Microclima: Cos’è e quali sono i parametri

microclima

Il microclima si riferisce alle condizioni atmosferiche specifiche che caratterizzano spazi confinati o semi-confinati, come gli interni di edifici o veicoli.
L’importanza del microclima non può essere sottovalutata, considerando che la maggior parte della nostra vita si svolge in ambienti chiusi. Che si tratti della nostra casa, del luogo di lavoro o dei mezzi di trasporto che utilizziamo quotidianamente, siamo costantemente immersi in microcosmi climatici che influenzano il nostro benessere.

Il ventaglio di ambienti interessati dal microclima è sorprendentemente vasto. Spazia dalle nostre abitazioni private agli spazi pubblici come scuole e ospedali, passando per luoghi di svago come cinema e palestre, fino ad arrivare ai mezzi di trasporto che ci permettono di spostarci da un luogo all’altro, senza dimenticare i luoghi di lavoro.
In ciascuno di questi contesti, il microclima si manifesta come un delicato equilibrio di fattori ambientali. Questi elementi non solo definiscono la qualità dell’aria che respiriamo, ma giocano un ruolo cruciale nel modulare lo scambio termico tra il nostro corpo e l’ambiente circostante. È proprio da questa interazione che scaturisce quella sensazione di comfort termico che tanto ricerchiamo nei luoghi che frequentiamo.

Comprendere le dinamiche del microclima negli spazi chiusi diventa quindi fondamentale per garantire non solo il nostro benessere, ma anche la nostra salute e produttività. Analizziamo i vari aspetti che contribuiscono a plasmare l’atmosfera degli ambienti in cui viviamo, lavoriamo e ci divertiamo.

Definizione di microclima

Il microclima è un “complesso di parametri ambientali che regolano lo scambio termico tra l’individuo e il suo ambiente circostante“. Questa definizione, nella sua apparente semplicità, racchiude una profonda complessità.
Questa spiegazione deriva dalle “Linee Guida per la tutela e la promozione della salute negli ambienti confinati” che ci offre una chiave di lettura interessante.
Il microclima è quindi un insieme specifico di parametri di un ambiente definito che influenza lo scambio termico tra lo stesso ambiente e l’essere umano.
Per comprendere appieno la natura del microclima, dobbiamo visualizzare gli ambienti indoor come bolle separate dal mondo esterno da confini fisici – le pareti e l’involucro dell’edificio. Questi confini non sono barriere impenetrabili, ma membrane dinamiche attraverso cui si svolge un continuo scambio termico.

Il microclima è il risultato dell’interazione tra:

  1. l’edificio e il mondo esterno
  2. oggetti che si trovano all’interno dello spazio e l’ambiente esterno
  3. l’ambiente e gli esseri umani che lo abitano

La presenza di sistemi ambientali di controllo artificiale come condizionatori, ventilatori meccanici o riscaldamenti, influenzano il microclima indoor.

I parametri del microclima

Il corpo umano, come un termostato vivente, è costantemente impegnato in uno scambio termico con l’ambiente circostante. Questo scambio di calore, apparentemente semplice, è in realtà un delicato meccanismo termodinamico. L’obiettivo è di mantenere un perfetto equilibrio tra il calore che cediamo all’ambiente e quello che l’ambiente cede a noi.
Ma quali sono i fattori dello scambio termico? Il microclima di un ambiente confinato, sia esso un luogo di lavoro o uno spazio abitativo, è governato da una triade di fattori: fisici, chimici e microbiologici. Questi tre elementi, intrecciandosi creano il sistema del nostro comfort termico.

I parametri fisici del microclima sono:

  1. La temperatura dell’aria
  2. Il calore radiante che è l’energia termica che emana dalle superfici circostanti
  3. L’umidità, sia relativa che assoluta: corrisponde al contenuto di vapore acqueo nell’aria che respiriamo
  4. La velocità dell’aria e i suoi ricambi: il flusso di aria, sia esso naturale o artificialmente indotto
  5. La resistenza termica del nostro abbigliamento: in pratica uno nostro scudo personale contro gli eccessi termici.

