore ed incolore che non è presente in tutte le zone d’Italia: per questo motivo esistono delle specifiche mappature che possono essere individuate in rete. La prolungata esposizione al radon è stata associata come seconda causa di manifestazione del cancro al polmone dopo il fumo di sigaretta. 

Un inquinante di cui purtroppo si sente parlare ancora troppo spesso è il monossido di carbonio, anch’esso inodore ed incolore, che viene prodotto durante i processi di combustione. Il suo accumulo in spazi completamente o parzialmente chiusi può provocare la morte per avvelenamento di persone ed animali presenti.

Anche l’ozono, i cui livelli elevati nell’aria esterna spesso preoccupano durante la stagione estiva, può essere presente in alte concentrazioni in ambienti dove ci sono stampanti laser e fax o apparecchi che producono raggi ultravioletti. A seconda della concentrazione induce irritazione ad occhi e gola o all’apparato respiratorio, oppure tosse, mal di testa ed un senso di oppressione al torace che rende difficoltosa la respirazione. Soggetti particolarmente sensibili possono essere soggetti ad attacchi di asma anche a basse concentrazioni. Alla alta concentrazione di 1,7 ppm può produrre edema polmonare.

Spesso, poi, si sente parlare dei composti organici volatili (VOC) che sono molto diffusi: sono una serie di sostanze (tutte contenenti carbonio, da cui il termine organico) in miscele complesse che evaporano con facilità già a temperature ambiente. Possono essere emessi da materiali da costruzione e di arredo, nonché da colle, solventi, prodotti per la pulizia della casa, ecc. Possono provocare danni a breve termine (irritazioni agli occhi, al naso e alla gola, mal di testa, nausea, vertigini, affaticamento, dispnea, asma e reazioni allergiche cutanee) e a lungo termine (effetti cronici che, a seconda del composto che li genera, comprendono danni ai reni, al fegato, al sistema nervoso centrale) sulla salute umana. Inoltre, alcuni composti organici volatili (benzene e formaldeide) sono inseriti nelle liste dell’International Agency for Research on Cancer (IARC) come cancerogeni per l’uomo.

Collegato a questo formulo un interrogativo: non vi siete mai chiesti come mai sulle etichette di vari detersivi o deodoranti si vede scritto “arieggiare abbondantemente dopo l’utilizzo prima di soggiornare”?.

Passiamo ora agli acari, fra gli esseri viventi più antichi sulla superficie della terra, che hanno dimensioni di circa 200-300 micron per cui sono invisibili ad occhio nudo. Le loro feci, liberandosi nell’aria, possono essere facilmente inalate ed entrare a contatto con organi o apparati sensibili provocando la tipica sintomatologia allergica. Anche gli allergeni degli animali hanno pochi micron di dimensione: una volta essiccati, possono essere facilmente sospesi e trasportati nell’aria. Si concentrano prevalentemente nella polvere, nei cuscini, materassi, coperte e piumoni. Essi possono indurre nei soggetti allergici difficoltà nella respirazione, con respiro sibilante o tosse, starnuti, ma anche prurito agli occhi, eczema, rinite allergica e congiuntivite. In alcuni casi i sintomi possono essere così cuti da indurre una condizione di stato asmatico.

Spesso poi si parla del biossido di carbonio, CO2, come inquinante degli ambienti interni: è un prodotto della combustione e del processo di respirazione. È anche noto che l’anidride carbonica, quando monitorata, è assunta come “indicatore” del livello dell’inquinamento degli ambienti interni. Infatti, è ragionevole pensare – ed è stato rilevato - che al crescere della sua concentrazione aumentino anche quelle degli altri contaminanti.

In letteratura è possibile individuare vari studi che associano all’aumento del livello di CO2 negli ambienti una riduzione delle prestazioni (come la capacità di apprendimento nelle scuole) e della produttività dei lavoratori: ne cito uno molto importante realizzato da un gruppo di lavoro internazionale della REHVA (Federazione Europea delle Associazioni Culturali del settore della Climatizzazione), pubblicato in Italia nel 2008 in seguito ad una traduzione dall’inglese: “Clima interno e produttività negli uffici”.

