Analisi della variabilità stagionale: meccanismi di ingresso in ambiente indoor

Nell’appendice J, oltre al valore medio fin qui analizzato, sono riportati i valori registrati nel corso delle campagne di monitoraggio, estiva ed invernale, della concentrazione di radon nei 25 locali. L’interpretazione dei dati, in termini di variabilità stagionale, necessita di un’analisi delle condizioni di uso del locale, delle abitudini di vita degli occupanti e del verificarsi di condizioni particolari che possono incidere sensibilmente sui valori registrati.

Partendo proprio da situazioni particolari, si possono analizzare i risultati ottenuti in 2 dei 25 locali: DOS1 e DOS13. Nel primo caso l’ambiente è un locale caldaie, nel quale l’impianto, acceso nel solo periodo invernale, raggiunge temperature piuttosto elevate: si genera un forte “effetto camino” (vedere paragrafo 2.2) e si passa da una concentrazione media di 95 Bq/m3 nel periodo estivo, a 623 Bq/m3 in quello invernale. Nel secondo caso si è registrata una concentrazione media di 191 Bq/m3 nel periodo estivo, e di 5411 Bq/m3 in quello invernale. In prossimità di questo sito è presente una cavità sotterranea di notevoli dimensioni (altezza massima 3 ÷ 4 metri), segnalata nel lavoro di Ventriglia (2002) come catacombe presso i “Cessati Spiriti”, identificate con il cosiddetto “Ipogeo Anonimo” scavato nell’unità delle “Pozzolane Rosse”. La notevole variazione stagionale di radon indoor nel caso di DOS13 è probabilmente da attribuire ad elevati input stagionali del gas, in funzione delle condizioni di pressione e circolazione dell’aria in ambiente caveale.

Analizzando le condizioni di uso del locale e le abitudini di vita degli occupanti è possibile fare importanti osservazioni. I casi in cui la concentrazione di radon tende ad essere costante o la differenza è piccola tra estate ed inverno, sono perlopiù riferibili a locali non abitati o situazioni in cui il ricambio di aria con l’esterno tende ad essere costante durante tutto l'anno (in due casi il dosimetro è stato collocato in un punto poco rappresentativo della circolazione

CAMPAGNE DI MISURA DEL RADON INDOOR CAPITOLO 9

di aria nel locale).In locali abitati e con normali abitudini di vita (ricambio di aria maggiore in estate), su 7 casi, 3 volte (DOS5, DOS7, DOS10) il valore tende ad essere costante durante tutto l'anno, 4 volte (DOS6, DOS9, DOS15, DOS20) è maggiore durante l'inverno.

Indicando con “valore medio” (VM) la media aritmetica dei valori di radon indoor estivo ed

invernale, e con “valore stagionale” (VS) quello rilevato nel periodo estivo o invernale, si è

calcolata la variazione stagionale percentuale (Δind), in valore assoluto, rispetto al valore medio, nel seguente modo:





I valori di Δind calcolati per i 25 locali sono riportati nell’appendice J; i risultati del monitoraggio possono essere sintetizzati come segue:

 2 locali (DOS1 e DOS13) in cui è stata rilevata una forte variazione stagionale a causa delle condizioni particolari sopra descritte;

 4 locali (DOS6, DOS9, DOS15, DOS20) abitati con condizioni di maggiore ricambio di aria con l’esterno nel periodo estivo e di conseguenza maggiori valori di radon rilevati nel periodo invernale (variazioni stagionali dal 21 al 65%);

 15 locali con variazione stagionale inferiore al 15% (per Δind ≤ 8% l’errore associato è maggiore della variazione stagionale);

 4 locali (DOS16, DOS19, DOS22, DOS23) caratterizzati da forte variazione stagionale (dal 41 al 69%) con maggiori valori di radon rilevati nel periodo estivo, tutti locali non abitati, a contatto con substrato geologico e collocati all’interno dell'area del parco.

L’analisi e l’interpretazione di questi dati può suggerire una serie di considerazioni.

Negli ambienti indoor abitati e riscaldati, “l’effetto camino” e il ricambio con aria atmosferica hanno forte influenza sulle dinamiche di ingresso e accumulo del gas.

Sono frequenti i casi in cui la variazione di concentrazione di radon indoor tra estate e inverno tende ad essere bassa o trascurabile. Questo evidenzia che spesso i meccanismi di ingresso e accumulo del radon sono indipendenti o quasi da condizioni stagionali.

La permeabilità intrinseca del suolo e la sua variabilità stagionale in funzione del contenuto d’acqua (o formazione di ghiaccio o copertura nevosa) è un parametro molto importante nel

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riguardo possono esistere due fenomeni che agiscono in modo opposto. Da una parte una diminuzione della permeabilità del suolo nel periodo invernale può causare una diminuzione dell’esalazione all’interfaccia con l’atmosfera, facendo sì che il radon si accumuli nel suolo e tenda a fluire all’interno degli edifici nel momento in cui trova vie preferenziali di ingresso. D’altra parte un generale aumento della permeabilità intrinseca del substrato geologico durante il periodo estivo può far supporre che il flusso di radon in ingresso negli edifici sia maggiore in questo periodo. I dati del monitoraggio dei 25 locali, hanno evidenziato che, degli 11 casi in cui la variazione stagionale è rilevante, escludendo da questi i 2 casi particolari e i casi in cui prevalgono “effetto camino” e ricambio di aria con l’esterno, rimangono 4 casi in cui il valore è decisamente più elevato nel periodo estivo. Questo può far supporre che, tra i due fenomeni sopra descritti, quello che generalmente prevale è l’aumento di permeabilità e quindi di flusso di radon attraverso il substrato durante il periodo estivo e che l’altro fenomeno possa invece essere predominante solo in casi di permeabilità del suolo superficiale estremamente ridotta. La termodiffusione proposta da Minkin e Shapovalov (2008) è un altro meccanismo che può spiegare le maggiori concentrazioni di radon indoor nel periodo estivo: il movimento del gas radon all’interno di un mezzo poroso non è né viscoso, né diffusivo, ma principalmente un flusso in regime molecolare libero; un gradiente termico induce un trasporto di massa verso l’alto e causa infiltrazione di radon in ambiente indoor. I due autori sostengono che la differenza di pressione come meccanismo principale di trasporto del radon è un’ipotesi che non ha sufficienti evidenze scientifiche ed è confutata da numerosi dati sperimentali.