La llum ultraviolada té una llarga història com a desinfectant i el virus SARS-CoV-2, que causa la COVID-19, es fa fàcilment inofensiu per la llum UV. La qüestió és la millor manera d'aprofitar la llum UV per combatre la propagació del virus i protegir la salut humana a mesura que les persones treballen, estudien i compren a l'interior.
El virus s'estén de diverses maneres. La principal via de transmissió és a través del contacte persona a persona a través d'aerosols i gotetes emeses quan una persona infectada respira, parla, ment o tos. El virus també es pot transmetre quan les persones toquen la cara poc després de tocar superfícies que han estat contaminades per individus infectats. Això és de particular preocupació en entorns de salut, espais comercials on la gent toca amb freqüència comptadors i mercaderies, i en autobusos, trens i avions.
Com a enginyer ambiental que estudia la llum UV, he observat que la UV es pot utilitzar per reduir el risc de transmissió a través d'ambdues rutes. Les llums UV poden ser components de màquines mòbils, ja siguin robòtiques o controlades per humans, que desinfecten superfícies. També es poden incorporar en sistemes de calefacció, ventilació i aire condicionat o col·lacions dins dels fluxos d'aire per desinfectar l'aire interior. No obstant això, els portals UV destinats a desinfectar les persones a mesura que entren en espais interiors són probablement ineficaços i potencialment perillosos.
Què és la llum ultraviolada?
La radiació electromagnètica, que inclou ones de ràdio, llum visible i raigs X, es mesura en nanòmetres, o milionèsimes d'un mil·límetre. La irradiació UV consisteix en longituds d'ona d'entre 100 i 400 nanòmetres, que es troba just més enllà de la porció violeta de l'espectre lumínic visible i són invisibles per a l'ull humà. La UV es divideix en les regions UV-A, UV-B i UV-C, que són 315-400 nanòmetres, 280-315 nanòmetres i 200-280 nanòmetres, respectivament.
La capa d'ozó a l'atmosfera filtra longituds d'ona UV per sota de 300 nanòmetres, que bloqueja UV-C del sol abans que arribi a la superfície de la Terra. Penso en uv-A com el rang de sol i UV-B com el rang de crema solar. Dosis prou altes d'UV-B pot causar lesions cutànies i càncer de pell.
UV-C conté les longituds d'ona més eficaces per matar patògens. UV-C també és perillós per als ulls i la pell. Les fonts de llum UV artificials dissenyades per a la desinfecció emeten llum dins de la gamma UV-C o un ampli espectre que inclou UV-C.
Com la UV mata els patògens
Els fotons UV d'entre 200 i 300 nanòmetres són absorbits de manera bastant eficient pels àcids nucleics que constitueixen l'ADN i l'ARN, i els fotons per sota de 240 nanòmetres també són ben absorbits per proteïnes. Aquestes biomolècules essencials estan danyades per l'energia absorbida, fent que el material genètic dins d'una partícula de virus o microorganisme no pugui replicar o causar una infecció, inactivant el patogen.
Normalment pren una dosi molt baixa de llum UV en aquest rang germicidal per inactivar un patogen. La dosi UV ve determinada per la intensitat de la font de llum i la durada de l'exposició. Per a una dosi determinada requerida, les fonts d'intensitat més altes requereixen temps d'exposició més curts, mentre que les fonts d'intensitat més baixes requereixen temps d'exposició més llargs.
Posar la UV a treballar
La desinfecció UV, que pot ser realitzada per robots com aquest, redueix les infeccions adquirides als hospitals. Marcy Sanchez / William Beaumont Army Medical Center Oficina d'Afers Públics
Hi ha un mercat establert per a dispositius de desinfecció UV. Els hospitals fa anys que utilitzen robots que emeten llum UV-C per desinfectar sales de pacients, quiròfans i altres zones on la infecció bacteriana es pot propagar. Aquests robots, que inclouen Tru-D i Xenex, entren en habitacions buides entre pacients i passegen per emetre remotament irradiació UV d'alta potència per desinfectar superfícies. La llum UV també s'utilitza per desinfectar instruments mèdics en caixes especials d'exposició UV.
