Cos'è il processo Sterex?
Sterex è un processo elettrofisico per la disinfezione dell’aria in ambienti chiusi, che, senza agenti chimici e utilizzando l’ossigeno e il vapore acqueo dell’aria attraverso la produzione di un plasma atmosferico a bassa pressione, genera radicali idrossilici, i quali sono innocui per l’uomo, gli animali e le piante ma che hanno un effetto disinfettante molto elevato contro virus capsulati, batteri e funghi. Ciò consente di ottenere un effetto di disinfezione mirato contro i microrganismi, senza alcuna conseguenza per le persone presenti nella stanza.
Cos'è il plasma atmosferico freddo?
In fisica, il plasma è il quarto stato della materia dopo quello solido, liquido e gassoso. Il termine “plasma” descrive un gas o una miscela di gas conduttori attraverso i quali scorre una corrente allo stato conduttivo. Le molecole di gas vengono modificate dal punto di vista fisico dal flusso di corrente elettrica: dai componenti della miscela di gas si formano ioni. Il plasma si comporta quindi simultaneamente come un conduttore di elettroni. Questa è una particolarità dello stato di plasma di un gas o di una miscela di gas.
Come si genera questo plasma?
Nel processo Sterex l’aria ambiente e il vapore acqueo presente nell’aria vengono utilizzati come miscela di gas.
I prodotti di reazione sotto forma di radicali idrossilici sono le “specie” elettrofisiche disinfettanti (nessuna correlazione materiale) come prodotto della reazione al plasma.
Per la disinfezione sono utilizzati i radicali idrossilici che vengono prodotti durante la reazione per generare il plasma.
Il plasma del processo Sterex è un plasma atmosferico a bassa temperatura. Ciò significa che il plasma si sviluppa a pressione e temperatura ambiente.
Un inverter genera tra gli elettrodi l’energia necessaria per generare il plasma e, quando la miscela di gas tra gli elettrodi è diventata conduttiva, lo stato del plasma viene mantenuto fornendo un flusso di corrente definito e constante.
Come avvengono le reazioni elettrofisiche?
Innanzitutto, attraverso il flusso di corrente e l’interazione delle molecole di gas con le superfici degli elettrodi cataliticamente attive, che sono elettricamente polarizzate al potenziale necessario per lo sviluppo del plasma, l’ossigeno viene scisso in radicali di ossigeno (vedi equazione 1). Con il processo Sterex, la limitazione della differenza di potenziale elettrico a <3 kV da un lato e alcune superfici di elettrodi catalicamente attive dall’altro riducono la formazione di ozono al di sotto dei limiti tossicologicamente rilevanti. Non si formano ossidi di azoto, poiché questo richiederebbe differenze di potenziale >5 kV.
I radicali dell’ossigeno precedentemente menzionati reagiscono a differenze di potenziale <3 kV e con le corrispondenti superfici degli elettrodi ad azione catalitica, con molecole d’acqua (vapore acqueo nell’aria = umidità atmosferica) per formare radicali idrossilici (vedi equazione 2).
I radicali idrossilici (OH°) già presenti continuano ad agire in modo catalitico sulla reazione di cui sopra. A seconda della pressione ambiente, si raggiunge un equilibrio dopo una fase di saturazione. Con il processo Sterex, in una stanza fino a 70 m³/ 120 m³, l’equilibrio viene raggiunto dopo circa 60 minuti. Pertanto, il processo Sterex dovrebbe sempre essere eseguito almeno 60 minuti prima di utilizzare le stanze.
I radicali idrossilici hanno diverse stabilità in termini di periodi di attività a seconda delle condizioni ambientali. In stanze con poca o senza polvere, si osservano tempi di attività di massimo 1 ora.
La contaminazione da polvere può ridurre questo intervallo. In caso di una certa contaminazione di fondo (classe II della stanza), sono stati ancora individuati tempi di attività in un intervallo che va dai 20 ai 30 minuti.
I radicali idrossilici possono reagire con i composti organici di carbonio, alterandoli fisicamente. Una possibile reazione cumulativa viene illustrata nell’equazione 3. Il cambiamento strutturale colpisce in particolare le molecole di acidi grassi nei fosfolipidi della membrana cellulare (= membrana plasmatica).
In particolare, gli equivalenti della membrana plasmatica dei virus capsulati (compreso il SARS-CoV-2) e le membrane cellulari dei batteri e dei funghi vengono alterati fisicamente dall’azione dei radicali idrossilici (ad esempio, conversione degli acidi grassi insaturi in acidi grassi saturi; riduzione dei residui alchilici degli acidi grassi, ecc.), in modo che le condizioni per la funzione delle membrane cellulari vengano meno e il microrganismo diventi inattivo.
L’azione avviene nella fase gassosa (aria). Gli aerosol che si presentano nell’aria come goccioline liquide con microrganismi intrappolati reagiscono con i radicali idrossilici presenti nell’aria, distruggendo la membrana plasmatica dei microrganismi come illustrato nell’equazione 3.
Come influiscono questi radicali idrossilici sulle persone?
Nelle cellule degli organismi superiori (i cosiddetti eucarioti, categoria che, oltre alle piante e agli animali, comprende anche gli esseri umani), la membrana cellulare è strutturata in modo diverso.
Di conseguenza, i radicali idrossilici non hanno alcun effetto negativo sulle cellule eucariotiche e l’esposizione umana ai radicali idrossilici è ritenuta innocua:
- Nell'ambito della membrana plasmatica, gli enzimi che degradano i radicali sono più attivi negli eucarioti, così che i radicali idrossilici in arrivo diventano inattivi prima che possa avvenire l'intera-zione con la cellula.
- Inoltre, le membrane cellulari degli eucarioti sono ancorate al citoscheletro tramite proteine, così che i disturbi esterni della funzione della membrana diventano meno rilevanti.
- Il flow-over della membrana, cioè il potenziale di rigenerazione della membrana cellulare, è più alto negli eucarioti che nei procarioti (batteri, funghi o virus capsulati). In particolare, i virus cap-sulati (come il virus SARS-CoV-2) non hanno alcuna capacità rigenerativa. Ciò significa che una volta danneggiati, gli involucri lipidici dei virus vengono neutralizzati in modo permanente.
Per questo motivo gli stati plasmatici oggi vengono già utilizzati nell’ambito del trattamento delle ferite (ad esempio, la sanificazione delle ferite infette causate da batteri resistenti agli antibiotici).
Pertanto, il processo Sterex può (e dovrebbe) essere utilizzato continuamente, ad esempio in stanze o in sistemi di condizionamento dell’aria.