L’ozono: un disinfettante efficace, potente, economico

L’ozono rappresenta un sistema rivoluzionario di eco-sanificazione ambientale, trovando anche un uso sempre più diffuso come efficace strumento di governo dell’igiene nel settore industriale e civile, agroalimentare e sanitario.

Le applicazioni ed i benefici dell’ozono, conosciuti da più di 85 anni ed utilizzati dal 1906 negli impianti di potabilizzazione delle acque di Nizza, hanno garantito la sicurezza in altre grandi città come Amsterdam, Mosca, Parigi, Torino, Firenze, Bologna, Ferrara che possiedono moderni impianti per fornire acqua potabile prelevata da fiumi e trattata con ozono.

Tutta l’acqua potabile utilizzata durante le Olimpiadi di Pechino 2008 (piscine, saune, docce, servizi igienici, lavamani, apparecchiature per acqua da bere) è stata trattata con ozono, riscuotendo plausi da atleti e medici delle squadre perché “aveva un buon sapore e colore, non provocava rossore agli occhi e la pelle non aveva odore di candeggina”.

A partire dagli anni ’70 l’industria food & beverage garantisce la sicurezza igienica dell’acqua utilizzata per scopi alimentari e di sanificazione delle attrezzature e superfici a contatto con gli alimenti con generatori ad ozono.

Nel 2001 la FDA (Food and Drug Administration, l’Ente governativo statunitense di regolamentazione dei prodotti alimentari, farmaci umani e veterinari, cosmetici, tabacco), ha validato l’ozono in fase aeriforme e acquosa come elemento “GRAS” (Generally Recognized As Safe), in qualità di agente anti-microbico nei processi produttivi dell’industria agroalimentare e di additivo alimentare secondario sicuro per la salute umana.

Sorge spontanea una domanda: se le applicazioni ed i benefici dell’ozono sono conosciuti da molto tempo, perché il suo impiego rimane ancora limitato e a volte guardato con sospetto da taluni settori produttivi e dall’Autorità Competente?

Cos’è l’ozono

L’ozono (O3) è la forma allotropica dell’ossigeno (O2) che si forma in natura mediante interazione con i raggi ultravioletti o mediante azione delle scariche elettriche atmosferiche (i lampi) che forniscono l’energia necessaria affinché da 3 molecole di ossigeno si formino 2 molecole di ozono (3O2 +  = 2O3).

E’ un gas irritante e reattivo dal colore blu-azzurro e dall’odore pungente e caratteristico: a piccole dosi profuma di “fieno appena tagliato e di temporale”, mentre in dosi elevate ricorda l’odore dell’aglio, che possiede un’emivita di circa 30-40 minuti a 15°-20°C con 80%-85% di umidità relativa.

Nel 1840 il chimico Christian F. Schönbein a Basilea intuì che lo strano odore nell’aria era dovuto alla presenza di un gas denominato “ozono” che si formava in seguito al rilascio di scariche elettriche nell’aria durante i temporali; nel 1845 Auguste-Artur De la Rive riproduce il gas per la prima volta in laboratorio, Werner von Siemens nel 1857 brevettò il metodo di produzione e Carl Auer von Welsbach nel 1950 realizzò i primi generatori di ozono.

In parallelo iniziano i primi studi scientifici sui principali effetti dell’ozono nell’ambito della sanità pubblica come potente battericida, fungicida e inattivante dei virus.

La sua instabilità ne impedisce la produzione e la vendita in bombole come gli altri gas, ma viene preparato al momento dell’utilizzo con gli ozonizzatori (i più efficaci sono quelli con “effetto corona” con due elettrodi) che convertono l’ossigeno aspirato dall’aria in ozono tramite scariche elettriche in ambiente controllato.

Nel 2011, su brevetto canadese, sono entrate in produzione celle per la produzione elettrolitica dell’ozono direttamente nell’acqua, impiegabili per la sterilizzazione dell’acqua di piscine e di acque reflue che necessitano una conducibilità dell’acqua di ca. 1000 microSiemens/cm, ma semplificano molto gli impianti necessari all’ozonazione delle acque.

L’azione dell’ozono

Già Omero, in alcuni canti dell’Iliade, descriveva l’odore aspro e pungente che l’aria acquistava al passaggio di un temporale e verso la fine del XVIII secolo fu notato che lo stesso odore si presentava nelle vicinanze di alcune macchine elettriche e fu attribuito all’elettricità dell’aria.

La soglia di percettibilità dell’olfatto umano è intorno a 0,02 ppm (mg/m3) di aria, cioè 1/10 della dose consentita nell’Unione Europea di 0,2 ppm (mg/m3) per un periodo lavorativo consecutivo di 8 ore, mentre l’U.S. Department of Labour – O.S.H.A. (U.S. Occupational Safety and Health Administration) ha stabilito come limite 0.1 ppm (mg/m3) sempre per 8 ore consecutive.