La UV s'està utilitzant o provant per a la desinfecció d'autobusos, trens i avions. Després del seu ús, robots UV o màquines controlades per humans dissenyades per cabre en vehicles o avions es mouen a través i desinfecten superfícies a les que la llum pot arribar. Les empreses també estan considerant la tecnologia per a la desinfecció de magatzems i espais comercials.
L'Autoritat metropolitana de trànsit de Nova York (MTA) està provant l'ús de llum ultraviolada per desinfectar els cotxes de metro fora de servei. MTA, CC BY-SA
També és possible utilitzar la UV per desinfectar l'aire. Espais interiors com escoles, restaurants i comerços que tenen algun flux d'aire poden instal·lar làmpades UV-C per sobre i dirigides al sostre per desinfectar l'aire a mesura que circula. De la mateixa manera, els sistemes de climatització poden contenir fonts de llum UV per desinfectar l'aire mentre viatja a través de treballs de conductes. Les companyies aèries també podrien utilitzar la tecnologia UV per desinfectar aire en avions, o utilitzar llums UV en banys entre usos.
Lluny UV-C - segur per als éssers humans?
Imagineu si tothom podria caminar contínuament envoltat de llum UV-C. Mataria qualsevol virus aerosolitzat que entrés a la zona UV que t'envoltava o que sortís del nas o la boca si t'infectessin i deixessin anar el virus. La llum també desinfecta la pell abans que la mà toqués la cara. Aquest escenari podria ser possible tecnològicament algun dia aviat, però els riscos per a la salut són una preocupació important.
A mesura que la longitud d'ona UV disminueix, la capacitat dels fotons per penetrar en la pell disminueix. Aquests fotons de longitud d'ona més curta s'absorbeixen a la capa superior de la pell, el que minimitza el dany de l'ADN a les cèl·lules de la pell que divideixen activament a continuació. En longituds d'ona per sota de 225 nanòmetres – la regió de far UV-C – UV sembla ser segur per a l'exposició a la pell en dosis per sota dels nivells d'exposició definits pel Comitè Internacional sobre protecció radiològica no ionitzant.
La investigació està confirmant aquests números utilitzant models de ratolí. No obstant això, menys se sap sobre l'exposició als ulls i la pell lesionada en aquestes longituds d'ona UV-C llunyanes i les persones han d'evitar l'exposició directa per sobre dels límits segurs.
La promesa de Far UV-C per desinfectar de forma segura patògens obre moltes possibilitats per a aplicacions UV. També ha donat lloc a alguns usos prematurs i potencialment arriscats.
Algunes empreses estan instal·lant portals UV que irradien les persones mentre passegen. Si bé aquest dispositiu pot no causar molt dany o dany a la pell en els pocs segons caminant pel portal, la dosi baixa lliurada i potencial per desinfectar la roba també probablement no seria eficaç per derivar qualsevol transmissió de virus.
[Coneixement profund, diari. Registra't al butlletí de notícies de The Conversation.]
El més important, la seguretat ocular i l'exposició a llarg termini no han estat ben estudiats, i aquest tipus de dispositius han de ser regulats i validats per a l'eficàcia abans de ser utilitzats en entorns públics. També s'ha d'entendre l'impacte de l'exposició continuada a la irradiació germicida en el microbioma ambiental global.
A mesura que més estudis sobre la UV-C llunyana adonen que l'exposició a la pell humana no és perillosa i si els estudis sobre l'exposició ocular no mostren cap dany, és possible que els sistemes de llum Far UV-C validats instal·lats en llocs públics puguin donar suport als intents de control de la transmissió de virus per al SARS-CoV-2 i altres possibles patògens virals aerotransportats, avui i en el futur.
