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PRODUZIONE CERAMICA E SUPERFICI ANTIBATTERICHE: COSA SONO, COME FUNZIONANO E NUOVI SVILUPPI POSSIBILI

Com’è noto, la ceramica destinata a pavimenti e rivestimenti è da sempre sinonimo d’importanti performance tecniche ed estetiche che ne fanno, all’interno del proprio campo d’applicazione, un prodotto unico e difficilmente equiparabile ad altre categorie di materiali: resistenza all’abrasione, al calpestio, all’usura del tempo, ai prodotti chimici e all’azione degli agenti atmosferici. Solo per citare i caratteri di maggiore rilievo.

Un altro elemento che certamente contraddistingue il prodotto ceramico rispetto ad altri suoi concorrenti è il proprio stretto legame con il tema igienico-sanitario.

Se da un lato la natura igienica e atossica della ceramica attiene alle caratteristiche intrinseche del materiale, è anche vero che innovazione tecnologica e ingegneria dei materiali sono state in grado di massimizzarne nel tempo le caratteristiche chimico-fisiche e meccaniche conferendogli a ogni nuovo passaggio prestazioni sempre più elevate.

 

Oggi – anche a fronte delle recenti vicende che hanno inevitabilmente portato all’attenzione pubblica una sempre più stringente esigenza di pulizia e tutela della salute – il comparto ceramico, che già da alcuni anni propone sul mercato superfici con “potere antibatterico”, si sta muovendo in maniera sempre più compatta con un’agenda all’interno della quale il termine antibatterico si colloca, appunto, tra i primi della lista.

 

Le superfici, siano esse calpestabili o destinate a tavoli e/o top cucina, sono del resto quelle potenzialmente più attaccabili e maggiormente soggette a contaminazione essendo sottoposte quotidianamente al contatto forzato con agenti esterni che potrebbero comprometterne l’integrità.

Ma cosa sono le superfici antibatteriche? Come funzionano? Quali caratteristiche devono possedere per essere definite tali?

 

SOSTANZE E TERMINOLOGIA

In linea generale e senza entrare nel ginepraio delle normative, si definisce antibatterica una piastrella in grado di neutralizzare la proliferazione di microbi e batteri grazie alla presenza di specifiche sostanze che possono trovarsi nel corpo o nella superficie della piastrella stessa.

Quali sono dette sostanze?

I materiali antibatterici, per essere tali, implicano l’uso di principi attivi a base di ioni d’argento o di metalli specifici tra i quali si distingue su tutti il biossido di titanio. Le casistiche sono dunque diverse ma vogliamo qui focalizzarci su due linee principali.

 

ARGENTO: CURIOSITA’ E UN PO’ DI STORIA

Le proprietà antimicrobiche dell’argento sono note sin dai tempi antichi, sfruttate in diversi contesti di ambito sanitario per prevenire malattie e contaminazioni. In questo campo, con la scoperta degli antibiotici, il suo utilizzo in qualità di agente microbico è diminuito drasticamente. Tuttavia la presenza di ceppi batterici persistenti e particolarmente recidivi ha riaperto in tempi nemmeno tanto recenti un rinnovato interesse dei confronti di questa sostanza dalle proprietà distintive. 

Grazie alle sempre nuove conquiste della scienza, unitamente ai progressi della tecnologia (come l’uso di isotopi radioattivi e la microscopia elettronica) è stato infatti possibile approfondire il tema sondando con maggiore precisione i meccanismi d’azione dell’argento in qualità di antibatterico.

Le teorie a riguardo sono molteplici ma hanno tutte un denominatore comune: l’argento entra nelle cellule danneggiandole mediante l’uso delle proteine di membrana che, tra le diverse loro funzioni, sono in grado di trasportare le molecole attraverso la membrana per mezzo di pori, canali ionici, o carrier specifici.

Per poter svolgere la propria attività antibatterica l’argento deve in ogni caso trovarsi in forma ionica, come ad esempio sottoforma di nitrato d’argento o di nano particelle.

 

BIOSSIDO DI TITANIO (TiO2)

Il biossido di titanio è un composto chimico che si presenta sotto forma di polvere cristallina incolore, tendente al bianco, presente in natura in cinque diverse forme. Esso trova applicazione in diversi ambiti produttivi: da pigmento per le vernici a composto per materie plastiche, da colorante per la cosmesi ai cementi da costruzione.

Circoscrivendo il suo uso al nostro campo d’interesse, è importante evidenziare che si tratta di un catalizzatore in grado di degradare per ossidazione numerosi composti organici. Lo sfruttamento di tale proprietà consente di produrre materiali che per mezzo dell’azione di luce solare, hanno la capacità di distruggere i composti organici depositati su di essi aprendo in questo modo la strada a potenziali classi di materiali dalle proprietà autopulenti.

 

Sul piano della terminologia esistono diversi vocaboli che, benché apparentemente simili, definiscono con sfumature diverse differenti livelli d’azione. 

Di seguito i più rilevanti:

 

  1.  ANTIBATTERICO: Sostanza che uccide o impedisce lo sviluppo e la proliferazione di batteri. Differisce dall’ANTIMICROBICO in quanto agisce su differenti tipologie di microrganismi.
  1.  BATTERICIDA: Si definisce battericida qualsiasi agente capace di uccidere i batteri. Esso può essere di natura fisica (come ad esempio il calore, le radiazioni elettromagnetiche o gli ultrasuoni) o di natura chimica. Questi ultimi possono a loro volta essere inorganici (acidi, alcali, alogeni e ossidanti) od organici (alcoli, aldeidi, fenoli e tensioattivi).
    Tali sostanze svolgono la loro azione battericida inducendo la denaturazione delle proteine del batterio o la rottura della parete cellulare (per sollecitazione meccanica) provocando in questo modo la morte dei microrganismi.
  1. ►  BATTERIOSTATICO: Si definisce batteriostatico qualsiasi agente fisico o chimico capace di inibire parzialmente o completamente la riproduzione di batteri. A differenza del battericida (spesso usato come sinonimo di batteriostatico), esso non provoca la morte del battere ma ne impedisce la riproduzione.

