AIR INDOOR AIR QUALITY CONTROL

Nell’immaginario collettivo l’Auto è una piccola bomboniera pulita che si muove in un ambiente inquinato e sporco. In realtà se da un lato l’auto è fonte di inquinamento esterno ( outdoor) è anche sede e fonte di inquinamento indoor ossia nell’abitacolo.

GLI INQUINANTI INDOOR
Il nostro interesse per la qualità dell’aria respirabile nell’abitacolo della vettura (Car Indoor Air Quality) deriva dal fatto che la vettura è ormai la nostra terza residenza dopo l’ambiente di lavoro ed il domicilio. In essa si trascorrono almeno 1-2 ore al giorno, vi si fuma e si svolgono attività conciliabili con la guida. Tuttavia presenta alcune caratteristiche indicate nella Tab. 1.
L’abitacolo delle automobili è un ambiente chiuso e molto piccolo. Se non viene ben aerato, nel giro di pochi minuti si riempie di varie sostanze nocive, come anidride carbonica (CO2), monossido di carbonio (CO), anidride solforosa (SO2), ossidi di azoto (NOx), acido solforico (HSO), benzene(C6H6) e così via. Inoltre, il rinnovo dell’aria avviene quasi sempre (a meno di trovarsi su strade d’alta montagna) da fonti inquinate (le prese d’aria delle auto sono messe sulla parte davanti del veicolo e sono quindi particolarmente esposte ai gas di scarico delle automobili che ci precedono e ci affiancano).

70% anidride carbonica
30% sostanze volatili e gassose (anidride solforosa, ossidi di azoto, acido solforico, benzene, cloro libero, calcio ionizzato, acido solfidrico, sodio, ferro, zinco, piombo, manganese, cromo, vanadio, rame, benzopirene, nickel, cadmio, titanio, molibdeno, bismuto, antimonio, berillio).

Ripartizione delle sostanze nocive nell’abitacolo chiuso di fumatori (percentuali)40% anidride carbonica 30% monossido di carbonio 30% sostanze volatili e gassose (anidride solforosa, ossidi di azoto, acido solforico, benzene, cloro libero, calcio ionizzato, acido solfidrico, sodio, ferro, zinco, piombo, manganese, cromo, vanadio, rame, benzopirene, nickel, cadmio, titanio, molibdeno, bismuto, antimonio, berillio)
nell’abitacolo durante un rifornimento (della durata di circa 3 minuti), bisogna tenere accesa al massimo la ventola dell’impianto di areazione per almeno 15 minuti.80% benzene 10% anidride carbonica 10% sostanze volatili e gassose (anidride solforosa, ossidi di azoto, acido solforico, cloro libero, calcio ionizzato, acido solfidrico, sodio, ferro, zinco, piombo, manganese, cromo, vanadio, rame, benzopirene, nickel, cadmio, titanio, molibdeno, bismuto, antimonio, berillio) Queste percentuali si riferiscono a un rifornimento effettuato con tutti i finestrini aperti. A finestrini chiusi la situazione rimane quella illustrata dal grafico n. 1. Dal 1° luglio 2000, per legge, tutte le pompe di benzina dovrebbero essere dotate di un sistema di recupero dei vapori di benzene, capace di ridurne del 90% le emissioni. Attualmente il 60% dei distributori di carburante si è già adeguato alla norma (le nuove pompe si riconoscono per i tubi delle pistole un po’ più grandi e per una spia luminosa con la scritta “Vapor Recovery”).

