Il benessere passa per l’aria

COV, VOC e SOV per le pavimentazioni di legno

COV, VOC e Un’atmosfera pulita e sana dipende da molti fattori, tra i quali il minor smog fotochimico dato dall’emissione di composti organici volatili presenti nei primer adesivi e nelle vernici impiegate nella realizzazione e nella finitura del parquet. In questo articolo andiamo a tratteggiare lo stato di fatto odierno su questo tema.

Cosa sono i COV i VOC e i SOV
Innanzi tutto, per capire le oggettive differenze tra gli acronimi COV, VOC e SOV nella tabella 1 riportiamo le terminologie ufficiali inserite nella Direttiva Europea 2004/42/CE del Parlamento Europeo e del Consiglio del 21 aprile 2004. È bene precisare che i COV, composti organici volatili, hanno sia origine naturale sia antropica (cioè realizzata dall’uomo). I composti organici volatili di origine naturale provengono dalle piante; i terpeni, per esempio, sono una famiglia di COV pressoché ubiquitaria nelle piante superiori e particolarmente presente in alcune specie come rosmarino, lavanda, menta, agrumi, prezzemolo, anice e camomilla. I COV sono prodotti e si accumulano in tutti gli organi della pianta (steli, foglie, gemme, fiori, semi, frutti, legno, radici), sebbene siano maggiormente presenti degli organi aerei. I COV di origine antropica sono, invece, molecole costruite dall’uomo utilizzando alcuni derivati dalla raffinazione del petrolio che consentono per esempio la produzione di solventi organici largamente impiegati nella produzione di vernici e inchiostri, nei trattamenti delle superfici (lavaggi, verniciature, stampe), nel rivestimento del cuoio e nella produzione di calzature, nella conversione della gomma, nell’estrazione di oli vegetali, nel settore della chimica farmaceutica e così via. Come in precedenza scritto, i composti organici volatili sono una serie di sostanze che contengono carbonio in miscele complesse che evaporano con facilità già a temperatura ambiente. Oltre al comune elemento di carbonio, i COV contengono anche almeno uno o più dei seguenti elementi: idrogeno, ossigeno, alogeni, zolfo, fosforo, silicio e azoto, mentre sono esclusi gli ossidi di carbonio e dei carbonati e bicarbonati inorganici. Sono COV anche tutti quei composti che alla temperatura di utilizzo abbiano una volatilità corrispondente alla pressione di vapore uguale o superiore a 0.01KPa cui appartiene la gran parte dei solventi utilizzati nei vari settori produttivi. L’importanza di conoscere il valore dei COV che possono essere rilasciati con il tempo è dovuta alla lunga lista di prodotti per l’edilizia e non solo in cui essi sono presenti, come per esempio: pavimentazioni a base legno, materiali a base legno (mdf,multistrati e pannelli di particelle), pitture e prodotti associati, pavimenti vinilici, moquette, controsoffitti, isolanti, porte e finestre, adesivi, mastici, colle, sigillanti e così via.

Perchè sono importanti e gli effetti sulla salute
L’emissione in atmosfera dei composti organici volatili concorre alla formazione del cosiddetto “smog fotochimico”, in altre parole a un fenomeno d’inquinamento, favorito dalla radiazione ultravioletta solare, che vede coinvolti, oltre ai COV anche gli ossidi di azoto, (provenienti da ogni combustione: traffico, riscalda mento, produzioni industriali, stoccaggio e distribuzione carburanti); tale fenomeno si evidenzia con la creazione di ozono nella troposfera, ovvero nella parte dell’atmosfera nella quale viviamo. Essi hanno notevole rilevanza con l’atmosfera e non con altri comparti ambientali perché la volatilità e i modi d’uso dei composti organici volatili determinano il destino degli stessi, che è necessariamente l’atmosfera. Usi dissennati di COV, come per esempio i versamenti di solventi esausti in corsi d’acqua o in pozzi perdenti, hanno tuttavia determinato nel passato anche inquinamento del suolo e delle acque, compromettendo significativamente acque destinate sia al consumo potabile sia all’utilizzo irriguo. L’esposizione ai composti organici volatili può provocare effetti sia acuti sia cronici sulla salute, effetti che vanno dall’irritazione agli occhi, naso e gola, al mal di testa, fino a danni a volte anche irreversibili al fegato, reni, sistema nervoso fino al cancro (provocato per esempio dal benzene, da vari idrocarburi aromatici policiclici e dalla formaldeide). Negli ambienti indoor, i composti organici volatili sono sempre presenti perché possono essere emessi da una gran quantità di prodotti: vernici, colle,mobili, tessuti, stampanti, prodotti di pulizia, fumo di tabacco, insetticidi, materiali da costruzione, e così via. Inoltre dall’esterno possono provenire i COV emessi da veicoli, industrie e attività agricole (pesticidi). Da rilevare che una certa quantità di composti organici volatili è liberata nell’aria anche naturalmente, soprattutto dalle piante (come per esempio i terpeni, composti chimici che danno anche il caratteristico profumo ai fiori). È evidente, comunque, che la pericolosità dei composti organici volatili di origine vegetale e animale è generalmente molto minore di quella dei COV prodotti dalle attività umane. I prodotti che contengono molti COV sono responsabili di emissioni si sostanze organiche in due fasi. Inizialmente, durante l’applicazione e l’essiccazione, se contengono solventi. Anche dopo la completa essiccazione pitture e vernici continuano a diffondere nell’ambiente una quantità più ridotta, ma ancora ben misurabile e avvertibile di sostanze volatili costituite da monomeri, plastificanti e altri additivi a basso peso molecolare. Queste emissioni possono durare anni, basti pensare a quante volte c’è capitato di riconoscere un odore caratteristico in un locale. Talvolta l’odore è così persistente nel tempo che chi vive o lavora in quel luogo non lo nota più. Ci si abitua, come a tutte le altre fonti dell’inquinamento.

