Producción cerámica y superficies antibacterianas: cómo funcionan y posibles innovaciones

Como ya sabemos, los azulejos, ya sean para suelo o revestimiento de paredes, vienen condicionados por importantes aspectos técnicos y estéticos que hacen de ellos un producto único, difícil de comparar a otra categoría de materiales: son resistentes a la abrasión, pisadas, el paso del tiempo, productos químicos y factores naturales. Solo por mencionar algunas de las características más relevantes.

Además de estas propiedades, la higiene y la limpieza son seguramente otros dos aspectos diferenciadores respecto al resto de productos competidores. Por un lado, es bien conocido que la naturaleza higiénica y no tóxica son características inherentes del azulejo, pero también es cierto que la innovación tecnológica e ingeniería de materiales han permitido mejorar a lo largo del tiempo sus características químicas, físicas y mecánicas.

Debido también a los recientes acontecimientos que han provocado un fuerte incremento en las medidas de protección en materia de salud e higiene, el sector cerámico, que por algún tiempo ha estado ofreciendo al mercado superficies con “propiedades antibacterianas”, está trabajando fuertemente para situar a los productos antibacterianos en lo alto de su lista de prioridades.

Las superficies cerámicas, ya sean para suelos, cocinas o mesas, son potencialmente más vulnerables a ataques contaminantes, ya que se encuentran diariamente en contacto con agentes externos que pueden comprometer su desempeño.

Dicho esto, ¿qué son las superficies antibacterianas? ¿Cómo funcionan? ¿Qué tipo de características deben tener para que se denominen de esta manera?

Sustancias y terminología

En general, un azulejo puede definirse como “antibacteriano” cuando es capaz de neutralizar el crecimiento de microbios y bacterias gracias al uso de sustancias específicas que pueden ser añadidas en el bizcocho o sobre este.

¿Cuáles son estos elementos?

Los materiales antibacterianos, para ser consideradores como tales, implican el uso de principios activos basados en iones de plata o metales específicos, entre los cuales el dióxido de titanio es sin duda el más popular. Actualmente existen varios ejemplos, pero queremos centrarnos en las dos líneas principales.

PLATA: UN POCO DE HISTORIA Y CURIOSIDADES

Las propiedades antimicrobianas de la plata son bien conocidas desde tiempos ancestrales, siendo utilizada en muchos sectores del cuidado de la salud para prevenir enfermedades y contaminaciones. En este sentido, después del descubrimiento y uso de los antibióticos, su uso como agente microbiano ha decrecido drásticamente. Sin embargo, la presencia de nuevas cepas persistentes y particularmente reincidentes ha llevado a renovar el interés por esta sustancia y sus propiedades distintivas.

Gracias a los descubrimientos de la ciencia moderna, junto a los avances tecnológicos (como el uso de isótopos radioactivos y microscopios electrónicos), se ha conseguido profundizar en el tema analizando más minuciosamente los efectos de la plata como sustancia antibacteriana.

Las teorías son muchas, pero todas tienen un denominador común: la plata se introduce dentro de las células, dañándolas a través de las proteínas de las membranas que, entre otras funciones, son capaces de transportar moléculas a través de las membranas mediante los poros, canales iónicos o portadores específicos.

En cualquier caso, para llevar a cabo su función antibacteriana, la plata debe encontrarse en estado iónico, como nitrato de plata o nano partículas.

DIÓXIDO DE TITANIO (TiO₂)

El dióxido de titanio es un compuesto químico en forma de polvo incoloro que tiende a blanco cristalino. De forma natural está en 5 formas diferentes y se utiliza en gran variedad de campos: pigmentos para pinturas, compuestos para plásticos, tintes para cosméticos, cemento para la construcción, etc.

Al restringir su uso a nuestro campo de interés, es importante resaltar que estamos hablando de un catalizador capaz de degradar por oxidación muchos compuestos orgánicos. Esto quiere decir que al utilizar dióxido de titanio es posible producir materiales capaces de –mediante la acción de la luz solar– destruir compuestos orgánicos presentes en la superficie. Esta característica permite allanar el camino para desarrollar materiales con propiedades de autolimpieza.

En cuanto a terminología, el vocabulario es amplísimo y las palabras utilizadas, aunque aparentemente similares, definen con diferentes matices los niveles de actuación.

Los términos mas relevantes:

• Antibacteriano: Sustancia que mata o previene la proliferación de bacterias. Este termino es diferente a antimicrobiano, que actúa contra varios tipos de microorganismos.
• Bactericida: Un bactericida es un agente capaz de matar bacterias. Este puede ser de naturaleza física (como el calor, las radiaciones electromagnéticas o los ultrasonidos) o de naturaleza química. Estos últimos a su vez pueden ser inorgánicos (ácidos, álcalis, halógenos y oxidantes) u orgánicos (alcohol, aldehídos, fenoles y tensioactivos). Estos actúan desnaturalizando las proteínas de las bacterias o rompiendo las barreras celulares por tensión mecánica, resultando de esta manera en la muerte de los microorganismos.
• Bacteriostático: Se puede clasificar como agente bacteriostático cualquier tipo de agente físico o químico capaz parcial o totalmente de inhibir la reproducción bacteriana. A diferencia de los bactericidas (a menudo utilizados como sinónimo de bacteriostáticos), estos no causan la muerte de las bacterias, sino que actúan únicamente previniendo su reproducción.