L’immissione di ozono avviene sempre dall’alto e deve raggiungere una concentrazione ottimale di 0.15-0.25 ppm (mg/m3), con una durata e frequenza dei trattamenti da stabilire in loco caso per caso, di norma non inferiori a 20 minuti.

Per il suo elevato potere ossidante, l’ozono viene impiegato per disinfettare e deodorare oggetti e materiali di contatto, tessuti e ambienti di qualsiasi natura, per migliorare l’attività dei depuratori di acque potabili e reflue ed è ottimale per garantire la salute in ambienti alimentari, civili, sanitari.

I settori di utilizzo dell’ozono

Trattamento dell’acqua

Sono inoltre innumerevoli i vantaggi dell’ozono rispetto al cloro. Si pensi all’aria che si respira in piscina, al bruciore delle mucose e al colore rosso da vampiro degli occhi, ma anche all’odore della pelle dopo una nuotata che ricorda la candeggina usata per sbiancare i tessuti a casa. Alcune persone soffrono di raffreddore da piscina, altre hanno problemi di allergia e presentano dopo un bagno eruzioni cutanee.  L’ozono non da nessuno di questi effetti perché rende l’acqua insapore ed inodore ed in più permette all’abbronzatura di non scolorire dopo una nuotata rinfrescante. Si tenga presente poi che il nostro corpo in un bagno della durata di un’ora assorbe circa 1/2 litro di acqua di piscina ed è perciò che la stessa deve assumere le caratteristiche dell’acqua da bere.

Un altro vantaggio dell’uso di ozono è di rendere l’acqua limpida di colore azzurro, non giallognola e torbida come nel caso del cloro, e non necessita di correzioni del pH perché non viene influenzato nella sua azione e non ne altera il valore. Il tutto con sicurezza per gli addetti e tutela per l’ambiente e i bagnanti: infatti l’uso dell’ozono riduce la manutenzione della vasca, evita l’approvvigionamento di sali, non disperde sostanze inquinanti. Oltre a ciò l’ozono ha un ciclo di produzione che potremmo definire “ecologico” perché la molecola O3 viene creata da O2 presente nell’aria e nel giro di qualche minuto, dopo aver depurato l’acqua, ridiventa ossigeno senza provocare effetti collaterali o inquinamenti secondari. Se poi con il cloro l’acqua tende ad “invecchiare” con il tempo e si ha bisogno di aggiungere costantemente acqua “fresca”, con l’uso di ozono non si ha questo spreco perché la stessa migliora le sue caratteristiche e si ossigena ogni volta che viene trattata.

Il vantaggio dell’ozono rispetto a prodotti che sviluppano cloro libero, è accertato scientificamente: è in grado di eliminare batteri, virus e parassiti, non altera le caratteristiche dell’acqua e genera una minore quantità di sottoprodotti dannosi.

Interessante l’utilizzo dell’ozono per combattere la Legionella (Morbo del Legionario, 34 morti su 221 contagiati nel 1976 di un gruppo di veterani della American Legion riuniti in un albergo a Filadelfia), la quale può trasformare abitazioni, piscine, saune, ospedali in ambienti potenzialmente letali per bambini e anziani o per soggetti immunodeficienti o affetti da patologie cronico-degenerative.

I vantaggi dell’ozono come metodo per debellare la Legionella (e la Pseudomonas aeruginosa, batterio patogeno spesso associato alla Legionella) sono numerosi e i suoi campi di applicazione spaziano dalle acque civili a quelle industriali e ospedaliere, passando per la linea di imbottigliamento delle acque e dei vini, per la potabilizzazione delle acque di superficie, pozzi e recipienti di stoccaggio:

• acquedotti, pozzi privati, fabbricatori di ghiaccio
• serbatoi e vasche di accumulo (treni, aerei, navi, piattaforme)
• piscine artificiali, piscine termali
• allevamenti intensivi (suini, avicoli, bovini)
• impianti di macellazione (scuoiamento, tripperia, pelleria)
• industrie di alimenti e bevande, surgelati e congelati (glassatura)

Trattamento dell’aria

Svolge una forte azione ossidante sulle sostanze organiche complesse anche volatili (grassi, aromi, odori) e sugli organismi viventi anche microscopici.

Nei confronti delle sostanze organiche volatili responsabili dell’odore e del disgusto (metilmercaptani, solfuro di idrogeno, acidi grassi insaturi, metilamine, esanale) agisce prima con l’ossigeno atomico (azione ossidante) e poi con gli ozonoidi (azione deodorante) che portano alla rottura delle molecole stesse.

