Bonifica di edifici in legno contaminati
I conservanti del legno tossici inquinano numerosi edifici in Svizzera. Lo smaltimento è difficile e molto costoso. Il Fraunhofer IBP ha ora sviluppato un processo che consente di preservare il tessuto dell'edificio e di rimuovere i contaminanti sia dal legno che dall'aria.
In Svizzera ci sono migliaia di edifici contaminati da conservanti del legno tossici. Fino a ben oltre gli anni '80, questi agenti venivano utilizzati per proteggere il legno dalle infestazioni di funghi e insetti. In particolare, nelle formulazioni venivano utilizzati il lindano e il pentaclorofenolo (PCP). Tuttavia, queste sostanze, destinate a combattere gli insetti, si sono rivelate cancerogene e neurotossiche per l'uomo.
Ancora oggi inquinano l'aria degli edifici svizzeri. Sebbene queste sostanze siano state vietate in Svizzera dal 1989, sono altamente volatili. Ciò significa che i loro vapori possono essere rilevati ancora oggi in molte case. "È come per l'amianto: gli agenti sono stati utilizzati a tonnellate e continuano a inquinarci ancora oggi", spiega Adrian Nussbaumer, diagnosta degli edifici presso l'ingna-Ingenieurbüro für Nachhaltigkeit, che da decenni si occupa di inquinanti indoor.
Rifiuti pericolosi costosi
Secondo Nussbaumer, il problema principale è che i conservanti del legno sono stati spesso utilizzati in ambienti interni. Poiché quest'ultimo è più ermetico rispetto all'esterno, nell'aria degli ambienti interni sono state e vengono talvolta riscontrate concentrazioni molto elevate di inquinanti.
"Se si devono smantellare strutture in legno così contaminate, sorgono immediatamente questioni relative alla salute e alla sicurezza sul lavoro e al corretto smaltimento. Questo tipo di legno può essere smaltito in un impianto di incenerimento di rifiuti pericolosi, ma ciò comporta costi elevati", spiega Nussbaumer. Anche lo smaltimento non è un passo auspicabile in termini di protezione dei monumenti.
La tecnologia CycloPlasma dovrebbe ora fornire una soluzione al problema. È stata sviluppata dai ricercatori del Fraunhofer IBP di Valley (Germania). Il metodo può essere utilizzato per rimuovere inquinanti pericolosi senza lasciare residui o perdite di sostanza, in modo ecologico e sostenibile.
Una nuova formulazione di ciclodestrina incapsula le sostanze nocive
I ricercatori del dipartimento di Scienze dell'Ambiente, dell'Igiene e della Sensorialità e dell'unità di ricerca sui Beni Culturali stanno combinando la tecnologia di adsorbimento per disintossicare il legno e il processo al plasma per pulire l'aria interna dagli inquinanti già fuoriusciti. "Si tratta di un'innovazione rivoluzionaria, in quanto i residui di lindano e PCP non comportano più alcun rischio, nemmeno in ambienti chiusi", afferma Adrian Nussbaumer. Insieme a IBP, sta pianificando un progetto comune a Jona (SG): "La capriata del tetto di un edificio protetto deve essere ristrutturata. Il cliente vuole utilizzare i piani superiori come spazio abitativo. Naturalmente, questo è possibile solo se il legno non è più contaminato".
Per ottenere questo risultato, il materiale adsorbente viene applicato al legno come uno smalto. A questo scopo i ricercatori utilizzano le ciclodestrine (CD). Queste molecole sono in grado di catturare e legare inquinanti come il lindano e il PCP. Sono state scoperte un centinaio di anni fa e vengono utilizzate, ad esempio, nella bonifica dei terreni contaminati da metalli pesanti o petrolio.
"Le ciclodestrine sono catene di molecole di destrosio a forma di anello, ottenute per via enzimatica dall'amido. Le strutture ad anello costituite da catene di zucchero racchiudono il lindano e il PCP in una cavità e quindi li incapsulano completamente", spiega la dott.ssa Andrea Burdack-Freitag, vice capo dipartimento e responsabile del gruppo di analisi e tecnologia dei sensori applicati.
La scienziata e il suo team hanno formulato una nuova formula simile a un gel a partire dalle ciclodestrine, disponibili in polvere bianca. Il gel può essere applicato sul legno in modo non distruttivo. La texture incolore non modifica la struttura del legno ed è impercettibile sulla sua superficie. Non innesca la crescita di muffe, è atossico, incolore, biodegradabile e lavabile. "La formula penetra nei pori del legno, dove assorbe gli inquinanti come una spugna". A seconda della concentrazione degli inquinanti, questi rimangono legati nello strato di CD, spiega il ricercatore.
Se sono presenti troppe sostanze tossiche, non possono essere completamente assorbite dalla formulazione. Gli inquinanti in eccesso vengono quindi rilasciati nell'aria interna. È qui che entra in gioco la tecnologia al plasma. Un dispositivo al plasma che può essere fissato al soffitto, ad esempio, assorbe le sostanze nocive e le rende innocue. "Gli elettrodi nell'alloggiamento generano un gas al plasma attraverso il quale viene aspirato il flusso d'aria con gli inquinanti. Il gas al plasma decompone chimicamente il lindano e il PCP. Inoltre, i filtri a carbone attivo impediscono ai prodotti di degradazione gassosa di uscire dal dispositivo", spiega Burdack-Freitag.
Test nel museo all'aperto
I primi test di laboratorio sono stati completati con successo. La tecnologia viene ora testata nel sottotetto contaminato dello storico mulino di Thürlmühle, nel terreno del partner del progetto, il Glentleiten Open-Air Museum in Alta Baviera.
In questo processo di laboratorio è stato possibile abbattere completamente gli inquinanti esistenti e, nei test condotti nella Thürlmühle del Museo all'aperto di Glentleiten, la concentrazione di inquinanti è stata finora ridotta a un terzo di quella iniziale. Tuttavia, nei test precedenti la formulazione è stata applicata solo in modo sottile sulle superfici in legno visibili. Se lo smalto viene applicato più spesso, la concentrazione di inquinanti può essere ulteriormente ridotta.
Nel test a lungo termine, i ricercatori dell'IBP stanno ora verificando quanto a lungo lo strato di CD rimanga stabile e se non vi siano fuoriuscite di inquinanti nel lungo periodo.
Tecnologia per ristrutturatori e promotori immobiliari
La tecnologia dell'adsorbitore e del plasma può essere combinata a seconda del carico inquinante e delle dimensioni della stanza. "Le misure di risanamento si basano su un principio per così dire modulare. Abbiamo richiesto un brevetto per la nostra formulazione per il settore della ristrutturazione e dell'edilizia. È ipotizzabile anche il restauro di mobili e oggetti in legno", spiega lo scienziato. La soluzione potrebbe essere adatta anche ad altri materiali da costruzione, come calcestruzzo e massetti, a condizione che contengano anche lindano e PCP. Tuttavia, i test con potenziali partner industriali sono ancora in corso.
Questo articolo è stato pubblicato sulla rivista specializzata save 1/2024. qui La vostra copia campione.
