Resistenza di CORKPAN agli attacchi microbici

Nota: Quello di seguito riportato è un estratto dell’approfondimento completo, disponibile in .pdf, cliccando qui.

Premessa

L’uomo contemporaneo, specie nei climi temperati e nei paesi industrializzati, passa la maggior parte della sua vita all’interno di ambienti confinati. Per tal motivo l’attenzione alla qualità dell’aria ambientale indoor è diventata sempre più alta e le ricerche scientifiche e le innovazioni tecnologiche in questo settore negli ultimi anni si sono moltiplicate e l’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) ha riconosciuto l’esistenza di due principali quadri patologici legati agli ambienti residenziali: La “sindrome da edificio malato” (SBS, dall’inglese) e le “malattie correlate all’edificio” (BRI).

Tra le “Malattie correlate all’edificio” rientrano tutte le patologie infettive e tossiche provocate da batteri e in particolare, muffe ambientali, in primis la muffa verde da Aspergillus fumigatus e quella nera da Stachybotrys chartarum. Questi organismi possono portare a vere e proprie infezioni delle mucose e del tessuto polmonare, soprattutto nei confronti di soggetti deboli come gli anziani o i malati.

Problemi meno gravi, ma molto più frequenti, sono causati invece dalla presenza nell’aria di agenti tossici e allergizzanti, che scatenano anche in soggetti sani diversi tipi di sintomi: riniti, dermatiti, asme allergiche e polmoniti da ipersensibilità.

L’ecosistema” indoor

Un gran numero di specie fungine possono colonizzare i materiali edili quando sulla superficie o all’interno dei substrati è presente una sufficiente quantità di nutrienti e di umidità. Il nutrimento utile alla crescita fungina può essere sia esogeno, cioè provenire dall’esterno e depositarsi sulla superficie, oppure essere intrinseco al materiale in forma di colle, resine, gomme, finiture ecc. Quando il tenore nutrizionale è sufficiente, il fattore limitante principale per le muffe è la disponibilità di acqua.

Tra le muffe più frequentemente isolate da materiali edile ad alto tenore idrico (a causa di allagamenti o infiltrazioni) possiamo annoverare le già citate Aspergillus fumigatus e Stachybotrys chartarum e a tenori idrici leggermente inferiori Cladosporium, Epicoccum, Fusarium, Trichoderma, ecc.

Esistono infine alcune muffe biodeteriogene, dette xerofile (dal greco amanti dell’aridità) che crescono invece a tenori idrici relativamente bassi. Queste muffe riescono a svilupparsi sui materiali grazie a micro condense che si generano in ambienti con poca ventilazione che superano di poco il 65% di umidità relativa ambientale. Tra queste possiamo annoverare Scopulariopsis e alcune specie di Penicillium, ma soprattutto diverse specie di Aspergillus, tra cui A. parasiticus, A. restrictus e A. versicolor.

Materiali resistenti

La crescita fungina sui materiali edili è dunque una delle principali sorgenti di inquinamento biologico indoor e rappresenta una delle maggiori cause di malattie respiratorie nell’uomo.

Molte strategie e approcci sono stati proposti per ridurre la suscettibilità (biorecettività) dei materiali alla contaminazione fungina. Tra queste l’eliminazione o riduzione dai materiali di substrati organici, l’introduzione di composti antimicrobici (biocidi) oppure l’uso di materiale per natura scarsamente biorecettivo, se non antimicrobico di per sé.

La normativa di riferimento per i test di resistenza

Diversi produttori che operano nell’edilizia pubblicizzano materiali edili dalle presunte proprietà antimicrobiche. Spesso tali proprietà non sono supportate da nessun test scientifico o nei migliori dei casi sono presentati valori di resistenza provenienti da semplici test qualitativi, che in quanto tali, basandosi su mere osservazioni visive, hanno il limite di essere arbitrari e approssimativi.

Tra i metodi più frequentemente utilizzati nel settore edile (ASTM D3273, ASTM D2020, ASTM G 21, ASTM C1338) soffrono di tre fondamentali criticità: come si è detto si basano su valutazioni visive e dunque arbitrarie, sono relative a specifiche categorie di prodotti e quindi poco versatili, hanno una durata troppo breve per poter saggiare la resistenza a organismi a lenta crescita, come ad esempio molte muffe xerofile biodeteriogene di materiali edili.

Il test ASTM D6329-98

Per superare le limitazioni dei metodi sopra elencati, nel 2014 l’EPA l’Agenzia Statunitense per la Protezione dell’Ambiente (EPA), basandosi sulle linee guida ASTM D6329 – 98 (Sviluppo di una metodologia per la valutazione delle biorecettività di un supporto edile ad uso indoor in camere ambientali statiche) ha messo a punto e testato una procedura di verifica applicabile ad un ampio range di materiali, eseguibile a regimi microclimatici variabili e in grado di rilevare la resistenza dei materiali anche alle specie fungine a basso tasso di crescita. Soprattutto ha indicato un metodo i cui risultati sono misurati quantitativamente e quindi non soggetti a valutazioni arbitrarie.