Nei confronti di insetti e roditori (ca. 70 specie possono infestare gli alimenti e gli ambienti alimentari) agisce attraverso l’irritazione delle mucose, l’inibizione della sintesi dei lipo-proteo-polisaccaridi cellulari e lo squilibrio dei neuro-recettori e trasmettitori.

Gli studi sulle evidenti ed infinite potenzialità dell’ozono (Italia, Germania, Francia, UK, USA, Giappone) dimostrano l’efficacia della sua azione igienizzante anche con trattamenti di breve durata (10 volte più potente del Cloro e secondo solo al Fluoro) con il grande vantaggio di essere ecologico, economico, rapido e sicuro, con indubbi vantaggi per i seguenti ambienti:

• luoghi sanitari: sale operatorie, terapie intensive, camere per immunodepressi, day hospital:
• luoghi sportivi e centri benessere: spogliatoi, palestre, beauty farm, saune, SPA
• collettività e convivenze: asili, scuole, residenze per anziani, centri diurni, centri accoglienza
• mezzi pubblici: metropolitane, treni, pullmann, aerei, navi traghetto
• luoghi sportivi: spogliatoi, servizi igienici, docce
• settore alberghiero: dormitori, camere di hotel, ostelli, villaggi turistici
• settore alimentare: reparti di lavorazione alimenti per l’infanzia

Nuove frontiere di utilizzo

La sanificazione tramite ozono è particolarmente indicata per trattare e igienizzare gli interni, anche quelli in pelle o tessuti delicati, per questo motivo chi possiede yacht, barche, caravan o tutti quei mezzi la cui tappezzeria o cuscineria è sottoposta a una forte usura, trova nella sanificazione all’ozono una veloce ed economica soluzione alla normale pulizia chimica.

In particolare negli ambienti delle unità di diporto, dai natanti alle imbarcazioni da diporto, alle navi da diporto, siano esse utilizzate da società di charter o da privati, i microrganismi possono facilmente trovare un habitat ideale alla loro proliferazione a causa dei microclimi che vengano a crearsi, delle caratteristiche tecnico-costruttive, della mancanza di ricircolo di aria fresca dovuta all’impossibilità di aprire tutti gli oblò e, soprattutto per l’imbarco di persone, cibo e acqua da aree geografiche diverse potenzialmente a rischio.

Gli studi e le indagini effettuate in molte imbarcazioni hanno messo in evidenza la sottostima di rischi biologici che possono provocare sia danni alle persone presenti a bordo, sia la diffusione di malattie infettive o altre patologie più o meno gravi.

Gli ambienti e gli impianti più soggetti a proliferazioni di microrganismi sono:

• sanificazione cambuse/cucine e frigoriferi
• bonifica cappa di aspirazione e circuito di estrazione collegato
• disinfezione fan-coils e condotte aria condizionata
• disinfezione bagni
• disinfezione vasche idromassaggio, piscine e servizi in genere
• trattamento casse e circuito acqua potabile
• eliminazione odori
• disinfezione tappezzerie, mobili, tendaggi
• disinfestazione e derattizzazione

Applicazione alimentare

L’utilizzo dell’ozono è proposto come alternativa e/o sinergia all’uso di prodotti biocidi o sanificanti: possiede un potere ossidante 150 volte superiore al cloro senza avere effetti dannosi sui materiali e sull’ambiente. Trova applicazione ideale come efficace aiuto per mantenere i cibi freschi più a lungo ed evitare la degradazione (irrancidimento, putrefazione) dei componenti proteo-lipidici degli alimenti di origiene animale e vegetale. Abbattendo batteri e germi migliora la shelf life degli alimenti, il profilo sensoriale dei prodotti esposti nelle vetrine, nei supermercati soprattutto nel laboratorio carni e pesce, durante le attività di catering & banqueting.

Grazie al suo elevato potere ossidante, l’ozono viene impiegato per disinfettare ambienti e attrezzature, deodorare locali di qualsiasi natura, migliorare l’attività dei depuratori ed è ottimale per ottenere prodotti salubri e senza alterazioni e difetti:

Trattamento dei prodotti di origine animale

• insaccati crudi freschi (salsicce, salamelle)
• insaccati crudi da stagionare (salami, coppe, culatelli)
• salumi e formaggi a medio-lunga stagionatura (4-24 mesi)
• carni fresche in osso, carni macinate, prodotti a base di carne
• carni fresche, salumi e formaggi porzionati in atm
• pesce fresco eviscerato, filetti e tranci di pesce surgelato

Trattamento dei prodotti di origine vegetale

• stoccaggio delle farine e degli sfarinati
• frutta fresca di IV gamma
• macedonia fresca con liquido di governo
• verdure di IV gamma
• conserve di pomodoro (concentrato, passata, concassè)
• salse e sughi freschi (pesto, tartufo, noci, olive)

Nuove frontiere in enologia

La crescente attenzione del consumatore moderno verso la sicurezza degli alimenti, sta spingendo anche le aziende vitivinicole a cercare di sostituire l’anidride solforosa impiegata nella sanificazione degli ambienti di produzione, delle superfici e contenitori (barriques, tini, bottiglie, cisterne inox) per il condizionamento e l’imbottigliamento del vino. 

