Ogni giorno ci sono più notizie legate all’inquinamento atmosferico nelle città in cui viviamo. È un problema che riguarda non solo le grandi città dove c’è un volume significativo di automobili e industrie, ma anche le piccole e medie città dove sono presenti altre condizioni climatiche.
L’ONU stima che tra i 6 ei 7 milioni di persone muoiono prematuramente ogni anno a causa dell’inquinamento. E che il 90% della popolazione mondiale respira aria inquinata.
L’inquinamento atmosferico è un problema globale che dobbiamo affrontare insieme e da tutti i fronti possibili.
Come eliminare l’inquinamento nelle città
Il modo migliore per eliminare l’inquinamento nelle città è non produrlo. Ciò implica ridurre al minimo tutte le attività che producono inquinamento, principalmente a causa dell’uso di combustibili fossili.
Le misure includerebbero la limitazione dell’uso dei veicoli privati e il favorire il trasporto collettivo, la promozione di progetti di miglioramento abitativo per realizzare case più efficienti che consentano un minor consumo di energia senza perdere il comfort e l’aggiornamento dei sistemi di climatizzazione.
Tutte queste azioni sono auspicabili per ottenere aria pulita, ma sono destinate al fallimento poiché o sono costose e non è mai il momento giusto per fare l’investimento o semplicemente non si adattano al nostro ritmo di vita. Insomma, non c’è abbastanza consapevolezza tra i cittadini o le autorità al riguardo.
Principali inquinanti nell’aria urbana
I principali inquinanti atmosferici sono monossido e biossido di carbonio, gas di azoto, meglio conosciuti come NOₓ, ozono troposferico, anidride solforosa, piccole particelle di dimensioni inferiori a 10 e 2,5 micron (PM10 e PM2,5) e idrocarburi.
Quel berretto grigio o arancione che si vede sulle grandi città mentre ci avviciniamo è il modo in cui l’inquinamento atmosferico negli ambienti urbani si presenta davanti ai nostri occhi.
Ma possiamo fare qualcosa per purificare l’aria nelle città senza cambiare il modo in cui viviamo?
La risposta è si. Esiste una tecnologia che permette di ridurre al minimo alcuni inquinanti che si concentrano nelle città (principalmente gas di azoto e idrocarburi) e che utilizza il sole come fonte di energia: si chiama fotocatalisi.
La fotocatalisi consiste nell’eseguire determinate reazioni chimiche in cui il reagente è il contaminante stesso, che viene degradato dalla presenza di un fotocatalizzatore (semiconduttore) e dal sole. Possiamo usarlo per purificare l’aria nelle città durante il giorno.
Fotocatalisi: come funziona?
Questa tecnologia si basa sullo sviluppo di una serie di materiali detti semiconduttori che, quando entrano in contatto con l’inquinante e ricevono la luce solare, ne provocano la scomposizione in altri componenti.
Un aspetto importante da tenere in considerazione è come questo materiale agisce su uno specifico contaminante, ovvero l’efficienza che ha per eliminarlo e purificare l’aria. Ma ancora più importante è determinare quali sono gli altri composti in cui si trasforma il contaminante.
Vediamolo con un esempio. Il monossido di azoto (NO) è un inquinante altamente tossico. Quando tentiamo di eliminarlo per fotocatalisi, a seconda del materiale semiconduttore che utilizziamo, otterremo una degradazione totale in nitrato (NO₃-), che è innocuo, o una degradazione parziale in biossido di azoto (NO₂), che è quattro volte più inquinante di prima l’anidride carbonica. Quando il degrado è completo, si dice che il materiale è selettivo. Pertanto, non è solo l’efficienza del materiale utilizzato ad essere importante, ma anche quanto sia selettivo.
Il materiale più utilizzato è il biossido di titanio, ma presenta diversi inconvenienti. Il principale è che sfrutta solo il 4% della luce che ci raggiunge, poiché funziona solo con la frazione ultravioletta della radiazione solare.
Tuttavia, oggi c’è un grande interesse da parte della comunità scientifica per lo sviluppo di materiali alternativi al biossido di titanio. In questo senso, i gruppi di ricerca FQM 175 e 214 dell’Università di Córdoba collaborano allo sviluppo di nuovi materiali, più economici, sostenibili, con la possibilità di lavorare con l’intero spettro solare e con comportamenti molto migliori sia dal punto di vista vista di efficienza e selettività.
Stanno lavorando con doppi idrossidi lamellari studiati su misura per ogni applicazione. Questi materiali, noti anche come composti di tipo idrotalcite, si trovano in natura, ma possono anche essere preparati in laboratorio in modo semplice. Presentano una struttura laminare molto versatile che permette di ottenere fotocatalizzatori ad alte prestazioni e a basso costo.
Anche se con quanto abbiamo discusso, sarebbe logico pensare che di notte non si può fare nulla perché non c’è il sole, sono già in fase di sviluppo materiali con la capacità di agire per un tempo al buio. Questo è ciò che viene chiamato fotocatalisi persistente.
Dove possiamo trovare questi materiali?
Fondamentalmente, vengono applicati come materiali da costruzione sotto forma di rivestimenti, ma ci sono anche numerose applicazioni come vernici o trattamenti superficiali.
Purtroppo l’uso di questo tipo di sostanza per purificare l’aria non è molto diffuso, fondamentalmente per due motivi. Il primo è che si tratta di prodotti costosi per il settore edile e, in secondo luogo, perché non c’è un reale impegno nell’utilizzo di questa tecnologia da parte delle Pubbliche Amministrazioni.
Autore
Mercedes Sánchez Moreno, Ivana Pavlovic Milicevic, Luis Sánchez Granados, Manuel Cruz Yusta, Università di Cordova
