la qualità dell`aria indoor - IBC Emilia

LA QUALITÀ DELL’ARIA INDOOR
Paolo Mandrioli
Paola De Nuntiis
Chiara Guaraldi
Istituto di Scienze dell’Atmosfera e del Clima - CNR
La conservazione preventiva nei musei: controllo e gestione degli ambienti e delle opere. Dalla teoria alla pratica.
Bologna, 18/05/2009
LA QUALITÀ DELL’ARIA INDOOR
L’inquinamento atmosferico è una delle principali cause
di danno per la salute umana e i materiali esposti sia
all’aperto che all’interno degli edifici delle città.
I centri urbani sono strutture tridimensionali, in grado di
intrappolare nell’interno degli edifici, le polveri, i vapori
e i gas. Le sostanze inquinanti all’interno degli edifici
urbani, presentano dal 10 al 40% dell’inquinamento
esterno.
Anche i musei si trovano immersi
nell’aerosol urbano alla pari di tutte le
altre strutture e della stessa popolazione
che le utilizza.
Inquinamento atmosferico outdoor e indoor
Per quanto riguarda la conservazione dei beni culturali
presenti in musei, biblioteche e archivi, distinguiamo
inquinanti provenienti da sorgenti:
- esterne: ossidi di azoto, ossidi di zolfo, idrogeno
solforato e solfuro di carbonile (COS), ozono;
- interne: ossidi di azoto da stufe
a gas, anidride carbonica dalle
persone, ozono da fotocopiatrici
e stampanti, acido acetico, acido
formico e formaldeide dagli
allestimenti e dal mobilio.
Inquinamento atmosferico outdoor e indoor
I sistemi di filtrazione dell’aria ambiente sono efficaci
e producono aria pulita nelle sale e nei depositi, ma
non possono eliminare i vapori di acido acetico che
si trovano all’interno di vetrine e cassetti.
Spesso gli inquinanti “mancanti” in ambiente indoor
sono stati sottratti dall’atmosfera perché hanno
reagito sui materiali provocando danni.
Inquinamento atmosferico outdoor e indoor
Per poter valutare il rischio di danno occorre avere dati
di misure effettuate.
• I dati di inquinamento esterno generalmente sono
disponibili, spesso gratuitamente, presso le
amministrazioni comunali e provinciali.
• I dati di inquinamento interno debbono essere
invece misurati ad hoc.
Inquinamento atmosferico outdoor e indoor
Le tecniche di monitoraggio prevedono :
-
campionamento attivo con strumentazione costosa
che utilizza pompe per prelevare i campioni che
dovranno essere analizzati
-
campionamento passivo utilizza piccoli tubi con
sostanze che assorbono gli inquinanti e che
verranno analizzati in un secondo tempo.
Polveri Atmosferiche
Il particolato è una miscela di particelle solide e liquide
sospese in aria, che varia per dimensione,
composizione chimica e provenienza.
Il diametro delle particelle varia da 0,005μm a 100μm.
Minore è la dimensione più pericolose sono le polveri
che penetrano nei polmoni e producono effetti
dannosi alla salute.
Polveri Atmosferiche
Classificazione granulometrica
Polveri Totali Sospese (PTS) e
PM particulate matter
PM10 Ø < 10 μm
PM2,5 Ø < 2.5 μm
PM1 Ø < 1 μm
Polveri Atmosferiche
Polvere
Polvere
inorganica
antropica
Polvere
organica
geochimica
sintetica
vegetale
Attività industriali,
Traffico veicolare
…
Erosione del suolo,
Emissioni vulcaniche
…
naturale
animale
Polveri Atmosferiche
Negli ambienti confinati la
deposizione di particelle
avviene non solo per gravità
ed impatto, su superfici
orizzontali, ma soprattutto
per termoforesi e elettroforesi.
In questo caso le particelle
sono trasportate verso
la superficie avente
temperatura inferiore a quella
dell’aria circostante
Misura della polverosità e dei gas
La caratterizzazione dell’ambiente museale richiede altri
parametri oltre quelli prettamente microclimatici come
la misura della polverosità e dei gas.
