Gruppo Hera: il suo laboratorio all’avanguardia contro batteri e virus – La Chimica e l’Industria Ottobre 2021

Il Laboratorio analisi della multiutility impegnato sul tema della sanificazione ambientale;   vincono capacità, competenza e la collaborazione con imprese private

Non basta essere abili e preparati: per vincere la sfida contro virus e batteri servono anche altre doti, come creatività, curiosità, innovazione e capacità di collaborazione. Lo dicono i tecnici del Laboratorio per le analisi di Heratech, società del Gruppo Hera che si occupa di gestire lavori richiesti da clienti per servizi a rete, della progettazione e realizzazione di impianti e reti e di attività tecniche a elevata specializzazione. Nel laboratorio della multiutility opera un gruppo eterogeneo di professionisti, per integrare alle competenze tecniche analitiche anche quelle informatiche e le cosiddette “soft skills”. Con questi criteri, il Laboratorio Heratech ha affrontato il tema della sanificazione ambientale, per sconfiggere virus e batteri, offrendo a diversi promotori possibili soluzioni per il mercato, collaborando con imprese private, mettendo a disposizione le proprie strumentazioni e professionalità.

Come avviene la sperimentazione

Alla base  delle iniziative intraprese vi è il monitoraggio della contaminazione microbiologica dispersa in atmosfera e depositata sulle superfici anche deliberatamente, purché sotto controllo, per valutare l’efficacia dei sistemi di sanificazione adottati e di nuove procedure da realizzare.
Queste le basi di tale approccio di sviluppo, dal punto di vista del Laboratorio:

• aria e superfici sono veicoli di trasmissione di agenti infettivi, come batteri-funghi-spore-particelle virali. Tuttavia, per un laboratorio ambientale, si tratta di matrici note, con tecniche d’analisi consolidate, da cui esportare competenza e modellazione.
• Valutando la concentrazione degli agenti infettivi, è possibile estrarre informazioni sugli agenti patogeni al fine, auspicato, di escluderne la presenza.
• Il periodo di pandemia da SARS-CoV-2 ha messo in evidenza quanto sia fondamentale la conoscenza del materiale genomico virale, la cui osservazione analitica è resa possibile con la tecnica RT PCR, acronimo di “reazione polimerizzazione a catena in tempo reale”.  L’acronimo indica un importante metodo che amplifica il DNA o l’RNA dei microrganismi analizzati, permettendo, così, di riconoscerli in modo inequivocabile e di poterne confermare o escludere la presenza. In questo modo è possibile studiare i meccanismi d’azione dei sanificanti per inattivare e distruggere il virus.
• In tema di sanificazione, il mercato sta producendo diverse proposte, ponendo, però, un problema di corretto orientamento sulle qualità dichiarate delle soluzioni. Da qui nasce l’esigenza di una piena collaborazione con le imprese.

La sperimentazione effettuata dal Laboratorio Heratech è stata messa a disposizione di varie realtà che operano sul mercato per verificare i diversi sistemi di sanificazione. Ozonizzazione, perossido d’idrogeno, luce visibile, applicazione di soluzioni, sono state messe alla prova utilizzando monitoraggi di aria e superfici precedentemente contaminate, in modo controllato, con batteri e materiale genomico riconducibile a quello del SARS-cov-2. Lo studio delle curve di inattivazione, per mostrare i livelli di abbattimento di batteri e virus, hanno permesso di correlare i tempi necessari alla sanificazione ambientale e hanno messo in evidenza apprezzabili miglioramenti dopo i vari trattamenti che, con tempi e modi diversi, hanno dato risultati positivi.

Una collaborazione significativa

In particolare, ha fornito risultati interessanti lo studio condotto con la ditta Emhealia srl, giovane impresa bolognese impegnata nella ricerca di soluzioni nell’ambito della sanificazione di ambienti pubblici e privati, grazie a competenze nel settore della meccatronica e del mondo IoT. Lo studio si è concentrato sulla valutazione della capacità di eliminare microrganismi pericolosi da parte del perossido di idrogeno, nebulizzato in concentrazioni compatibili con l’esposizione prolungata di persone. Si è osservata, infatti, la relazione tra una specifica concentrazione di perossido di idrogeno e il tempo di abbattimento di virus e batteri; informazione che costituisce un progresso negli studi, poiché attualmente le pubblicazioni scientifiche relative alla capacità biocida del perossido di idrogeno vaporizzato ancora non ne parlano. Con sperimentazione, che integra diverse competenze, è stato possibile verificare l’abbattimento totale del virus e dei batteri grazie alla concentrazione di perossido d’idrogeno con due elementi chiave sostanziali:

• La compatibilità, in base alla concentrazione, con l’esposizione a lungo termine di persone e animali;
• un tempo definito di nebulizzazione.