 

NORMATIVE E BPR (BIOCIDAL PRODUCT REGULATION)

In campo ceramico, una superficie può essere certificata come antibatterica solo dopo essere stata sottoposta a severe prove di laboratorio che ne attestino un potere antibatterico capace di abbattere il 99,9% dei quattro principali ceppi batterici presenti negli ambienti confinanti e a cui sono attribuibili le principali e più aggressive tipologie di infezione:

 

  1. 1. Staphylococcus Aureus
  2. 2. Enterococcus Faecalis
  3. 3. Escherichia Coli
  4. 4. Pseudomonas Aeruginosa

 

La percentuale richiesta è in tutta evidenza estremamente elevata e la certezza di un 100% di antibattericità non può essere in questo senso assicurata. Tale è la ragione per cui, di fatto, la soglia di efficacia fissata dai ricercatori si attesta a partire dal 90%. Se la comunità scientifica accerta una percentuale minore, il prodotto non potrà essere in tal senso definito antibatterico.

 

Unitamente a questo aspetto, esistono su più ampia scala normative piuttosto stringenti regolate a livello europeo dal Biocidal Products Regulation che supervisionano l’immissione sul mercato di tutti i biocidi utilizzati per tutelare – mediante l’azione dei principi attivi in essi contenuti – uomo, animali o materiali dall’azione di parassiti e/o batteri.

Tale regolamento è stato istituito al fine di implementare il sistema di governance per garantire che i potenziali rischi di effetti nocivi promossi dai biocidi siano controbilanciati dai benefici attesi.

 

Volendo semplificare si potrebbe affermare che tutti i biocidi necessitano di autorizzazione prima di poter essere immessi sul mercato e tale benestare passa attraverso l’approvazione di tutti i principi attivi (come ad esempio l’argento) presenti all’interno del biocida.

L’approvazione del principio attivo avviene a livello dell’Unione Europea e la successiva autorizzazione del biocida a livello degli stati membri.

Il BPR stabilisce infine le norme per l’uso di articoli trattati con, o contenenti intenzionalmente, uno o più biocidi.

 

A fronte di questo scenario - che potrebbe rendere scivoloso l’uso di una corretta nomenclatura e/o terminologia - per poter essere definito antibatterico, e dunque in grado di uccidere ed eliminare agenti virali e patogeni, un prodotto deve in sintesi superare una precisa e lunga serie di test regolamentati.

 

PROCESSO PRODUTTIVO CERAMICO E APPLICAZIONI

Allo stato attuale lo scenario è in continua evoluzione e sono al vaglio diverse opzioni applicative al fine di rendere il materiale ceramico antibatterico e/o con “proprietà antibatteriche”.

Di fatto due sono le modalità ad oggi possibili: inserimento della protezione antibatterica all’interno della massa del materiale o nello strato di finitura finale.

In linea generale, in base alla fase di processo e senza voler escludere ulteriori metodologie, è possibile procedere come segue: 

 

APPLICAZIONI PRE-COTTURA (ALL’INTERNO DELLA MASSA)

 

  1. ►  Inserimento del medium all’interno dello smalto con conseguente applicazione a spray
  2. ►  Inserimento del medium all’interno degli inchiostri con applicazione digitale
  3. ►  Inserimento del medium all’interno dei leganti per graniglia

 

APPLICAZIONI POST-COTTURA (ALL’INTERNO DELLO STRATO DI FINITURA FINALE)

 

  1. ►  Inserimento del principio attivo all’interno di prodotti destinati ai trattamenti di finitura superficiale

 

CAMPI DI APPLICAZIONE E DURATA DEI TRATTAMENTI

Potrebbe apparire scontato ma è qui utile sottolineare come i trattamenti in oggetto sono potenzialmente declinabili su ogni tipo di superficie, siano esse di uso commerciale o domestico.

In entrambi i casi, i benefici prodotti da una simile pratica sono di per sé evidenti.

Occorre tuttavia segnalare che il materiale ceramico antibatterico (o “con potere antibatterico”) non può assicurare una totale e completa inattaccabilità da infezioni. Ciò significa che anche dette superfici necessitano di periodiche manutenzioni mediante l’uso di prodotti disinfettanti e detergenti comunemente disponibili sul mercato.

 

Anche la durata delle proprietà antibatteriche può variare in base a diversi fattori. 

Posto che il rilascio costante del battericida può assicurare una protezione continua della superficie (a prescindere dal fatto che l’azione si sviluppi mediante un processo di natura foto-catalitica o che invece prenda le mosse senza l’ausilio di fonti luminose), è anche vero che a oggi alcune soluzioni sembrano essere più eterne rispetto ad altre che invece potrebbero richiedere la ripetizione del trattamento una volta che il materiale abbia consumato nel tempo la propria efficacia protettiva.

Tale differenza è in primo luogo riconducibile alla modalità applicativa del medium e/o del principio attivo. Nondimeno, come si è già evidenziato, ci troviamo ancora in una fase in evoluzione e dunque non è ora possibile mettere un punto fermo ad un tema verso il quale il comparto, grazie ai forti investimenti in termini di ricerca e sviluppo, continuerà a dare nuove risposte consolidando quanto già è stato fatto e aprendo nuove strade verso soluzioni ancora oggi sotto esplorazione.

 

 

Per approfondimenti e sviluppi si invita a contattare i laboratori di Zschimmer & Schwarz Ceramco.



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