La maggior parte di queste misure debbono essere
eseguite con operatore ma in un prossimo futuro
potranno essere gestite da centraline automatiche.
particelle
CO2
O3
Monitoraggio polveri: Museo
Considerevole concentrazione di polveri sospese rilevata, soprattutto
in prossimità della porta d’ingresso dovuta presumibilmente alla
circolazione d’aria proveniente dall’ingresso e all’accensione
prolungata del termoconvettore, che crea un conseguente ricircolo
di polveri.
Museo
> 0.3 micron
p/l
Esterno
Piano terra
Salone
250.000
180.000
115.000 ingresso
95.00 termoconvettore
85.000 centro
Sala 1
70.000
Sala 2
80.000
Sala 3*
170.000
* Moquette a pavimento
Monitoraggio polveri: Museo
Si suggerisce di:
• effettuare il controllo e la manutenzione dei filtri dei
termoconvettori, qualora attivi, con una frequenza
almeno semestrale.
• adottare tendaggi opportuni da installare in
corrispondenza dei passaggi fra sala e sala, al fine di
ostacolare il più possibile il flusso di aria e polvere che
normalmente giunge attraverso la porta d’ingresso ed
esce attraverso le aperture che dai soffitti comunicano
con il sottotetto.
• controllare le aperture delle finestre: esse debbono
rimanere prevalentemente chiuse per evitare nel
periodo estivo l’ingresso di polvere.
Bioaerosol
L’atmosfera viene generalmente caratterizzata
attraverso parametri fisici e chimici, ai quali
aggiungiamo i parametri biologici
biologici
fisici
chimici
Bioaerosol
L’aspetto biologico dell’atmosfera
riguarda essenzialmente l’aerosol
sotto forma di
• goccioline
• particelle
Bioaerosol
La circolazione dell’aerosol avviene, sensibilmente,
a differenti scale, a scala globale numerosi sono gli
eventi di trasporto atmosferico
Bioaerosol
Bioaerosol
m-3
Distribuzione dei
diametri idealizzata
per aerosol
•
•
•
•
•
urbano
rurale continentale
marittimo
sale marino
biologico
1010
108
106
104
BIOLOGICAL
102
100
Y concentrazione N/m3 aria
X raggio particella μm
10-2
10-2
10-1
100
101
102
Bioaerosol
Bioaerosol
L’Aerobiologia
è la disciplina scientifica
che si occupa dello studio dell’aerosol biologico in
ambiente outdoor e indoor
Bioaerosol: campionatori
•
Gravitazione
• posizionamento di una piastra Petri
con terreno colturale specifico
•
Aspirazione
• campionatore volumetrico per
identificazione morfologica delle
particelle (vitali e non vitali).
•
Aspirazione
• campionatore volumetrico per
identificazione delle colture delle
particelle vitali.
Polveri Atmosferiche
Carica microbica
Una importante misura che dovrebbe essere eseguita
periodicamente nelle sale e nei depositi dei musei è la
misura della carica microbica totale (fungina e
batterica) presente in aria, attraverso il campionamento
e l’analisi dei campioni in laboratorio (CFU/m3 d’aria).
Misura della corrosione dei metalli
I metalli esposti all’ambiente possono subire ossidazione
delle superfici.
Il monitoraggio della corrosione di oggetti di metallo può
essere eseguito con speciali campionatori passivi
della Purafil “corrosion classification coupons”
Corrosione dei metalli
Monitoraggio degli inquinanti
Per i Musei situati in aree a elevato inquinamento
atmosferico, come la pianura padana, è consigliato
un periodico rilevamento (4 volte l’anno) dei
seguenti inquinanti: ossidi di zolfo (SOx), ossidi di
azoto (NOx), ozono (O3), anidride carbonica (CO2).