La prolungata collaborazione con Emhealia srl ha portato all’individuazione della concentrazione minima necessaria ad abbattere la carica virale e batterica, studiando l’adeguatezza della soglia di sicurezza per l’esposizione a lungo termine, indicata dal regolamento europeo 528 del 2012 e  fissata a 1 ppm. L’esito positivo di questa prima fase ha indirizzato lo studio nella ricerca del tempo minimo di esposizione di virus e batteri alla concentrazione di 1 ppm, compatibile con l’esposizione a lungo termine di persone e animali, per ottenere l’abbattimento totale degli agenti patogeni. Il valore è attestato intorno ai 120 minuti. Per la nebulizzazione del perossido di idrogeno, è stato utilizzato il diffusore Kairòs di Emhealia srl, che emette nell’ambiente un aerosol di micro-gocce di questa sostanza in soluzione acquosa. La concentrazione nebulizzata è stata rilevata con sensori specifici H₂O₂ MEMBRAPOR H2O2-CB-100, i cui segnali sono stati analizzati e registrati dal software Alma H2O2, sviluppato da Alma Automotive srl, SpinOff dell’Università di Bologna. I sensori elettrochimici sono collegati tramite connettori analogici a un circuito potenziostatico MEMBRASENS, che permette pure la misurazione della temperatura ambientale in un intervallo compreso tra -20° e 50°C. Il sistema ha permesso di verificare un’efficacia antibatterica e antivirale del 100% alle 2 ore dal raggiungimento di 1 ppm di H₂O_.

Studiare la soluzione al problema

È importante dimostrare la capacità virucida utilizzando virus non pericolosi per gli sperimentatori. Per il Laboratorio Heratech, la possibilità di verificare l’efficacia antivirale è stata davvero innovativa. Si è ricorsi, infatti, all’uso del virus FCV (feline calicivirus). Si tratta di un agente patogeno molto infettivo, che si trasmette tra gatti, e che è dotato di caratteristiche sovrapponibili ai coronavirus. Questa scelta ha permesso di sfruttare pienamente la biologia molecolare come strumento d’analisi necessario a valutare la presenza, e la quantità, di RNA virale, analizzando l’andamento delle curve di reazione. Da qui, si è avviato l’approfondimento di altri sistemi per sanificare gli ambienti, potenzialmente indispensabili a diminuire il rischio di diffusione di virus e batteri nelle case, nei luoghi di lavoro, sui mezzi di trasporto. Si tratta di un comparto di mercato specifico e di primaria importanza che, attraverso l’uso di varie tecnologie, combatte anche polveri, acari, pollini stagionali, composti organici volatili e polveri sottili, compreso probabilmente (in attesa di conferma) il SARS-cov-2. Con il medesimo approccio il Laboratorio Heratech ha verificato l’efficacia della sanificazione di:

• dispositivi per abitacoli ad UV-A, in prospettiva di installazione sui veicoli;
• sistemi a ozono, da associare a disinfezione chimica e detersione meccanica in ambienti lavorativi;
• dispositivi di illuminazione germicidi, che emettono alla lunghezza d’onda blu dello spettro visibile, e di sistemi di aspirazione per il trattamento dell’aria con lampada a raggi UV-C, progettati per essere installati in un sistema di illuminazione convenzionale, in ambienti chiusi.

Il protocollo sperimentale è stato condotto con nebulizzazione, sempre di FCV (feline calicivirus), per la parte virale e tramite contaminazione, con miscele a titolo noto per la parte batterica, in ambienti pilota standardizzati. La presenza di FCV nei campioni d’aria e nei tamponi di superficie, a fine sanificazione, è stata ricercata come presenza di RNA non degradato, in tecnica RT – PCR. Per le specie batteriche, invece, è stato indagato come crescita su piastre batteriche specifiche

I risultati della sperimentazione

• L’efficacia dell’ozonizzazione è stata verificata in tutti gli ambienti, sia nell’aria, dove detersione meccanica e disinfezione chimica non hanno effetto, sia sulle superfici, su cui l’azione dell’ozono abbatte la carica di batteri e funghi anche del 100%;
• Sono state verificati pure l’azione virucida dell’UV-A e dell’UV-C, non solo nell’aria, ma anche sulle superfici non immediatamente coinvolte dalla nebulizzazione, e il totale abbattimento della crescita delle specie batteriche considerate, pure se con livelli variabili.

Le sperimentazioni dovranno essere estese a ulteriori ambiti di applicazione, per un periodo di monitoraggio prolungato. Sarà eventualmente sfruttato in maggior misura l’approccio “in vitro” (in area dedicata e confinata), riducendo al massimo le interferenze esterne, per valutare la correlazione diretta tra quantità, tipo di sanificazione, tempo di permanenza ed efficacia. I test di laboratorio e l’applicazione della tecnologia nel quotidiano, infatti, possono rivelare incongruenze. In un ufficio, ad esempio, in cui transitano continuamente persone o le porte sono tenute aperte, non si può sempre garantire il risultato verificato nello step di validazione dello strumento. Solo combinando sinergicamente diverse tecnologie e integrando competenze diverse si possono comunque ottenere i risultati ricercati con determinazione.