Ma il quadro si completa con altri fattori come la concentrazione di anidride carbonica, la presenza di polveri sottili sospese nell’aria e l’invisibile ma potenzialmente significativa presenza di microrganismi patogeni.
Questi fattori determinano il microclima che possiamo anche definire in termini di benessere termico o comfort termico.

Il microclima e il benessere termico

Il benessere termico o comfort termico (si dice anche comfort termo-igrometrico), è la sensazione piacevole che ciascuno di noi prova all’interno di un ambiente.
Il corpo umano è un sistema omeotermo che opera in un range di temperatura sorprendentemente ristretto. La nostra temperatura interna oscilla tra 35,8°C e 37,2°C, una finestra termica all’interno della quale il nostro corpo funziona al meglio.
Il benessere termico si manifesta quando raggiungiamo un perfetto equilibrio tra il calore che produciamo o assorbiamo e quello che cediamo all’ambiente. Quando questo equilibrio si rompe, il nostro corpo entra in uno stato di disagio che può avere conseguenze ben più serie di un semplice fastidio.
In un ambiente troppo caldo il corpo lotta contro colpi di calore e affaticamento cardiovascolare. Al contrario, in un ambiente troppo freddo, il nostro organismo diventa un terreno fertile per raffreddori e dolori articolari. È come se il nostro corpo fosse costantemente impegnato in una battaglia termica contro l’ambiente circostante.
La sfida, quindi, è mantenere questo equilibrio termico sia nelle torride giornate estive che nei gelidi inverni. Come? Attraverso una gestione oculata dei sistemi di climatizzazione. Ma attenzione: passare da un ambiente esterno rovente a un interno glaciale (o viceversa) non è la soluzione. Questi sbalzi termici drastici sono shock per il nostro sistema, costringendolo a un lavoro straordinario per riequilibrarsi.
Quando il corpo è costretto a questi sforzi continui di termoregolazione, le nostre difese immunitarie ne risentono. È come se abbassassimo la guardia, lasciando la porta aperta a virus e altri ospiti indesiderati.
Il microclima ideale non è solo una questione di comfort, ma un vero e proprio alleato della nostra salute.

La scienza del comfort termico: misurare il microclima

Nel mondo del lavoro, il microclima non è solo una questione di comodità, ma un imperativo legale. Il Decreto Legislativo 81/2008, è il riferimento per la tutela della salute e sicurezza dei lavoratori. Il microclima è posto al centro dell’attenzione, specialmente negli ambienti d’ufficio. Ma come si può quantificare qualcosa di così soggettivo come il comfort termico?
La valutazione del rischio microclima è un processo che trasforma sensazioni in numeri. Si parte dalla misurazione di parametri tangibili: temperatura, umidità, velocità dell’aria – per poi trasformarli in “indici di comfort”.
Gli “indici di Fanger” sono parametri internazionali che servono a valutare il livello di comfort di un ambiente. Prendono il nome dal loro ideatore, il professor Ole Fanger, questi indici sono diventati lo standard internazionale per decifrare il comfort termico:

  1. Il PMV (Predicted Mean Vote o Voto Medio Previsto) è un termometro soggettivo termico collettivo. Ha una scala che va da -3 (sensazione di molto freddo) a +3 (molto caldo), con lo zero che rappresenta il valore termico ideale.
  2. Il PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied o Percentuale Prevista di Insoddisfatti), ci dice quante persone hanno il disagio termico. Si calcola a partire dal PMV.