In ultimo vorrei citare cosa accade, specialmente nelle residenze, quando la concentrazione di vapore acqueo non è tenuta sotto controllo. Il vapore di per sé non è sostanza inquinante, ma la sua presenza in quantità eccessiva può dare luogo alla formazione di muffe più o meno visibili (come, ad esempio, sulle superfici fredde retrostante armadi) e favorire lo sviluppo di microrganismi. Le muffe, nello specifico, appartengono al regno dei fungi e quindi possono emanare spore che si disperdono nell’aria. Se esse atterrano su un punto bagnato o umido, possono trovare le condizioni favorevoli per crescere. La presenza di muffe è associata all’insorgere di malattie legate all’apparato respiratorio come irritazione di naso, occhi e gola, emicrania e difficoltà di concentrazione, fino ad arrivare alla rinite allergica, asma e polmonite da ipersensibilità.

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La ventilazione degli edifici come strategia per migliorare la qualità dell’aria interna

Il paragrafo precedente, seppur sintetico e non esaustivo, ha voluto evidenziare come la presenza di contaminanti all’interno degli ambienti possa provocare svariate patologie. Lo stesso Ministero della Salute, nel 2001, si dedicò all’approfondimento di questa tematica perché ogni malattia che deve essere curata comporta dei costi che incidono sulla gestione della Sanità Pubblica. Se esistono delle modalità per fare in modo che le persone non si ammalino è importante metterle in atto, anche al fine di risparmiare il denaro della collettività.

La ventilazione è una importante strategia, soprattutto quando non è possibile controllare le fonti di emissione dei contaminanti: a questo proposito tutte le direttive europee sull’efficienza energetica nell’edilizia ne parlano in questi termini, sino dalla prima edizione del 2002 (2002/91/CE e successivi aggiornamenti). Questo è provato non solo da memorie scientifiche – ho affermato nell’incipit che ce ne sono migliaia – ma anche dalla pratica professionale. Basti pensare che i primi sistemi di ventilazione meccanica residenziali sono stati inventati in Francia alla fine degli anni ’60 per evitare la proliferazione di muffe sui ponti termici generati da costruzioni con un telaio in cemento armato non isolato, unitamente ad una bassa altezza interna (circa 2,60 m) e a volte una elevata densità abitativa. Si scoprì allora che grazie al minuzioso controllo del ricambio dell’aria era anche possibile risparmiare energeticamente rispetto all’aerazione, cioè all’apertura dei serramenti. La Francia, non a caso, fu la prima nazione ad introdurre l’obbligatorietà della ventilazione meccanica negli edifici residenziali nel 1982 con un apposito decreto che implicò la realizzazione di un pacchetto di norme tecniche dedicate alla sua progettazione (calcolo delle portate d’aria, identificazione del numero di bocchette per la mandata e la ripresa, ecc). Da quel momento fino ad oggi la tecnologia è fortemente evoluta ed oggi il mercato può contare di svariate possibilità di realizzare la ventilazione degli ambienti, grazie anche a centrali molto evolute che permettono addirittura la filtrazione dell’aria esterna ed il recupero di calore.

C’è chi ancora afferma che i requisiti di salubrità ambientale interna si ottengono con l’aerazione, specialmente se abbondante. Questo, purtroppo, crea molti fraintendimenti. Mi è capitato di seguire una controversia legale come tecnico di parte di una famiglia che aveva acquistato nel 2009 un appartamento in classe C. Dopo poche settimane dall’occupazione si formarono abbondanti muffe in prossimità di alcuni angoli freddi e dietro gli armadi. I proprietari informarono il costruttore: egli replicò che ciò accadeva a causa di uno scarso ricambio d’aria e che quindi era necessario aerare abbondantemente e frequentemente. Questo protocollo venne applicato, ma il problema si fece ancora più evidente; inoltre, una bimba facente parte del nucleo familiare iniziò a manifestare problemi respiratori. Si aprì quindi un contenzioso durante il quale si scoprì che, nonostante il progetto dell’edificio prevedesse la posa di adeguato spessore di materiale isolante, esso non fu mai posto in opera. Questo causò la presenza di ponti termici non corretti sui quali, non a caso, si formavano le muffe. In questi frangenti è logico che aerare abbondantemente durante i mesi freddi peggiora il problema! Le superfici interne diventano ancora più fredde creando le condizioni ottimali per la proliferazione delle muffe. Inoltre, bisogna pensare che nelle stanze da letto il momento di maggiore generazione di vapore è la notte, quando le persone certo non si possono svegliare più volte per ricambiare l’aria! Il problema della presenza delle muffe fu definitivamente risolto installando un sistema di ventilazione meccanica, mentre quello della mancanza dell’isolamento termico previsto dal progetto, con un adeguato risarcimento economico. 

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Implicazioni progettuali e costi dei sistemi di ventilazione meccanica negli edifici esistenti

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