Gia’ mediamente ogni 100 km entrano nell’auto 100g di polvere, che coagula materiale minerale da car exaust,materiale organico ed inorganico. Le sostanze “sporche” che si annidano nell’abitacolo di un’auto sono: sostanze vegetali (spore, frammenti di foglie), inorganiche (polvere, fibre di tessuti silicio, quarzo, pietrisco, pollini, polveri minerali, sabbia sahariana e persino micrometeoriti,(Fig.4), il tutto a diverso diametro di massa, piu’ o meno grande sempre comunque respirabile. Sono anche presenti sostanze organiche (cellule desquamate della cute umana o animale, peli, forfora o feci di acari, virus, batteri, bacilli, funghi, derivati inorganici come frammenti di piante, spore fungine, insetti capelli umani, peli di gatto o di cane) che si sommano ai gas le cui molecole coagulano altri detriti.(Fig.5).
In buona sostanza: 60% di materiale solido con Diametro Aerodinamico Massa (DAM) superiore a 35-40 micra contenente sostanze organiche, inorganiche e agglomerati + 40% di materiale vario agglomerato ai gas residui car exaust ( NO2, SO2, benzene, aldeidi e formaldeide).
Tuttavia l’evoluzione della ricerca ha consentito di esplorare nuovi campi, quelli della fisica applicata all’ambiente confinato, come appunto l’auto. Appare superata l’attenzione ai soli inquinanti, esiste anche la possibilità che modificazioni della fisica dell’aria nell’abitacolo possano essere altrettanto nocive.
L’idea che la vettura debba essere confortevole anche in funzione della sicurezza,è tutto sommato recente,da quando l’abitacolo, mono-,bi-,o plurivolumetrico,da contenitore per trasporto, è divenuto casa-viaggiante. Se all’abitacolo fosse stata dedicata l’attenzione di cui ha goduto la parte motoristico-tecnica, oggi saremmo ancora più avanti nel campo della sicurezza che è largamente influenzata dalle condizioni in cui il guidatore si trova. Temperatura,umidità,visibilità condizionano la qualità dell’aria respirabile nell’abitacolo specie quando in questo volume “indoor” confinato si trascorrono ore di trasferimento,talvolta fino a 2-3 che sono poi il 10% dell’intera giornata od il 20% di quella lavorativa. In macrocalcolo, si trascorre in auto ben 1 mese l’anno.
Anche il concetto di confort deve essere rivisitato. Da optional per pochi, di qualche anno addietro, sta diventando elemento essenziale e connaturante la sicurezza stradale. Questo concetto nasce dalla collaborazione con la medicina al servizio del mondo dell’auto che ha rivalutato, in funzione della sicurezza attiva, la cenestesi del guidatore. Ciò indica che esiste una relazione diretta tra condizione psico-fisica del driver e performance, e, tanto migliori queste, tanto minori i rischi di crash. Quindi per transitività ne deriva che il confort rende piacevole il viaggio, lo star bene del driver e diventa anche parametro indispensabile nella prevenzione del rischio.
Grande attenzione va dedicata alla temperatura che, nell’abitacolo, dipende da quella esterna ma anche dal numero di passeggeri:in inverno la superficie vetrata viene appannata dalla traspirazione di quattro passeggeri in tempi rapidissimi mentre con il solo guidatore dopo una o due ore. Ciò è dovuto alla produzione polmonare di vapore acqueo a 37ø e di anidride carbonica (CO2) nella misura che va da di 350 a 450 litri/ora/pro capite. Ne consegue che l’abitacolo necessita di ricambio dell’intero volume ogni ora con 1 passeggero,ogni 30 minuti con due e così via.
Per quanto dispositivo ideale per regolare la temperatura interna in funzione delle esigenze individuali,il climatizzatore deve ancora essere perfezionato:quello ideale,ad esempio,dovrebbe essere dotato di igrometro per il controllo dell’umidità relativa. Su di essa la climatizzazione agisce subito,riducendola del 20-30% sin dai primi 10-15 minuti di applicazione,ciò che in certi casi è una caduta verticale dell’umidità d’aria respirabile. Se da un lato se ne consiglia l’uso anche in inverno per questo motivo,è vero anche che la sottrazione di umidità deve avvenire nell’abitacolo in modo controllato perchè la ventilazione secca,utile in periodo invernale e gradevole in estate può rivelarsi potenzialmente nociva per le vie respiratorie, (Fig.6).

UMIDITÀ

È noto infatti che l’aria fredda secca,irritante per le via bronchiali,evoca tosse nel soggetto sano e crisi d’asma nel bronchitico e nell’ asmatico. Fenomeno parimenti negativo si verifica al livello del naso che, vasodilatandosi, dà la sensazione di “chiusura”. In effetti anche il soggetto sano,esposto alla respirazione di aria fredda,quanto meno starnutisce (espirazione esplosiva da stimolazione nasale riflessa). La soluzione,già intravista in laboratorio,è quella umidificare l’aria fredda che si inala,quindi l’igrometro è considerato dispositivo essenziale per una corretta climatizzazione.
Esiste dunque la possibilità che l’automobilista,affetto da bronchite cronica o da asma bronchiale,essendo spesso sudato ed accaldato anche per la sua stessa malattia,attivando il climatizzatore,possa avere fenomeni di broncospasmo o comunque malessere respiratorio con notevoli rischi. Pertanto è utile verificare in laboratorio specializzato la risposta bronchiale e nasale al freddo qualora il soggetto voglia acquistare o utilizzare,se ne è già in possesso,un’auto dotata di climatizzatore. Ma va menzionato che la climatizzazione,così efficace sulla temperatura ed umidità,in genere poco offre sulla ottimizzazione della temperatura stessa. Come si vede dalla TAB. 2, il freddo, ancorché secco ossia deprivato di umidità, comporta la riduzione della clearance mucociliare, quel fenomeno fisiologico che consente di trasferire all’esterno le secrezioni nasali e bronchiali che si formano in continuazione, anche nel soggetto in pieno benessere. La riduzione della clearance mucociliare è fenomeno fastidioso nel soggetto sano chè lo costringe a tossire o soffiarsi il naso ed ancor più nel bronchitico-rinitico per un’accentuazione dei suoi principali sintomi.

L’aumento dell’umidità relativa per sé non costituisce fattore negativo, specie d’estate quando non si verifica in genere il fenomeno dell’appannamento delle superfici vetrate che è più frequente in periodo invernale. L’aumento della umidità relativa riduce la possibilità che si vada incontro a fenomeni respiratori sfavorevoli quali il broncospasmo o lo starnuto più frequenti con l’aria secca.
È piuttosto la riduzione dell’umidità legata in genere all’uso del climatizzatore che favorisce i fenomeni ora riferiti. L’impiego del climatizzatore comporta alcune precauzioni:
• non entrare nell’auto già climatizzata ma “climatizzarsi” con essa, in modo da evitare bruschi gradienti termici;
• tenere in auto, visto che quelle attuali non ne sono disposte, un contenitore di acqua da porre sul pavimento della vettura la cui evaporazione limiterà la riduzione igroscopica;
• disporre il flusso aereo freddo nella direzione “floor” in modo da raffreddare prima il pavimento che è più caldo e limitare il flusso aereo convettivo che sale verso il tetto dell’abitacolo ;
• nel caso il guidatore o qualcuno dei passeggeri sia asmatico o rinitico, portare sempre in auto qualche bomboletta spray di broncodilatatore o di cortisonico ad uso nasale; la premedicazione limiterà la tosse che può indurre l’attacco di asma e lo starnuto o la lacrimazione, espressivi di attacco rinitico;