Curiosamente, gli studi di Fanger hanno rivelato un dato sorprendente: anche in condizioni termiche ideali (PMV=0), c’è sempre un irriducibile 5% di insoddisfatti. Nella pratica, un ambiente si considera accettabile con un PMV che oscilla tra -0,5 e +0,5, e un PPD inferiore al 10%.
Tuttavia, valutare il microclima non è una scienza esatta. L’approccio varia notevolmente a seconda del tipo di ambiente termico in esame. È come se ogni spazio avesse la sua personalità termica, che richiede un approccio su misura.
Questi indici sono strumenti che ci permettono di tradurre sensazioni soggettive in dati oggettivi, aprendo la strada a ambienti di lavoro più confortevoli e produttivi. Nel prossimo paragrafo, esploreremo come questi principi si applicano a diversi tipi di ambienti termici, scoprendo come la scienza del comfort si adatta alle molteplici sfaccettature del nostro mondo lavorativo.

Microclima in relazione all’ambiente indoor

L’analisi del microclima si articola attraverso un corpus normativo specifico, finalizzato alla valutazione e quantificazione dell’ergonomia ambientale. Questo framework regolatorio si declina in tre standard principali, ciascuno calibrato su una specifica tipologia di ambiente termico:

  1. UNI EN ISO 7730: Focalizzata sugli ambienti termici moderati
  2. UNI EN ISO 7933: Dedicata agli ambienti termici severi caldi
  3. UNI EN ISO 11079: Specializzata negli ambienti termici severi freddi

Questa tripartizione normativa riflette la classificazione microclimatica degli spazi confinati, che si suddividono in:

  1. Ambienti moderati: Caratterizzati da condizioni termiche che non impongono stress significativi al sistema termoregolatorio umano.
  2. Ambienti severi caldi: Contraddistinti da un carico termico elevato che sfida i meccanismi di termodispersione corporea.
  3. Ambienti severi freddi: Definiti da condizioni termiche che mettono alla prova la capacità dell’organismo di conservare il calore.

Classificazione e valutazione degli ambienti termici

Gli ambienti indoor possono essere classificati in due grandi aree: Ambienti moderati o severi. A seconda del microclima che troviamo possiamo agire secondo diversi sistemi.

Ambienti moderati

Sono spazi confinati (e.g., strutture educative, sanitarie, uffici) caratterizzati da condizioni microclimatiche che permettono l’ottimizzazione dei processi di termoregolazione corporea e il mantenimento dell’omeotermia.
Obiettivo: Raggiungimento del benessere termico, definito come stato di equilibrio termodinamico tra organismo e ambiente circostante.
Metodi: Implementazione di sistemi HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning) per il controllo dei parametri microclimatici.

Ambienti severi

Contesti ambientali che inducono uno stress termico significativo, compromettendo potenzialmente la salute e la sicurezza degli occupanti.
Caratteristica principale: Necessità di interventi di termoregolazione artificiale per mitigare l’esposizione a valori critici di temperatura operativa e umidità relativa.
Sottocategorie:

  1. Ambienti severi caldi le cui condizioni superano la capacità di termodispersione fisiologica, risultando in un incremento della temperatura corporea;
  2. Ambienti severi freddi: le cui condizioni eccedono la capacità di termogenesi dell’organismo, causando una riduzione della temperatura corporea.

Metodologie di valutazione microclimatica

Per gli ambienti moderati gli indici applicabili sono: PMV (Predicted Mean Vote) e PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied). Standard di riferimento: UNI EN ISO 7730.

Per gli ambienti severi caldi l’indice applicabile è: WBGT (Wet Bulb Globe Temperature) Definizione: Parametro composito che integra temperatura a bulbo umido, temperatura globotermometrica e temperatura dell’aria Standard di riferimento: UNI EN ISO 7933.

Per gli ambienti severi freddi si applica l’indice: IREQ (Insulation Required). Indicatore dell’isolamento termico dell’abbigliamento necessario per il mantenimento dell’equilibrio termico Standard di riferimento: UNI EN ISO 11079
Questa classificazione e le relative metodologie di valutazione costituiscono il framework operativo per l’analisi e la gestione del microclima in contesti occupazionali diversificati.