Come abbattere i COV
Per abbattere la concentrazione dei VOC presenti negli ambienti confinati bisogna essenzialmente eliminarne le fonti principali, inoltre è sempre opportuno utilizzare prodotti e materiali con un basso contenuto di composti organici volatili. Nei limiti del possibile, si dovrebbero anche favorire la ventilazione e la frequente aerazione delle stanze, soprattutto se si stanno facendo le pulizie con prodotti che li contengono. Nel caso in cui non si riesca ad abbassare la concentrazione di questi inquinanti indoor con i metodi tradizionali, magari anche per la presenza di forti immissioni dall’esterno su cui non si riesce ad agire, allora si deve necessariamente operare cercando di purificare l’aria con metodi più tecnologici. Per far questo si possono utilizzare degli opportuni depuratori d’aria domestici, anche portatili, che sono in grado di ridurre la concentrazione di questi inquinanti in un tempo relativamente breve.

Come si misurano i COV e come sono espressi
I composti organici volatili (COV) sono qualsiasi composto organico che abbia a 293,15 K (20°C) una pressione di vapore ≥0,01 kPa e il contenuto di sostanze organiche volatili è solitamente espresso in grammi per litro. L’espressione VOC=0 definisce quei prodotti che, grazie a un contenuto già bassissimo di pochi grammi per litro di VOC nel prodotto pronto per l’applicazione, giungono al livello zero di emissioni dopo una breve essiccazione. È logico che il termine “zero” sia solo approssimativo e non è un valore scientificamente raggiungibile. Per emissioni zero s’intende poche parti per milione; ma la differenza tra prodotti VOC=0 e pitture e vernici normali è molto ben avvertibile da chiunque. I li- R miti nella normativa sui COV sono di varia natura. Sono previsti classici limiti al camino espressi in mg/Nm3; limiti per le emissioni diffuse, espressi in percentuale rispetto all’input di solvente; limiti per le emissioni totali espressi in percentuale sull’input di solvente, in quantità di solvente per unità di prodotto, in quantità di solvente per unità di superficie verniciata, ecc. Per le sostanze più pericolose i limiti in concentrazione sono legati al flusso di massa (espresso in g/h).

La direttiva europea
La Direttiva n 2004/42/CE del Parlamento europeo e del Consiglio del 21 aprile 2004 riguarda la limitazione delle emissioni di composti organici volatili dovute all’uso di solventi organici in talune pitture e vernici e in taluni prodotti per carrozzeria e recante modifica della direttiva 1999/13/CE. Questa direttiva mira a prevenire gli effetti nocivi sull’ambiente delle emissioni di composti organici volatili (COV) prodotte da solventi utilizzati nelle pitture e nelle vernici e nei prodotti per carrozzeria. Essa stabilisce limiti di contenuto di COV per questi prodotti.

Nell’allegato I (tabella 2) sono indicate le sottocategorie di prodotti e, solo i prodotti non superiori ai limiti di COV riportati nell’allegato II della Direttiva possono essere commercializzati sul territorio dai Paesi membri dell’Unione. Quando sono immessi sul mercato, questi prodotti devono recare un’etichetta. È compito degli Stati membri istituire un sistema di monitoraggio per verificare il contenuto di COV dei prodotti contemplati dalla Direttiva. Gli Stati membri designano l’autorità competente responsabile del rispetto delle disposizioni, cosicché anche un sistema di sanzioni effettive, proporzionate e dissuasive deve essere previsto per i casi di violazione. L’articolo 3 della Direttiva detta i requisiti e così al comma 1 in dettaglio recita: “Gli Stati membri provvedono affinché i prodotti di cui all’allegato I siano immessi sul mercato nel loro territorio a partire dalle date stabilite nell’allegato II solo se hanno un contenuto di COV non superiore ai valori limite fissati nell’allegato II e se sono conformi all’articolo 4. Per determinare la conformità ai valori di contenuto massimo di COV di cui all’allegato II, si impiegano i metodi ana litici di cui all’allegato III. Per i prodotti di cui all’allegato I cui devono essere aggiunti solventi o altri componenti contenenti solventi affinché siano pronti all’uso, i valori limite di cui all’allegato II si applicano al contenuto di COV del prodotto pronto all’uso.