Regulaciones y BPR (Biocidal Products Regulation)

Una superficie cerámica puede certificarse como antibacteriana solo después de someterse a estrictos tests de laboratorio que prueben su capacidad para reducir el 99,9 % de las cepas que podemos encontrar en el ambiente, responsables de los tipos de infecciones más agresivas:

1. Staphylococcus Aureus
2. Enterococcus Faecalis
3. Escherichia Coli
4. Pseudomonas Aeruginosa

Claramente el porcentaje requerido es extremadamente alto y no es posible asegurar un 100 % de efecto antibacteriano. Esta es la razón por la cual, de hecho, el umbral de eficiencia establecido por los investigadores es aproximadamente del 90 %. Si la comunidad científica detecta un porcentaje menor, el producto no puede definirse como antibacteriano.

A parte de esto, existen, en términos generales, regulaciones muy estrictas a nivel de la UE manejadas por la Biocidal Products Regulation que supervisan la comercialización de todos estos productos destinados a la protección contra parásitos y bacterias –por la acción de sus principios activos– a humanos, animales o materiales. La normativa ha sido establecida con el objetivo de incrementar el sistema de gobernanza, para asegurar que el riesgo potencial de los efectos dañinos provocados por biocidas se encuentre en equilibrio con los beneficios esperados.

Todos los biocidas necesitan autorización antes de ser introducidos en el mercado y el consentimiento depende de la aprobación de todos los principios activos (como la plata) contenidos en el biocida. La aprobación de los principios activos debe establecerse a nivel europeo y la consiguiente autorización para biocidas a nivel de los estados miembros.

La normativa BPR establece finalmente las normas respecto a la utilización de productos tratados con (o que contienen intencionadamente) uno o más biocidas.

En este contexto, que podría generar confusión en cuanto a nombres y terminología, queda claro que una superficie puede definirse como antibacteriana únicamente tras haber pasado una larga serie de tests regulatorios.

Proceso de producción cerámica y sus aplicaciones

Actualmente nos encontramos frente a un escenario cambiante y muchas aplicaciones están todavía bajo consideración.

Con el objetivo de simplificar podríamos identificar 2 posibles opciones: incluir la protección antibacteriana dentro del bizcocho o en su capa de protección final.

Dependiendo de la fase del proceso y sin excluir otra metodología, en general, se podría proceder de la manera siguiente:

APLICACIONES PREVIAS AL PROCESO DE COCCIÓN (DENTRO DEL BIZCOCHO)

• Vehículo para el interior del esmalte (por aplicación en espray)
• Vehículo para el interior de las tintas (por aplicación digital)
• Vehículo para colas para granilla

APLICACIONES DESPUÉS DEL PROCESO DE COCCIÓN (EN LA CAPA DE PROTECCIÓN FINAL DEL PRODUCTO)

• Aditivación de los principios activos del producto para tratamiento final de superficies

Campos de aplicación y duración de los tratamientos

Podría parecer obvio, pero es importante subrayar que todos estos tratamientos pueden ser potencialmente aplicados en cualquier tipo de superficies, independientemente de que sean para uso doméstico o comercial. Los beneficios son evidentes en ambos casos.

Sin embargo, debe tenerse en cuenta que un producto cerámico antibacteriano (o “con propiedades antibacterianas”) no puede garantizar una resistencia total a las infecciones (100 %). Esto significa que incluso estas superficies necesitan un mantenimiento periódico mediante el uso de desinfectantes y detergentes generalmente disponibles en el mercado.

La vida útil de las propiedades antibacterianas en las superficies puede cambiar de acuerdo con diferentes factores. Si bien es correcto que después de la aplicación/tratamiento la liberación continuada de bactericidas proporciona una protección continua al material (independientemente de si la acción se lleva a cabo gracias a un proceso fotocatalítico o sin la utilización de una fuente de luz), también es cierto que otras alternativas parecen ser más prometedoras que otras. En algunos casos, de hecho, podría ser necesario un nuevo tratamiento y esta situación podría atribuirse al tipo de aplicación escogida. De cualquier forma, como hemos mencionado anteriormente, nos encontramos en una fase de desarrollo y no es posible poner un punto final todavía.

El sector cerámico, de hecho, todavía está buscando nuevas respuestas, invirtiendo en investigación y desarrollo, consolidando lo conseguido hasta la actualidad y abriendo nuevos caminos que se encuentran actualmente en fases tempranas de exploración.

Para información futura e innovaciones te invitamos a que nos contactes a través de Zschimmer & Schwarz España.

Lee el artículo original publicado por Zschimmer & Schwarz Ceramco