L’emissione di sostanze organiche volatili dai mobili

Una panoramica dei metodi di misura dell’inquinamento prodotto dai solventi negli ambienti chiusi.

FRANCO BULIAN & DANIELE BERGAMASCO – CATAS

INTRODUZIONE

L’emissione di sostanze organiche volatili dai mobili può rappresentare un problema per l’utente finale in relazione alla tipologia ed alla quantità delle sostanze emesse. Solo negli anni più recenti, con l’accumularsi di informazioni sui danni alla salute causati da una scadente qualità dell’aria interna, è emersa l’esigenza di approfondire le conoscenze relative alle fonti di inquinamento indoor. L’inevitabile presenza di sostanze chimiche nell’aria degli ambienti confinati può causare, oltre ad una sensazione di disagio sensoriale, anche altri sintomi connotati nella cosiddetta “Sick Building Illness” ovvero la sindrome dell’edificio malato. La formaldeide è certamente l’esempio più noto di un composto che si può liberare dai mobili presenti nelle abitazioni, negli uffici, nelle scuole ed in altri locali di soggiorno. Per questa sostanza sono già stati individuati dei metodi di prova e dei limiti che consentono la verifica dell’idoneità di un prodotto per il mercato. Il caso della formaldeide è tuttavia specifico sia per la sua pericolosità (ricordiamo che è stata classificata come cancerogena dallo IARC), sia per il fatto che le quantità che i mobili liberano all’interno degli ambienti di vita possono effettivamente superare i limiti di legge stabiliti in molti Stati europei ed extraeuropei. La formaldeide non è l’unica sostanza emessa dai mobili, in quanto i materiali con cui sono realizzati possono contenere diversi altri composti volatili, che nel tempo si liberano gradualmente nell’ambiente in cui gli stessi sono collocati. Le vernici in particolare, che siano a base solvente, all’acqua o di tipo fotoreticolabile, contengono sempre delle sostanze volatili come ingredienti delle loro formulazioni. Queste sostanze non evaporano mai del tutto durante la fase di essiccazione, permanendo all’interno del film di vernice secco in quantità a volte significative. In qualche caso specifico certe sostanze, caratterizzate anche da intensi odori come la benzaldeide, si formano in conseguenza delle complesse reazioni chimiche che avvengono a carico delle vernici durante la loro essiccazione effettuata con lampade UV. Il tipico “odore di nuovo” che caratterizza solitamente un mobile nella fase della sua consegna, è dunque dato in realtà dalla sommatoria dell’emissione di diverse sostanze organiche volatili. La conoscenza di queste emissioni ed il loro controllo sta divenendo un aspetto particolarmente sensibile per il mercato del mobile, in virtù di un’accresciuta attenzione generalizzata verso la sicurezza dei prodotti. Questo articolo vuole fare un sintetico punto della situazione attuale sulle emissioni di sostanze organiche dai mobili, in quanto all’attenzione segnalata spesso non corrisponde una dovuta chiarezza sui contorni del problema, anche per effetto di informazioni, quanto meno non complete, derivanti da fonti non sempre avulse da interessi di parte.