Una valida alternativa all’’impiego dell’’anidride solforosa in enologia viene dall’’ozono. Nonostante negli Usa esso sia ammesso per l’uso sugli alimenti da dieci anni, in Europa il suo impiego è limitato solamente alla sanificazione degli ambienti dove vengono conservati gli alimenti.

Nel 2007 un articolo pubblicato sul Journal of the Science of the Food and the Agriculture (Hernandez-Artes e collaboratori), indicò la possibilità di usare questo gas per il trattamento dell’uva da tavola, sia per i suoi effetti antisettici sia per la capacità di innescare nell’’uva trattata l’aumento di composti polifenolici, estremamente utili per la salute umana.

Se quindi a un’efficacia antisettica già riconosciuta sull’uva da tavola si associa l’effetto di indurre la crescita della concentrazione di stilbeni (trans-resveratrolo, trans-piceide, viniferina), flavanoli e acidi idrossicinnamici, composti di considerevole importanza dal punto di vista enologico ma anche salutitisco, l’applicazione dell’ozono come alternativa all’impiego di solfiti assume toni di particolare interesse.

Un altro grande vantaggio dell’’ozono è che si trasforma rapidamente in ossigeno non lasciando nell’’ambiente, sulle superfici e sui prodotti alcun tipo di residuo o effetto collaterale.

Pur considerando questi effetti positivi, non bisogna dimenticare che l’ozono è un forte ossidante in virtù della sua elevata instabilità chimica e che esso esplica la sua azione antisettica grazie proprio a questa azione ossidasica, pertanto la sua gestione deve risultare particolarmente oculata sia per i prodotti da trattare, sia soprattutto per le persone.

Normativa di riferimento

EUROPA

• Direttiva 2003/40/CE “che determina l’elenco, i limiti di concentrazione e le indicazioni di etichettatura per i componenti delle acque minerali naturali, nonché le condizioni d’utilizzazione dell’aria arricchita di ozono per il trattamento delle acque minerali naturali e delle acque sorgive”;
• Direttiva 92/72/CEE “sull’inquinamento dell’aria provocato dell’ozono”;
• Direttiva 92/72/CE “sulla contaminazione da ozono.

ITALIA

• Min. Salute Dipartimento della Sanità Pubblica Veterinaria della Sicurezza Alimentare e della Nutrizione “Parere del CNSA del 27/10/2010 sul trattamento con ozono dell’aria negli ambienti di stagionatura dei formaggi”;
• DM Min. Salute 174/2004 “Regolamento concernente i materiali e gli oggetti che possono essere utilizzati negli impianti fissi di captazione, trattamento, adduzione e distribuzione delle acque destinate al consumo umano”;
• D.Lvo 152/1999 “Disposizioni sulla tutela delle acque dall’inquinamento e recepimento della direttiva 91/271/CEE concernente il trattamento delle acque reflue urbane e della direttiva 91/676/CEE relativa alla protezione delle acque dall’inquinamento provocato dai nitrati provenienti da fonti agricole”;
• Ministero della Sanità prot. n° 24482 del 31/07/1996, ha riconosciuto il sistema di sanificazione con l’ozono come presidio naturale per la sterilizzazione di ambienti contaminati da batteri, virus, spore e infestati da acari ed insetti.

USA

• F.D.A (U.S. Food and Drug Administration – U.S. Department of Health and Human Services) 26/06/2001 (Federal Register Volume 66, Number 123) “secondary direct food additives permitted in food for human consumption”;
• U.S. Department of Labour – U.S. Occupational Safety and Health Administration “Permissible Exposure Limit (PEL) for Ozone – General Industry 2012”;
• U.S. Occupational Safety and Health Administration “Technical Manual Section III Chapter – Indoor Air Quality Investigation”;
• ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating, and Air-Conditioning Engineers) “Guidelines and standards for Ozone and Indoor Chemistry and for Indoor Air Quality”

 

Speciale per la rivista “Igiene Alimenti” Settembre 2015

Scritto da: Massimo Artorige Giubilesi*, Ania Venanzio**

*Tecnologo alimentare, CEO Giubilesi & Associati, Lead Auditor Sistemi ISO 9001, 14001, 22000

**Master in Economics F&B Management Palermo