Come funziona l’ozonizzatore

È un dispositivo in grado di sterilizzare aria e acqua e che per questo viene usato negli impianti agroindustriali. Ecco come si genera l’ozono meccanicamente.

L’ozono è un gas, si trova in natura e ha lo scopo ben noto che tutti abbiamo imparato a conoscere da quando, oltre quarant’anni fa, ha iniziato a bucarsi. Si trova nello strato superiore dell’atmosfera, più precisamente nella ozonosfera, a circa 25 chilometri dalla superficie terrestre. Qui svolge un importante ruolo protettivo, schermando i raggi UV del sole.

Negli strati più bassi, però, ha un effetto diverso e può rivelarsi pericoloso per le forme di vita sulla terra. Per questo motivo è utilizzato come biocida nei grossi impianti industriali di trasformazione degli alimenti.

Può essere generato meccanicamente grazie all’impiego di appositi macchinari che producono una scarica elettrica tale da scatenare la reazione che produce l’ozono a partire dall’ossigeno normalmente presente nell’aria.

Cos’è l’ozono

L’ozono è un elemento naturalmente presente nell’atmosfera. Si tratta di una cosiddetta forma allotropica dell’ossigeno. Cioè le sue molecole si combinano in una specifica maniera in seguito a un particolare fenomeno fisico. Ogni molecola di ozono è composta da un legame di tre atomi di ossigeno.

Come accennato. Lo troviamo in natura e in concentrazione maggiore nell’ozonosfera, cioè quello strato dell’atmosfera che si colloca a circa 25 chilometri sul livello del mare. Il suo effetto, a questa altezza, è di schermare i raggi UV che arrivano dal sole rendendoli meno aggressivi sulla terra e verso gli organismi che la popolano.

Per questa ragione il suo assottigliamento rappresenta un grave problema per la salute del pianeta. Quando venne scoperta la correlazione tra l’emissione di CFC e freon e la distruzione dello strato di ozono nella stratosfera si sono avviate campagne di sensibilizzazione contro il loro uso. Di fatto, ancora questi composti sono utilizzati, come il CFC in Cina o India.

I clorofluorocarburi hanno la capacità di interferire con le reazioni che si creano nell’atmosfera tra ozono e radiazioni solari. Infatti, l’ozono reagisce con molta facilità alle sollecitazioni cui è sottoposto scindendosi in molecola (O2) e atomo (O) di ossigeno, per poi ricostituire il legame O3 dell’ozono. Quando nell’atmosfera vengono rilasciate altre sostanze provenienti da composti di origine artificiale, come appunto i CFC, l’ozono reagisce alle molecole che contengono azoto, bromo, cloro e idrogeno. L’intromissione di queste sostanze in un delicato processo di trasformazione dell’ozono, ne determina la dissolvenza. Ecco perché, malgrado la messa al bando di determinate sostanze e l’attuazione del protocollo di Montreal del 1987, il buco nell’ozonosfera ancora tarda a richiudersi e si stima che servirà un altro decennio per farlo.

L’ozono sulla terra

L’ozono si forma in maniera naturale anche negli strati più superficiali della terra. Il fenomeno al quale si assiste più spesso, e che ne causa la formazione, è la tempesta. I fulmini saturano l’ambiente di elettricità che produce la reazione che trasforma l’ossigeno in ozono. L’odore tipico che accompagna questi fenomeni atmosferici è proprio dovuto alla presenza delle molecole di O3 nell’aria. Al suolo, l’ozono perde la propria funzione protettiva e non scherma i raggi UV del sole. Invece, rappresenta un pericolo per le forme di vita di origine animale e vegetale.

Si fa una distinzione per identificare l’azione dell’ozono nella stratosfera rispetto alla terra. Qui, detto ozono troposferico, rappresenta il prodotto di reazioni chimiche determinate dalla combinazione di inquinanti prodotti dall’uomo. Tra le cause frequenti che originano l’ozono a livello superficiale ci sono gli scarichi delle auto e l’inquinamento in generale legato alle attività umane.

Va fatto notare che l’ozono è pericoloso per la salute degli esseri viventi, piante comprese, proprio per via della sua forte azione ossidativa. Per l’uomo, in particolare, si rivela dannoso perché compromette la funzionalità dell’apparato respiratorio se respirato in grandi dosi.

Come funziona l’ozonizzatore

Gli ozonizzatori più venduti sono quelli industriali. Realizzati per produrre quantità di ozono tali da poter svolgere l’azione biocida mirata. Nella maggior parte dei casi la produzione avviene facendo passare un flusso di ossigeno o di aria attraverso un generatore di ozono che lavora ad alta pressione e in specifiche condizioni chimico/fisiche dell’ambiente.

La produzione di ozono tale da riuscire a sanificare l’ambiente deve avvenire in determinate condizioni e le quantità prodotte devono essere tali da rendere efficace l’azione del generatore. Per questo gli ambiti di utilizzo di questo gas si riducono a quelli industriali.

Per l’uso domestico rimangono grandi perplessità. Da una parte la sua efficacia non è comprovata nelle minime dosi prodotte dai dispositivi domestici. Eppure, malgrado la quantità ridotta prodotta da un ozonizzatore di piccole dimensioni, è molto alto il rischio cui ci si espone se non si è in grado di usarlo alla perfezione.

Perché produrre ozono

Con gli studi del chimico tedesco Christian Friedrich Schönbein nel 1840, si scoprì l’impressionante potere ossidativo dell’ozono. L’ossidazione è la diretta responsabile della disgregazione molecolare di alcuni batteri e viene impiegato per la sanificazione degli ambienti in cui si possono annidare virus e altri microrganismi pericolosi. Per esempio, si produce ozono per purificare l’acqua dalla presenza del batterio della legionella che infesta le acque stagnanti e che si rivela molto pericoloso per l’uomo.

Il suo potere ossidativo è superiore persino a quello del cloro che è tra le sostanze più usate per sanificare l’acqua e le superfici. Disperso nell’ambiente in forma di gas, l’ozono è in grado di inattivare numerosi composti organici, come benzene, fenoli, trialometani, pesticidi, e anche inorganici come cianuri, solfiti o nitriti. Il suo effetto ossidativo si riscontra anche sui metalli e altri minerali. La sua azione si registra anche sulle biomolecole, con effetti importanti nella struttura del DNA degli organismi investiti dall’azione dei radicali liberi derivanti dall’ozono.

Questi aspetti che apparvero chiari immediatamente durante gli studi su questa molecola, sono stati sfruttati nell’industria agroindustriale. Infatti il potere dell’ozono è di essere un potente battericida, fungicida e inattivante dei virus. Il suo impiego spazia dalla produzione di acqua potabile fino alla disinfestazione degli ambienti in cui vengono processati o conservati gli alimenti durante la loro lavorazione. 

Per esempio, si usa nelle celle in cui viene conservato il formaggio durante la stagionatura. Studi provano che la sua azione è efficace sui lieviti e i funghi presenti nell’aria ma non altera la flora di spore che popolano la superficie del formaggio e che concorrono a renderlo così saporito.