La possibilità di sviluppare processi e tecnologie innovative per purificare emissioni gassose di origine industriale o prodotte da veicoli ha un forte interesse ambientale. Un approccio importante a questo problema consiste nell'applicazione della fotocatalisi ovvero nell'uso di semiconduttori solidi in grado di ossidare sostanze inquinanti fino a completa mineralizzazione usando, a temperatura ambiente e pressione atmosferica normale, i reagenti più economici in assoluto e a impatto ambientale nullo quali la luce solare e l'ossigeno atmosferico.

In questo contesto la fotocatalisi applicata ai materiali di costruzione potrebbe trasformarsi in una soluzione molto interessante, tanto da diventare parte integrante della strategia mirante a ridurre l'inquinamento ambientale.
Proprio a tal fine si è preso in considerazione un sistema che prevede principalmente l’impiego di biossido di titanio (TiO2) nella forma di anatasio e cemento. Il biossido di titanio è uno dei materiali più comunemente utilizzati oggigiorno per la preparazione di diversi prodotti, dalle vernici ai cosmetici, anche se il tipo di biossido di titanio usato come pigmento in queste applicazioni, nella forma cristallografica rutilo, è differente da quello utilizzato come fotocatalizzatore, nella forma cristallografica anatasio. Il biossido di titanio anatasio è un semiconduttore che ha la capacità di attivare reazioni chimiche per mezzo della energia luminosa.

Una applicazione, ancora in fase di studio ma già sperimentata sia in laboratorio, sia "in situ", riguarda la possibilità di ridurre l'inquinamento urbano causato dagli ossidi di azoto (Nox) prodotti dai gas di scarico delle automobili, utilizzando materiali cementizi (pitture, pavimentazioni o masselli autobloccanti). In questo caso è stato verificato che il substrato cementizio ha una azione sinergica nei confronti del biossido di titanio, in quanto permette di assorbire quanto si forma dalla fotoossidazione dell'NO2.
Un esempio significativo di quanto sopra illustrato riguarda l’abbattimento degli NOx. Risultati estremamente interessanti sono stati ottenuti con procedure sperimentali messe a punto da esperti di fotocatalisi (CNR Ferrara), di qualità dell’aria (Centro di Ricerca di ISPRA e CNR di Roma) e di emissioni inquinanti da materiali (ITC-Istituto per le Tecnologie della Costruzione). Tali risultati, ottenuti da più laboratori indipendenti, dimostrano come sia possibile realizzare un abbattimento degli NOx da 300 ppb a 100 ppb in 40’, con un rapporto superficie-volume di 10. A Segrate (MI) l’applicazione del materiale fotocatalitico è stata effettuata su 220 m di una strada urbana, pari a circa 5000 m² di superficie (via Morandi). Tale sperimentazione risulta essere forse la più estesa prova sul campo per ottenere l’abbattimento di inquinanti.

La sperimentazione dell’attività del biossido di titanio per impiego ecologico ha portato anche alla realizzazione di diversi prodotti quali vetri autopulenti, materiali ceramici antibatterici e calcestruzzi faccia a vista bianchi capaci di conservare nel tempo le loro caratteristiche estetiche. In Giappone prodotti fotocatalitici di questo tipo sono commercializzati già da diversi anni.
L’efficienza del sistema fotocatalitico a base cementizia è stata provata con successo in laboratorio in Italia. I manufatti in cemento contenenti TiO2 sono stati trattati con inquinanti organici colorati e successivamente sono stati sottoposti ad irraggiamento. Cicli ripetuti hanno dimostrato che le superfici recuperavano il loro aspetto originario dopo il trattamento con la luce, indicando, quindi, che l’attività fotocatalitica del materiale rimane costante nel tempo.
Il calcestruzzo bianco fotocatalitico è stato utilizzato per realizzare i pannelli prefabbricati della chiesa "Dives in Misericordia" a Roma, progettata dall'architetto americano Richard Meyer e consacrata dal Cardinale Ruini il 26 ottobre scorso.
In Lombardia sono state verniciate con un rivestimento fotocatalitico diverse abitazioni e ambienti interni con risultati positivi di mantenimento del colore iniziale dopo circa 6 anni dal trattamento.
La Comunità Europea ha riconosciuto l’importanza di questa tecnologia ed ha finanziato un progetto di ricerca nel 2001 che vede la partecipazione di aziende di quattro paesi.

Per queste ragioni è particolarmente sentita l'esigenza di messa allo studio di norme nazionali relative alla fotocatalisi, sia per la disponibilità sul mercato di prodotti aventi attività fotocatalitica che per l'assenza a livello nazionale ed europeo di metodi normalizzati per la valutazione dell'efficienza fotocatalitica di tali prodotti.
La presenza di metodi normalizzati di riferimento consentirà una valutazione prestazionale dei prodotti e tornerà utile a stazioni appaltanti o committenza privata che volessero includerli nei loro capitolati contribuendo in questo modo all'ampliamento del mercato potenziale.

La Commissione "Prodotti e sistemi per l'organismo edilizio" ha istituito un Gruppo ad hoc che sta studiando metodi comuni che consentano di ottenere misure confrontabili delle proprietà e delle prestazioni di prodotti fotocatalitici diversi. Per ciascun metodo saranno individuati intervalli di attività e ciascun prodotto fotocatalitico potrà essere classificato in funzione dei risultati delle misure.

I metodi per ora allo studio sono tre:

• misura per la decomposizione di composti organici sulla superficie di prodotti fotocatalitici (anche semilavorati) realizzati con processi fotocatalitici;
• misura della degradazione di ossidi di azoto (NO ed NOx) in flussi gassosi convogliati su materiali fotocatalitici mediante chemiluminescenza;
• misura della degradazione di composti organici volatili (BETEX) in flussi gassosi convogliati su materiali fotocatalitici mediante metodo gascromatografico.

Natale Pimpinelli
Coordinatore del Gruppo ad hoc sulla fotocatalisi