CristianoVergani Tra i parametri che influiscono sulla qualitàdell'aria negli ambienti chiusi, non va dimenticato il campo elettricoambientale determinato dagli ioni in sospensione. Mezzi artificiali possonopermettere di ristabilire un equilibrio ionico ottimale alterato Il benessere di chi occupa uno spaziochiuso, come si sa, è uno stato soggettivo: non tutti siamo sensibiliallo stesso modo al variare dei parametri ambientali come temperatura,umidità relativa, grado di pulizia dell'aria, illuminazione, rumore.Inoltre, certe condizioni particolari (umore, stress, attività,modo di vestire) possono influire pesantemente sulla personale condizionedi benessere. Perciò, dato un certo ambiente, definito "confortevole"secondo tutti i normali parametri delle norme di buona progettazione ecostruzione, si troverà comunque una certa percentuale di personeche si sente a disagio. A volte, stranamente, questa percentuale diventaparticolarmente elevata, molto superiore ai valori statisticamente attesi.Ciò significa che deve esserci un qualche altro parametro ambientaleal quale gli esseri umani sono più o meno sensibili, parametro chenormalmente non viene tenuto in considerazione in sede di norma e di progetto.Esistono numerosi indizi e qualche prova a carico di due importanti fattoriambientali:
La ionizzazione naturale dell'aria L'esistenza di un campo elettrico atmosfericodivenne evidente per Benjamin Franklin un giorno del 1750, trascinandoun aquilone tra le nubi nel bel mezzo di un temporale. In questo modo Franklinsperimentò anche l'effetto più imponente della ionizzazioneatmosferica sull'organismo, la folgorazione. Una trentina d'anni piùtardi, Bertholon si accorse che alcuni fenomeni atmosferici (i venti caldiphœn, sharav, scirocco) non solo erano causa di imponenti variazioni delcampo elettrico dell'aria , ma parevano influenzare lo stato di salutedelle persone. Nel 1899 Elster e Geitel dimostrarono per mezzo di sensibilielettroscopi la presenza nell'aria di particelle cariche positivamentee negativamente, di dimensioni molecolari, che vennero chiamate "ioni".Da allora in poi i lavori di numerosi ricercatori hanno permesso di chiarirela situazione elettrica dell'atmosfera (fondamentali i lavori di Langevin,1905). Grossolanamente, le particelle elettricamentecariche che costituiscono il campo elettrico atmosferico sono le seguenti - fig.1
La ionizzazione dell'aria negliambienti chiusi Negli ambienti chiusi, la situazioneionica dell'aria è ben lontana dai valori ideali; infatti al chiusosono preponderanti le fonti di ionizzazione positiva, mentre l'inquinamentoindoor di origine organica ed inorganica porta alla formazione dei grossiioni a discapito dei piccoli , che si trovano in quantità estremamentelimitata. Nell'ambito della Indoor Air Quality, la ionizzazione dell'ariaè un aspetto spesso dimenticato, oppure affrontato in modo improprio,con conseguenze non trascurabili. Nella maggior parte dei casi dove èpresente un impianto canalizzato di trattamento dell'aria, questo stessoimpianto è fonte di inconvenienti correlati alla ionizzazione dell'aria.Tutti conosciamo i caratteristici depositi nerastri in corrispondenza dellebocchette di diffusione dell'aria nell'ambiente: la loro presenza non soloè indice della presenza di particolato, ma è una conseguenzadella ionizzazione dell'aria per frizione lungo le condotte, che provocala cessione della carica alle particelle in sospensione e la loro precipitazione.Per minimizzare questo fenomeno, è conveniente utilizzare condottemetalliche connesse all'impianto di messa a terra dell'edificio, assicurandola continuità elettrica tra sezioni diverse della canalizzazioneeventualmente isolate da guarnizioni per mezzo di collegamenti con trecciain rame o cavo elettrico di sezione adeguata. E' possibile inoltre intervenireinstallando, nel tratto di condotta in prossimità delle bocchette,speciali dispositivi in grado di eliminare le cariche elettrostatiche permezzo di un campo elettrico alternato ad alta tensione, oppure generandouna carica di segno opposto che neutralizzi l'eccesso di ionizzazione (losfregamento nelle canalizzazioni ionizza l'aria positivamente; quindi l'aggiuntadi cariche negative ha