Purificatore d'aria a fotocatalisi: soluzione o minaccia?

Che cos'è la fotocatalisi?

La fotocatalisi è la decomposizione e la degradazione degli inquinanti mediante l'azione dei raggi luminosi sulla superficie di un catalizzatore, generalmente il biossido di titanio (TiO2). Permette di eliminare i COV, gli inquinanti inorganici e i microrganismi. Il processo finale produce acqua e anidride carbonica.

In pratica, un purificatore d'aria a fotocatalisi si basa su tre elementi che agiscono insieme: un fotocatalizzatore (il più delle volte biossido di titanio, TiO2), una sorgente di luce UV per attivarlo e un flusso d'aria che porta gli inquinanti sulla superficie del catalizzatore. Quando i fotoni UV colpiscono il TiO2, generano in superficie specie ossidanti altamente reattive, come i radicali ossidrile. Questi radicali attaccano le molecole organiche che entrano in contatto con il catalizzatore e, idealmente, le scompongono passo dopo passo in anidride carbonica e acqua.

La parola chiave è idealmente. Questa ossidazione completa avviene solo quando tutte le condizioni sono giuste: energia UV sufficiente, tempo di contatto sufficiente, un catalizzatore nuovo e un carico di inquinanti gestibile. Quando la reazione si ferma a metà - cosa frequente in una stanza reale - l'inquinante non viene completamente mineralizzato, ma trasformato in composti intermedi che possono essere altrettanto nocivi, o più nocivi, della molecola di partenza.

L'efficacia del purificatore a fotocatalisi non è dimostrata

La maggior parte dei produttori di purificatori a fotocatalisi afferma che i loro apparecchi eliminano il 99% di tutti i COV, IPA, virus e batteri fino a una dimensione di 0,01 µm. Numerose ricerche condotte in laboratorio confermano le proprietà depurative di questa tecnologia. Ma i test in condizioni reali mettono in discussione tale efficacia. Secondo l'ADEME, la fotocatalisi è efficace solo a determinate condizioni. Gli esperimenti rivelano forti scarti di prestazione a seconda delle miscele di inquinanti e dei flussi d'aria testati.

In condizioni reali, l'efficacia dei purificatori a fotocatalisi dipende da numerosi fattori:

• Le condizioni ambientali: temperatura e umidità
• I parametri delle lampade: potenza, spettro (UV-A, UV-C)
• La natura del catalizzatore
• L'usura del fotocatalizzatore
• Il numero di passaggi dell'aria da trattare sulle superfici attive
• La natura e la concentrazione degli inquinanti presenti

Nel suo parere del maggio 2022 sulla depurazione dell'aria interna mediante fotocatalisi, l'agenzia francese ADEME è giunta a una conclusione prudente: alcuni dispositivi hanno mostrato efficacia in test di laboratorio che simulano condizioni realistiche, ma le conoscenze attuali non permettono di garantire questa efficacia in tutte le condizioni d'uso reali. Il rapporto evidenzia scarti di prestazione che dipendono dalla miscela di inquinanti e dal flusso d'aria. Ancora più significativo: per i COV leggeri come formaldeide, acetaldeide e acetone, le concentrazioni testate spesso sono cambiate poco dopo il trattamento - e in alcuni casi sono aumentate.

La sicurezza della fotocatalisi messa in dubbio dagli esperti

Il più delle volte i produttori usano il biossido di titanio (TiO₂) come catalizzatore. È noto per agire su COV, gas, odori, muffe, funghi e persino batteri e virus. Secondo l'Agenzia internazionale per la ricerca sul cancro, il biossido di titanio è anche un cancerogeno. I risultati di studi su animali (IARC, 2006 e Yamashita et al, 2011) indicano che il biossido di titanio provoca il cancro ai polmoni e ostacola lo sviluppo del feto.

Soprattutto, i meccanismi di degradazione producono sottoprodotti pericolosi. È difficile garantire che la reazione fotocatalitica sia completa. I fattori elencati possono portare a una reazione parziale e all'emissione di sottoprodotti tossici. Tra questi, chetoni e aldeidi, che hanno proprietà irritanti e tossiche.

Queste preoccupazioni trovano eco nelle agenzie pubbliche. Nella sua valutazione del 2017 sui dispositivi di depurazione dell'aria basati su catalisi e fotocatalisi, l'agenzia francese ANSES ha concluso che i dati scientifici disponibili non erano sufficienti a dimostrare né l'efficacia né la sicurezza di questi dispositivi in condizioni reali d'uso. L'ANSES ha segnalato due rischi specifici: la possibile emissione di nanoparticelle da parte del materiale fotocatalitico, in particolare con l'invecchiamento, e la formazione di sottoprodotti di reazione che possono essere più nocivi degli inquinanti trattati. Gli studi che analizzano i purificatori a ossidazione fotocatalitica hanno identificato la formaldeide e l'acetaldeide come i sottoprodotti più comuni.

Come si confronta un purificatore a fotocatalisi con le altre tecnologie

Messa in prospettiva, la fotocatalisi è una delle diverse opzioni, ognuna delle quali mira a un tipo diverso di inquinante. La tabella seguente riassume come si confronta con i purificatori a filtro e con la ionizzazione, in base ad alcuni criteri semplici.

Il confronto rende chiari i compromessi. Contro i gas e i COV, nessuna tecnologia di trattamento dell'aria sostituisce la riduzione delle fonti e l'aerazione della stanza. Contro le particelle - polvere, pollini, spore di muffa, particelle che trasportano batteri o virus - una tecnologia focalizzata sulle particelle, come un purificatore d'aria senza filtro, è la risposta adeguata. Gli ionizzatori TEQOYA agiscono solo su questo inquinamento particellare, per precipitazione elettrostatica e senza alcuna reazione chimica, quindi non generano sottoprodotti gassosi. Non rivendichiamo alcuna azione contro la formaldeide, i COV o altri gas: semplicemente non è il compito di uno ionizzatore.

Per saperne di più, consigliamo vivamente la lettura dell'articolo di Corinne Mandin e Séverine Kirschner del CSTB.

Domande frequenti