LE SOSTANZE EMESSE DAI MOBILI

Come già ricordato nell’introduzione di quest’articolo, l’emissione di sostanze volatili dai mobili deriva principalmente dalle vernici con cui sono stati realizzati. E’ pur vero in realtà che anche altri materiali possono contribuire a quest’effetto, primo fra tutti il legno; è noto infatti che le varie specie legnose contengono diverse tipologie di estrattivi di origine organica, alcuni dei quali caratterizzati da una certa volatilità, come i terpeni, alcuni acidi e certe aldeidi tra le quali la stessa formaldeide. E’ interessante notare, a tal proposito, che il profumo spesso ritenuto piacevole di alcune conifere è determinato in realtà da emissioni di queste sostanze organiche naturali. Sempre in riferimento ai supporti, è possibile citare il fatto che il riscaldamento del legno ad alta temperatura nei processi di produzione dei pannelli, determina la formazione di sostanze volatili per presumibili effetti di degrado termico di alcuni componenti del legno. Per ciò che riguarda specificatamente le vernici, bisogna invece chiarire che i fattori che determinano l’emissione finale di una superficie verniciata sono diversi:
le quantità e le tipologie dei solventi contenuti nelle vernici impiegate per il ciclo specifico realizzato;
le grammature applicate;
le modalità impiegate per l’essiccazione delle varie applicazioni (sistemi e tempi).
Bisogna ricordare che le emissioni di solventi sono irreversibili, tendendo quindi a calare progressivamente nel tempo in funzione delle condizioni in cui si trova il materiale, anche nelle fasi di stoccaggio a magazzino o di trasporto. Queste prime osservazioni consentono di dedurre che non necessariamente le vernici ad alto contenuto di solventi sono quelle che determinano le maggiori emissioni dal prodotto finito, così come vale il discorso contrario, per cui mobili verniciati con prodotti a basso contenuto di solventi potrebbero presentare elevate emissioni, in dipendenza delle variabili sopra esposte. E’ stato ricordato che anche i derivati naturali, come lo stesso legno, possono essere fonti di sostanze organiche volatili in ambiente. Dal punto di vista qualitativo le sostanze emesse dai mobili sono generalmente quelle normalmente impiegate come solventi nei vari cicli di verniciatura: esteri, chetoni, alcoli, idrocarburi alifatici, idrocarburi aromatici e glicoli eteri. Seppur in rarissimi casi, è stata rilevata la presenza di solventi particolarmente pericolosi, in quanto classificati come mutageni, cancerogeni o teratogeni. Questi solventi sono oramai praticamente scomparsi dal mercato italiano e pertanto i motivi della loro individuazione andrebbero approfonditi anche in relazione alla provenienza dei mobili analizzati. In taluni casi, in dipendenza delle vernici impiegate, si può notare l’emissione di monomeri acrilici o di sostanze quali la benzaldeide e il benzoato di metile, derivanti da reazioni chimiche che coinvolgono alcuni particolari additivi chiamati fotoiniziatori. E’ interessante notare che questo tipo di analisi consente spesso di riconoscere quale sia il ciclo di verniciatura utilizzato, dato che alcuni solventi o alcune sostanze sono “diagnostiche” della presenza di specifiche vernici. Oltre alle sostanze derivanti dalle vernici impiegate, in qualche raro caso è possibile rilevare anche la presenza di composti di altra origine, come ad esempio i naftaleni, che derivano probabilmente da prodotti anti-muffa impiegati per preservare i mobili durante i lunghi trasporti a cui sono stati soggetti i mobili analizzati. Anche le plastiche o i materiali a base di resine termoindurenti a volte hanno fatto osservare l’emissione di sostanze particolari, come l’epossi stirene o alcuni idrocarburi ad alto peso molecolare. La varietà di sostanze emesse dai mobili è quindi notevole, non derivando evidentemente solo dalle vernici ad essi applicate.

LA MISURA DELLE EMISSIONI

Per la misura delle emissioni di sostanze organiche volatili dai mobili, si è consolidato oramai da diversi anni l’impiego delle cosiddette “camere dinamiche”. Le camere non sono altro che dei contenitori vuoti, di varie dimensioni, all’interno dei quali sono stabilite e controllate le condizioni climatiche, in modo tale da simulare quelle delle normali abitazioni. Oltre alla temperatura, all’umidità ed al ricambio d’aria, per questi sistemi sono definite anche le dimensioni del campione in rapporto al volume della camera. In sostanza si vuole simulare una condizione reale, in modo tale che le misure effettuate su un certo campione possano essere considerate quelle che si ricaverebbero da rilievi effettuati direttamente negli ambienti di vita in cui il campione stesso verrebbe collocato. Per ciò che riguarda i volumi delle camere, sussistono due distinte filosofie. La prima è quella di impiegare camere di grandi dimensioni, paragonabili a quelle di una stanza, in modo da poter provare un mobile intero o addirittura una composizione di più mobili, simulando la realtà. L’altra filosofia, considerando che l’emissione totale non è altro che la somma delle singole emissioni, è invece quella di utilizzare camere di dimensioni più piccole (1 m3 o inferiori), basando le verifiche sui singoli materiali che vanno poi a costituire il mobile finito. In tal modo i vantaggi sono diversi. Il primo è quello di comprendere quale sia il materiale che eventualmente produce le maggiori emissioni dal prodotto finito, il secondo è quello di poter utilizzare i risultati di un’analisi per più prodotti; infine l’ultimo beneficio derivante dall’impiego delle “camere piccole” riguarda il fatto, non trascurabile, che l’analisi risulta più agevole e molto meno costosa. Tra i metodi impiegati, il più noto è quello definito dalla norma internazionale ISO 16000, ma ne esistono anche altri di origine americana quali la ANSI/BIFMA-M7.1-2007 o la ANSI/BIFMA-X7.1-2007, rispettivamente, per sedute ed arredi.

I LIMITI DI RIFERIMENTO PER LE EMISSIONI DI SOSTANZE ORGANICHE VOLATILI DAI MOBILI

Come già anticipato nella premessa di questo articolo, non risultano pubblicati ad oggi dei limiti di riferimento che abbiano valore legale per l’emissione di sostanze organiche dai mobili. Bisogna a tal proposito ricordare che esiste un comitato tecnico in ambito normativo europeo, il CEN/TC 351, che si sta occupando della definizione di limiti per il rilascio di sostanze pericolose, anche se l’ambito di applicazione è effettivamente quello dell’edilizia e non quello del mobile.