Questa procedura, in breve, consiste nel sottoporre il materiale test ad una contaminazione controllata di organismi fungini biodeteriogeni, specifici per il materiale che s’intende testare, in condizioni microclimatiche che simulano quelle che si possono creare attorno al materiale quando si trova in opera.

A precisi intervalli di tempo (solitamente 3 o 4) un numero adeguato di campioni è prelevato e sottoposto ad analisi microbiologiche colturali per la quantificazione della biomassa fungina, attraverso la conta delle unità formanti colonia (UFC) su substrati di crescita agarizzati. I valori di UFC ai diversi intervalli sono confrontati con il valore iniziale (tempo 0) determinato prima dell’introduzione dei campioni contaminati nelle camere ambientali. A seconda della specie fungina e del materiale che s’intende testare, il test può durare fino a 12 settimane, una durata molto superiore a quella normalmente prevista per gli altri test.

Secondo i tecnici dell’EPA una variazione di biomassa fungina sul materiale nel tempo n maggiore di 1 unità Log indica un effetto significativo del materiale sulla crescita del fungo. Incrementi > 1 indicano suscettibilità del materiale allo sviluppo del fungo test, al contrario decrementi >1 indicano che il materiale ha specifiche proprietà antimicrobiche.

Test ASTM D6329–98 sul pannello di sughero CORKPAN

Nel corso del 2018 Tecnosugheri ha applicato questa procedura di verifica nei confronti del pannello di sughero espanso CORKPAN, utilizzato come isolante in edilizia.

Si tratta di un pannello di sughero ottenuto dalla corteccia della quercia da sughero lasciata stagionare, granulata e agglomerata tramite processo termico di espansione/tostatura. La componente principale del pannello è la suberina, una resina altamente idrofobica prodotta dal fellogeno del fusto e delle radici delle piante legnose come forma di protezione dall’acqua e dagli agenti esterni biologici. La funzione protettiva della suberina nei confronti degli attacchi da microrganismi è evidenziata anche dalla sua immediata produzione, a livello di tutti i tessuti compresi i meristemi fogliari, non appena la pianta entra in contatto con un organismo patogeno (SAR: resistenza sistemica acquisita).

La presenza nel pannello di sughero di altri composti organici oltre alla suberina, rende comunque potenzialmente suscettibile il materiale agli organismi biodeteriogeni, soprattutto in condizioni di elevata umidità. E ’stato quindi necessario verificare la biorecettività del prodotto alle condizioni stringenti del test ASTM D6329 – 98.

Per il test, sono stati selezionati due organismi fungini: Aspergillus versicolor e Stachybotrys chartarum.

Il primo è un fungo xerofilo capace di svilupparsi a bassi tenori di UR, l’altro invece necessita della presenza di supporti saturi di acqua. Essi inoltre sono tipici funghi di ambienti residenziali, capaci di attaccare svariati materiali edili, e possono essere pericolosi per la salute umana.

A. versicolor è implicato nei fenomeni allergici mentre S. chartarum è un produttore di metaboliti volatili estremamente tossici nei confronti dell’uomo. Il ceppo di A. versicolor utilizzato nel test è stato isolato da intonaco mentre quello di S. chartarum da supporti edili provenienti da un archivio alluvionato.

Il prelievo delle repliche e le analisi colturali sono state eseguite nel corso dell’incubazione dopo 3, 8 e infine 12 settimane.

Risultati

Il materiale CORKPAN ha dimostrato di avere proprietà antibiotiche nei confronti di Stachybotrys chartarum, fungo responsabile della muffa nera tossica in ambienti alluvionati. Infatti, la sua presenza sul materiale dopo 3 settimane non è più rilevata (tab. 1). La tabella riassume la dinamica di crescita e la variazione di biomassa rispetto al valore iniziale (T0) per Stachybotrys chartarum. Insieme alle media sono riportati i valori di deviazione standard.

Aspergillus versicolor, invece, come previsto cresce lentamente sul materiale. Il valore massimo viene infatti raggiunto dopo 8 settimane. In ogni caso il suo incremento è ben inferiore al limite stabilito dall’EPA di un’unità logaritmica. Dopo questo lasso di tempo la sua crescita si arresta, rimanendo costante fino all’ultimo rilievo delle 12 settimane (tab. 2). Si può dunque affermare che il sughero espanso CORKPAN non favorisce, né sfavorisce la crescita di questa muffa allergenica.

Conclusioni

Alla luce di questi test, il pannello di sughero espanso CORKPAN, non contenendo collanti chimici/sintetici ed essendo stato sottoposto a processo termico di agglomerazione, si presenta “neutro” rispetto alla proliferazione delle muffe testate.

Ciò significa che, anche in caso di patologie edilizie, quali formazioni di condensa superficiale o interstiziale, con presenza anche di elevati tenori di Umidità Relativa, il pannello CORKPAN non è soggetto a degenerazione organica e non partecipa allo sviluppo di muffe dannose alla salute.

Bibliografia disponibile all’interno dell’approfondimento completo in versione pdf.