Inquinamento atmosferico
L’impatto ambientale è dovuto alle emissioni dei composti organici volatili (COV), in quanto presenti nel prodotto verniciante pronto all’uso e derivante da diluenti utilizzati nelle fasi di lavaggio. I solventi sono quelli più volatili a temperatura ambiente. Tali sostanze emesse direttamente in atmosfera partecipano a reazioni che producono il fenomeno dello smog fotochimico. I composti organici volatili e gli ossidi di azoto (NOX) sono i principali responsabili della formazione, sotto l’influenza della luce solare, degli ossidanti fotochimici tra i quali il più noto è sicuramente l’ozono. La reattività dei composti è di notevole importanza per lo studio di tali fenomeni in termini di tempo e luogo. Le reazioni fotochimiche possono avvenire su scale molto diverse: i COV più reattivi reagiscono velocemente (poche ore) vicino al punto di emissione, mentre quelli meno reattivi sono invece trasportati più lontano prima che avvenga la reazione. È possibile contenere il rischio ambientale utilizzando prodotti a basso contenuto di solventi che, associati a sistemi di applicazione a elevata efficienza di trasferimento, possono permettere una netta riduzione dei solventi emessi e dei residui dispersi nell’ambiente.
I prodotti a basso contenuto di solvente sono: prodotti vernicianti ad alto solido, polveri termoindurenti e prodotti vernicianti idrosolubili.
• I prodotti vernicianti ad alto residuo solido presentano un basso contenuto di sostanze volatili all’atto dell’applicazione. In commercio esistono prodotti ad alto solido con diverse caratteristiche e modi d’uso: ad aria, a forno, monocomponenti, bicomponenti e antiruggini. Per ognuna di queste tipologie si utilizzano i diversi polimeri aventi caratteristiche di bassa viscosità ad alto residuo secco, notevole viscosità a piccoli incrementi di temperatura, facilità di “taglio” anche con solventi “blandi”, caratteristiche applicative e di polimerizzazione ottimali e caratteristiche finali paragonabili a quelle dei prodotti convenzionali. Altra caratteristica è la maggiore resa di verniciatura (mq di supporto verniciato con 1 Kg di prodotto verniciante) rispetto ai prodotti vernicianti classici, quindi una maggiore riduzione delle emissioni in atmosfera.
• Le polveri termoindurenti presentano una totale assenza di solventi organici, quindi rappresentano la migliore soluzione per eliminare l’emissione di solventi in atmosfera. Possono essere di diversa natura: epossidiche, poliestere, eso-poliestere, poliuretaniche. Le polveri termoindurenti per polimerizzare hanno bisogno di temperature elevate, circa 200 °C. Le superfici da verniciare necessitano di un pretrattamento, in quanto questa fase condiziona notevol- mente il risultato finale relativo all’aderenza e alla resistenza alla corrosione.
• I prodotti vernicianti idrosolubili (come quelli utilizzati per verniciare le pavimentazioni a base di legno e parquet) sono quelli ove la parte di legante è costituita prevalentemente da acqua. Ci si basa sul principio di introdurre nei polimeri strutture tali da permettere la loro solubilizzazione o dispersione in ambienti acquosi. È possibile disporre di leganti di questo tipo nel campo delle resine alchidiche, acriliche ed epossidiche. Nella preparazione dei prodotti vernicianti idrosolubili è presente, oltre all’acqua, una ridotta percentuale di co-solventi organici (dal 2 al 12%). I prodotti idrosolubili sono utilizzati anche in cicli di verniciatura misti, un prodotto verniciante ad acqua come fondo e una vernice a solvente per la copertura finale. Anche il sistema di applicazione dei prodotti vernicianti può contribuire a ridurre le emissioni di sostanza organica volatile in atmosfera. Normalmente l’applicazione dei prodotti vernicianti è eseguita su pezzi in precedenza trattati distribuendo una “prima mano” di vernice speciale, coprente, protettiva, poi lo strato per la copertura finale.

Nuovi scenari
Stiamo registrando negli ultimi anni una maggiore sensibilizzazione da parte dei soggetti interessati nell’accogliere le nuove disposizioni. Infatti, mentre negli anni passati erano solo i colorifici a proporre i propri prodotti a basso impatto ambientale, spesso senza successo anche a causa di una certa diffidenza da parte degli utilizzatori, oggi siamo testimoni di un’inversione di tendenza, poiché sono sia i progettisti che gli stessi utilizzatori che richiedono prodotti in grado di consentire il rispetto delle nuove normative a basso impatto ambientale. Per assecondare queste richieste si assiste a uno sforzo dei tecnici delle aziende specializzate nel realizzare e mettere a punto una gamma sempre più ampia di prodotti sia primer che adesivi e prodotti vernicianti della rifinitura alternativi affidabili per garantire a chiunque una pavimentazione lignea non solo esteticamente gradevole ma anche a basso imbatto ambientale e che rispetta la natura.