un effetto neutralizzante). L'intervento piùcorretto e razionale consiste nell'installazione di filtri adeguati perbloccare il particolato, correggendo inoltre l'equilibrio ionico alteratocon emettitori elettronici di anioni (ioni negativi). E' da sottolineareche l'installazione di emettitori di anioni da soli, senza eliminare ilparticolato, ha un effetto deleterio: le particelle in sospensione vengonoprima neutralizzate, poi caricate negativamente provocandone comunque laprecipitazione sulle superfici degli ambienti. E' dunque assolutamentenecessario eliminare i grossi ioni inquinanti costituiti dal particolatoe dall'aerosol in sospensione, in modo da permettere la vita e la diffusionedei piccoli ioni utili a ricreare il corretto equilibrio elettrico ambientale.Nell'abiente esterno, come visto precedentemente, una situazione idealeè rappresentata da una concentrazione di circa 2000 piccoli ioniper centimetro cubo d'aria, con una leggera prevalenza di ioni negativi:per ricreare la stessa situazione negli ambienti chiusi, generalmente èindicata l'immissione di quantità calibrate di ioni negativi, percontrastare l'eccesso di ioni positivi provocato dallo sfregamento dell'ariasulle superfici (vetro, plastica) e dall'utilizzo in ambiente di macchinead alta tensione positiva (televisori, monitor per computers, videoterminali,fotocopiatrici e stampanti laser). Come nel caso dell'aria emessa dallebocchette, anche per l'atmosfera ambientale è indispensabile eliminaregli inquinanti che possono formare grossi ioni e precipitare sulle superfici,oppure essere respirati dagli occupanti. Con un progetto accurato, ovesia possibile, ciò può essere fatto per mezzo dell'impiantodi condizionamento canalizzato, dotato di filtri appropriati sull'ariaprimaria e di ripresa, nonchè di dispositivi generatori di anioni(ioni negativi), in prossimità delle bocchette di immissione. Dovenon si possa ricorrere all'impianto canalizzato, sarà indicato l'impiegodi appositi purificatori, in grado di aspirare l'aria carica di inquinantireimmettendola quindi nell'ambiente pura e bilanciata ionicamente, peril massimo confort degli occupanti. Meccanismo di formazione dei grandi e piccoli ioni secondoLangevin: le radiazioni ionizzanti agiscono sulle molecole dei gas atmosferici,provocando la formazione di una molecola ionizzata positivamente e di unelettrone. Quest'ultimo viene acquisito da una molecola neutra formandouna molecola ionizzata negativamente. Le molecole ionizzate formano i piccoliioni, i quali, aggregandosi a grosse particelle neutre in sospensione nell'aria(aerosol, particolato), formano i grossi ioni, detti di Langevin. I piccolie i grossi ioni negativi e positivi possono, ricombinandosi, originarepiccole e grandi particelle neutre.
Tipiche concentrazioni ioniche in ambienti e situazioni diverse: comesi vede, gli ambienti chiusi sono generalmente poveri di ioni, con unanetta prevalenza di ioni positivi. Significativo il fatto che il rapportoioni positivi / negativi in alcuni locali sia molto simile a quello dellaatmosfera pre-temporalesca, associata notoriamente a sensazioni di ansiae di disagio.  Lungo le canalizzazioni l'aria viene caricata positivamente per attrito;in questo modo vengono elettrizzate le particelle in sospensione che sidepositano in prossimità delle bocchette: inoltre vengono diffusiioni positivi in eccesso nell' ambiente. Per ovviare a questi inconvenienti,le condotte devono essere messe a terra, l'aria deve essere filtrata efficacementeed arricchita di ioni negativi prima dell'immissione nel locale.  In assenza di impianto canalizzato, per ripristinare un corretto equilibrioionico è necessario utilizzare un purificatore-ionizzatore in gradodi aspirare l'aria inquinata e reimmetterla nell'ambiente pulita ed arricchitadi anioni. Gli apparecchi più moderni attivano automaticamente laionizzazione solo dopo la completa rimozione del particolato.
G.W.K. King, Air ionization and itseffects on well being and stress and its biological effectcs, AIBC Bulletin,vol. 2, n° 2, American Institute of Biomedical Climatology, June 1989 G.R. Rager (a cura di), AA.VV., Problèmesd'ionisation et d'aero-ionisation, Maloine S.A. èditeur, Paris,1975  |