Sostanza	Valore iniziale dopo 24 ore	Valore finale dopo 28 giorni
Formaldeide	–	0,05 ppm
Composti organici con punto di ebollizione compreso tra 50 °C e 250 °C	–	600 µg/ m3
Composti organici con punto di ebollizione maggiore di 250 °C	–	100 µg/ m3
Sostanze: Cancerogene, Mutagene o Teratogene	< 1 µg/m3	< 1 µg/ m3

Tabella 1 – Il marchio di qualità ambientale volontario “Blaue Angel”, nel regolamento RAL-UZ 38, stabilisce dei valori massimi di emissione

Dei riferimenti specifici per i mobili possono essere invece trovati in marchi di qualità ambientale di tipo volontario, come per esempio quello tedesco del “Blaue Angel”. Il relativo regolamento RAL-UZ 38, la cui osservanza consente l’attribuzione del marchio suddetto, stabilisce dei valori massimi di emissione come specificato nella tabella 1. Tali limiti sono anche ripresi in molteplici certificazioni internazionali, che riguardano sia singoli componenti che interi edifici come: Leed, Greenguard, Ospar, California Proposition 65. Va in ogni caso detto che i valori sopra esposti non sono indicati come dei limiti oltre i quali i mobili risulterebbero “pericolosi”, ma è solo un criterio per attribuire una maggior valenza ambientale, per fini commerciali, ai prodotti che si possono fregiare di tale marcatura. Tale concetto vale anche per altre certificazioni, la cui sostanzialità e valore scientifico devono essere pertanto valutati in modo oggettivo. In particolare si può per esempio considerare il fatto che i valori indicati nei vari regolamenti possono essere basati anche su indagini effettuate sulle specifiche produzioni nazionali, in modo tale da selezionarne e valorizzarne solo una certa parte.

CONCLUSIONI

Quanto esposto in queste note rende innanzitutto evidente che quello delle emissioni di sostanze organiche volatili dai mobili sta diventando sempre più un tema con il quale i produttori di materie prime e di prodotti finiti devono confrontarsi, vista la crescente attenzione sull’inquinamento indoor da parte del mercato. Considerato che anche prodotti naturali come il legno possono emettere delle sostanze volatili, il concetto di “emissione zero” deve essere comunque bollato come artificioso, se non addirittura controproducente e potenzialmente dannoso per tutto il settore del mobile. E’ stato altresì ricordato che la verniciatura con prodotti a basso contenuto di solventi, come ad esempio le vernici all’acqua o di quelle a base naturale, non rappresenti di per sé una garanzia del raggiungimento di determinati valori di emissione dal prodotto finito. Per ciò che riguarda i limiti da osservare è stata segnalata l’assenza di valori di riferimento che abbiano una valenza legislativa. La definizione di limiti rappresenta di per sé un tema molto delicato, per il quale vanno valutate le effettive pericolosità delle singole sostanze ai livelli che si possono effettivamente determinare in un ambiente di vita, anche considerando la possibile variabilità causata dalla concentrazione di arredi all’interno di uno spazio confinato. A tal proposito va inoltre tenuta in massima considerazione l’evidenza che la popolazione è continuamente esposta alla presenza di sostanze organiche volatili nell’aria derivanti sia dalle attività quotidiane, come l’igiene personale, la pulizia degli ambienti o la cottura di cibi, sia dal traffico e dalle attività produttive. Come già ricordato, anche la natura produce enormi quantità di emissioni di sostanze organiche volatili che, paradossalmente, trovano nelle foreste la loro massima espressione. Questo panorama dovrebbe suggerire quindi di lasciare alla competenza dei tossicologi la definizione dei rischi di esposizione, mentre i laboratori dovrebbero occuparsi di mettere a punto e validare i metodi di indagine. Una maggior conoscenza sulle effettive emissioni da parte dei mobili prodotti in Italia, sia qualitativa sia quantitativa, potrebbe essere comunque un primo obiettivo da raggiungere per tutto il settore, al fine di disporre di un bagaglio di dati utili per qualsiasi confronto o ipotesi di miglioramento su questi temi. Non è escluso che da indagini di questo tipo possano emergere anche delle strategie commerciali che portino i produttori di mobili italiani a valorizzare le specificità dei prodotti nazionali, proprio in termini ambientali o di sicurezza del prodotto. Ciò che invece dovrebbe essere evitato, soprattutto da parte degli operatori del settore, è quello di creare allarmismi o di suggerire a livello italiano l’adozione di limitazioni basate su schemi di certificazione stranieri, senza giustificazioni di tipo sanitario o di riflessioni condivise sulle ripercussioni in termini commerciali ed economici che tali decisioni possono comportare.

BIBLIOGRAFIA

F. Bulian, Verniciare il Legno, Hoepli 2008
IARC, Monografia n. 88, 2006
Regolamento certificazione Ral UZ 38, 2010
Regolamenti: Leed, Greenguard, Ospar, California Proposition 65.
Norme UNI
Norme ASTM
Documenti del comitato tecnico CEN/TC351