Il monitoraggio dell’anidride carbonica (CO2) può
risultare importante in casi di sovraffollamento e
soprattutto in occasione di mostre temporanee.
Monitoraggio degli inquinanti
I risultati del monitoraggio non sono disponibili in
tempo reale, ad eccezione della CO2 (sensore
speciale collegato alle centraline microclimatiche).
In caso di superamento dei limiti di inquinamento
occorrerà mettere in atto procedure per ridurre il
carico di inquinanti atmosferici attraverso:
• rimozione frequente della polvere dagli oggetti
• riduzione degli scambi di aria fra esterno e interno
• filtrazione dell’aria circolante negli ambienti
Il trattamento dell’aria
La frequentazione sempre maggiore degli ambienti
museali e dagli archivi da parte di scuole,
organizzazioni e pubblico, associata all’aumento
dell’inquinamento atmosferico, richiedono un maggior
controllo della qualità dell’aria degli ambienti interni e
azioni per il miglioramento della stessa qualità
attraverso procedure che attuano la:
• regolazione della umidità relativa,
• rimozione delle polveri
• rimozione di gas inquinanti.
Regolazione della umidità
Occorre un impianto di climatizzazione predisposto
per l’umidificazione e la deumidificazione dell’aria o,
in mancanza dei questo requisito, macchine per la
sola deumidificazione.
L’umidificazione degli ambienti con apparecchiature
singole è possibile solamente per sale di ridotte
dimensioni.
Rimozione delle polveri (1)
La circolazione della polvere è condizionata dalla
circolazione dell’aria negli ambienti e dal tipo di
sistema di riscaldamento.
Con il riscaldamento a termosifone non vi è alcuna
possibilità di separare la polvere che circola assieme
all’aria calda.
Con il riscaldamento a termoconvettore la
circolazione dell’aria è forzata da ventilatori che
generalmente sono provvisti di filtri da cambiare
periodicamente. Non cercate di risparmiare !
Rimozione delle polveri (2)
La spolveratura periodica degli oggetti è senza
dubbio una pratica efficace per la manutenzione
degli oggetti ma anche per la rimozione della polvere
dagli ambienti. Non sottovalutarne l’importanza!
Le macchine per l’aspirazione della polvere
eliminano la polvere grossolana ma rimettono in
sospensione per tempi lunghi la polvere fine.
Lavaggio dei pavimenti: fino a quando il pavimento è
bagnato impedisce la risospensione della polvere,
ma genera una consistente quantità di UR.
Pulizia con macchine lavapavimenti: è certamente la
miglior soluzione, se non sono presenti moquettes o
sbarramenti sul pavimento.
Rimozione degli inquinanti
E’ una procedura complessa e costosa che richiede
impianti utilizzati negli ambienti industriali.
Lavaggio dell’aria ambiente applicabile per ambienti di
piccole dimensioni, es. piccoli depositi.
La soluzione più economica ed efficace consiste nella
limitazione degli scambi di aria fra esterno e
interno e nella filtrazione dell’aria circolante.
Adottare bussole e doppie porte per evitare l’ingresso
diretto di aria esterna.
Comfort umano e conservazione
Il museo non ospita solo opere ma anche persone, con
ruoli diversi: lo staff e i visitatori, che percepiscono
diversamente le stesse condizioni microclimatiche.
La velocità dell’aria nei diversi ambienti può provocare
disagio quando supera certi valori (> 0.25 m/s).
Suggerire o fornire un tipo di abbigliamento idoneo al
personale di sorveglianza.
Predisporre con il gestore dell’impianto di climatizzazione
le specifiche di esercizio dell’impianto finalizzato alla
buona conservazione delle opere presenti nel museo.
Comfort umano e conservazione
Vigilare per il rispetto del mantenimento delle condizioni
termoigrometriche negli ambienti museali suggerite
dalle norme.
Vigilare sulle manovre arbitrarie di modificazione della
regolazione prestabilita di riscaldamento.
Vigilare sulla arbitraria apertura di finestre e porte,
soprattutto d’estate.