Il microclima ideale

Parametri microclimatici ottimali per ambienti occupazionali e residenziali
Il Ministero della Salute ha stabilito linee guida per i parametri microclimatici ottimali negli ambienti di lavoro e residenziali più comuni. Queste raccomandazioni presuppongono un’attività fisica moderata e un abbigliamento termicamente appropriato. I valori di riferimento sono i seguenti:

  • Temperatura dell’aria: 20-22°C
  • Umidità relativa: 40-60%
  • Velocità dell’aria: <0,2 m/s

È importante notare che questi valori possono subire variazioni in funzione delle specifiche caratteristiche e requisiti dell’ambiente in esame.

Microclima in ambiente ospedaliero

L’ambiente ospedaliero rappresenta un caso paradigmatico di variabilità microclimatica intra-strutturale. Le esigenze termiche e igrometriche variano significativamente tra i diversi reparti e aree funzionali.
Analisi dei parametri microclimatici per area funzionale:

  1. Stanze di degenza:
    • Temperatura ottimale: 18-20°C
    • Umidità relativa massima: 70%
  2. Spazi comuni:
    • Temperatura ottimale: 25-26°C

Questa differenziazione microclimatica riflette le diverse esigenze fisiologiche e terapeutiche dei pazienti, nonché le considerazioni ergonomiche per il personale sanitario e i visitatori.
La gestione del microclima ospedaliero richiede un approccio zonale, con sistemi HVAC capaci di mantenere condizioni differenziate e stabili nelle diverse aree funzionali, garantendo al contempo un’efficiente transizione termica tra zone adiacenti con parametri microclimatici divergenti.

Se vuoi puoi approfondire il tema del microclima in ambiente ospedaliero.

Microclima, benessere e produttività

Studi recenti hanno dimostrato un legame diretto tra le condizioni microclimatiche e le performance lavorative. Un ambiente termicamente equilibrato può aumentare la produttività fino al 15%, mentre condizioni non ottimali possono causare cali di concentrazione, aumento degli errori e persino assenteismo.

Ma non si tratta solo di numeri: un microclima ben gestito influenza positivamente l’umore, riduce lo stress e migliora la qualità del sonno, con effetti benefici che si estendono ben oltre l’orario di lavoro.

Un’indagine longitudinale condotta nel 2021 dai ricercatori dell’Università di Harvard ha evidenziato una correlazione inversa tra la qualità dell’aria interna (IAQ – Indoor Air Quality) e le prestazioni cognitive dei lavoratori. Lo studio ha rilevato un declino significativo delle funzioni cognitive in presenza di una IAQ compromessa, manifestato attraverso:

  • Aumento dei tempi di esecuzione delle attività routinarie
  • Diminuzione della capacità di concentrazione
  • Riduzione dell’efficienza nell’elaborazione delle informazioni
  • Compromissione dei processi decisionali

L’analisi ha identificato una relazione causale tra la presenza di contaminanti aerodispersi negli ambienti di lavoro e la degradazione delle performance cognitive dei dipendenti. Questo fenomeno si traduce in un decremento quantificabile della produttività individuale, con ripercussioni sistemiche sull’efficienza organizzativa complessiva.

Implicazioni per la gestione delle risorse umane e la progettazione degli ambienti di lavoro:

  1. Necessità di implementare strategie di monitoraggio continuo della IAQ
  2. Adozione di sistemi di ventilazione e filtrazione avanzati
  3. Integrazione dei parametri di IAQ nei protocolli di valutazione del benessere organizzativo
  4. Sviluppo di programmi di formazione sulla consapevolezza dell’impatto della IAQ sulla salute e le prestazioni lavorative

L’ottimizzazione della IAQ si configura come un intervento strategico multidimensionale, capace di generare benefici tangibili in termini di:

  1. Incremento dell’efficienza operativa
  2. Miglioramento della job satisfaction
  3. Promozione del benessere psicofisico dei dipendenti

In conclusione, l’integrazione di politiche di gestione della IAQ nelle strategie di risorse umane e nella progettazione degli spazi lavorativi rappresenta un approccio evidence-based per massimizzare il potenziale cognitivo e produttivo della forza lavoro.

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